1. 在测量未知电阻$R_x$阻值的实验中,小明连接了部分实验电路,如图甲所示.

(1)测量电阻的实验原理是________.
请你用笔画线代替导线将图甲实验电路连接完整.(要求:闭合开关,滑动变阻器的滑片向A端移动时,电流表示数变大,且电流表接小测量范围)
(2)连接电路时,开关应处于________状态.闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于________(选填“A”或“B”)端.
(3)闭合开关后,发现电流表无示数,电压表有示数,且接近电源电压,若电路中只有一处故障,则故障原因可能是________.
(4)排除故障后,闭合开关,通过改变滑动变阻器滑片的位置,小明获得下表所示的实验数据.在第2次实验中,电压表的示数如图乙所示,读数为________V.根据表格中的数据,小明计算出$R_x$的阻值为________Ω(计算结果保留1位小数).

(5)该实验中多次测量了电压及电流的值,其目的是________.

(1)$R=\frac{U}{I}$，电路连接如
(2)断开 B
(3)电阻$R_x$断路
(4)1.5 5.1
(5)减小实验误差

【分析】
1. 第(1)问：测量电阻的实验原理是欧姆定律变形公式$R=\frac{U}{I}$；连接电路时，需明确电流表已选0~0.6A小量程，电压表并联在待测电阻$R_x$两端，滑动变阻器按“一上一下”接线，根据“滑片向A端移动电流变大”要求，确定滑动变阻器下接线柱接A端。
2. 第(2)问：连接电路和闭合开关前，为保护电路，开关需断开，滑动变阻器滑片置于最大阻值端。
3. 第(3)问：电流表无示数说明电路断路，电压表有示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，故障为$R_x$断路。
4. 第(4)问：电压表读数需先确定量程和分度值，再读数；$R_x$阻值通过多次测量求平均值得到。
5. 第(5)问：测定值电阻阻值时，多次测量的目的是减小实验误差。
【解析】
(1) 测量未知电阻的实验原理是$R=\frac{U}{I}$；电路连接：电流表已选0~0.6A小量程，电压表并联在$R_x$两端（选0~3V量程）；滑动变阻器“一上一下”接线，因滑片向A端移动电流变大（接入电阻变小），故滑动变阻器下接线柱接A端，上接线柱任选，电压表正接线柱接$R_x$高电位端、负接线柱接低电位端。
(2) 连接电路时，为保护电路，开关应处于断开状态；闭合开关前，滑动变阻器滑片需置于最大阻值处，本题滑动变阻器下接线柱接A端，故滑片置于B端。
(3) 电流表无示数说明电路断路，电压表有示数且接近电源电压，说明电压表串联在电路中测电源电压，故障为电阻$R_x$断路。
(4) 电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，读数为1.5V；根据实验数据计算$R_x$阻值，多次测量取平均值后结果为5.1Ω。
(5) 本实验中$R_x$为定值电阻，多次测量电压、电流值并计算电阻的平均值，目的是减小实验误差。
【答案】
(1)$R=\frac{U}{I}$，电路连接如；(2)断开；B；(3)电阻$R_x$断路；(4)1.5；5.1；(5)减小实验误差
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电路故障分析
【点评】
本题是初中电学核心实验——伏安法测电阻的典型考题，全面考查实验原理、电路连接、操作规范、故障判断、数据处理及实验目的，知识点基础且全面，是电学实验的核心考点。
【难度系数】
0.6

2. 小吴同学准备测量一个标有2.5 V的小灯泡正常发光时的电阻. 找来的器材有:三节新干电池、电流表、电压表、滑动变阻器(20 Ω 1 A)、开关、导线若干.

(1)请用笔画线代替导线将图甲中的电路补充完整.
(2)连接好电路后闭合开关 S,发现电流表指针偏转,电压表指针几乎没有偏转.假设电路只有一处故障,出现这一现象的原因是（选填“小灯泡短路”或“小灯泡断路”）.
(3)排除故障后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,记录数据如表所示,当电压表的示数为2.5 V时,电流表示数如图乙所示,则小灯泡正常发光时的电流为A,小灯泡正常发光时的电阻为Ω(计算结果保留两位小数).

| 实验次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 电压 U/V | 0.5 | | 1.5 | 2.0 | 2.5 |
| 电流 I/A | 0.18 | 0.30 | 0.38 | 0.44 | |
(4)根据上表记录的实验数据,通过分析可知,小灯泡的电阻随温度的升高而（选填“增大”“不变”或“减小”）.
【变式】在分析实验数据时,为了减小误差,他将多次测量后算出的电阻值取平均值作为小灯泡的电阻.你认为他的做法（选填“合理”或“不合理”）,理由是.

(1)电路连接如
(2)小灯泡短路
(3)0.36 6.94
(4)增大
【变式】不合理 灯丝的电阻随温度的升高而增大

【分析】
本题为伏安法测小灯泡电阻的实验题，解题思路如下：(1)连接电路时，电压表需并联在小灯泡两端，结合小灯泡额定电压选择量程补充电路；(2)根据电流表偏转判断电路通路，结合电压表无示数分析故障；(3)读取电流表示数后，利用欧姆定律计算正常发光时的电阻；(4)通过计算不同电压下的电阻，分析电阻与温度的关系；变式需明确小灯泡电阻的特性，判断取平均值的合理性。
【解析】
(1) 测小灯泡电阻时，电压表应并联在小灯泡两端，小灯泡额定电压为2.5V，故电压表选0~3V量程，将电压表的“3”接线柱与小灯泡的右接线柱连接，完成电路补充；
(2) 闭合开关后，电流表指针偏转说明电路为通路，电压表几乎无示数，说明电压表并联部分短路，即小灯泡短路（若小灯泡断路，电流表无示数，不符合题意）；
(3) 电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，示数为0.36A；小灯泡正常发光时电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5V}{0.36A}\approx6.94Ω$；
(4) 计算各次实验电阻：第1次$R_1=\frac{0.5V}{0.18A}\approx2.78Ω$，第4次$R_4=\frac{2.0V}{0.44A}\approx4.55Ω$，第5次$R_5\approx6.94Ω$，可见电压越高（灯丝温度越高），电阻越大，故小灯泡电阻随温度升高而增大；
【变式】 小灯泡的电阻随温度变化，不是定值，多次测量取平均值是为减小定值电阻的测量误差，对小灯泡电阻测量无意义，因此做法不合理，理由是灯丝的电阻随温度的升高而增大。
【答案】
(1) 电路连接如
(2) 小灯泡短路
(3) 0.36；6.94
(4) 增大
【变式】不合理；灯丝的电阻随温度的升高而增大
【知识点】
伏安法测电阻、电路故障分析、影响电阻的因素
【点评】
本题综合考查伏安法测小灯泡电阻的实验操作、故障判断、数据处理及实验评估，核心是理解灯丝电阻随温度变化的特性，易错点为混淆定值电阻与小灯泡电阻的测量目的，需明确两者的区别。
【难度系数】
0.6