三、实验探究题(每空3分,共21分)
15. 核心素养 科学态度与责任「2024广西中考，★★」小明用标有“2.5 V”字样的小灯泡做“测量小灯泡的电功率”实验,设计了如图甲所示的电路图。

(1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于(选填“a”或“b”)端,闭合开关后,发现小灯泡不亮,则电路故障可能是滑动变阻器(选填“短路”或“断路”)。
(2)排除故障后,某次实验电压表的示数如图乙所示,为V;小明测得多组数据,并画出如图丙所示的图像,由图像可知小灯泡正常发光时的电阻为Ω,小灯泡的额定功率为W。

(3)图丙的图像是一条曲线的原因是小灯泡的电阻随温度升高而(选填“增大”或“减小”)。
(4)受到上述实验的启发,为测量高温物体的温度,小明将图甲电路改装成一个简易的温度传感器。思路如下:将图甲中的小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝,选择图中一个电表改装为温度显示仪。你建议他选哪个电表?请说明理由(从电表的示数随待测物体的温度变化关系进行阐述)。答:。

15.答案 (1)b 断路 (2)1.2 6.25 1 (3)增大 (4)见解析
解析 (1)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片置于阻值最大处,即b端;闭合开关后,发现小灯泡不亮,可能是电路中出现断路或小灯泡、电压表短路,则可能是滑动变阻器断路;(2)电压表选择小量程,分度值为0.1 V,所以电压表示数为1.2 V;由图丙可知,当小灯泡两端电压为2.5 V时,其正常发光,通过的电流为0.4 A,则小灯泡正常发光时的电阻为R_L=U_L/I_L=2.5 V/0.4 A=6.25 Ω;小灯泡的额定功率为P_L=U_L I_L=2.5 V×0.4 A=1 W;(3)图丙中,当灯泡两端电压变大时,通过灯泡的电流也变大,则灯泡的功率变大,灯丝温度升高,通过计算对应电阻可知,灯泡的电阻随温度的升高而增大;(4)温度越高,电阻丝的电阻越大,根据串联电路的分压规律可知,电阻丝两端的电压越大,电压表示数越大,因此选择电压表改装为温度显示仪。

【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电功率”实验展开，解题思路如下：
1. 滑动变阻器操作与故障分析：闭合开关前，滑片需置于阻值最大处保护电路；小灯泡不亮时，若滑动变阻器短路则电路通路灯亮，断路则电路断开灯不亮，据此判断故障。
2. 电压表读数与额定参数计算：先确定电压表量程和分度值读数；额定状态下，从图像找到额定电压对应的电流，用R=U/I算电阻，P=UI算额定功率。
3. I-U图像为曲线的原因：灯丝电阻随温度变化，电压升高时电流变大，功率变大导致温度升高，电阻增大，故图像为曲线。
4. 温度传感器改装：电阻丝与灯丝同种材料，温度越高电阻越大，结合串联分压规律，分析电表选择。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器需调至最大阻值处，由图甲可知滑片置于b端时接入电阻最大；闭合开关后，若滑动变阻器短路电路为通路，小灯泡会发光；若滑动变阻器断路则整个电路断开，小灯泡不亮，故故障为滑动变阻器断路。
(2) 电压表选用0~3V量程，分度值为0.1V，示数为1.2V；小灯泡正常发光时电压为额定电压2.5V，由图丙可知此时电流为0.4A，根据公式R=U/I，正常发光时电阻R=2.5V/0.4A=6.25Ω；额定功率P=UI=2.5V×0.4A=1W。
(3) 小灯泡两端电压增大时，电流增大，实际功率P=UI增大，灯丝温度升高，对应电压下的电阻计算可知，电阻随温度升高而增大，故I-U图像为曲线。
(4) 将小灯泡换成与灯丝同种材料的电阻丝，温度越高，电阻丝的电阻越大；根据串联电路分压规律，电阻越大其两端电压越大，电压表示数随温度升高而增大，适合改装为温度显示仪，故选择电压表。
【答案】
(1)b；断路 (2)1.2；6.25；1 (3)增大 (4)温度越高，电阻丝的电阻越大，根据串联电路分压规律，电阻丝两端的电压越大，电压表示数越大，因此选择电压表改装为温度显示仪。
【知识点】
滑动变阻器的使用；电功率的计算；影响电阻大小的因素
【点评】
本题是中考典型电学实验探究题，考查实验基本操作、故障分析、数据处理及知识拓展应用，注重科学探究能力和核心素养的考查，难度适中，需学生熟练掌握电学实验知识点并灵活运用。
【难度系数】
0.6