5. (2022,常德)在“测量小灯泡的电阻”实验中,有如下器材:电压表、电流表、开关、电压为6 V的电源、“3.8 V 0.4 A”的小灯泡、标有“20 Ω 1.5 A”的滑动变阻器、导线若干。
(1)甲组同学接好最后一根导线,灯泡立即发出耀眼的光并很快熄灭,则他一定是将导线接在了图17-3-4中滑动变阻器的(选填“A”或“B”)接线柱上了,此外他们还存在一个不当的实验操作:。
(2)为了保证实验安全,滑动变阻器的调节范围为~20 Ω。
(3)下表是乙组同学将图17-3-4电路连接完整后并按正确的操作测得的数据。当他们做完第1次实验后做第2次,应将滑动变阻器的滑片向(选填“A”或“B”)接线柱端移动。


(4)在乙组中小洋是负责数据分析的,他认为用表格中的数据求出小灯泡电阻的平均值为8.1 Ω,即为小灯泡电阻的测量值。请你对此做出简要的评估:。

(1)A 连接电路时没有断开开关
(2)5.5
(3)B
(4)小灯泡灯丝的电阻和温度有关,温度越高,电阻越大,灯丝电阻不是定值,所以用表格中的数据求出灯丝电阻的平均值为8.1 Ω不恰当
【解析】(1)连接好最后一根导线,小灯泡发光,说明开关是闭合状态;小灯泡发出耀眼的光,并很快熄灭,说明电流较大,此时电阻较小,即滑动变阻器的电阻较小,题图中,滑片在A接线柱端时,滑动变阻器接入电路中的阻值为0,接通电路后电流过大。
(2)小灯泡的额定电流是0.4 A,即为电路中的最大电流,此时滑动变阻器的电阻应为 $R=\frac{U-U_L}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}-3.8\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=5.5\ \Omega$。
(3)电路的正确连接方式,应将滑动变阻器的B接线柱与开关的右接线柱相连,观察数据表格,第二次的电流比第一次大,说明电路中电阻减小,滑动变阻器的滑片向B接线柱端移动。
(4)当小灯泡的电压变化时,灯丝的温度发生变化,灯丝的电阻也随之变化,所以三次实验中的电阻是不同的,求平均值没有意义。

【分析】
本题围绕“测量小灯泡的电阻”实验展开，需结合电路连接规范、欧姆定律、灯丝电阻特性等知识逐一分析：
(1) 灯泡立即发光说明连接电路时开关未断开；耀眼光说明电流过大，滑动变阻器接入电阻过小，由此判断接线柱和不当操作。
(2) 电路最大电流为灯泡额定电流，根据串联电路电压规律和欧姆定律计算滑动变阻器最小阻值。
(3) 电流变大说明总电阻减小，滑动变阻器接入电阻需减小，结合接线判断滑片移动方向。
(4) 灯丝电阻随温度变化，不同电压下温度不同，电阻不同，不能求平均值。
【解析】
(1) 接好最后一根导线灯泡立即发光，说明连接电路时开关未断开；灯泡发出耀眼的光并很快熄灭，说明电路电流过大，滑动变阻器接入电阻过小，题图中滑动变阻器接A接线柱时接入电阻最小（接近0），故导线接在A接线柱上，不当操作是连接电路时没有断开开关。
(2) 电路最大电流为小灯泡额定电流I=0.4A，此时滑动变阻器两端电压U滑=U总-U额=6V-3.8V=2.2V，根据欧姆定律，滑动变阻器最小阻值R滑小=U滑/I=2.2V/0.4A=5.5Ω，故调节范围为5.5Ω~20Ω。
(3) 第2次实验电流比第1次大，说明电路总电阻减小，滑动变阻器接入电阻需减小，因此滑片应向B接线柱端移动。
(4) 小灯泡灯丝的电阻随温度变化，温度越高电阻越大，不同电压下灯丝温度不同，电阻不同，因此不能将不同电压下的电阻求平均值作为小灯泡的电阻，该做法不恰当。
【答案】
(1) A；连接电路时没有断开开关
(2) 5.5
(3) B
(4) 小灯泡灯丝的电阻和温度有关，温度越高，电阻越大，灯丝电阻不是定值，所以用表格中的数据求出灯丝电阻的平均值为8.1Ω不恰当
【知识点】
测量小灯泡的电阻；欧姆定律的应用；影响电阻大小的因素
【点评】
本题为电学实验基础题型，考查实验操作规范、滑动变阻器调节、电阻计算及灯丝电阻特性，需学生掌握实验核心要点，区分定值电阻与小灯泡电阻的差异。
【难度系数】
0.5

6.(2023,山西)小伟在“测量定值电阻的阻值”实验中(电源电压$U$保持不变,滑动变阻器的最大阻值为$R_0$)。

图17-3-5
(1)图17-3-5甲是他连接的实验电路,其中有一根导线连接错误。请你在错误的导线上画“×”,并用笔画线表示导线画出正确的导线。
(2)电路连接正确后,闭合开关,移动滑片,当电压表示数为2.5 V时,电流表示数如图17-3-5乙所示,则被测电阻的阻值是Ω。
(3)完成测电阻实验后,小伟想,假如没有电流表,应该也能测出电阻的阻值,于是他设计了如图17-3-5丙所示的电路,请你帮助他将实验步骤补充完整。
①;
②未知电阻阻值的表达式(用已知量和所测物理量的符号表示)。
(4)利用图17-3-5甲中的器材还可以探究“电流与电压的关系”,请你帮小伟为此探究实验设计一个记录实验数据的表格。

(1)
(2)5
(3)①将滑片调至滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,记下电压表示数 $U_x$
②$R_x=\frac{U_x}{U-U_x}R_0$
(4)

【解析】(1)在“测量定值电阻的电阻”实验中待测定值电阻、滑动变阻器和电流表要串联,电压表要并联在待测定值电阻两端,故正确电路如图答17-3-5所示。
(2)由题图可知,电流表读数为0.5 A,被测定值电阻的电阻 $R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。
(3)利用题图丙测未知定值电阻的电阻,需要借助滑动变阻器的最大值和最小值,当滑动变阻器调至阻值最小时,只有未知定值电阻接入电路,此时电压表的示数为电源电压 $U$,故需要补充实验步骤为:①将滑片调至滑动变阻器阻值最大处,闭合开关,记下电压表示数 $U_x$。当滑动变阻器调至阻值最大处时,滑动变阻器的电压 $U_{\mathrm{滑}}=U-U_x$,通过 $R_x$ 的电流等于滑动变阻器的电流,有 $I_x=I_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{R_0}=\frac{U-U_x}{R_0}$,则未知定值电阻的电阻 $R_x=\frac{U_x}{I_x}=\frac{U_x}{\frac{U-U_x}{R_0}}=\frac{U_x}{U-U_x}R_0$。
(4)探究“电流与电压的关系”,要保持电阻不变,改变滑动变阻器接入电路的电阻,从而改变电路中的电流,改变定值电阻两端的电压,故实验过程中要测量多组电压值和电流值,寻找普遍规律。

【分析】
本题围绕“测量定值电阻的阻值”实验展开，分四个小问题：①修正电路连接：伏安法测电阻需电流表串联、电压表并联待测电阻，据此找出错误连线改正；②计算待测电阻：利用欧姆定律，读取电流表示数结合已知电压计算；③缺电流表测电阻：利用串联电路电流相等，结合滑动变阻器最大阻值和电源电压推导表达式；④设计探究电流与电压关系的表格：控制电阻不变，记录多组电压、电流数据。
【解析】
(1) 伏安法测电阻时，电压表应并联在待测电阻$R_x$两端，甲图中电压表连接错误，将错误导线画“×”后，正确连线为电压表并联在$R_x$两端（对应参考答案的正确电路）。
(2) 电流表选用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.5A；根据欧姆定律$R_x=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。
(3) 实验步骤：①将滑片调至滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，记下电压表示数$U_x$；②当滑动变阻器阻值最大时，其两端电压为$U-U_x$，串联电路电流相等，电路电流$I=\frac{U-U_x}{R_0}$，则$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{U_x}{\frac{U-U_x}{R_0}}=\frac{U_x}{U-U_x}R_0$。
(4) 探究电流与电压的关系时，需保持电阻不变，改变定值电阻两端电压，记录多组电压、电流值，表格如下：
| 实验次数 | 电阻$R/\Omega$ | 电压$U/V$ | 电流$I/A$ |
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | （定值） | | |
| 2 | （定值） | | |
| 3 | （定值） | | |
【答案】
(1)
(2) 5
(3) ①将滑片调至滑动变阻器阻值最大处，闭合开关，记下电压表示数$U_x$；②$R_x=\frac{U_x}{U-U_x}R_0$
(4)
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、探究电流与电压的关系
【点评】
本题为中考电学综合实验题，涵盖电路修正、电阻计算、特殊方法测电阻、探究电流与电压的关系，考查学生实验操作、分析推导及表格设计能力，是电学核心考点的综合应用。
【难度系数】
0.6