题目性质：自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题，非真题原文，未取自任何题库、教辅或试卷；解析与采分点为教研整理，非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
两个「为什么」先想清：①分压接法——本实验要求电压从 0 开始连续调到额定电压，限流接法无法让灯泡两端电压从零起调，故滑动变阻器必须接成分压式；②电流表外接——小灯泡正常工作时电阻较小（几欧到十几欧），与电流表内阻可比，而电压表内阻远大于它，采用电流表外接（电压表直接并在灯泡两端）时电压表分流很小，误差更小。
曲线弯曲的物理原因：灯丝电阻随温度升高而增大，电压越大、电流越大、温度越高、电阻越大，所以 I 随 U 增长得越来越慢，I-U 图线向下弯（斜率 1/R 逐渐减小），不是直线。下面数据为自编。
二、题目呈现
题设（自编）
用「3.8 V、0.3 A」小灯泡、直流电源（6 V）、电压表、电流表、滑动变阻器、开关与导线做实验。按分压式接法、电流表外接，测得数据如下：
U/V：0.00 0.50 1.00 2.00 3.00 3.80
I/A：0.000 0.080 0.120 0.180 0.225 0.250
(1) 说明滑动变阻器为何采用分压接法、电流表为何采用外接法，并写出闭合开关前滑片应置的位置及理由。
(2) 计算各电压下灯丝电阻 R=U/I（U=0 除外），说明 R 随电压的变化规律及原因；在 I-U 图上描点，说明图线形状。
(3) 由数据求灯泡在 3.80 V 时的实际功率，并与铭牌标称功率比较；说明 U=0 那一点为什么必须测。
(4) 指出下列操作/误差的影响：① 误用限流接法；② 电流表内接；③ 电压表读数偏大（系统）；④ 只测到 3.00 V 就停止。
三、分步解析
(1) 电路选择 分压接法：分压式中灯泡与变阻器一部分并联，滑片移到最下端时灯泡两端电压可为 0，且能连续平滑调到 3.8 V 乃至略高；限流式中灯泡与变阻器串联，灯泡电压最小也只能接近 E·R灯/(R灯+R变最大)，无法从零起调，也就测不到曲线起始段。电流表外接：灯泡冷态/正常电阻约几欧至十几欧，属小电阻；外接法（电压表直接并灯泡两端，电流表测的是灯泡与电压表的总电流）中电压表内阻很大、分流极小，误差小；若内接，电流表分压 RA 与灯泡电阻可比，电压读数明显偏大，算得 R 偏大。闭合开关前滑片应置于使灯泡两端电压为零的位置（分压式中即滑片移到与灯泡并联那部分电阻为零的一端），理由是防止合闸瞬间灯泡承受过高电压而烧坏，同时保护电表。
(2) 数据与曲线 R = U/I：U=0.50→6.25 Ω；1.00→8.33 Ω；2.00→11.11 Ω；3.00→13.33 Ω；3.80→15.20 Ω。规律：R 随电压（电流）增大而明显增大，从 6.25 Ω 升到 15.20 Ω，约 2.4 倍。原因：灯丝（钨丝）电阻率随温度升高而增大；电压升高 → 电流增大 → 功率与温度上升 → 电阻变大。因此 I-U 图线不是过原点的直线，而是一条斜率逐渐减小、向下弯曲的曲线（斜率 ≈ 1/R，R 变大则斜率变小）。冷态电阻远小于正常工作电阻，这也是白炽灯开灯瞬间电流冲击大、灯丝易断的原因。注意：原点 (0,0) 也在曲线上，但它是「未通电」状态，不与「电阻不变」等价。
(3) 功率与零点 3.80 V 时 I = 0.250 A，实际功率 P = UI = 3.80 × 0.250 = 0.95 W。铭牌标称「3.8 V、0.3 A」对应 P标 = 3.8 × 0.3 = 1.14 W。实际功率比标称小，说明自编数据中该灯泡在额定电压下电流只有 0.250 A 而非 0.3 A（可理解为个体差异或灯丝老化），属示意设定；答题按给定数据算，不擅自改成 0.3 A。U=0 点必须测：① 曲线要完整覆盖从零到额定电压的范围，缺了原点段就无法体现「起始斜率大、随后变缓」的弯曲特征；② 它同时验证分压接法确实把电压调到了零、电表零点无系统偏移；③ 作图时曲线应过原点，缺这一点容易把拟合线画成不过原点的直线。
(4) 误差逐项 ① 误用限流接法：电压无法从 0 起调，低电压段数据缺失，曲线起始段画不出；且调节不平滑，难以均匀取点——属方案性错误，不是普通误差。② 电流表内接：电压表读的是「灯泡 + 电流表」的总电压，比真实灯泡电压偏大，由 R=U/I 算得的 R 偏大；对本实验的小电阻尤其明显。③ 电压表读数系统偏大：U 偏大而 I 基本真实，R=U/I 偏大，I-U 曲线整体向 U 轴方向拉伸、斜率偏小；功率 P=UI 也偏大。属系统误差，应校零或用标准表校准。④ 只测到 3.00 V 就停止：缺额定电压点，无法得到额定功率、也无法观察高温段电阻继续增大的趋势，曲线末端不完整；应至少测到 3.8 V（可略超但不超过太多，避免烧坏）。
定量回验 用相邻点看斜率变化：0→0.50 V 段平均斜率 ΔI/ΔU = 0.080/0.50 = 0.160 A/V（等效 R=6.25 Ω）；3.00→3.80 V 段 = (0.250−0.225)/0.80 = 0.031 A/V（等效 R≈32 Ω 的微分值）。斜率下降约 5 倍，与 R 从 6.25 Ω 升到 15.20 Ω 的定性结论一致 ✓；微分电阻大于静态电阻，也符合曲线向下弯的形状。
四、采分点对照
| 设问 | 答案要点 | 采分点 |
|---|---|---|
| (1) 分压 | 电压需从 0 连续调到额定值 | 分压原理 2 分；限流不能从零 1 分；连续平滑 1 分 |
| (1) 外接 | 灯泡小电阻；内接时电流表分压明显 | 小电阻判定 1 分；外接误差分析 2 分；内接后果 1 分 |
| (1) 滑片 | 置电压为零端，防烧坏 | 位置 1 分；理由 1 分 |
| (2) | R: 6.25→15.20 Ω，随 U 增大；曲线向下弯 | 五个 R 值 2 分；规律 1 分；温度—电阻率解释 2 分；曲线形状 1 分；冷态电阻 1 分 |
| (3) | P=0.95 W，标称 1.14 W；零点三理由 | 功率计算 2 分；比较 1 分；三点理由各 1 分 |
| (4) ① | 限流无法从零，缺起始段 | 方案错误 1 分；后果 1 分 |
| (4) ②③ | 内接/电压偏大 → R 偏大 | 各 2 分（判定+推导） |
| (4) ④ | 缺额定点，末端不完整 | 判定 1 分；应测到 3.8 V 1 分 |
五、高频易错点
- 把分压接法写成限流接法，答不出「电压必须从 0 起调」这个唯一理由。
- 电流表内接外接选反：小电阻应外接，大电阻才内接。
- 合闸前滑片位置写「阻值最大处」——分压式要看的是「灯泡电压为零」。
- 把 I-U 曲线画成过原点的直线，忽略灯丝电阻随温度变化。
- 把 R=U/I 的各点值当成常数，或说「电压越大电阻越小」（斜率变小≠R 变小，恰恰相反）。
- 用铭牌 0.3 A 覆盖实测 0.250 A，擅自改题给数据。
- 不测 U=0 点，或认为原点「没意义」。
- 误差题把「限流接法」这类方案错误当成普通读数误差。
六、小结与自查清单
| 要点 | 正确结论 | 出错后果 |
|---|---|---|
| 变阻器接法 | 分压式（电压从 0 起调） | 限流式测不到起始段 |
| 电流表 | 外接（电压表并灯泡） | 内接使 R 偏大 |
| I-U 曲线 | 向下弯、斜率渐小 | 画成直线＝忽略温度效应 |
| R 的变化 | 随 U/I 增大而增大 | 说反即丢分 |
| U=0 点 | 必须测，曲线过原点 | 曲线起始段缺失 |
| 额定点 | 至少测到 3.8 V | 无额定功率 |
- □ 电路题先答「电压要从 0 连续调」再定分压式。
- □ 判内外接先估灯泡电阻量级，小电阻用外接。
- □ 合闸前把滑片放到「灯泡电压为零」端。
- □ 逐点算 R=U/I，把「增大」与原因（温度→电阻率）一起写。
- □ 曲线说明写「斜率≈1/R，R 增大故斜率减小」。
- □ 功率按实测 U、I 算，不用铭牌值覆盖数据。
- □ 误差题先分「方案错误 / 系统误差 / 数据不全」。
这道题的所有设问都绕着两条物理事实转：电压得从零起调（所以分压），灯丝越热电阻越大（所以曲线弯）。把这两句写进答案，电路选择、R 的变化、曲线形状、零点必要性就全串起来了；再分清「方案错误」和「读数误差」，误差题也不会一刀切。本组数据、装置与结论均为原创自编仿真内容。
