初中物理3 欧姆定律同步达标检测题

                           14.4 欧姆定律的应用（4）

                                     （实验探究2）

1．小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图甲是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R1是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，V表为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0～3V的电压表）．已知OB：OA=l：2，R0=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）．

（1）托盘上没放物体时，压力传感器R1的电阻值是　　Ω．

（2）当托盘上的压力增大时，压力表的示数　　（填“减小”、“增大”或“不变”）．

（3）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图乙所示，则此时压力传感器R1上的电压是多少？被测物体的重力是多少？

2．化学电池内部的电解液有一定的电阻，这个电阻构成了电池内阻，与新电池相比，旧电池的电压其实并投有发生太大的变化，但它的内阻却变得很大，这就是为什么小灯泡接新电池时很亮，而接旧电池时灯泡几乎不亮的原因，对于旧电池，我们可以将它等效为一个电压恒定不变的新电池与一个定值电阻r串联，如图乙所示，为了探究某一电池的电压和内阻，小明设计了如下的实验：

（1）如果电路中电流表和电压表的读数如图丙所示，用电流表的读数为　　A，电压表的读数为　　V，滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为　　Ω．

（2）通过调节滑动变阻器改变电路的电阻，小明获得了多组U和I的数据，下列描述U和I的关系的图线如图丁正确的是　　．

（3）设计一个测量旧电池内阻r的实验电路图，可用器材有：两个阻值不同的定值电阻R1和R2，一个电流表，开关和导线若干．待测旧电池图中已经给出．

3．金属的电阻R随温度t（单位：℃）变化的关系为R=R0（1+αt），式中α为电阻温度系数，要测量某金属的电阻温度系数，实验器材有：恒流电源（能输出恒定电流，且电流可调刻度）、量程100mV的电压表、待测金属电阻R、保温容器（带温度计）、开关和导线等，实验电路图如图所示，实验步骤为：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加适量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录电压表和温度计的示数，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据；④算出该金属电阻在不同温度下的阻值R；⑤再绘出R﹣t关系图线如图乙所示，请回答下列问题：

（1）根据图丙可知，电阻R0=　　Ω；

（2）若电源输出的电流恒为0.5mA，某次操作中电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为　　mV，则此种情况下该金属电阻的阻值为　　Ω．

（3）该金属的电阻温度系数α=　　℃﹣1．

4．图甲是某电子秤的原理图，R1是调零电阻，R2是一根长10cm的均匀电阻丝，托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上端并能随弹簧的伸缩上下移动．空盘时，滑片P位于R2的最上端，称量最大值时，滑片P位于R2的最下端．R2最大阻值为40Ω，电源电压为3V．滑片P与弹簧的电阻不计．已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如图乙所示．g=10N/kg．

（1）图甲中的“质量表”用　　表改装而成；

（2）空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，此时R1接入电路的阻值为　　Ω；

（3）该电子秤可称量的最大质量为　　kg，此时电路消耗的总功率为　　W；

（4）若长期使用导致电源电压减小，为校零，应将R1接的滑片向　　移动．

5．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T ），磁感应强度B越大表明磁场越强；B=0表明没有磁场．有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻．如图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B 变化的图象．为了研究某磁敏电阻R的性质，设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：

（1）只闭合S1，通电螺线管的左端为　　极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度　　T；

（2）实验中通过改变滑动变阻器R1连入电路的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，从而影响电流表的示数．若让滑动变阻器R1的滑片P向右移动，此时电流表的示数将　　．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

6．小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻R1，他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示．

（1）为了测量出L的阻值RL，请只添加一条导线完成如图所示的实验电路的连接．

（2）小明的实验步骤：

①断开开关S3、闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S3，记录电压表的示数为U．

请用已知量及所测物理量表示出RL=　　．

7．小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“22V 0.01A”的发光二极管设计了如图甲所示的电路．晚间关闭照明灯L后，利用二极管D发出的光指示开关所在的位置．S为单刀双掷开关、R为限流电阻．

（1）关闭照明灯后，为使二极管D正常工作，限流电阻R的阻值为　　Ω；

（2）从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关S接在照明灯L与　　间；

（3）不管照明灯关闭还是打开，该电路都要消耗电能．为节约电能，可以再接入一个光控开关（光照弱时会自动闭合，光照强时自动断开），你认为应将光控开关接在图乙中的a、b、c三处的　　处．

8．某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器，成为欧姆表，连接的电路如图，制作步骤如下：

（1）在A与B之间连接导线，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.6A（即满量程），不计这一段导线的电阻（认为此时AB间电阻为0），把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”；

（2）保持滑动变阻器R1不变，当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时，电流表示数为0.3A．此时滑动变阻器R1的有效阻值为　　Ω，把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处；

（3）据此原理，通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值，则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是　　Ω；

（4）用此欧姆表能直接测量接入AB问导体的电阻阻值．请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的不同点：　　．

9．超声波加湿器通电工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1μm～5μm的超微粒子（水雾），吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度．图1所示是某型号超声波加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值．

（1）加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量和消耗的电能各为多少？（空气密度ρ=1.29kg/m3）

（2）当加满水时，加湿器对水平地面的压强为多少？（g取10N/kg）

（3）利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量．如图2所示，电源电压为24V，定值电阻R的阻值为120Ω，电流表的量程为0～100mA，电压表的量程为0～15V，湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系图线如图3所示．该电路能够测量的湿度范围是多少？

（4）如果将电压表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值，制成一个简易湿度计，该湿度计的刻度值分布是　　（选填“均匀”或“不均匀”）的，请说明理由　　．

10．在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图1所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力变化的关系如图2所示．已知电源电压为12V，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装罝启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能．g取10N/kg．试问：

（1）当物品随传送带匀速运动时，物品　　（选填“受”或“不受”）摩擦力．

（2）当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R0的阻值为　　Ω．

（3）该装置能够剔除物品的最小质量是　　 kg．

（4）电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将　　（选填“增大”或“减小“）．

11．小明用如图1所示的电路，探究电源暗箱（图中虚线框所示）中电阻R0的阻值．

（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于　　（选填“a”或“b”）端．

（2）当电压表的示数为15V的时候，电流表的示数为2.5A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻R=　　Ω，其消耗的功率P=　　W．

（3）根据实验所测的几组数据．小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线（图2），由图线可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为　　A，此时滑动变阻器的电阻R　　（选填“＞”“＜”或“=”）电源暗箱中的电阻R0．

12．实验室中的电压表一般是由小量程的电流计G与某一电阻串联后改装而成，如图甲所示，在测量中电压表的示数即为其两端的电压．

（1）在图甲的电路中，若电流计的满偏电流Ig=1mA，线圈电阻Rg=100Ω，把它改装成满偏电压U=10V的电压表，则需要串联的电阻R0为多少？

（2）若将另一量程的电压表接入如图乙所示电路电源电压保持不变，电源内阻不计，闭合开关后，调节电阻R′的阻值为3000Ω时，电压表示数为4V；调节电阻R′的阻值为6000Ω时，电压表示数为3V，求电压表的内部电阻Rv和电源的电压；

（3）一般情况下，当电压表和一个阻值较小的用电器串联在电源两端时，电压表的示数都非常接近电源电压，请根据图乙的电路通过理论推导解释上述现象．

13．我区某校九年级物理学习小组在实验室做“测量定值电阻阻值”的实验，实验电路如图所示．

（1）请用笔画线代替导线，将图中实物连接完整；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到　　端（选填“A”或“B”）；

（3）小组同学在连线时，不小心将线连错了，开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数变大，电压表示数却变小，产生这一现象的原因是　　．

（4）纠正错误后，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3V时，电流表的示数如图所示，则该定值电阻阻值为　　Ω．他们认为这个结果就是定值电阻的准确阻值，后来物理老师告诉他们这是不合理的，理由是　　．

（5）小组同学做完该实验后，又思考该电路还能用来研究　　．（写出一条即可）

14．在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为3.8V的小灯泡，设计了如图甲所示的电路．

（1）请你用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，帮小刚将图乙中缺少的两根导线补充连接完整．

（2）连接电路时开关应　　，滑片P应位于最　　端（选填“左”或者“右”）．

（3）连好电路闭合开关，发现小灯不亮，电压表有示数、电流表无示数，则故障可能是　　．

（4）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表指针如图丙所示，此灯泡的额定功率为　　．

（5）小刚想在上述实验的基础上，进一步研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”，获得多组灯泡两端电压和电流的数据之后，发现电流与电压不成正比，请指出他的实验方法的不合理之处　　．

（6）下列图丁中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图象可能正确的是　　

15．电动轮椅为残障人士出行提供了方便．某型号的电动轮椅质量为20kg，轮子与地面的总接触面积为20cm2．其工作原理如图所示，操纵杆可以同时控制S1和S2两个开关．向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退．已知蓄电池电压为24V，定值电阻R2=20Ω，R1为滑动变阻器．

（1）分别将S1和S2同时接触对应点　　（选填“1”或“2”）时．轮椅前进；当轮椅后退时，电流表示数　　（选填“大于”、“小于”或“等于”）1.2A．

（2）求轮椅静止在水平地面上时对地面的压强．

（3）体重600N的人坐在轮椅上向后拉操纵杆，匀速后退过程中轮椅受到的阻力是总重的0.01倍，求后退5m阻力做功的大小．

16．如图甲所示，某恒温箱的加热电路由交流电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器．热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源、开关等组成，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，调节可变电阻器使得R2=110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，加热电路被断开，电池继电器的线圈电阻忽略不计，请回答：

（1）电磁继电器中电磁铁上端是　　极．（填“N”或“S”）

（2）恒温箱内温度不断升高时，电磁铁的磁性变　　，加热电路会因此被　　（填“接通”或“断开”）

（3）调节可变电阻器使得R2′=170Ω，恒温箱内温度升高到多少摄氏度时，加热电路被断开．

（4）整个装置在设计上有何不足之处　　．

17．科学小组设计了一个给工作镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度．如图，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻RX上放有托盘，托盘上放有容器（不计托盘和容器的质量），容器内装有40N 的水．闭合开关，用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件，将工件两次浸入水中（均未浸没且不触底，水未溢出），第一次工件下表面距水面 2cm，电压表示数为 6V，杆的作用力为 10N；第二次工件下表面距水面6cm，电压表示数为4V，杆的作用力为6N．压敏电阻上表面的受力面积为20cm2，其电阻值RX随压力F的变化关系如表． g取 10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，求：

（1）工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强．

（2）工件下表面距水面 2cm时，其下表面所受水的压强．

（3）为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，你认为应该怎样利用现有元件改进电路？

（4）在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压．

18．如图甲所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，R2为滑动变阻器，其规格能够满足电路要求．电流表A、A1的表盘均如图乙所示，电源电压为12V，且保持不变．闭合开关S，在保持电路元件正常使用的情况下，求：

（1）电流表A1的示数；

（2）电路中的最大电功率为多少？此时通过R2的电流I2是多少？

（3）若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，电流表A的示数变化的最大值△I是多少？

（4）联系家庭电路，并结合以上计算结果，类比说一说对合理使用家用电器的启示．

19．实验室有一个电学黑箱，其外形如图1所示，箱体外有四个接线柱，箱盖上有一个塑料滑块．小明请同组的同学一起探究其内部结构，实验室老师提醒他们，内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻．滑动变组器只有两个接线柱接入电路．

经过讨论，全组的意见是：先制作一个探测器，把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连．再根据测出的数据，推测内部的连接情况．

（1）甲组的小李组装了探测器，如图2所示，其中电源电压为3V，电流表量程为0﹣0.6A，对于其中阻值为5Ω的电阻R．你认为它的作用是　　．

同学们把探测器的E、F端分別与黑箱的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，记下的数据如表：

（2）在前三次测试中，只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置．是第　　次．

（3）滑动变阻器的最大阻值为　　；

（4）请在图3中作出箱内各元件连接电路图，并在定值电阻旁标明其阻值．

20．小华做测量电阻的实验，电源电压为6V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．

（1）在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整．

（2）闭合开关前应将滑动变阻的滑片移动　　端．

（3）闭合开关后，电压表示数如图乙所示．为准确测量这一电压，接下来小华应进行的操作是　　．

（4）实验中，滑片置于某位置时，电压表示数突然变为0，而电流表示数不变，产生这一现象的原因是　　．

（5）如表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的，它是第　　（填写表格中表示序号的数字）组，你判断的依据是　　．

21．小明同学探究小灯泡的电阻是否固定不变的实验中，电路图如图所示，灯丝的电阻约为10Ω，小灯泡的、额定电压为2.5V，电源电压恒为4V

（1）请你用笔画线代替导线，按乙图的电路图把甲图中的实物图电路连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变暗．

（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值的作用是　　．

（3）当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为　　A，此时灯丝的电阻为　　Ω（保留一位小数）．

（4）调节滑片，记录电压表和电流表一系列读数，在丁图中绘制了小灯泡的U﹣I图线后，小明用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作，记录电流表和电压表的一系列读数，在图丁中绘制定值电阻的U﹣I图象．在丁图中，能反映小灯泡电阻的图象是　　（选填“a”或者“b”），由此可见，小灯泡的电阻与灯丝的　　有关．

22．金属铂的电阻对温度变化很灵敏，可以制成电阻温度计，小明找来铂丝电阻Rt，将其置于装有液体的烧杯内，通过外界改变液体的温度，用如图甲所示的电路测量其电阻值与温度的关系．

（1）图甲是小明开始时连接的电路，其中存在一处连接错误，请你在错误的导线上打“×”，并用笔画线代替导线在原图上画出正确的是接法．

（2）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应移至　　（A/B）端．

（3）下列液体，适合加在烧杯中的是　　．

A．自来水   B．煤油   C．食盐溶液   D．酱油

（4）小明测出铂丝电阻阻值与温度的关系如表，其中温度计示数为20℃时，电压表、电流表示数如图乙所示，此时Rt阻值为　　Ω．

（5）请在图丙中作出铂丝电阻Rt的阻值与温度的关系图象．

（6）小明从实验室找来了一个直流恒流电源，如图丁所示，调节旋钮可以选择不同的输出电流，正常工作时，其输出电流不随外部条件的变化而变化，请利用该恒流源以及甲图中某一电表、开关、导线和该铂丝电阻设计一个简易电阻温度计，并在方框中画出原理图，

（7）根据你在丙图中所画的Rt﹣t图象，当恒流源的输出电流为0.15A，你设计的温度计所能测量的最高温度为　　℃，如果要提高该温度计所能测量的最高温度值，请你提出一种简便的方法：　　．

23．热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变．小明同学用图甲所示的电路来探究热敏电阻RT的阻值与温度的关系．已知M为控温器，电源电压恒为12V，R为电阻箱（一种可以改变并读出阻值的变阻器）．

（1）在控温器中应该加入下列哪种液体？　　．（选填“自来水”或“煤油”）

（2）当控温器中液体温度为80℃，电阻箱阻值为100Ω时，电流表的示数为0.1A．则该温度下热敏电阻的阻值为　　Ω．

（3）依次改变控温器中的液体温度，同时改变电阻箱的阻值，使电流表的示数始终保持在0.1安．通过计算得到相关数据记录如下．从表中可以看出，在一定温度范围内，该热敏电阻的阻值随温度的升高而　　．

（4）在科技创新活动中，小明用该热敏电阻和电压表制成了一支指针式温度计（图略）．它可以直接在电压表刻度盘上读出相应温度．若电压表的读数会随温度的升高而增大，则应在原理图乙中　　两端接入一电压表．（选填“ab”、“bc”或“ac”）

24．为反对浪费，响应“光盘行动”，小明为自助餐厅的餐桌设计了“光盘仪”．餐盘放在载盘台上，若盘内剩余食物的质量达到或超过规定位，人一旦离开餐桌，提示器就会发出提示音，其原理图如图所示．电源电压3V不变．提示器的电阻R0恒为50Ω，传感器R1的阻值随载盘台所载质量变化的关系如表所示．开关S闭合后，问：

（1）根据表中数据，当载盘台所载质量是100g时，R1的阻值是多少？电路中的电流是多少？

（2）在第（1）问的基础上，通电5s，电流通过R1产生的热量是多少？

（3）当电路中的电流达到0.03A时，提示器会发出提示音，若空餐盘质量为100g，此时盘内剩余食物的质量是多少？

25．图甲是一个电子拉力计原理图．硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R1间的摩擦不计）．电压表量程为0～3V，a、b是一根长为6cm的均匀电阻丝，阻值R1=30Ω，电源电压U=6V．

（1）要保证电压表能正常工作，电路中R0至少应为　　．

（2）当拉环不受拉力时，滑片P处于a端，闭合开关后电压表的示数是多少？

（3）已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F间的关系如图乙所示，若R0=45Ω，通过计算说明，开关S闭合后，当电压表指针指在0.8V处，作用在拉环上水平向右的拉力为多大？此拉力器的量程为多少？

26．随着人们生活水平不断提高，私家车已日益普及．如图甲是一种测量小汽车油箱内油量的装置原理图，它主要由电源、压敏电阻R（电阻随所受压力的变化而变化）、油量表（实质上电流表）等组成电路．压敏电阻R在一定范围内的阻值与所受压力的关系如图乙所示，油箱位于压敏电阻上方，电源电压为12V．问：

（1）末放油箱时，电路中的电流是多少？

（2）压敏电阻表面能承受的最大压力是500N，该油量表（电流表）的量程是多少？

（3）若油箱的质量为6.5kg，当油量表（电流表）的示数为0.06A时，则油箱内汽油的重力是多少？（g取10N/kg）

27．图甲是某款电热水龙头，即开即热、冷热兼用．图乙是它的原理电路．R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水、温水、热水之间切换．有关参数如下表．不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：

（1）开关置于2时，水龙头放出的水是　　（选填“冷”、“温”或“热”）水．此时电路中的电流时多大？

（2）R2的电阻是多大？

28．在图1所示的电路中，电阻R1的阻值为5欧，滑动变阻器上标有“20Ω  2Α”字样．现有电压为6伏的电源一个，表盘如图2（a）、（b）所示的电流表、电压表各一个．

①若在AB间接入电源，CD间接入电压表，闭合电键后，电压表示数为2伏，求通过电阻R1的电流I1和此时变阻器R2连入电路的阻值．

②请选择一个电表，将电源和选择的电表接入AB、CD间，要求移动变阻器的滑片P时通过变阻器的电流变化量△I最大．

（a）写出选择的电表及电表接入的位置．

（b）求出通过变阻器的电流变化量的最大值△I最大．

29．在如图所示的电路中，电源电压为18V保持不变，电阻R1的阻值为10Ω．闭合开关S后．电流表A的示数如图（a）所示

（1）求电阻R1两端的电压U1．

（2）求此时滑动变阻器R2连入电路的阻值．

（3）现有标有“20Ω2A”、“50Ω1A”字样的滑动变阻器可供选择．有一个表盘如图2（b）所示的电压表可接入电路．当选用标有　　字样的变阻器替换R2，并把电压表接入　　两点间时（选填“AB”，“CD”，“AB或CD”），在移动变阻器滑片P的过程中电压表示数的变化量△U最大．求电压表示数的最大变化量△U最大．

30．阅读短文，回答问题：水漫探测器

如图甲所示的水浸探测器应用电极浸水阻值变化的原理来进行积水探测，它可用于如游泳池、水箱等储水设备及其他如地下室、仓库、太阳能热水器回水管口处等需要知道漏水或溢水的地方．根据积水情况自动报警或控制水泵抽水，探测器的主要部件是检测金属网．

某同学将高为3h检测金属网竖立在容器中，设计如图乙所示电路探究“检测金属网在电路中作用”，将ab接入图乙电路时电流表无示数，向容器中逐渐加入雨水．记录检测网浸入雨水中的深度与电流表的示数，实验数据记录在表中．

（1）分析实验数据可知，雨水是　　（导体/绝缘体）；

（2）检测网浸入雨水中越深，可以理解为检测网两电极间有更多的电阻　　（串联/并联）；

（3）下列说法中不正确的是　　；

A．电路工作时，a处电流与b处电流相等

B．检测网浸入雨水中越深，ab间电阻越大

C．检测网浸入雨水中越深，ab两端电压越小

D．检测网浸入雨水中越深，电阻R的功率越大

（4）利用表中数据在图丙坐标系中作出检测网浸入水中的深度与电流关系的图象；

（5）图丁是某同学设计的地下室自动排涝装置的电路．在积水达到一定深度时，电动机启动抽水．图中　　（A/B）代表的是水浸探测器．

参考答案与解析

1．小雯设计了一个测量物体重力的“托盘秤”，如图甲是原理示意图，其中的托盘用来放置被测物体，OBA是可绕O点转动的杠杆，R1是压力传感器（其电阻值会随所受压力大小变化而变化，变化关系如下表），R0为定值电阻，V表为显示重力大小的仪表（实质是一个量程为0～3V的电压表）．已知OB：OA=l：2，R0=100Ω，电源电压恒为3V（忽略托盘、杠杆及压杆的重力）．

（1）托盘上没放物体时，压力传感器R1的电阻值是　300　Ω．

（2）当托盘上的压力增大时，压力表的示数　增大　（填“减小”、“增大”或“不变”）．

（3）当托盘上放被测物体时，电压表的示数如图乙所示，则此时压力传感器R1上的电压是多少？被测物体的重力是多少？

【分析】（1）忽略托盘、杠杆及压杆的重力，托盘上没放物体时，压力传感器受到的压力为零，由表格数据可知压力传感器的阻值；

（2）杠杆的动力臂和阻力臂不变，当托盘上的压力增大时，根据杠杆的平衡条件可知压敏电阻受到的压力变化，根据表格数据可知压敏电阻阻值的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化；

（3）根据图乙电压表的量程和分度值读出示数，根据串联电路的电压特点求出此时压力传感器R1上的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出．

【解答】解：（1）忽略托盘、杠杆及压杆的重力，托盘上没放物体时，压力传感器受到的压力为零，

由表格数据可知，压力传感器的阻值为300Ω；

（2）杠杆的动力臂和阻力臂不变，当托盘上的压力增大时，

由F1L1=F2L2可知，当托盘上的压力增大时，压敏电阻受到的压力增大，

由表格数据可知，压力增大时，压敏电阻受到的压力减小，电路中的总电阻减小，

由I=可知，电路中的电流增大，

由U=IR可知，R0两端的电压增大，即电压表的示数增大；

（3）由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为U0=2V，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，此时压力传感器R1上的电压：

U1=U﹣U0=3V﹣2V=1V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I==，即=，

解得：R1=50Ω，

由表格数据可知，压敏电阻受到的压力F=250N，

因水平面上物体的压力和自身的重力相等，

所以，由F1L1=F2L2可得：

F•OA=G•OB，

则被测物体的重力：

G=F=2×250N=500N．

答：（1）300；

（2）增大；

（3）此时压力传感器R1上的电压是1V，被测物体的重力是500N．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、杠杆平衡条件的应用，从表格中获取有用的信息是关键．

2．化学电池内部的电解液有一定的电阻，这个电阻构成了电池内阻，与新电池相比，旧电池的电压其实并投有发生太大的变化，但它的内阻却变得很大，这就是为什么小灯泡接新电池时很亮，而接旧电池时灯泡几乎不亮的原因，对于旧电池，我们可以将它等效为一个电压恒定不变的新电池与一个定值电阻r串联，如图乙所示，为了探究某一电池的电压和内阻，小明设计了如下的实验：

（1）如果电路中电流表和电压表的读数如图丙所示，用电流表的读数为　0.4　A，电压表的读数为　2.4　V，滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为　6　Ω．

（2）通过调节滑动变阻器改变电路的电阻，小明获得了多组U和I的数据，下列描述U和I的关系的图线如图丁正确的是　D　．

（3）设计一个测量旧电池内阻r的实验电路图，可用器材有：两个阻值不同的定值电阻R1和R2，一个电流表，开关和导线若干．待测旧电池图中已经给出．

【分析】（1）首先要弄清楚电流表和电压表的量程和分度值，再去读数；根据公式R=求出其电阻值．

（2）根据图乙可以看出，滑动变阻器和灯泡串联后再与电池内阻串联组成串联电路，起分压作用．根据公式U=Ir可知，当电流越大时，电池内阻分担的电压越大，那么灯泡和滑动变阻器分担的电压就会越小．

（3）器材中只有一个电流表，所以应该为并联电路，根据电源电压不变来设计电路测量电池内阻．

【解答】解：（1）电流表接的量程是0.6A，分度值为0.02A，此时电流表的示数为0.4A；

电压表用的是0～3V量程，其分度值为0.1V，故其读数为2V+0.4V=2.4V；

滑动变阻器接入电路部分的电阻与灯泡电阻之和为R===6Ω；

（2）根据公式U=Ir可知，电池的内阻r一定，当电流I增大时，电池内阻分担的电压会增大，总电压一定，所以灯泡和滑动变阻器分担的电压就会随着电流的增大而减小．只有图象D符合题意；

（3）器材中只有一个电流表，所以应该为并联电路，根据电源电压不变来设计电路如下图：

故答案为：（1）0.4；2.4；6；（2）D；（3）见上图．

【点评】此题考查的知识点比较多，有电路图的设计、电流表和电压表的读数以及串联电路的分压作用等知识点．属于中考的常见题型，难度不是很大．

3．金属的电阻R随温度t（单位：℃）变化的关系为R=R0（1+αt），式中α为电阻温度系数，要测量某金属的电阻温度系数，实验器材有：恒流电源（能输出恒定电流，且电流可调刻度）、量程100mV的电压表、待测金属电阻R、保温容器（带温度计）、开关和导线等，实验电路图如图所示，实验步骤为：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加适量热水，待温度稳定后，闭合开关，记录电压表和温度计的示数，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据；④算出该金属电阻在不同温度下的阻值R；⑤再绘出R﹣t关系图线如图乙所示，请回答下列问题：

（1）根据图丙可知，电阻R0=　100　Ω；

（2）若电源输出的电流恒为0.5mA，某次操作中电压表的示数如图乙所示，电压表的示数为　64　mV，则此种情况下该金属电阻的阻值为　128　Ω．

（3）该金属的电阻温度系数α=　4×10﹣3　℃﹣1．

【分析】（1）由图象可知，当t=0℃时R的阻值，然后代入表达式求出R0的阻值；

（2）根据电压表的分度值读出示数，根据欧姆定律求出此种情况下该金属电阻的阻值；

（3）读出任意一种电阻与温度值，代入表达式求出该金属的电阻温度系数．

【解答】解：（1）由图象可知，当t=0℃时，R=100Ω，代入R=R0（1+αt）得，R0=100Ω；

（2）由图乙可知，电压表的分度值为1mV，其示数为64mV，

由I=可得，得此时的电阻：

R===128Ω；

（3）由图乙可知，当t=50℃，R=120Ω，代入公式R=R0（1+αt）得，

α===4×10﹣3℃﹣1．

故答案为：（1）100；（2）64；128；（3）4×10﹣3．

【点评】本题考查了欧姆定律的应用，其中正确理解金属的电阻R随温度t变化的关系为R=R0（1+αt）是解题的关键．

4．图甲是某电子秤的原理图，R1是调零电阻，R2是一根长10cm的均匀电阻丝，托盘与弹簧相连，滑片P固定在弹簧上端并能随弹簧的伸缩上下移动．空盘时，滑片P位于R2的最上端，称量最大值时，滑片P位于R2的最下端．R2最大阻值为40Ω，电源电压为3V．滑片P与弹簧的电阻不计．已知该弹簧压缩的长度△L与所受压力F的关系如图乙所示．g=10N/kg．

（1）图甲中的“质量表”用　电流　表改装而成；

（2）空盘时，闭合开关S，电路电流为0.3A，此时R1接入电路的阻值为　10　Ω；

（3）该电子秤可称量的最大质量为　2.5　kg，此时电路消耗的总功率为　0.18　W；

（4）若长期使用导致电源电压减小，为校零，应将R1接的滑片向　左　移动．

【分析】（1）根据电表的正确使用：电流表与被测电路元件串联、电压表与被测电路元件并联，判断质量表的类型；

（2）空盘时，电路为R1的简单电路，根据欧姆定律求出R1的阻值；

（3）由R2的长度知，称量物体质量最大时，滑片P位于R2的最下端，弹簧长度变化等于R2连入长度变化，由图象计算物体的最大质量；

称量最大质量时，电阻R0与R的最大阻值串联，根据P=求出电路消耗的总功率；

（4）根据串联电路的分压原理分析解答R1接入电路的电阻变化情况，从而确定滑片移动的方向．

【解答】解：（1）由甲图可知，质量表串联在电路中，所以是由电流表改装的；

（2）空盘时，滑片P位于R2的最上端，闭合开关S，电路为R1的简单电路，

由欧姆定律可得：R1===10Ω；

（3）由题知，R2是一根长10cm的均匀电阻丝，称量物体质量最大时，滑片P位于R2的最下端，弹簧压缩长度量等于电阻丝R2的长度，即△L=10cm，

由图象知，此时受到的压力为25N，所以物体的最大质量：m====2.5kg；

称量最大质量时，滑片P位于R2的最下端，电阻R1与R2的最大阻值串联，串联电路中总电阻等于各分电阻之和，电路消耗的总功率：

P===0.18W；

（4）电源电压减小，若空盘时R1滑片位置不变，由I=可知，电路中电流变小；为能校零，即空盘时电流表示数与原来显示值相同，根据I=可知，应使R1接入电路的电阻减小，即滑片左移．

故答案为：（1）电流；（2）10；（3）2.5；0.18；（4）左．

【点评】本题考查了电表的正确使用和电路中定值电阻的作用以及串联电路的特点、欧姆定律、电功率公式的应用，关键是正确分析电路状态，能从图象中获取有用信息．理论联系实际是一道好题．

5．物理学中常用磁感线来形象地描述磁场，用磁感应强度（用字母B 表示）来描述磁场的强弱，它的国际单位是特斯拉（符号是T ），磁感应强度B越大表明磁场越强；B=0表明没有磁场．有一种电阻，它的大小随磁场强弱的变化而变化，这种电阻叫做磁敏电阻．如图1所示是某磁敏电阻R的阻值随磁感应强度B 变化的图象．为了研究某磁敏电阻R的性质，设计了如图2所示的电路进行实验，请解答下列问题：

（1）只闭合S1，通电螺线管的左端为　S（或南）　极；闭合S1和S2，移动两个滑动变阻器的滑片，当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，由图象可得，此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度　0.3　T；

（2）实验中通过改变滑动变阻器R1连入电路的阻值来改变磁敏电阻所在位置的磁感应强度，从而影响电流表的示数．若让滑动变阻器R1的滑片P向右移动，此时电流表的示数将　变大　．（选填“变大”、“变小”或“不变”）．

【分析】（1）利用安培定则判断通电螺线管的磁极；已知磁敏电阻两端电压和通过的电流，根据欧姆定律求出磁敏电阻的阻值，再根据图象读出此时该磁敏电阻所在位置的磁感应强度；

（2）滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流的变化，进一步可知通电螺旋线管磁性的变化，根据图1可知磁敏电阻的阻值变化，根据欧姆定律可知电流表示数的变化．

【解答】解：（1）闭合开关S1时，螺线管产生磁性，由安培定则知：左端为S（或南）极；

当电流表示数为0.04A时，电压表的示数为6V，

由I=可得，磁敏电阻的阻值：

R===150Ω，

由图象知，此时的磁感应强度为0.3T；

（2）滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，接入电路中的电阻变大，甲电路的总电阻变大，

由I=可知，甲电路的电流变小，通电螺线管线圈匝数一定时，通电螺旋线管的磁性减弱，

由图1可知，R的阻值变小，乙电路图的总电阻变小，

由I=可知，电路中的电流变大，即此时电流表的示数将变大．

故答案为：（1）S（或南）；0.3；（2）变大．

【点评】本题是一道电与磁知识综合应用的创新题，题目形式、考查角度、考查方式新颖，注意了与高中知识的合理衔接，值得重点掌握．

6．小明利用电压表和阻值为R0的定值电阻，测量额定电压为2.5V的小灯泡L正常发光时的电阻R1，他选择了满足实验要求的实验器材，并连接了部分实验电路，如图所示．

（1）为了测量出L的阻值RL，请只添加一条导线完成如图所示的实验电路的连接．

（2）小明的实验步骤：

①断开开关S3、闭合开关S1、S2，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表示数为2.5V；

②保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S2，闭合开关S3，记录电压表的示数为U．

请用已知量及所测物理量表示出RL=　　．

【分析】（1）当灯泡电压等于额定电压时，灯泡正常发光，要测灯泡正常发光时的电阻，首先知道应用电压表测灯泡两端的电压、用电流表测灯泡中的电流，由图可知：只有电压表，没有电流表，则要借助已知定值电阻求得灯泡的电流，那么为了让灯泡和定值电阻的电流相同，则应采取串联的方式，电压表应先测量灯泡两端的电压，使灯泡两端的实际电压为额定电压值，然后再直接或间接测出定值电阻的两端的电压，据此分析完成实验电路．

（2）因为要测灯泡正常发光时的电阻，则实验时首先应让灯泡电压等于额定电压时，即应让电压表先测灯泡两端的电压且移动滑动变阻器的滑片P使电压表的示数等于灯泡的额定电压．然后在保持滑动变阻器的滑片位置不变的条件下，再用电压表测出定值电阻两端的电压．最后可根据欧姆定律和串联电路的特点求出RL的表达式．

【解答】解：（1）使开关S2的左接线柱与开关S3的左接线柱相连，如下图所示：

（2）①断开开关S2，闭合开关S1、S3，移动滑动变阻器的滑片P，为了使灯泡两端的实际电压为额定电压值，所以使电压表的示数为2.5V；保持滑动变阻器的滑片位置不变，断开开关S3，闭合开关S2，记录电压表的示数为U；

②由于灯泡和定值电阻串联，

所以定值电阻两端的电压为：U0=U﹣U额，

由于电路中的电流为I==

所以RL===．

故答案为：（2）．

【点评】（1）本题考查在没有电流表，利用电压表和定值电阻以及其他元件测量电阻的阻值时实验的测量方法，一般是设计成串联电路，找电流相等列等式求出被测电阻．

（2）明确此题的实验原理、试验方法；就能了解测量灯泡正常发光时的电阻时，应先调节滑动变阻器，使灯泡电压达到额定电压；保持滑动变阻器不变，用电压表测出定值电阻两端的电压，由欧姆定律求出流过电路的电流，最后由欧姆定律求出灯泡的电阻．

7．小伟是一个科学迷，在课余时间他利用一个规格为“22V 0.01A”的发光二极管设计了如图甲所示的电路．晚间关闭照明灯L后，利用二极管D发出的光指示开关所在的位置．S为单刀双掷开关、R为限流电阻．

（1）关闭照明灯后，为使二极管D正常工作，限流电阻R的阻值为　21780　Ω；

（2）从安全用电考虑，该电路存在安全隐患，应将单刀双掷开关S接在照明灯L与　火线　间；

（3）不管照明灯关闭还是打开，该电路都要消耗电能．为节约电能，可以再接入一个光控开关（光照弱时会自动闭合，光照强时自动断开），你认为应将光控开关接在图乙中的a、b、c三处的　b　处．

【分析】（1）二极管D正常工作时的电压和额定电压相等，根据串联电路的电压特点求出R0两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出R的阻值；

（2）开关控制灯泡时，火线首先进入开关，然后进入灯泡，零线直接进入灯泡，这样灯泡既能工作，在灯泡损坏时，断开开关，切断火线，更换灯泡更安全；

（3）从安全用电考虑，断开开关，切断火线，更换灯泡更安全，则光控开关应接在火线和灯泡之间．

【解答】解：（1）二极管D正常工作时，D与R串联，

由串联电路中总电压等于各电阻两端电压之和可知：

定值电阻R两端的电压UR=U﹣UD=220V﹣2.2V=217.8V，

由串联电路中各处的电流相等可知，电路中的电流I=ID=0.01A，

由I=可得，定值电阻R===21780Ω；

（2）由图可知：单刀双掷开关S在照明灯L与零线之间，从安全用电考虑，开关控制灯泡时，火线首先进入开关，然后进入灯泡，所以应将单刀双掷开关S接在照明灯L与火线间；

（3）不管照明灯关闭还是打开，该电路消粍电能的是二极管D和限流电阻R．为了节约电能，光照弱时自动闭合，光照强时自动断开二极管D和限流电阻R电路，所以，光控开关应接在二极管D和限流电阻R的支路上，即b处．

故答案为：（1）21780；（2）火线；（3）b．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用，要注意用电器正常工作时的电压和额定电压相等．同时考查了灯泡和开关的连接，关键是知道两只单刀双掷开关的连接是串联和安全用电的原则．

8．某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器，成为欧姆表，连接的电路如图，制作步骤如下：

（1）在A与B之间连接导线，调节滑动变阻器R1，使电流表示数为0.6A（即满量程），不计这一段导线的电阻（认为此时AB间电阻为0），把电流表的“0.6A”刻度线标为“0Ω”；

（2）保持滑动变阻器R1不变，当在AB之间接一阻值为80Ω电阻时，电流表示数为0.3A．此时滑动变阻器R1的有效阻值为　80　Ω，把“80Ω”数值标在电流表刻度“0.3A”处；

（3）据此原理，通过计算可把电流表刻度改为相应的电阻值，则在电流表刻度为“0.4A”处应标的电阻值是　40　Ω；

（4）用此欧姆表能直接测量接入AB问导体的电阻阻值．请写出按此方法制成的欧姆表刻度与电流表刻度的不同点：　欧姆表零刻度线在右端，欧姆表刻度线不均匀　．

【分析】（2）根据欧姆定律及电流表示数列方程，然后解方程组求出电源电压、滑动变阻器的有效值．

（3）根据电流表示数，由欧姆定律得出等式求出电阻阻值．

（4）根据题意及欧姆定律分析电流表刻度特点．

【解答】解：（2）设电源电压是U，由I=可得，电路中的电流：

I1=，即：0.6A=﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，

I2=，即：0.3A=﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

由①②解得：U=48V，R1=80Ω；

（3）当电流I3=0.4A时，

I3===0.4A，

解得：R′=40Ω；

（4）由题意知，欧姆表的零刻度线在最右端，而电流表零刻度线在最左端；

流过欧姆表的电流I=，则R=﹣R1，

由此可见：R与I不成正比，欧姆表刻度线不均匀．

故答案为：

（2）80；

（3）40；

（4）欧姆表零刻度线在右端，欧姆表刻度线不均匀．

【点评】本题考查了求电阻、分析欧姆表刻度线的特点等问题，认真审题、熟练应用串联电路的特点和欧姆定律即可正确解题．

9．超声波加湿器通电工作时，雾化片产生每秒170万次的高频率振动，将水抛离水面雾化成大量1μm～5μm的超微粒子（水雾），吹散到空气中使空气湿润，改变空气的湿度．图1所示是某型号超声波加湿器，下表为其部分技术参数，其中额定加湿量是指加湿器正常工作1h雾化水的体积；循环风量是指加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积；加湿效率是指实际加湿量和实际输入功率的比值．

（1）加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量和消耗的电能各为多少？（空气密度ρ=1.29kg/m3）

（2）当加满水时，加湿器对水平地面的压强为多少？（g取10N/kg）

（3）利用湿敏电阻可实现对环境湿度的精确测量．如图2所示，电源电压为24V，定值电阻R的阻值为120Ω，电流表的量程为0～100mA，电压表的量程为0～15V，湿敏电阻的阻值R0随湿度RH变化的关系图线如图3所示．该电路能够测量的湿度范围是多少？

（4）如果将电压表盘的相关刻度值转化为对应的湿度值，制成一个简易湿度计，该湿度计的刻度值分布是　不均匀　（选填“均匀”或“不均匀”）的，请说明理由　由UV=U﹣IR=U﹣R可知，电压表示数与R0不成正比，所以不均匀　．

【分析】（1）知道空气密度和体积，利用m=ρV求出空气的质量；根据W=Pt求出消耗的电能；

（2）根据密度公式求出水的质量，加湿器对水平地面的压力等于水和加湿器的重力之和，根据p=求出加湿器对水平地面的压强；

（3）当电路中的电流最大时湿敏电阻的阻值最小，根据欧姆定律求出电路中的总电阻，利用电阻的串联求出湿敏电阻的阻值，然后根据图象读出对应的湿度；当电压表的示数最大时湿敏电阻的阻值最大，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出湿敏电阻的阻值，由图丙可知此时环境湿度，得出该电路能够测量的湿度范围；

（4）根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电压表的示数，然后判断该湿度计的刻度值分布是否均匀．

【解答】解：（1）由表中数据得出，加湿器正常工作1h通过风扇的空气体积为2000m3，

由ρ=可得，加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量：

m=ρV=1.29kg/m3×2000m3/h×0.5h=1290kg，

由P=可得，消耗的电能：

W=Pt=500W×0.5×3600s=9×105J；

（2）加满水时，水的质量：

m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×25×10﹣3m3=25kg，

加湿器对水平地面的压力：

F=G总=（m水+m加热器）g=（25kg+95kg）×10N/kg=1200N，

加湿器对水平地面的压强：

p===2×106Pa；

（3）电路最大电流I大=100mA=0.1A，由I=可得，电路中的总电阻：

R总===240Ω，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，湿敏电阻的阻值：

R0=R总﹣R=240Ω﹣120Ω=120Ω，

由图丙可知，环境湿度为30%；

当电压表的示数U0大=15V时，R两端的电压：

UR=U﹣U0大=24V﹣15V=9V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，I==，即=，

解得：R0′=200Ω，

由图丙所示可知，此时的湿度为90%；

所以，该电路能够测量的湿度范围是30%～90%；

（4）电压表示数：UV=U﹣IR=U﹣R，电压表示数与R0不成正比，湿度计的刻度值分布不均匀的．

答：（1）加湿器正常工作0.5h通过风扇的空气质量为1290kg，消耗的电能为9×105J；

（2）当加满水时，加湿器对水平地面的压强为2×106Pa；

（3）该电路能够测量的湿度范围是30%～90%；

（4）不均匀；由UV=U﹣IR=U﹣R可知，电压表示数与R0不成正比，所以不均匀．

【点评】本题是一道信息给予题，认真审题、根据题意获取所需信息，应用密度公式、电功公式、压强公式、串联电路特点与欧姆定律即可正确解题．

10．在课外活动中，同学们设计了一种物品自动筛选器，可将质量小于一定标准的物品自动剔除，其原理如图1所示：放在水平轻质传送带上的物品，经过装有压敏电阻R的检测区时，使R的阻值发生变化，其阻值随压力变化的关系如图2所示．已知电源电压为12V，R0为定值电阻，当电路中电压表示数小于2.4V时，机械装罝启动，将质量不达标的物品推出传送带，实现自动筛选功能．g取10N/kg．试问：

（1）当物品随传送带匀速运动时，物品　不受　（选填“受”或“不受”）摩擦力．

（2）当检测区上没有物品时，电压表的示数为2V，R0的阻值为　20　Ω．

（3）该装置能够剔除物品的最小质量是　1　 kg．

（4）电路中的电池使用一段时间后，电源电压会降低，能通过检测区物品的最小质量将　增大　（选填“增大”或“减小“）．

【分析】（1）根据摩擦力产生的条件进行分析；

（2）根据图象可知不放物品时电阻R的阻值，根据串联电路的电压特点求出R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出R0的阻值；

（3）根据串联电路的电压特点求出电压表示数为2.4V时压敏电阻R两端的电压，根据串联电路的电流特点和欧姆定律得出等式即可求出压敏电阻的阻值，根据图2可知压力的大小，根据水平面上物体的压力和自身的重力相等以及G=mg求出该装置能够剔除物品的最小质量；

（4）电源电压越小，在其它相同情况下，电路中电流会偏小，R0两端电压会偏小，所以要使R0两端的电压不变，应使R的阻值更小，根据图象分析压力大小，得出质量大小．

【解答】解：（1）当物品随传送带匀速运动时，物体与传送带之间没有相对运动的趋势，所以物品不受摩擦力作用；

（2）由图2可知，当检测区没有物品时，R=100Ω，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，R两端的电压：

UR=U﹣U0=12V﹣2V=10V，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流：

I==，即=，

解得：R0=20Ω；

（3）当电压表示数U0′=2.4V时，压敏电阻R两端的电压：

UR′=U﹣U0′=12V﹣2.4V=9.6V，

此时电路中的电流：

I′==，即=，

解得：R′=80Ω，

由图2可知，压敏电阻受到的压力F=10N，

因水平面上物体的压力和自身的重力相等，

所以，由G=mg可得，该装置能够剔除物品的最小质量：

m====1kg；

（4）电源电压降低，会使电压表的示数变低，根据题目对电压表的示数要求，要使电压表的示数仍等于2.4V，电阻R对应的阻值会比原来更小，则所受压力更大，物体的质量更大．

故答案为：（1）不受；（2）20；（3）1；（4）增大．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，关键是能够从图象中得出相关的信息．

11．小明用如图1所示的电路，探究电源暗箱（图中虚线框所示）中电阻R0的阻值．

（1）开关闭合前，滑动变阻器的滑片应置于　b　（选填“a”或“b”）端．

（2）当电压表的示数为15V的时候，电流表的示数为2.5A，则此时滑动变阻器连入电路中的电阻R=　6　Ω，其消耗的功率P=　37.5　W．

（3）根据实验所测的几组数据．小明在方格纸上画出了滑动变阻器消耗的功率P随其连入电路中的阻值R的变化图线（图2），由图线可知：当滑动变阻器消耗的功率P最大时，电路中电流为　2　A，此时滑动变阻器的电阻R　=　（选填“＞”“＜”或“=”）电源暗箱中的电阻R0．

【分析】（1）根据滑动变阻器要起的保护作用选择，

（2）知道滑动变阻器两端的电压和通过的电流，利用欧姆定律和功率公式求R和P，

（3）由P﹣R图象可知，电功率最大时的连入阻值利用P=I2R求出功率P最大时的电路中电流I，结合P=I2R分析判断电功率最大时的连入阻值的阻值R′与RO的关系．

【解答】解：（1）电路中连入滑动变阻器的作用之一是起保护作用，闭合开关前连入电阻要最大，所以滑片P应置于b端；

（2）由I=得电阻：

R===6Ω；

功率P=URI=15V×2.5A=37.5W；

（3）由P﹣R图象可知，电功率最大时的连入阻值R′=10Ω，

由P最大=I′2R′可得：

电流I′===2A；

由于滑动变阻器的电阻R与电源暗箱中的电阻R0串联．

则变阻器的功率P=I′2R′=（）2R′==，

所以，当R′=R0时，变阻器的功率最大．

故答案为：（1）b；（2）6；37.5；（3）2；=．

【点评】由P﹣R图象可得电功率最大时的连入阻值是关键，接在同一电源上，U相同，联立方程求解．第三问解答过程太繁琐．由曲线图得滑动变阻器消耗最大功率时对应的阻值为10欧姆，可求出此时滑动变阻器两端电压和经过它的电流．结合变阻器的功率P=分析P的最大值即可判断R′与R0的关系．

12．实验室中的电压表一般是由小量程的电流计G与某一电阻串联后改装而成，如图甲所示，在测量中电压表的示数即为其两端的电压．

（1）在图甲的电路中，若电流计的满偏电流Ig=1mA，线圈电阻Rg=100Ω，把它改装成满偏电压U=10V的电压表，则需要串联的电阻R0为多少？

（2）若将另一量程的电压表接入如图乙所示电路电源电压保持不变，电源内阻不计，闭合开关后，调节电阻R′的阻值为3000Ω时，电压表示数为4V；调节电阻R′的阻值为6000Ω时，电压表示数为3V，求电压表的内部电阻Rv和电源的电压；

（3）一般情况下，当电压表和一个阻值较小的用电器串联在电源两端时，电压表的示数都非常接近电源电压，请根据图乙的电路通过理论推导解释上述现象．

【分析】（1）根据欧姆定律求出总电阻，再求出串联电阻的阻值；

（2）由电路图可知，电压表的内阻与电阻箱串联，电压表的示数为电压表内阻两端的电压，根据串联电路的电压特点得出两次的等式，联立方程即可求出该电压表的内部电阻Rv和电源电压；

（3）电压表和一个阻值较小的用电器串联在电源两端时，根据串联电路的分压特点表示出电压表的示数，根据电阻之间的关系进行推导．

【解答】解：（1）电路中电流I=1mA=0.001A，

根据欧姆定律可得：

总电阻R===104Ω，

需要串联的电阻R0=R﹣Rg=104Ω﹣100Ω=9900Ω；

（2）由电路图可知，电压表的内阻RV与电阻箱R′串联，电压表的示数为电压表内阻两端的电压，

因串联电路中电阻两端的电压与电阻的阻值成正比，

所以，=，

即=，

=，

联立等式可得：U=6V，RV=6000Ω；

（3）当电压表和一个阻值较小的用电器串联在电源两端时，设用电器的电阻为R″，

根据串联电路的分压特点可得：=，

因RV远大于R″，

所以，UV远大于U″，

因串联电路中总电压等于各分电压之和，

所以，UV≈U．

答：（1）需要串联的电阻R0为9900Ω；

（2）该电压表的内部电阻为6000Ω；电源的电压为6V；

（3）理论推导过程如上所示．

【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用，关键是利用好串联电路的分压特点和电压表的内阻远大于用电器的电阻这一条件．

13．我区某校九年级物理学习小组在实验室做“测量定值电阻阻值”的实验，实验电路如图所示．

（1）请用笔画线代替导线，将图中实物连接完整；

（2）闭合开关前，滑动变阻器的滑片P应移到　B　端（选填“A”或“B”）；

（3）小组同学在连线时，不小心将线连错了，开关闭合后，移动滑动变阻器的滑片P时，发现电流表示数变大，电压表示数却变小，产生这一现象的原因是　电压表与滑动变阻器并联了　．

（4）纠正错误后，移动滑动变阻器的滑片P，使电压表的示数为3V时，电流表的示数如图所示，则该定值电阻阻值为　10　Ω．他们认为这个结果就是定值电阻的准确阻值，后来物理老师告诉他们这是不合理的，理由是　不合理，没有多次测量取平均值　．

（5）小组同学做完该实验后，又思考该电路还能用来研究　电流与电压的关系（或测量电阻的功率）　．（写出一条即可）

【分析】（1）根据滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中；

（2）闭合开关前，为防止电路中电流过大烧坏电路元件，滑动变阻器处于最大阻值处；

（3）电流表示数变大，根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压变大，根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压，据此判断实验现象的原因；

（4）根据电流表的量程和分度值读出电流表的示数，根据欧姆定律的变形公式求出定值电阻的阻值；

一次测量存在较大的误差，为了使测量值更接近于真实值，应进行多次测量求平均值；

（5）电压表测出电阻两端的电压，电流表测出通过电阻的电流，根据P=UI可知此电路图还可以测量电阻的功率；

本实验中电阻的阻值不变，还可以用来探究电流与电压之间的关系．

【解答】解：（1）滑动变阻器按一上一下的原则串联在电路中，只要把开关的右接线柱与任意一上方接线柱连接即可，如图所示：

（2）闭合开关前，为了保护电路，滑动变阻器的滑片应位于阻值最大处，滑动变阻器接的是下面左边的A接线柱，故滑动变阻器的滑片移到B端；

（3）连线时，不小心将线接错了，闭合开关后，移动滑动变阻器滑片P，电流表示数变大，电路中电流变大，根据欧姆定律可知，定值电阻两端的电压变大；

根据串联电路总电压等于各分电压之和可知，滑动变阻器两端的电压减小，故产生这一现象的原因是电压表并联在滑动变阻器两端．

（4）电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，所以电流表的示数为0.3A，

由I=得，定值电阻的阻值：

R===10Ω．

仅做一次测量，测量误差较大，所以将这个结果作为定值电阻的准确阻值不合理；

应移动滑动变阻器滑片，改变被测电阻两端的电压，进行多次测量求平均值，减小误差．

（5）该电路还是用来研究电流与电压的关系，测量电阻的功率．

故答案为：（1）见上图；

（2）B；

（3）电压表与滑动变阻器并联了；

（4）10；不合理，没有多次测量取平均值；

（5）电流与电压的关系（或测量电阻的功率）．

【点评】本题考查了滑动变阻器的连接和使用、电流表的读数、欧姆定律的应用和实验中多次测量的目的等，关键是学生对伏安法测电阻实验的理解和掌握，属于电学实验的常考内容，应牢固掌握．

14．在“测量小灯泡正常发光时的电阻”的实验中，小刚同学用一个电压表、一个电流表、一个开关、一个滑动变阻器、电压为4.5V的电源和额定电压为3.8V的小灯泡，设计了如图甲所示的电路．

（1）请你用笔画线代替导线，按照图甲所示电路，帮小刚将图乙中缺少的两根导线补充连接完整．

（2）连接电路时开关应　断开　，滑片P应位于最　右　端（选填“左”或者“右”）．

（3）连好电路闭合开关，发现小灯不亮，电压表有示数、电流表无示数，则故障可能是　小灯泡断路　．

（4）正确连接好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，当小灯泡正常发光时，电流表指针如图丙所示，此灯泡的额定功率为　1.14W　．

（5）小刚想在上述实验的基础上，进一步研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”，获得多组灯泡两端电压和电流的数据之后，发现电流与电压不成正比，请指出他的实验方法的不合理之处　无法控制小灯泡电阻不变　．

（6）下列图丁中有关此小灯泡功率P与U2或P与I2的图象可能正确的是　B　

【分析】（1）本实验中滑动变阻器应一上一下串联入电路中，电压表与灯泡并联，根据灯泡的额定电压确定其量程；

（2）连接电路时开关应断开，滑动变阻器的滑片应位于最大值处；

（3）电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，灯泡不亮、电流表无示数说明电路断路，由此分析故障原因；

（4）根据电流表的量程和分度值读出通过未知电阻的电流，由P=UI计算额定功率；

（5）研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”时，应控制电阻的阻值不变，而灯泡的电阻会随温度的变化而变化；

（6）根据公式P=I2R分析P与I2的图象，根据公式P=分析P与U2的图象．其中电阻R随温度的升高而增大．

【解答】解：

（1）由图甲知，滑动变阻器应一上一下串联入电路中，且滑片右滑阻值变大，所以应将左下接线柱接入电路中；电压表与灯泡并联，因为灯泡额定电压为3.8V，所以电压表应使用0﹣15V量程，实物连接如图所示：

；

（2）为了保护电路，连接电路时开关应断开，由图知，闭合开关时，应将滑动变阻器的滑片置于最大值右端；

（3）灯泡不亮，电流表无示数，说明电路中有断路，电压表有示数说明电压表两接线柱与电源之间是通路，说明电压表并联部分断路，即小灯泡可能断路了；

（4）由丙图知，电流表使用的是0﹣0.6A量程，分度值0.02A，所以灯泡正常发光时的电流为0.3A，

所以灯泡的额定功率为：P=UI=3.8V×0.3A=1.14W；

（5）灯泡的电阻与温度有关，研究“一段电路中的电流跟电路两端电压的关系”时，无法控制小灯泡电阻不变，故得不出电流与电压成正比的结论；

（6）A、B、在P﹣U2图象中，图象上某点与原点连线的斜率为电阻倒数，因随温度的升高R增大因而应减小，故A错误，B正确；

C、D、由P=I2R=可知，在P﹣I2图象中图象上某点与原点连线的斜率为电阻R，而电阻R又随温度的升高而增大，故CD错误．

故答案为：（1）见上图；（2）断开；右；（3）小灯泡断路；（4）1.14W；（5）无法控制小灯泡电阻不变；（6）B．

【点评】本题考查了实物图的连接、电路故障的判断、电流表的读数以及电功率的简单计算等．知道探究电流与电压关系时应控制电阻的阻值不变和知道灯泡的电阻与温度有关；注意学会从数学函数的角度分析物理图象问题，并区分曲线上某点与原点连线的斜率和曲线的切线的斜率含义的不同．

15．（2016•云南）电动轮椅为残障人士出行提供了方便．某型号的电动轮椅质量为20kg，轮子与地面的总接触面积为20cm2．其工作原理如图所示，操纵杆可以同时控制S1和S2两个开关．向前推操纵杆时轮椅前进且能调速，向后拉操纵杆时轮椅以恒定速度后退．已知蓄电池电压为24V，定值电阻R2=20Ω，R1为滑动变阻器．

（1）分别将S1和S2同时接触对应点　1　（选填“1”或“2”）时．轮椅前进；当轮椅后退时，电流表示数　小于　（选填“大于”、“小于”或“等于”）1.2A．

（2）求轮椅静止在水平地面上时对地面的压强．

（3）体重600N的人坐在轮椅上向后拉操纵杆，匀速后退过程中轮椅受到的阻力是总重的0.01倍，求后退5m阻力做功的大小．

【分析】该题为一道欧姆定律、电动机使用、固体压强以及功的综合运算题．要解决这道题首先要看明白电路图，并且还要理解电动机的转动方向与电流方向有关；当轮椅后退时，R2与电动机串联，所以电流小于1.2A；求轮椅静止在水平地面时的压强，先求出压力，此时压力等于重力，利用压强定义式即可；求出阻力以后，直接利用求功的公式求出所做的功．

【解答】解：

（1）因为轮椅向前运动时能调速，说明可以改变通过电动机的电流，所以电动机与滑动变阻器串联，故前进时将S1和S2同时接触对应点1．

若只有R2工作时，电路中的电流：I===1.2A，

当轮椅后退时，R2与电动机串联，R2两端的电压变小，所以当轮椅后退时，电路中的电流小于1.2A，即电流表示数小于1.2A．

（2）轮椅的重力：G=mg=20kg×10N/kg=200N，

水平地面受到的压力：F=G=200N，

轮椅静止在水平地面上时对地面的压强：

p===1×105Pa

（3）阻力所做的功：W=fs=0.01G总×s=0.01×（200N+600N）×5m=40J 

答：

（1）分别将S1和S2同时接触对应点1时，轮椅前进；当轮椅后退时，电流表示数小于1.2A．

（2）轮椅静止在水平地面上时对地面的压强是1×105Pa；

（3）体重600N的人坐在轮椅上向后拉操纵杆，匀速后退过程中轮椅受到的阻力是总重的0.01倍，后退5m阻力做功的大小为40J．

【点评】这道题是一道集电学力学电磁学于一体的综合题目，要求熟练掌握有关基本知识，基本公式概念，欧姆定律的应用．求电流时，电源电压除以R2和电动机电阻之和，所以电流小于1.2A．

16．（2016•莆田）如图甲所示，某恒温箱的加热电路由交流电源、电热丝等组成，其电路通断由控制电路控制，控制电路由电磁继电器．热敏电阻R1（安装在恒温箱内）、可变电阻器R2、低压电源、开关等组成，R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，调节可变电阻器使得R2=110Ω，闭合开关，当恒温箱内温度升高到50℃时，由于电磁继电器的作用，加热电路被断开，电池继电器的线圈电阻忽略不计，请回答：

（1）电磁继电器中电磁铁上端是　N　极．（填“N”或“S”）

（2）恒温箱内温度不断升高时，电磁铁的磁性变　强　，加热电路会因此被　断开　（填“接通”或“断开”）

（3）调节可变电阻器使得R2′=170Ω，恒温箱内温度升高到多少摄氏度时，加热电路被断开．

（4）整个装置在设计上有何不足之处　电磁继电器频繁通断，整个装置的使用寿命因此受到影响　．

【分析】（1）利用安培定则可以判断电磁铁的N、S极；

（2）根据图象知R1的阻值随温度变化的关系，由此分析甲图中控制电路中电阻变化，电流变化，由此判断电磁铁的磁性变化，从而知加热电路的工作状态；

（3）电磁铁的吸合电流不变，即吸合时电路的总电阻不变，先由恒温箱温度50℃时控制电路的总电阻，再由计算R2′=170Ω时R1的阻值，由图象可知此时恒温箱的温度；

（4）电磁继电器频率工作，这样会减小它的使用寿命．

【解答】解：

（1）根据安培定则，用右手握住螺线管，使四指指向线圈中电流的方向，则大拇指所指的上端为电磁铁的N极；

（2）由图甲知，控制电路中，R1、R2和电磁铁串联在电路，

由图象乙知，R1的阻值随温度升高而减小，所以恒温箱内温度不断升高时，R1的阻值减小，控制电路中总电阻变小，由欧姆定律知控制电路中电流变大，所以电磁铁的磁性变强，电磁铁吸下衔铁，加热电路会断开；

（3）由图象知，当恒温箱温度升高到50℃时，R1=90Ω，

由串联电路特点知此时控制电路的总电阻：

R总=R1+R2=90Ω+110Ω=200Ω，

因为控制电路中电磁铁吸合电流是相同的，即电路的总电阻不变，当R2′=170Ω时，

R1′=R总﹣R2′=200Ω﹣170Ω=30Ω，

由图象知，此时恒温箱内的温度为130℃，即恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开；

（4）由题知，每次工作时，恒温箱控制的只是一个固定的温度值，使用过程中，恒温箱内温度只允许在这个值附近．电磁继电器频繁通断，整个装置的使用寿命因此受到影响．

故答案为：（1）N；（2）强；断开；（3）R2′=170Ω，恒温箱内温度升高到130℃时，加热电路被断开；（4）电磁继电器频繁通断，整个装置的使用寿命因此受到影响．

【点评】本题考查了安培定则的应用、串联电路特点和欧姆定律的应用，关键是从图象中获取有用的信息．本题体现的物理在实际生活中的应用，是一道好题．

17．（2016•长沙）科学小组设计了一个给工作镀膜的电路模型，通过改装电压表来观察和控制工件放入镀膜中的深度．如图，电源电压恒定，R0为定值电阻，在压敏电阻RX上放有托盘，托盘上放有容器（不计托盘和容器的质量），容器内装有40N 的水．闭合开关，用轻质杠杆连接不吸水的圆柱体工件，将工件两次浸入水中（均未浸没且不触底，水未溢出），第一次工件下表面距水面 2cm，电压表示数为 6V，杆的作用力为 10N；第二次工件下表面距水面6cm，电压表示数为4V，杆的作用力为6N．压敏电阻上表面的受力面积为20cm2，其电阻值RX随压力F的变化关系如表． g取 10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3，求：

（1）工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强．

（2）工件下表面距水面 2cm时，其下表面所受水的压强．

（3）为使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，从而控制镀膜情况，你认为应该怎样利用现有元件改进电路？

（4）在原设计电路中，如果工件两次浸入水中压敏电阻所受压强的变化大于6000Pa，求该电路的电源电压．

【分析】（1）不计托盘和容器的质量，压敏电阻受到的压力和水的重力相等，根据p=求出压敏电阻所受的压强：

（2）知道工件下表面所处的深度，根据p=ρgh求出下表面所受水的压强；

（3）由题意可知，工件下表面距水面2cm到6cm时，电压表示数从6V变为4V，即电压表所测Rx两端的电压越小，电源的电压不变，根据串联电路的电压特点可知R0两端的电压变化，据此进行解答；

（4）工件下表面距水面2cm到6cm时，把工件和水看做整体受力分析求出容器受到的支持力，根据压敏电阻受到的压力与工件和水受到的支持力是一对相互作用力求出压敏电阻所受压力的变化量，根据p=求出压敏电阻所受压力的变化量，判断出符合题意的情况；根据称重法表示出工件受到的浮力，根据阿基米德原理表示出受到的浮力，联立等式求出工件的底面积，进一步求出工件受到的浮力，因工件受到的浮力和工件对水的压力是一对相互作用力，容器对压敏电阻的压力等于水的重力和浮力之和，由表格数据可知对应压敏的电阻值，根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两种情况下电路中的电流，根据电阻的串联和欧姆定律表示出电源的电压，利用电源的电压不变得出等式即可求出R0的阻值，进一步求出电源的电压．

【解答】解：（1）不计托盘和容器的质量，压敏电阻受到的压力：

F=G=40N，

压敏电阻所受的压强：

p===2×104Pa；

（2）工件下表面所受水的压强：

p′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣2m=200Pa；

（3）由题意可知，工件下表面距水面2cm到6cm时，电压表示数从6V变为4V，即电压表所测Rx两端的电压越小，

因电源的电压不变，且电源的电压不变，

所以，R0两端的电压越大，

故使工件浸入镀膜液中的深度越深（未浸没），电压表的示数越大，电压表应并联在R0的两端；

（4）工件下表面距水面2cm到6cm时，

a、设两次杆的作用力都是拉力，

把工件和液体看做整体，受到竖直向上的支持力、拉力，竖直向下的工件和水的重力，

由力的平衡条件可得，两种情况下有：

F支持+F拉=G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

F支持′+F拉′=G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

②﹣①可得：

F支持′﹣F支持=F拉﹣F拉′=10N﹣6N=4N，

因压敏电阻受到的压力与工件和液体受到的支持力是一对相互作用力，

所以，压敏电阻所受压力的变化：

△F=F支持′﹣F支持=4N，

压敏电阻所受压力的变化量：

△p===2000Pa＜6000Pa，此种情况不符合题意；

b、设两次杆的作用力都是压力，

把工件和液体看做整体，受到竖直向上的支持力，竖直向下的工件和水的重力以及杆的压力，

由力的平衡条件可得，两种情况下有：

F支持=F拉+G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③

F支持′=F拉′+G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣④

③﹣④可得：

F支持﹣F支持′=F拉﹣F拉′=10N﹣6N=4N，

则压敏电阻所受压力的变化：

△F=F支持′﹣F支持=4N，

压敏电阻所受压力的变化量：

△p===2000Pa＜6000Pa，此种情况不符合题意

C、工件下表面距水面2cm到6cm时，排开水的体积变大，受到的浮力变大，

所以，杆上力开始为拉力，后为压力，

杆的作用力向上时，工件和容器受到竖直向上的支持力、拉力，竖直向下的工件和水的重力，

由力的平衡条件可得，受到的支持力：

F支持+F拉=G水+G工件﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤

杆的作用力向下时，工件和容器受到竖直向上支持力，竖直向下的工件和水的重力、向下的压力，

由力的平衡条件可得，受到的支持力：

F支持′=G水+G工件+F拉′﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑥

由⑥﹣⑤可得：

F支持′﹣F支持=F拉′+F拉=6N+10N=16N，

则压敏电阻所受压力的变化：

△F=F支持′﹣F支持=16N，

压敏电阻所受压力的变化量：

△p===8000Pa＞6000Pa，满足要求，

当第一次工件下表面距水面h1=2cm=0.02m时，工件受到的浮力：

F浮=G﹣F拉，

由阿基米德原理可得：

F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1，即ρ水gS工件h1=G﹣F拉﹣﹣﹣⑦

第二次工件下表面距水面h2=6cm=0.06m，工件受到的浮力：

F浮′=G+F拉′=G+6N，

由阿基米德原理可得：

F浮′=ρ水gV排′=ρ水gS工件h2，即ρ水gS工件h2=G+F拉′﹣﹣﹣⑧

⑧﹣⑦可得：

S工件===0.04m2，

则F浮=ρ水gV排=ρ水gS工件h1=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.02m=8N，

F浮′=ρ水gV排′=ρ水gS工件h2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m2×0.06m=24N，

因工件受到的浮力和工件对水的压力是一对相互作用力，

所以，容器对压敏电阻的压力分别为：

F1=G水+F浮=40N+8N=48N，F2=G水+F浮′=40N+24N=64N，

由表格数据可知，对应压敏的电阻分别为R1=16Ω，R2=8Ω，

因串联电路中各处的电流相等，

所以，电路中的电流分别为：

I1===0.375A，I2===0.5A，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且电源的电压不变，

所以，电源的电压：

U=I1（R1+R0）=I2（R2+R0），即0.375A×（16Ω+R0）=0.5A×（8Ω+R0），

解得：R0=16Ω，

电源的电压U=I1（R1+R0）=0.375A×（16Ω+16Ω）=12V．

答：（1）工件未浸入水中时，压敏电阻所受的压强为2×104Pa；

（2）工件下表面距水面 2cm时，其下表面所受水的压强为200Pa；

（3）将电压改接到与R0并联．

（4）该电路的电源电压为12V．

【点评】本题考查了液体压强公式和固体压强公式、阿基米德原理、称重法求浮力公式、串联电路的特点以及欧姆定律的应用，判断出两次杆作用力的方向和求出两次工件受到的浮力是关键．

18．（2016•海南）如图甲所示的电路中，电阻R1的阻值为20Ω，R2为滑动变阻器，其规格能够满足电路要求．电流表A、A1的表盘均如图乙所示，电源电压为12V，且保持不变．闭合开关S，在保持电路元件正常使用的情况下，求：

（1）电流表A1的示数；

（2）电路中的最大电功率为多少？此时通过R2的电流I2是多少？

（3）若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，电流表A的示数变化的最大值△I是多少？

（4）联系家庭电路，并结合以上计算结果，类比说一说对合理使用家用电器的启示．

【分析】由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A2测干路电流．

（1）根据欧姆定律即可求出电流表A1的示数；

（2）根据电流表A的量程确定出电路中的最大电流即可利用P=UI求出最大功率；利用并联电路的电流特点求出通过R2的电流；

（3）若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，移动滑片时通过R1的电流不变，根据滑动变阻器的最大电阻值即可求出电流表A的最小值，根据电流表的量程即得出电流表的最大值，最后即可求出示数变化的最大值△I；

（4）根据电流表A的示数变化即可得出使用家用电器的启示．

【解答】解：由电路图可知，R1与R2并联，电流表A1测R1支路的电流，电流表A测干路电流．

（1）电流表A1的示数I1===0.6A；

（2）由图乙可知：电路中的最大电流为电流表A使用3A的量程时，则电路中的最大电流为3A，

最大功率P=UI=12V×3A=36W；

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，

所以，则通过R2的电流：

I2=I﹣I1=3A﹣0.6A=2.4A；

（3）若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，由于R1支路的电流不变，当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，干路电流最小，

则I2最小===0.4A，

所以，电流表A的最小示数I最小=I1+I2最小=0.6A+0.4A=1A，

由变阻器的规格可知，通过R2的最大电流为2A，所以

电流表A的示数最大为 I最大=0.6A+2A=2.6A

△I=I最大﹣I最小=2.6A﹣1A=1.6A；

（4）由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和，当支路电阻越小干路电流越大，所以为保护电路，使用家用电器时注意额定功率，不能使干路电流超过规定值．

答：（1）电流表A1的示数为0.6A；

（2）电路中的最大电功率为36W，通过R2的电流I2是2.4A；

（3）若R2为一个规格为“30Ω 2A”的滑动变阻器，电流表A的示数变化的最大值△I是1.6A；

（4）使用家用电器时注意额定功率，不能使干路电流超过规定值．

【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式、电功公式的应用，关键是滑动变阻器消耗最大和最小功率的判断．

19．（2016•成都）实验室有一个电学黑箱，其外形如图1所示，箱体外有四个接线柱，箱盖上有一个塑料滑块．小明请同组的同学一起探究其内部结构，实验室老师提醒他们，内部元件只有一个滑动变阻器和两个定值电阻．滑动变组器只有两个接线柱接入电路．

经过讨论，全组的意见是：先制作一个探测器，把这个探测器分别与黑箱外的接线柱相连．再根据测出的数据，推测内部的连接情况．

（1）甲组的小李组装了探测器，如图2所示，其中电源电压为3V，电流表量程为0﹣0.6A，对于其中阻值为5Ω的电阻R．你认为它的作用是　保护电路，防止电流过大，烧坏电流表和电源　．

同学们把探测器的E、F端分別与黑箱的接线柱连接，闭合开关，移动滑块，记下的数据如表：

（2）在前三次测试中，只有一次未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置．是第　1　次．

（3）滑动变阻器的最大阻值为　10Ω　；

（4）请在图3中作出箱内各元件连接电路图，并在定值电阻旁标明其阻值．

【分析】（1）如果没有电阻R的话，探测器有被短路的可能，据此进行解答；

（2）由表格数据可知，BC、BD、CD间的电流是定值，则它们之间的电阻是定值电阻，根据电阻的串联和欧姆定律分别求出它们之间的电阻，根据电阻判断定值电阻的阻值和连接；由表格数据可知，AB、AC、AD间电流是变化的，则它们之间有滑动变阻器，当滑动变阻器接入电路中的电阻为零电路中的电流最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出两电阻接入电路中时电路中的最大电流，然后确定两者的位置，再根据欧姆定律求出AB间电流最大时的阻值确定AB间的连接方式，进一步确定未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置；综上分析确定电路连接方式．

【解答】解：（1）如果没有电阻R的话，探测器有被短路的可能，烧坏电流表和电源，故R的作用是保护电路，防止电流过大，烧坏电流表和电源；

（2）由表格数据可知，BC、BD、CD间的电流是定值，则它们之间的电阻是定值电阻，

因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，

所以，由I=可得，BC、BD、CD间的电阻值分别为：

RBC=﹣R=﹣5Ω=10Ω，RBD=﹣R=﹣5Ω=5Ω，RCD=﹣R=﹣5Ω=15Ω，

因RCD=RBC+RBD，

所以，BC间为一定值电阻阻值为10Ω，BD间为一定值电阻阻值为5Ω，CD间为两电阻串联，

由表格数据可知，AB、AC、AD间电流是变化的，则它们之间有滑动变阻器，

当滑动变阻器接入电路中的电阻为零，10Ω的定值电阻R1和5Ω的定值电阻R2分别接入电路中时电路中的最大电流分别为：

I1===0.2A，I2===0.3A，

结合表格数据可知，AC间滑动变阻器与10Ω的定值电阻串联，AD间滑动变阻器与5Ω的定值电阻串联，

因AB间电流最大时的阻值RAB=﹣R=﹣5Ω=1Ω，小于两定值电阻的阻值，

所以，AB间只有滑动变阻器，且未将滑动变阻器调到阻值最大、最小位置；

由第二次数据可知，电路中的电流最小为IAC′=0.12A，则滑动变阻器的最大阻值：

R滑=﹣R﹣R1=﹣5Ω﹣10Ω=10Ω；

综上可知，AB之间只有滑动变阻器，AC间10Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，AD间5Ω的定值电阻与滑动变阻器串联，BC间只有10Ω的定值电阻，BD间只有5Ω的定值电阻，CD间5Ω和10Ω的定值电阻串联，电路图如下图所示：

故答案为：

（1）保护电路，防止电流过大，烧坏电流表和电源；

（2）1；

（3）10Ω；

（4）如上图所示．

【点评】本题考查了黑匣子问题，涉及到串联电路的特点和欧姆定律的应用以及探测器串联定值电阻的作用，分析表格数据得出连接方式和位置是本题的关键．

20．（2016•盐城）小华做测量电阻的实验，电源电压为6V，滑动变阻器标有“20Ω 1A”字样．

（1）在图甲中用笔画线代替导线将实验电路连接完整．

（2）闭合开关前应将滑动变阻的滑片移动　左　端．

（3）闭合开关后，电压表示数如图乙所示．为准确测量这一电压，接下来小华应进行的操作是　换接电压表的小量程　．

（4）实验中，滑片置于某位置时，电压表示数突然变为0，而电流表示数不变，产生这一现象的原因是　电压表所在的支路断路　．

（5）如表五组数据中有一组数据不是本实验中测得的，它是第　1　（填写表格中表示序号的数字）组，你判断的依据是　定值电阻两端的电压最小为2V　．

【分析】（1）注意电压表正负接线柱和滑动变阻器接线柱的接线法；

（2）应将滑动变阻器最大阻值连入电路中；

（3）为提高测量的准确程度，电压表选用小量程；

（4）电流表示数不变，说明电路中的总电阻不变，电压表示数为0，则说明电压表所在支路断路；

（5）求出定值电阻的大约值，根据分压原理，得出电压表的最小读数．

【解答】解：（1）将电压表并联在定值电阻两端，将滑动变阻连入电路，如图所示：

（2）闭合开关前，滑动变阻器右边电阻丝连入电路，应将滑动变阻的滑片移动最左端；

（3）由图乙知，电压表大量程分度值为0.5V，示数为2V＜3V，为提高测量的准确程度，选用电压表的小量程；

（4）实验中，滑片置于某位置时，电流表示数不变，说明电路是通路，电路中的总电阻不变，电压表示数突然变为0，说明电压表所在的支路断路；

（5）由表中数据，根据欧姆定律，定值电阻R≈==10Ω，根据分压原理，当滑动变阻器的最大电阻连入电路中时，电压表示数最小，定值电阻两端的最小电压U最小=×U=×6V=2V＞1V，所以第1组数据不是本实验中测得的．

故答案为：（1）如上图所示；

（2）左；

（3）换接电压表的小量程；

（4）电压表所在的支路断路；

（5）定值电阻两端的电压最小为2V．

【点评】本题测量定值电阻的大小，考查电路的连接、对操作的评估与改进、故障的分析与判断，最后一问考查了学生运用已有知识灵活解决实际问题的能力，有一定难度．

21．（2016•巴中）小明同学探究小灯泡的电阻是否固定不变的实验中，电路图如图所示，灯丝的电阻约为10Ω，小灯泡的、额定电压为2.5V，电源电压恒为4V

（1）请你用笔画线代替导线，按乙图的电路图把甲图中的实物图电路连接完整，使滑片P向右端移动时灯的亮度变暗．

（2）闭合开关前，滑动变阻器连入电路的阻值为最大值的作用是　保护电路　．

（3）当电压表的示数为2.5V时，电流表的示数如图丙所示，灯的额定电流为　0.26　A，此时灯丝的电阻为　9.6　Ω（保留一位小数）．

（4）调节滑片，记录电压表和电流表一系列读数，在丁图中绘制了小灯泡的U﹣I图线后，小明用一个定值电阻更换小灯泡，进行正确操作，记录电流表和电压表的一系列读数，在图丁中绘制定值电阻的U﹣I图象．在丁图中，能反映小灯泡电阻的图象是　b　（选填“a”或者“b”），由此可见，小灯泡的电阻与灯丝的　温度　有关．

【分析】（1）由图乙知，本实验中滑动变阻器应一上一下串联入电路中，电压表测灯泡两端电压，由此补充实物连接；

（2）闭合开关前，滑片在阻值最大处使电路中的电流最小，起保护电路的作用；

（3）根据电流表的量程和分度值读出其正常工作的电流，由R=UI计算其电阻；

（4）定值电阻电流与电压成正比，由此分析知灯泡的电流与电压关系图象；灯泡电阻与温度有关．