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13.在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10 Ω的电阻$R_0$,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示。小军读出电流表$\textcircled{A}_1$的示数为0.3 A,而电流表$\textcircled{A}_2$的示数如图乙所示,则小灯泡L两端的电压为
1
V,电阻为5
Ω。答案
13. 1 5
解析
【分析】首先分析电路结构，图甲中定值电阻$R_0$与小灯泡$L$并联，电流表$\mathrm{A}_1$测干路总电流，电流表$\mathrm{A}_2$测小灯泡$L$支路的电流。根据并联电路的电流规律先算出$R_0$支路的电流，再利用并联电路电压相等的特点，结合欧姆定律求出小灯泡两端的电压，最后根据小灯泡的电流和电压，用欧姆定律计算小灯泡的电阻。
【解析】
1. 读取电流表的示数：电流表$\mathrm{A}_2$选用$0∼0.6\mathrm{A}$量程，分度值为$0.02\mathrm{A}$，示数即小灯泡的电流$I_L=0.2\mathrm{A}$；已知干路电流$I=0.3\mathrm{A}$。
2. 计算$R_0$支路的电流：根据并联电路电流规律，$R_0$支路的电流$I_0=I - I_L=0.3\mathrm{A}-0.2\mathrm{A}=0.1\mathrm{A}$。
3. 计算小灯泡两端的电压：并联电路各支路电压相等，因此小灯泡两端电压等于$R_0$两端的电压，由欧姆定律得$U=U_0=I_0R_0=0.1\mathrm{A}×10\Omega=1\mathrm{V}$。
4. 计算小灯泡的电阻：根据欧姆定律，小灯泡的电阻$R_L=\frac{U}{I_L}=\frac{1\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=5\Omega$。
【答案】1；5
【知识点】并联电路的电流规律、欧姆定律的应用
【点评】本题利用并联电路的特点和欧姆定律，在缺少电压表的情况下间接测量小灯泡电阻，考查了电路分析和公式应用能力，是基础的实验创新题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 读取电流表的示数：电流表$\mathrm{A}_2$选用$0∼0.6\mathrm{A}$量程，分度值为$0.02\mathrm{A}$，示数即小灯泡的电流$I_L=0.2\mathrm{A}$；已知干路电流$I=0.3\mathrm{A}$。
2. 计算$R_0$支路的电流：根据并联电路电流规律，$R_0$支路的电流$I_0=I - I_L=0.3\mathrm{A}-0.2\mathrm{A}=0.1\mathrm{A}$。
3. 计算小灯泡两端的电压：并联电路各支路电压相等，因此小灯泡两端电压等于$R_0$两端的电压，由欧姆定律得$U=U_0=I_0R_0=0.1\mathrm{A}×10\Omega=1\mathrm{V}$。
4. 计算小灯泡的电阻：根据欧姆定律，小灯泡的电阻$R_L=\frac{U}{I_L}=\frac{1\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=5\Omega$。
【答案】1；5
【知识点】并联电路的电流规律、欧姆定律的应用
【点评】本题利用并联电路的特点和欧姆定律，在缺少电压表的情况下间接测量小灯泡电阻，考查了电路分析和公式应用能力，是基础的实验创新题。
【难度系数】0.5
14.在相距20 km的甲、乙两地之间有两条输电线，已知每1 m输电线的电阻为0.01 Ω。现输电线在某处发生短路，为确定短路位置，检测员用电压表、电流表和电源连成如图所示电路进行检测，电压表的示数为3 V，电流表的示数为20 mA。这是应用了
伏安
法测电阻从而确定短路位置离甲地7.5
km。答案
14. 伏安 7.5
解析
【分析】
本题需结合伏安法测电阻的原理，利用欧姆定律计算输电线电阻，再结合输电线的电阻与长度的关系，注意电流路径是往返的输电线，从而求出短路位置到甲地的距离。解题思路：①明确测量方法为伏安法；②根据欧姆定律计算短路处输电线的总电阻；③由每米输电线的电阻算出输电线总长度；④因电流经过两条输电线，总长度是单程距离的2倍，进而得到短路位置到甲地的距离。
【解析】
1. 测量方法：用电压表测电压、电流表测电流，依据欧姆定律计算电阻，这是伏安法测电阻。
2. 计算输电线电阻：已知电压$U=3V$，电流$I=20mA=0.02A$，根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得$R=\frac{3V}{0.02A}=150Ω$。
3. 计算输电线总长度：每1m输电线电阻为$0.01Ω$，则输电线总长度$L=\frac{R}{0.01Ω/m}=\frac{150Ω}{0.01Ω/m}=15000m=15km$。
4. 计算短路位置到甲地的距离：电流从甲地到短路点经一条输电线，再返回甲地经另一条输电线，总长度为单程距离的2倍，故短路位置到甲地的距离$s=\frac{15km}{2}=7.5km$。
【答案】
伏安；7.5
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电阻与长度的关系
【点评】
本题将物理知识应用于实际输电线短路问题，考查伏安法的应用及欧姆定律的计算，关键在于理解输电线电流路径为往返，需区分总长度与单程距离，难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5
本题需结合伏安法测电阻的原理，利用欧姆定律计算输电线电阻，再结合输电线的电阻与长度的关系，注意电流路径是往返的输电线，从而求出短路位置到甲地的距离。解题思路：①明确测量方法为伏安法；②根据欧姆定律计算短路处输电线的总电阻；③由每米输电线的电阻算出输电线总长度；④因电流经过两条输电线，总长度是单程距离的2倍，进而得到短路位置到甲地的距离。
【解析】
1. 测量方法：用电压表测电压、电流表测电流，依据欧姆定律计算电阻，这是伏安法测电阻。
2. 计算输电线电阻：已知电压$U=3V$，电流$I=20mA=0.02A$，根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，得$R=\frac{3V}{0.02A}=150Ω$。
3. 计算输电线总长度：每1m输电线电阻为$0.01Ω$，则输电线总长度$L=\frac{R}{0.01Ω/m}=\frac{150Ω}{0.01Ω/m}=15000m=15km$。
4. 计算短路位置到甲地的距离：电流从甲地到短路点经一条输电线，再返回甲地经另一条输电线，总长度为单程距离的2倍，故短路位置到甲地的距离$s=\frac{15km}{2}=7.5km$。
【答案】
伏安；7.5
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、电阻与长度的关系
【点评】
本题将物理知识应用于实际输电线短路问题，考查伏安法的应用及欧姆定律的计算，关键在于理解输电线电流路径为往返，需区分总长度与单程距离，难度适中，注重知识的实际运用。
【难度系数】
0.5
15.小金尝试将电流表改装成可以直接测量电阻的表,并设计了如图所示的电路,在 M、N 中间可接待测电阻。已知电流表量程为 0～0.6 A,电源电压为 12 V,请回答:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应处于
(2)先将 M、N 直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6 A 的刻度上标定的电阻值为
(3)电流表 0.2 A 刻度处,标定的电阻为
(4)改装后的直接测量电阻的表,其表盘刻度
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片 P 应处于
B端
（填“A 端”或“B 端”）。(2)先将 M、N 直接用导线连接,并移动滑动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6 A 的刻度上标定的电阻值为
0
Ω,此时滑动变阻器的阻值为20
Ω。若在 M、N 间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数为0.3
A。(3)电流表 0.2 A 刻度处,标定的电阻为
40
Ω。(4)改装后的直接测量电阻的表,其表盘刻度
不均匀
（填“均匀”或“不均匀”）,请写出$R_x$与电流 I 的关系式:$R_x=\frac{12\ \mathrm{V}}{I}-20\ \Omega$
。答案
15.(1) B端 (2) 0 20 0.3 (3) 40 (4) 不均匀 $R_x=\frac{12\ \mathrm{V}}{I}-20\ \Omega$
解析
【分析】
本题围绕改装电流表为电阻表的电路问题展开，需结合滑动变阻器使用规则、欧姆定律及串联电路电阻规律分析。首先明确闭合开关前滑动变阻器要调至最大阻值处；其次，当M、N直接连接时待测电阻为0，利用满偏电流和电源电压计算总电阻，进而得到滑动变阻器阻值；接着，根据串联电路总电阻等于各电阻之和，结合欧姆定律计算不同情况下的电流或待测电阻；最后推导电流与待测电阻的关系，判断表盘刻度是否均匀。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器应调至最大阻值以保护电路，由图可知，滑片P在B端时接入电路的电阻丝最长，阻值最大，故填B端。
(2) M、N直接连接时，待测电阻$R_x=0$，电流表满偏时$I=0.6\ \mathrm{A}$，电源电压$U=12\ \mathrm{V}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$，此时滑动变阻器阻值等于总电阻，即$R_{\mathrm{滑}}=20\ \Omega$，因此电流表0.6A刻度标定的电阻值为$0\ \Omega$；若接入与滑动变阻器阻值相同的电阻，即$R_x=20\ \Omega$，总电阻$R_{\mathrm{总}}'=R_{\mathrm{滑}}+R_x=20\ \Omega+20\ \Omega=40\ \Omega$，电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
(3) 当电流$I''=0.2\ \mathrm{A}$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}''=\frac{U}{I''}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=60\ \Omega$，待测电阻$R_x'=R_{\mathrm{总}}''-R_{\mathrm{滑}}=60\ \Omega-20\ \Omega=40\ \Omega$。
(4) 串联电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{滑}}+R_x=20\ \Omega+R_x$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega+R_x}$，变形得$R_x=\frac{12\ \mathrm{V}}{I}-20\ \Omega$，可见$I$与$R_x$为反比例关系，不是线性关系，故表盘刻度不均匀。
【答案】
(1) B端 (2) 0；20；0.3 (3) 40 (4) 不均匀；$R_x=\frac{12\ \mathrm{V}}{I}-20\ \Omega$
【知识点】
欧姆定律、串联电阻规律、滑动变阻器使用
【点评】
本题考查欧姆定律在改装电阻表中的应用，需掌握滑动变阻器的使用规则，结合串联电路特点分析总电阻与待测电阻的关系，推导电流与待测电阻的表达式是判断刻度均匀性的关键，综合性较强。
【难度系数】
0.5
本题围绕改装电流表为电阻表的电路问题展开，需结合滑动变阻器使用规则、欧姆定律及串联电路电阻规律分析。首先明确闭合开关前滑动变阻器要调至最大阻值处；其次，当M、N直接连接时待测电阻为0，利用满偏电流和电源电压计算总电阻，进而得到滑动变阻器阻值；接着，根据串联电路总电阻等于各电阻之和，结合欧姆定律计算不同情况下的电流或待测电阻；最后推导电流与待测电阻的关系，判断表盘刻度是否均匀。
【解析】
(1) 闭合开关前，滑动变阻器应调至最大阻值以保护电路，由图可知，滑片P在B端时接入电路的电阻丝最长，阻值最大，故填B端。
(2) M、N直接连接时，待测电阻$R_x=0$，电流表满偏时$I=0.6\ \mathrm{A}$，电源电压$U=12\ \mathrm{V}$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$，此时滑动变阻器阻值等于总电阻，即$R_{\mathrm{滑}}=20\ \Omega$，因此电流表0.6A刻度标定的电阻值为$0\ \Omega$；若接入与滑动变阻器阻值相同的电阻，即$R_x=20\ \Omega$，总电阻$R_{\mathrm{总}}'=R_{\mathrm{滑}}+R_x=20\ \Omega+20\ \Omega=40\ \Omega$，电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
(3) 当电流$I''=0.2\ \mathrm{A}$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}''=\frac{U}{I''}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=60\ \Omega$，待测电阻$R_x'=R_{\mathrm{总}}''-R_{\mathrm{滑}}=60\ \Omega-20\ \Omega=40\ \Omega$。
(4) 串联电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{滑}}+R_x=20\ \Omega+R_x$，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{20\ \Omega+R_x}$，变形得$R_x=\frac{12\ \mathrm{V}}{I}-20\ \Omega$，可见$I$与$R_x$为反比例关系，不是线性关系，故表盘刻度不均匀。
【答案】
(1) B端 (2) 0；20；0.3 (3) 40 (4) 不均匀；$R_x=\frac{12\ \mathrm{V}}{I}-20\ \Omega$
【知识点】
欧姆定律、串联电阻规律、滑动变阻器使用
【点评】
本题考查欧姆定律在改装电阻表中的应用，需掌握滑动变阻器的使用规则，结合串联电路特点分析总电阻与待测电阻的关系，推导电流与待测电阻的表达式是判断刻度均匀性的关键，综合性较强。
【难度系数】
0.5
16.小明利用如图甲所示电路研究电流与电压的关系，其中滑动变阻器的最大阻值为500 Ω，定值电阻$R_0$的阻值为10 Ω。闭合开关，当滑片从最右端慢慢向左移动，发现最初电压表指针几乎不动，直到接近左端时电压表指针才开始有所偏转，继续左移，指针偏转角度迅速变大，即该滑动变阻器引起电压表示数发生明显变化的调节区域很小。本实验中，要使滑片每移动一段距离，都能引起电压表示数较为明显的变化，应选择怎样的滑动变阻器？小明用不同的电阻丝代替滑动变阻器，利用图乙进行如下实验：
①取3条长度都为100 cm的粗细均匀电阻丝A、B、C，阻值分别为1 Ω、20 Ω、400 Ω。
②将电阻丝A接入图乙电路，闭合开关，滑片P从最右端移到最左端，记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据，多次测量。
③分别用电阻丝B、C代替A，重复步骤②。
④处理相关数据，获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙所示。
(1)在如图甲所示的实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线a与接线柱M处的连接意外断开，此时示数为零的电表是
(2)分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是
(3)若利用图乙研究通过$R_0$的电流与其两端电压的关系，在A、B、C三条电阻丝中，你认为选择哪一条电阻丝最合适？并说明理由：
①取3条长度都为100 cm的粗细均匀电阻丝A、B、C，阻值分别为1 Ω、20 Ω、400 Ω。
②将电阻丝A接入图乙电路，闭合开关，滑片P从最右端移到最左端，记录电压表示数U随滑片移动长度x变化的相关数据，多次测量。
③分别用电阻丝B、C代替A，重复步骤②。
④处理相关数据，获得“电压表示数U随移动长度x变化的关系”如图丙所示。
(1)在如图甲所示的实验中，闭合开关，当滑动变阻器滑片处于最左端时，导线a与接线柱M处的连接意外断开，此时示数为零的电表是
电压表
。(2)分析图丙，实验过程中电压表示数变化范围与电阻丝阻值的关系是
电阻丝的阻值越大，电压表示数变化范围也越大
。(3)若利用图乙研究通过$R_0$的电流与其两端电压的关系，在A、B、C三条电阻丝中，你认为选择哪一条电阻丝最合适？并说明理由：
B，B电阻丝上的滑片移动时，电压表示数始终能发生较明显变化，且变化范围较大
。答案
16.(1) 电压表 (2) 电阻丝的阻值越大，电压表示数变化范围也越大 (3) B，B电阻丝上的滑片移动时，电压表示数始终能发生较明显变化，且变化范围较大
解析
【分析】
本题围绕电路实验展开，需结合电路结构、图像数据和实验要求分析问题：
(1) 分析甲图电路，判断导线断开后电表的通路情况，确定示数为零的电表；
(2) 观察图丙中三条电阻丝对应的电压变化曲线，对比阻值与电压变化范围的关系；
(3) 结合实验需求（滑片移动时电压表示数明显变化），分析三条电阻丝的电压变化特点，选择合适的电阻丝。
【解析】
(1) 当导线a与接线柱M断开后，电压表所在支路断路，无法接入电路获得电压，因此电压表示数为零；电流表串联在主电路中，电路仍为通路，电流可正常通过，电流表有示数，故示数为零的电表是电压表。
(2) 由图丙可知：电阻丝A（1Ω）的电压表示数变化范围很小，几乎不变；电阻丝B（20Ω）的电压表示数变化范围较大；电阻丝C（400Ω）的电压表示数变化范围更大。因此得出：电阻丝的阻值越大，电压表示数变化范围也越大。
(3) 选择电阻丝B最合适。理由：电阻丝A阻值太小，电压表示数变化不明显；电阻丝C阻值太大，只有滑片接近左端时电压表示数才明显变化，大部分移动区域电压变化不明显；而电阻丝B阻值适中，滑片移动时，电压表示数始终能发生较明显变化，且变化范围较大，符合实验中“每移动一段距离电压变化明显”的要求。
【答案】
(1) 电压表 (2) 电阻丝的阻值越大，电压表示数变化范围也越大 (3) B，B电阻丝上的滑片移动时，电压表示数始终能发生较明显变化，且变化范围较大
【知识点】
欧姆定律、电路分析、实验器材选择
【点评】
本题结合实验探究，考查了电路故障分析、欧姆定律的应用以及实验器材的选择，需要学生结合图像分析数据，理解实验中器材选择的依据，注重对实验过程的理解和分析能力。
【难度系数】
0.5
本题围绕电路实验展开，需结合电路结构、图像数据和实验要求分析问题：
(1) 分析甲图电路，判断导线断开后电表的通路情况，确定示数为零的电表；
(2) 观察图丙中三条电阻丝对应的电压变化曲线，对比阻值与电压变化范围的关系；
(3) 结合实验需求（滑片移动时电压表示数明显变化），分析三条电阻丝的电压变化特点，选择合适的电阻丝。
【解析】
(1) 当导线a与接线柱M断开后，电压表所在支路断路，无法接入电路获得电压，因此电压表示数为零；电流表串联在主电路中，电路仍为通路，电流可正常通过，电流表有示数，故示数为零的电表是电压表。
(2) 由图丙可知：电阻丝A（1Ω）的电压表示数变化范围很小，几乎不变；电阻丝B（20Ω）的电压表示数变化范围较大；电阻丝C（400Ω）的电压表示数变化范围更大。因此得出：电阻丝的阻值越大，电压表示数变化范围也越大。
(3) 选择电阻丝B最合适。理由：电阻丝A阻值太小，电压表示数变化不明显；电阻丝C阻值太大，只有滑片接近左端时电压表示数才明显变化，大部分移动区域电压变化不明显；而电阻丝B阻值适中，滑片移动时，电压表示数始终能发生较明显变化，且变化范围较大，符合实验中“每移动一段距离电压变化明显”的要求。
【答案】
(1) 电压表 (2) 电阻丝的阻值越大，电压表示数变化范围也越大 (3) B，B电阻丝上的滑片移动时，电压表示数始终能发生较明显变化，且变化范围较大
【知识点】
欧姆定律、电路分析、实验器材选择
【点评】
本题结合实验探究，考查了电路故障分析、欧姆定律的应用以及实验器材的选择，需要学生结合图像分析数据，理解实验中器材选择的依据，注重对实验过程的理解和分析能力。
【难度系数】
0.5
