6. 如图所示,小科运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,R接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP(左端P是滑片)与电路接触良好,金属杆cd和MP的电阻不计。当被测身高增加时,电压表的示数变化情况为(

A.变大
B.变小
C.不变
D.无法确定
A
)A.变大
B.变小
C.不变
D.无法确定
答案
A
解析
【分析】首先明确电路结构:定值电阻$ R_0 $与滑动变阻器$ R $串联,电流表测量串联电路的总电流,电压表测量滑动变阻器$ R $两端的电压。当被测身高增加时,滑片$ P $向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻($ Pb $段)长度变长,接入电阻增大;结合串联电路特点和欧姆定律,可推导电压表示数的变化。
【解析】电路中$ R_0 $与滑动变阻器$ R $串联,电源电压$ U $恒定。当被测身高增加,滑片$ P $上移,滑动变阻器接入电路的电阻$ R $增大,电路总电阻$ R_{总}=R_0+R $增大。根据欧姆定律$ I=\frac{U}{R_{总}} $,电路总电流$ I $减小。定值电阻$ R_0 $两端的电压$ U_0=IR_0 $,因$ I $减小、$ R_0 $不变,故$ U_0 $减小。根据串联电路电压规律$ U=U_0+U_V $($ U_V $为滑动变阻器两端电压,即电压表示数),可得$ U_V=U-U_0 $,由于$ U $不变、$ U_0 $减小,因此$ U_V $增大,即电压表示数变大。
【答案】A
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、滑动变阻器的应用
【点评】本题结合电子身高测量仪的实际场景,考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用,核心是明确滑动变阻器接入电阻的变化和电压表的测量对象,属于基础电路分析题。
【难度系数】0.5
【解析】电路中$ R_0 $与滑动变阻器$ R $串联,电源电压$ U $恒定。当被测身高增加,滑片$ P $上移,滑动变阻器接入电路的电阻$ R $增大,电路总电阻$ R_{总}=R_0+R $增大。根据欧姆定律$ I=\frac{U}{R_{总}} $,电路总电流$ I $减小。定值电阻$ R_0 $两端的电压$ U_0=IR_0 $,因$ I $减小、$ R_0 $不变,故$ U_0 $减小。根据串联电路电压规律$ U=U_0+U_V $($ U_V $为滑动变阻器两端电压,即电压表示数),可得$ U_V=U-U_0 $,由于$ U $不变、$ U_0 $减小,因此$ U_V $增大,即电压表示数变大。
【答案】A
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、滑动变阻器的应用
【点评】本题结合电子身高测量仪的实际场景,考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用,核心是明确滑动变阻器接入电阻的变化和电压表的测量对象,属于基础电路分析题。
【难度系数】0.5
1. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,各电表示数的变化情况是 (
)
A.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数变大
B.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变大
C.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变小
D.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数不变
A.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数变大
B.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变大
C.滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变小
D.滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数不变
答案
D
解析
【分析】先明确电路连接与电表测量对象:定值电阻R与滑动变阻器串联,甲表为电流表,测串联电路的电流;乙表为电压表,并联在电源两端,测量电源电压。电源电压保持不变,因此乙表示数始终等于电源电压,不会随滑片移动变化,据此可先排除不符合乙表示数变化的选项,再分析甲表的变化。
【解析】1. 确定乙表的示数特点:乙电压表并联在电源两端,测电源电压,电源电压不变,所以乙表示数始终不变。选项A(乙变大)、B(乙变大)、C(乙变小)均不符合,只有D选项乙表示数不变。2. 验证甲表的变化:滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,接入电阻变大,电路总电阻变大;电源电压U不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路总电流变小,即甲电流表示数变小,与D选项描述一致。
【答案】D
【知识点】欧姆定律、串联电路、电压表的使用
【点评】本题考查电路中电表示数的变化分析,核心是明确电表的测量对象,尤其是电压表是否测电源电压,属于初中物理电路分析的基础题型,难度适中。
【难度系数】0.4
【解析】1. 确定乙表的示数特点:乙电压表并联在电源两端,测电源电压,电源电压不变,所以乙表示数始终不变。选项A(乙变大)、B(乙变大)、C(乙变小)均不符合,只有D选项乙表示数不变。2. 验证甲表的变化:滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,接入电阻变大,电路总电阻变大;电源电压U不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路总电流变小,即甲电流表示数变小,与D选项描述一致。
【答案】D
【知识点】欧姆定律、串联电路、电压表的使用
【点评】本题考查电路中电表示数的变化分析,核心是明确电表的测量对象,尤其是电压表是否测电源电压,属于初中物理电路分析的基础题型,难度适中。
【难度系数】0.4
2. 如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑动变阻器$R_2$的滑片P向右移动,在此过程中 (

A.电流表A的示数变大,电压表V₂的示数变小
B.电流表A的示数变大,电压表V₁的示数变小
C.电压表V₁的示数变小,电压表V₂的示数变大
D.电压表V₁的示数不变,电压表V₂的示数变大
A
)A.电流表A的示数变大,电压表V₂的示数变小
B.电流表A的示数变大,电压表V₁的示数变小
C.电压表V₁的示数变小,电压表V₂的示数变大
D.电压表V₁的示数不变,电压表V₂的示数变大
答案
A
解析
【分析】首先明确电路连接关系:R₁与R₂串联,电流表A测量串联电路的电流,电压表V₁测定值电阻R₁两端的电压,电压表V₂测滑动变阻器R₂两端的电压。当滑动变阻器滑片P向右移动时,接入电路的电阻R₂减小,总电阻减小,电源电压不变,结合欧姆定律和串联电路电压规律,逐步分析电流和电压表示数的变化。
【解析】电路中R₁与R₂串联,电流表A测电路电流,V₁测R₁两端电压,V₂测R₂两端电压。当滑片P向右移动时,滑动变阻器R₂接入电路的电阻变小,电路总电阻R总=R₁+R₂减小,电源电压U不变,根据欧姆定律I=U/R总,电路中的电流I变大,即电流表A的示数变大。定值电阻R₁的阻值不变,由U₁=IR₁可知,I变大则R₁两端电压U₁变大,即V₁的示数变大。根据串联电路电压规律U=U₁+U₂,可得U₂=U-U₁,电源电压U不变、U₁变大,因此U₂变小,即V₂的示数变小。综上,电流表A的示数变大,电压表V₂的示数变小,对应选项A。
【答案】A
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律应用、滑动变阻器动态分析
【点评】本题是串联电路的动态分析题,核心是理清各电表测量对象,结合欧姆定律和串联电路电压规律分析电表示数变化,属于基础题型,需掌握电路分析的基本方法。
【难度系数】0.5
【解析】电路中R₁与R₂串联,电流表A测电路电流,V₁测R₁两端电压,V₂测R₂两端电压。当滑片P向右移动时,滑动变阻器R₂接入电路的电阻变小,电路总电阻R总=R₁+R₂减小,电源电压U不变,根据欧姆定律I=U/R总,电路中的电流I变大,即电流表A的示数变大。定值电阻R₁的阻值不变,由U₁=IR₁可知,I变大则R₁两端电压U₁变大,即V₁的示数变大。根据串联电路电压规律U=U₁+U₂,可得U₂=U-U₁,电源电压U不变、U₁变大,因此U₂变小,即V₂的示数变小。综上,电流表A的示数变大,电压表V₂的示数变小,对应选项A。
【答案】A
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律应用、滑动变阻器动态分析
【点评】本题是串联电路的动态分析题,核心是理清各电表测量对象,结合欧姆定律和串联电路电压规律分析电表示数变化,属于基础题型,需掌握电路分析的基本方法。
【难度系数】0.5
3. 某种测量人体重的电子秤的原理如图所示,它主要由踏板、压力传感器R(一个阻值可随压力大小而变化的电阻器)、显示体重的仪表A(实质是电流表)三部分构成,踏板的质量可忽略不计。已知电流表的量程为0~3 A,电源电压为12 V,定值电阻$R_0$的阻值为2 Ω,压力传感器R的阻值随压力变化的数学表达式为$R=30-0.02F$(Ω)(F的单位是N)。下列说法正确的是 (

A.该秤能测量的最大体重是1 300 N
B.体重1 300 N应标在电流表刻度盘2 A刻度处
C.该秤的零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表A刻度盘的零刻度处
D.该秤的零刻度线应标在电流表A刻度盘的最大刻度处
B
)A.该秤能测量的最大体重是1 300 N
B.体重1 300 N应标在电流表刻度盘2 A刻度处
C.该秤的零刻度线(即踏板空载时的刻度线)应标在电流表A刻度盘的零刻度处
D.该秤的零刻度线应标在电流表A刻度盘的最大刻度处
答案
B
解析
【分析】
本题是结合欧姆定律的电子秤电路问题,需明确电路为压力传感器R与定值电阻R₀串联,电流表测电路电流。解题思路:根据串联电路电阻规律和欧姆定律I=U/R,结合压力传感器的电阻表达式R=30-0.02F,分别计算不同压力下的电流,再逐一分析选项的正确性,判断各说法是否符合计算结果。
【解析】
电路中R与R₀串联,电源电压U=12V,R₀=2Ω,压力传感器电阻R=30-0.02F(Ω),电路电流I=U/(R+R₀)。
1. 分析选项A:电流表量程为0~3A,最大电流I_max=3A,此时总电阻R总=U/I_max=12V/3A=4Ω,压力传感器电阻R=R总-R₀=4Ω-2Ω=2Ω,代入R=30-0.02F得:2=30-0.02F → F=(30-2)/0.02=1400N,即最大体重为1400N,A错误。
2. 分析选项B:体重F=1300N时,R=30-0.02×1300=4Ω,总电阻R总=4Ω+2Ω=6Ω,电流I=12V/6Ω=2A,即体重1300N对应电流表2A刻度,B正确。
3. 分析选项C:踏板空载时F=0,R=30Ω,总电阻R总=30Ω+2Ω=32Ω,电流I=12V/32Ω=0.375A,即零刻度对应电流为0.375A,不是0,C错误。
4. 分析选项D:空载时电流为0.375A,远小于电流表最大刻度3A,故零刻度线不在最大刻度处,D错误。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律、电阻与压力的关系
【点评】
本题将物理知识与实际电子秤应用结合,考查欧姆定律的综合运用,需准确利用压力与电阻的关系,结合串联电路特点计算电流,易错点在于最大电流对应最大压力的推导,以及空载电流的判断。
【难度系数】
0.6
本题是结合欧姆定律的电子秤电路问题,需明确电路为压力传感器R与定值电阻R₀串联,电流表测电路电流。解题思路:根据串联电路电阻规律和欧姆定律I=U/R,结合压力传感器的电阻表达式R=30-0.02F,分别计算不同压力下的电流,再逐一分析选项的正确性,判断各说法是否符合计算结果。
【解析】
电路中R与R₀串联,电源电压U=12V,R₀=2Ω,压力传感器电阻R=30-0.02F(Ω),电路电流I=U/(R+R₀)。
1. 分析选项A:电流表量程为0~3A,最大电流I_max=3A,此时总电阻R总=U/I_max=12V/3A=4Ω,压力传感器电阻R=R总-R₀=4Ω-2Ω=2Ω,代入R=30-0.02F得:2=30-0.02F → F=(30-2)/0.02=1400N,即最大体重为1400N,A错误。
2. 分析选项B:体重F=1300N时,R=30-0.02×1300=4Ω,总电阻R总=4Ω+2Ω=6Ω,电流I=12V/6Ω=2A,即体重1300N对应电流表2A刻度,B正确。
3. 分析选项C:踏板空载时F=0,R=30Ω,总电阻R总=30Ω+2Ω=32Ω,电流I=12V/32Ω=0.375A,即零刻度对应电流为0.375A,不是0,C错误。
4. 分析选项D:空载时电流为0.375A,远小于电流表最大刻度3A,故零刻度线不在最大刻度处,D错误。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律、电阻与压力的关系
【点评】
本题将物理知识与实际电子秤应用结合,考查欧姆定律的综合运用,需准确利用压力与电阻的关系,结合串联电路特点计算电流,易错点在于最大电流对应最大压力的推导,以及空载电流的判断。
【难度系数】
0.6
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