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10. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变,$L_1$、$L_2$是规格不同的小灯泡。闭合开关S,灯$L_2$发光,再闭合开关$S_1$,灯$L_1$也发光。在开关$S_1$由断开到闭合的过程中,电流表A的示数,电流表$A_1$的示数,电压表V的示数。(均填“不变”“变大”或“变小”)
第10小题图
第11小题图
第12小题图
第10小题图
第11小题图
第12小题图
答案
变大；不变；不变。
解析
解：
开关S闭合、S₁断开时，电路为L₂的简单电路，电流表A、A₁均测通过L₂的电流，电压表V测电源电压。
开关S、S₁都闭合时，L₁与L₂并联：
1. 电流表A测干路总电流，根据并联电路电流规律，干路电流等于两支路电流之和，因此干路电流大于原来仅通过L₂的电流，电流表A的示数变大。
2. 并联电路各支路两端电压均等于电源电压，L₂两端电压不变，L₂的电阻不变，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，通过L₂的电流不变，因此电流表A₁的示数不变。
3. 电压表V始终并联在电源两端，电源电压保持不变，因此电压表V的示数不变。
开关S闭合、S₁断开时，电路为L₂的简单电路，电流表A、A₁均测通过L₂的电流，电压表V测电源电压。
开关S、S₁都闭合时，L₁与L₂并联：
1. 电流表A测干路总电流，根据并联电路电流规律，干路电流等于两支路电流之和，因此干路电流大于原来仅通过L₂的电流，电流表A的示数变大。
2. 并联电路各支路两端电压均等于电源电压，L₂两端电压不变，L₂的电阻不变，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，通过L₂的电流不变，因此电流表A₁的示数不变。
3. 电压表V始终并联在电源两端，电源电压保持不变，因此电压表V的示数不变。
11. 在如图所示的电路中,电阻$R_1=6\ \Omega,R_2=8\ \Omega$,电源电压不变,$R$为定值电阻。当开关S接位置1时,电流表的示数为0.4 A,则此时$R_1$两端的电压是V;当开关S接位置2时,定值电阻R两端电压(填“不变”“变大”或“变小”)。
答案
$\boldsymbol{2.4}$；$\boldsymbol{变小}$
解析
解：
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得$R_1$两端的电压：
$U_1 = I_1 R_1 = 0.4\ \mathrm{A} × 6\ \Omega = 2.4\ \mathrm{V}$
当开关S接位置2时，定值电阻R与$R_2$串联，由于$R_2 ＞ R_1$，电路总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，定值电阻R的阻值不变，由$U=IR$可知，定值电阻R两端的电压变小。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得$R_1$两端的电压：
$U_1 = I_1 R_1 = 0.4\ \mathrm{A} × 6\ \Omega = 2.4\ \mathrm{V}$
当开关S接位置2时，定值电阻R与$R_2$串联，由于$R_2 ＞ R_1$，电路总电阻变大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流变小，定值电阻R的阻值不变，由$U=IR$可知，定值电阻R两端的电压变小。
12. 如图所示，滑动变阻器$R_1$的最大阻值为100 Ω，电流表$\mathrm{A}_1$的测量范围是0~3 A，$\mathrm{A}_2$的测量范围为0~3 A，定值电阻$R_2$的阻值为10 Ω，电源电压恒为18 V。闭合开关后，通过$R_2$的电流为A。为了保证两个电流表都能正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻最小值为Ω。
答案
$\boldsymbol{1.8}$；$\boldsymbol{15}$。
解析
解：
由电路特点可知，$R_1$与$R_2$并联，并联电路各支路两端电压等于电源电压，即$U_1=U_2=U=18\ \mathrm{V}$。
1. 计算通过$R_2$的电流：
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得：
$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{18\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=1.8\ \mathrm{A}$。
2. 计算滑动变阻器接入电路的电阻最小值：
电流表$A_1$测干路总电流，$A_2$测通过$R_1$的电流，两表量程均为$0∼3\ \mathrm{A}$，因此干路允许的最大总电流$I_{\mathrm{总max}}=3\ \mathrm{A}$。
根据并联电路电流规律，通过滑动变阻器的最大电流：
$I_{1\mathrm{max}}=I_{\mathrm{总max}}-I_2=3\ \mathrm{A}-1.8\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{A}$。
根据欧姆定律，滑动变阻器接入的最小电阻：
$R_{1\mathrm{min}}=\frac{U}{I_{1\mathrm{max}}}=\frac{18\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$。
由电路特点可知，$R_1$与$R_2$并联，并联电路各支路两端电压等于电源电压，即$U_1=U_2=U=18\ \mathrm{V}$。
1. 计算通过$R_2$的电流：
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，可得：
$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{18\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=1.8\ \mathrm{A}$。
2. 计算滑动变阻器接入电路的电阻最小值：
电流表$A_1$测干路总电流，$A_2$测通过$R_1$的电流，两表量程均为$0∼3\ \mathrm{A}$，因此干路允许的最大总电流$I_{\mathrm{总max}}=3\ \mathrm{A}$。
根据并联电路电流规律，通过滑动变阻器的最大电流：
$I_{1\mathrm{max}}=I_{\mathrm{总max}}-I_2=3\ \mathrm{A}-1.8\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{A}$。
根据欧姆定律，滑动变阻器接入的最小电阻：
$R_{1\mathrm{min}}=\frac{U}{I_{1\mathrm{max}}}=\frac{18\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$。
三、作图题(每小题2分,共4分)
13. 如图所示是未完成连接的实物电路,用笔画线代替导线完成该电路连接。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯变亮,电压表示数变小,导线不能交叉。
第13小题图
第14小题图
13. 如图所示是未完成连接的实物电路,用笔画线代替导线完成该电路连接。要求:滑动变阻器的滑片向右移动时灯变亮,电压表示数变小,导线不能交叉。
第13小题图
第14小题图
答案
解：
1. 用导线将滑动变阻器的上接线柱C（或D）与灯泡右侧的接线柱相连，使滑动变阻器与灯泡串联，此时滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，灯泡变亮。
2. 电源为两节干电池，总电压为3V，电压表选择0~3V量程，用导线将电压表的“-”接线柱接滑动变阻器的上接线柱D（或C），电压表的“3”接线柱接滑动变阻器的B接线柱（或开关右侧的接线柱），使电压表并联在滑动变阻器两端。此时滑片右移，滑动变阻器分压减小，电压表示数变小，所有导线无交叉，满足全部要求。
1. 用导线将滑动变阻器的上接线柱C（或D）与灯泡右侧的接线柱相连，使滑动变阻器与灯泡串联，此时滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短，电阻减小，电路电流增大，灯泡变亮。
2. 电源为两节干电池，总电压为3V，电压表选择0~3V量程，用导线将电压表的“-”接线柱接滑动变阻器的上接线柱D（或C），电压表的“3”接线柱接滑动变阻器的B接线柱（或开关右侧的接线柱），使电压表并联在滑动变阻器两端。此时滑片右移，滑动变阻器分压减小，电压表示数变小，所有导线无交叉，满足全部要求。
14.高速收费站对过往超载货车实施计重收费。某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图，其中称重表由电压表改装，请你在图上画出电压表并标出电压表的“+”“-”接线柱。要求：当车辆越重时，称重表的示数越大。
答案
