11. 一小灯泡的额定电压为2.5 V,其两端电压与电流的关系图像如图14-3-8(a)所示,用该小灯泡和电压表测未知电阻$ R_x $的阻值的电路图如图14-3-8(b)所示。实验步骤如下：

（1）只闭合$ S_0 $、$ S_1 $,移动滑动变阻器的滑片,使电压表示数为1 V,由图(a)可知,通过小灯泡的电流为A,即为通过$ R_x $的电流大小。
（2）保持滑动变阻器的滑片位置不变,只闭合$ S_0 $、$ S_2 $,电压表示数为2.6 V,则此时$ R_x $两端的电压为V。
（3）$ R_x $的阻值为Ω。

11. (1) 0.2 (2) 1.6 (3) 8

【分析】
首先明确电路结构：只闭合S₀、S₁时，电压表测小灯泡L两端电压，此时L与滑动变阻器串联；只闭合S₀、S₂时，电压表测L和Rₓ的总电压，滑动变阻器滑片位置不变，电路电流不变。解题思路为：①根据图(a)的I-U图像，找到U=1V对应的电流，即为串联电路的电流（也是通过Rₓ的电流）；②利用串联电路总电压等于各部分电压之和，计算Rₓ两端的电压；③根据欧姆定律计算Rₓ的阻值。
【解析】
（1）只闭合S₀、S₁时，电压表示数为1V，即小灯泡两端电压U_L=1V，由图(a)可知，当U=1V时，对应的电流为0.2A，串联电路电流处处相等，因此通过Rₓ的电流为0.2A。
（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，只闭合S₀、S₂时，电压表测L和Rₓ的总电压，即U总=2.6V，此时电路电流仍为0.2A，L两端电压仍为1V，根据串联电路电压规律，Rₓ两端的电压Uₓ=U总 - U_L=2.6V -1V=1.6V。
（3）根据欧姆定律R=U/I，可得Rₓ的阻值：Rₓ=Uₓ/I=1.6V /0.2A=8Ω。
【答案】
(1) 0.2 (2) 1.6 (3) 8
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压电流规律、I-U图像
【点评】
本题结合小灯泡的I-U图像，利用串联电路特点测量未知电阻，关键是明确不同开关闭合时电压表的测量对象，需掌握串联电路的电流、电压规律和欧姆定律的应用，难度适中。
【难度系数】
0.5

12. 随着社会的发展和科技的进步，电路元件在各行业得到广泛的应用，其中热敏电阻就是其中之一，热敏电阻的阻值会随温度的改变而改变。图14-3-9(a)是用热敏电阻测量环境温度的电路，电路中电流表的量程为0～0.02 A，滑动变阻器R的铭牌上标有“150 Ω 0.3 A”字样，$R_t$为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图14-3-9(b)所示，电源电压保持不变。请完成下列小题：
（1）将此电路放入温度为$20°\mathrm{C}$的环境中，闭合开关S，调节滑片P，使滑动变阻器接入电路的电阻$R=100\ \Omega$，此时电流表的读数为0.01 A，求电源电压；
（2）若环境温度为$40°\mathrm{C}$时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器的变化范围；
（3）此电路能测量的最高环境温度为多少？

图14-3-9

12. （1）由图(a)所示电路图可知,滑动变阻器与热敏电阻串联,电流表测电路电流,由图(b)所示图像可知,温度为20℃时,热敏电阻阻值为400 Ω,由 $I=\frac{U}{R}$ 可知,电源电压: $U=I(R_\mathrm{t}+R)=0.01\ \mathrm{A}×(400\ \Omega+100\ \Omega)=5\ \mathrm{V}$
（2）由图(b)所示图像可知,温度为40℃时,热敏电阻阻值为200 Ω,电路最大电流为0.02 A,由 $I=\frac{U}{R}$ 可知,电路最小电阻: $R_{\mathrm{最小}}=\frac{U}{I_{\max}}=\frac{5\ \mathrm{V}}{0.02\ \mathrm{A}}=250\ \Omega$, 滑动变阻器的最小阻值: $R_{\mathrm{滑最小}}=R_{\mathrm{最小}}-R_\mathrm{t}=250\ \Omega-200\ \Omega=50\ \Omega$, 滑动变阻器的取值范围: 50～150 Ω
（3）热敏电阻阻值越小,环境温度最高,电路电流最大为0.02 A时,由 $I=\frac{U}{R}$ 可知, $R_\mathrm{总}=R_{\mathrm{t小}}+R_{\mathrm{滑最大}}=\frac{U}{I_{\max}}=\frac{5\ \mathrm{V}}{0.02\ \mathrm{A}}=250\ \Omega$,$R_\mathrm{t}=R_\mathrm{总}-R_{\mathrm{滑最大}}=250\ \Omega-150\ \Omega=100\ \Omega$, 由图(b)可知,其工作的最高环境温度为50℃

【分析】
本题电路为滑动变阻器R与热敏电阻Rt串联，电流表测电路电流，核心解题依据是欧姆定律及串联电路总电阻规律。第（1）问需从图(b)读取20℃时Rt的阻值，结合已知电流和滑动变阻器阻值，用U=IR总计算电源电压；第（2）问，先从图(b)得40℃时Rt的阻值，结合电流表最大电流算出总电阻最小值，进而得到滑动变阻器最小阻值，结合其最大阻值确定范围；第（3）问，最高环境温度对应Rt最小，此时电路电流最大，滑动变阻器取最大阻值，算出对应Rt的阻值，再从图(b)找对应温度即可。
【解析】
（1）由图(b)可知，温度为20℃时，热敏电阻阻值Rt=400Ω。电路总电阻R总=R+Rt=100Ω+400Ω=500Ω，根据欧姆定律得电源电压：U=IR总=0.01A×500Ω=5V。
（2）由图(b)可知，温度为40℃时，Rt'=200Ω。电路最大电流Imax=0.02A，此时总电阻最小：R总最小=U/Imax=5V/0.02A=250Ω，滑动变阻器最小阻值：R滑最小=R总最小-Rt'=250Ω-200Ω=50Ω，结合滑动变阻器最大阻值150Ω，故其变化范围为50Ω～150Ω。
（3）电路电流最大为0.02A时，滑动变阻器取最大阻值150Ω，总电阻R总''=U/Imax=5V/0.02A=250Ω，此时热敏电阻阻值：Rt''=R总''-R滑最大=250Ω-150Ω=100Ω，由图(b)可知，Rt=100Ω对应温度为50℃，即最高环境温度为50℃。
【答案】
（1）电源电压为5V；（2）滑动变阻器的变化范围是50Ω～150Ω；（3）此电路能测量的最高环境温度为50℃。
【知识点】
串联电路欧姆定律、热敏电阻特性、电路安全分析
【点评】
本题结合热敏电阻特性考查串联电路的欧姆定律应用，需从图像提取数据，结合电路安全条件分析，是一道综合性中等难度的电路计算题，重点考查学生的读图能力和公式应用能力。
【难度系数】
0.5