登录
7. 小聪同学设计的模拟防踩踏报警装置的工作原理如图甲所示.ABO为一水平硬棒,可绕O点转动,B处装有水平踏板,OA:OB=5:1.当踏板所受压力增大,电压表示数达到6 V时,报警器$R_0$开始报警.已知电源电压为8 V不变,$R_0$的阻值恒为15 Ω,压力传感器R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示,踏板、硬棒和压杆的质量均忽略不计.杠杆ABO属于
费力
杠杆;闭合开关S,没踩踏板时,电压表的示数为3
V;当报警器$R_0$开始报警时,踏板上的压力为40
N.答案
7. 费力 3 40 解析:报警装置在使用过程中踩踏板的力为动力,则动力臂为OB,阻力臂为OA,已知$OA:OB=5:1$,则动力臂小于阻力臂,属于费力杠杆.闭合开关时,压力传感器和报警器串联,由图乙可知当没踩踏板时,压力传感器的电阻为$R=25Ω$,此时电路中的电流$I=\frac {U}{R+R_{0}}=\frac {8V}{25Ω+15Ω}=0.2A$,由$I=\frac {U}{R}$可得,报警器两端的电压$U_{0}=IR_{0}=0.2A×15Ω=3V$,即电压表示数为3 V.报警器$R_{0}$开始发出报警信号时,$U_{0}'=6V$,此时电路中的电流$I'=\frac {U_{0}'}{R_{0}}=\frac {6V}{15Ω}=0.4A$,传感器两端的电压$U_{传}=U-U_{0}'=8V-6V=2V$,传感器的阻值$R'=\frac {U_{传}}{I'}=\frac {2V}{0.4A}=5Ω$.由图像可知当传感器的阻值为5 Ω时,对应的压力为8 N,根据杠杆平衡条件可得$F_{压}×OA=F_{踏}×OB$,即$8N×5=F_{踏}×1$,解得$F_{踏}=40N$.
解析
【分析】
这道题是力学杠杆和电学的综合应用题，我们可以分三步逐步推导：
1. 判断杠杆类型：首先找到支点O，明确踩踏板的力是动力，对应动力臂为OB；压杆对A点的力是阻力，对应阻力臂为OA，已知OA:OB=5:1，对比动力臂和阻力臂的大小就能确定杠杆类别。
2. 计算未踩踏板的电压表示数：没踩踏板时压力为0，从图乙读出此时压力传感器的阻值，电路中R和R₀串联，先根据欧姆定律算出电路总电流，再计算定值电阻R₀两端的电压，也就是电压表的示数。
3. 计算报警时踏板的压力：报警时电压表示数为6V，先算出此时电路的电流，再根据串联分压得到传感器两端的电压，进而算出此时传感器的阻值，从图乙读出该阻值对应的传感器受到的压力，最后代入杠杆平衡公式，就能算出踏板上的总压力。
【解析】
1. 杠杆类型判断：
支点为O，动力作用在B点，动力臂为OB；阻力作用在A点，阻力臂为OA，已知OA:OB=5:1，动力臂小于阻力臂，因此该杠杆属于费力杠杆。
2. 未踩踏板时电压表示数计算：
闭合开关后，压力传感器R和报警器R₀串联，电压表测量R₀两端电压。没踩踏板时，压力F=0，由图乙可知此时压力传感器的阻值R=25Ω，电路总电阻：
$R_{总}=R+R_0=25Ω+15Ω=40Ω$
电路中的电流：
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{8V}{40Ω}=0.2A$
R₀两端的电压即电压表示数：
$U_0=IR_0=0.2A×15Ω=3V$
3. 报警时踏板压力计算：
报警器报警时，电压表示数$U_0'=6V$，此时电路电流：
$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{6V}{15Ω}=0.4A$
压力传感器两端的电压：
$U_{传}=U-U_0'=8V-6V=2V$
此时压力传感器的阻值：
$R'=\frac{U_{传}}{I'}=\frac{2V}{0.4A}=5Ω$
由图乙可知，R'=5Ω时，压力传感器受到的压力$F_{压}=8N$，根据杠杆平衡条件$F_{压}×OA=F_{踏}×OB$，代入OA:OB=5:1：
$F_{踏}=F_{压}×\frac{OA}{OB}=8N×\frac{5}{1}=40N$
【答案】
费力；3；40
【知识点】
杠杆分类；串联电路特点；欧姆定律应用
【点评】
本题是力电综合的中档题型，结合了杠杆平衡、串联电路规律和欧姆定律，还需要从R-F图像中提取有效信息，易错点是杠杆平衡时容易搞反两个力对应的力臂，解题时要先明确动力、阻力分别对应的作用点和力臂，再逐步推导。
【难度系数】
0.6
这道题是力学杠杆和电学的综合应用题，我们可以分三步逐步推导：
1. 判断杠杆类型：首先找到支点O，明确踩踏板的力是动力，对应动力臂为OB；压杆对A点的力是阻力，对应阻力臂为OA，已知OA:OB=5:1，对比动力臂和阻力臂的大小就能确定杠杆类别。
2. 计算未踩踏板的电压表示数：没踩踏板时压力为0，从图乙读出此时压力传感器的阻值，电路中R和R₀串联，先根据欧姆定律算出电路总电流，再计算定值电阻R₀两端的电压，也就是电压表的示数。
3. 计算报警时踏板的压力：报警时电压表示数为6V，先算出此时电路的电流，再根据串联分压得到传感器两端的电压，进而算出此时传感器的阻值，从图乙读出该阻值对应的传感器受到的压力，最后代入杠杆平衡公式，就能算出踏板上的总压力。
【解析】
1. 杠杆类型判断：
支点为O，动力作用在B点，动力臂为OB；阻力作用在A点，阻力臂为OA，已知OA:OB=5:1，动力臂小于阻力臂，因此该杠杆属于费力杠杆。
2. 未踩踏板时电压表示数计算：
闭合开关后，压力传感器R和报警器R₀串联，电压表测量R₀两端电压。没踩踏板时，压力F=0，由图乙可知此时压力传感器的阻值R=25Ω，电路总电阻：
$R_{总}=R+R_0=25Ω+15Ω=40Ω$
电路中的电流：
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{8V}{40Ω}=0.2A$
R₀两端的电压即电压表示数：
$U_0=IR_0=0.2A×15Ω=3V$
3. 报警时踏板压力计算：
报警器报警时，电压表示数$U_0'=6V$，此时电路电流：
$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{6V}{15Ω}=0.4A$
压力传感器两端的电压：
$U_{传}=U-U_0'=8V-6V=2V$
此时压力传感器的阻值：
$R'=\frac{U_{传}}{I'}=\frac{2V}{0.4A}=5Ω$
由图乙可知，R'=5Ω时，压力传感器受到的压力$F_{压}=8N$，根据杠杆平衡条件$F_{压}×OA=F_{踏}×OB$，代入OA:OB=5:1：
$F_{踏}=F_{压}×\frac{OA}{OB}=8N×\frac{5}{1}=40N$
【答案】
费力；3；40
【知识点】
杠杆分类；串联电路特点；欧姆定律应用
【点评】
本题是力电综合的中档题型，结合了杠杆平衡、串联电路规律和欧姆定律，还需要从R-F图像中提取有效信息，易错点是杠杆平衡时容易搞反两个力对应的力臂，解题时要先明确动力、阻力分别对应的作用点和力臂，再逐步推导。
【难度系数】
0.6
8. 如图甲所示，$R_1$是电阻箱，$R_2$是定值电阻.闭合开关，改变$R_1$的阻值，两电流表示数与$R_1$关系图像如图乙所示，则电源电压$U$与$R_1$关系图像正确的是（
B
）答案
8. B 解析:D.由图甲可知,电阻箱$R_{1}$与定值电阻$R_{2}$并联,$A_{2}$测通过电阻箱$R_{1}$的电流$I_{1},A_{1}$测干路电流.由并联电路电流规律可知,$A_{1}$的示数大于$A_{2}$的示数,由图乙可知,干路电流I随电阻$R_{1}$的变大保持不变,由并联电路电流规律及欧姆定律可得,干路电流$I=I_{1}+I_{2}=\frac {U}{R_{1}}+\frac {U}{R_{2}},I、R_{2}$不变,$R_{1}$变大,则U变大,即U随$R_{1}$变大而变大,故D错误;ABC.由$I=\frac {U}{R_{1}}+\frac {U}{R_{2}}$可得,电源电压$U=\frac {R_{1}}{R_{1}+R_{2}}IR_{2},I、R_{2}$不变,当$R_{1}$为0时,U也为0,当$R_{1}$变大且远大于$R_{2}$时,$\frac {R_{1}}{R_{1}+R_{2}}$接近1,则U接近$IR_{2}$,即U接近某一定值,故AC错误,B正确.故选B.
解析
【分析】
解题第一步先识别电路结构：观察图甲判断R₁和R₂的连接方式，确认两个电流表的测量对象，结合并联电路的电流规律，明确干路电流和支路电流的大小关系，对应图乙的图像得到干路电流恒定不变的核心条件。第二步结合并联电路电流规律和欧姆定律，写出干路电流的表达式，推导电源电压U和R₁的函数关系。第三步利用极限分析法，分别分析R₁趋近于0、R₁远大于R₂时U的取值，判断U随R₁变化的整体趋势，逐一排除错误选项得到正确答案，解题时要注意不能直接套用常规并联电路电源电压不变的固有结论，干路电流恒定是本题的特殊隐含条件。
【解析】
1. 电路识别：由图甲可知，电阻箱$R_1$与定值电阻$R_2$并联，电流表$A_2$测量通过$R_1$的支路电流$I_1$，电流表$A_1$测量干路总电流。根据并联电路电流规律，干路电流等于各支路电流之和，因此$A_1$的示数始终大于$A_2$的示数，结合图乙可判断出干路总电流$I$是不随$R_1$阻值变化的恒定值。
2. 推导U与$R_1$的关系：根据并联电路电流规律和欧姆定律，干路总电流满足：
$I = I_1 + I_2 = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2}$
整理该式可得电源电压的表达式：
$U = \frac{I R_2 R_1}{R_1 + R_2}$
3. 逐一分析选项：
选项D：由上述表达式可知，$I$、$R_2$均为定值，当$R_1$变大时，$U$会随之变大，并非恒定值，因此D错误。
选项A、B、C：当$R_1=0$时，代入表达式可得$U=0$；当$R_1$逐渐增大、且远大于$R_2$时，$\frac{R_1}{R_1+R_2}$趋近于1，此时$U$趋近于定值$IR_2$，也就是U随$R_1$增大逐渐上升，且上升速度逐渐变慢，最终趋近于某一固定值，因此A、C的图像趋势不符合，B正确。
【答案】
B
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、动态电路图像分析
【点评】
本题属于并联动态电路的图像辨析题，设置了常见的思维陷阱，很多学生默认电源电压恒定容易直接错选，解题核心是抓住题目给出的干路电流恒定的特殊条件，通过公式推导结合极限法分析函数的变化趋势，跳出固有认知误区即可顺利解题。
【难度系数】
0.4
解题第一步先识别电路结构：观察图甲判断R₁和R₂的连接方式，确认两个电流表的测量对象，结合并联电路的电流规律，明确干路电流和支路电流的大小关系，对应图乙的图像得到干路电流恒定不变的核心条件。第二步结合并联电路电流规律和欧姆定律，写出干路电流的表达式，推导电源电压U和R₁的函数关系。第三步利用极限分析法，分别分析R₁趋近于0、R₁远大于R₂时U的取值，判断U随R₁变化的整体趋势，逐一排除错误选项得到正确答案，解题时要注意不能直接套用常规并联电路电源电压不变的固有结论，干路电流恒定是本题的特殊隐含条件。
【解析】
1. 电路识别：由图甲可知，电阻箱$R_1$与定值电阻$R_2$并联，电流表$A_2$测量通过$R_1$的支路电流$I_1$，电流表$A_1$测量干路总电流。根据并联电路电流规律，干路电流等于各支路电流之和，因此$A_1$的示数始终大于$A_2$的示数，结合图乙可判断出干路总电流$I$是不随$R_1$阻值变化的恒定值。
2. 推导U与$R_1$的关系：根据并联电路电流规律和欧姆定律，干路总电流满足：
$I = I_1 + I_2 = \frac{U}{R_1} + \frac{U}{R_2}$
整理该式可得电源电压的表达式：
$U = \frac{I R_2 R_1}{R_1 + R_2}$
3. 逐一分析选项：
选项D：由上述表达式可知，$I$、$R_2$均为定值，当$R_1$变大时，$U$会随之变大，并非恒定值，因此D错误。
选项A、B、C：当$R_1=0$时，代入表达式可得$U=0$；当$R_1$逐渐增大、且远大于$R_2$时，$\frac{R_1}{R_1+R_2}$趋近于1，此时$U$趋近于定值$IR_2$，也就是U随$R_1$增大逐渐上升，且上升速度逐渐变慢，最终趋近于某一固定值，因此A、C的图像趋势不符合，B正确。
【答案】
B
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律、动态电路图像分析
【点评】
本题属于并联动态电路的图像辨析题，设置了常见的思维陷阱，很多学生默认电源电压恒定容易直接错选，解题核心是抓住题目给出的干路电流恒定的特殊条件，通过公式推导结合极限法分析函数的变化趋势，跳出固有认知误区即可顺利解题。
【难度系数】
0.4
9. 将一个定值电阻接入图甲所示电路的虚线框处,并将一个电压表(图中未画出)并联在某段电路两端,闭合开关,移动滑片 P,多次记录两电表示数;断开开关,只将定值电阻更换为小灯泡,再次移动滑片并将记录的数据绘制成如图乙所示的I-U图像.下列分析正确的是 (
A.电源电压为 3.5 V
B.定值电阻阻值为 10 Ω
C.当定值电阻和灯泡两端的电压都为 3.5 V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片 P 向右移动时,电压表的示数将变大
C
)A.电源电压为 3.5 V
B.定值电阻阻值为 10 Ω
C.当定值电阻和灯泡两端的电压都为 3.5 V时,灯泡的电阻较大
D.接入小灯泡后,将滑片 P 向右移动时,电压表的示数将变大
答案
9. C 解析:AB.闭合开关,定值电阻或灯泡和滑动变阻器串联接入电路,根据$U=IR$可知,定值电阻或灯泡两端的电压随电流的增大而增大,串联电路总电压等于各部分电压之和,则滑动变阻器两端的电压随电流的增大而减小,由乙图可知,电压表与滑动变阻器并联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压.定值电阻的阻值不变,灯泡的电阻是变化的,所以a是接入定值电阻时记录的数据绘制得到的图像,b是接入灯泡时记录的数据绘制得到的图像.当滑动变阻器两端的电压为0.5 V时,通过电路的电流为0.7 A,当滑动变阻器两端的电压为3.5 V时,通过电路的电流为0.1 A,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定律可得电源电压为$U=IR_{定}+U_{V}$,代入数据可得$0.7A×R_{定}+0.5V=0.1A×R_{定}+3.5V$,解得$R_{定}=5Ω$,则电源电压为$U=IR_{定}+U_{V}=0.7A×5Ω+0.5V=4V$,故AB错误;C.定值电阻和灯泡两端的电压各为3.5 V时,根据串联电路电压规律可知滑动变阻器两端的电压为$4V-3.5V=0.5V$,由乙图可知,此时通过定值电阻的电流大于通过灯泡的电流,根据$R=\frac {U}{I}$可知,灯泡的电阻较大,故C正确;D.接入小灯泡后,将滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变小,根据串联分压原理可知,电压表的示数将变小,故D错误.故选C.
解析
【分析】
首先梳理电路结构：图甲中滑动变阻器R和虚线框内的元件串联，电流表测电路电流。第一步先判断电压表的测量对象：如果电压表测定值电阻/灯泡的电压，元件电压会随电流增大而增大，对应的I-U图像应该是上升趋势，但图乙两条图线都是电流随电压增大而减小，说明电压表实际测量的是滑动变阻器两端的电压。第二步区分两条图线：定值电阻阻值恒定，滑动变阻器的电压U滑=U总-I*R定，I和U滑是严格的线性关系，对应直线a；灯泡的电阻随电流增大（温度升高）而增大，滑动变阻器电压随电流变化的幅度更小，对应图线b。之后结合串联电路规律和欧姆定律列方程求解电源电压、定值电阻阻值，再逐一验证四个选项即可。
【解析】
解：
1. 确定测量对象与图线对应关系
串联电路电流处处相等，定值电阻/灯泡两端的电压随电流增大而增大，滑动变阻器两端的电压U滑=U总-U元件，随电流增大而减小，因此图乙的横坐标U是滑动变阻器两端的电压，即电压表并联在滑动变阻器两端。
定值电阻阻值恒定，对应的U滑与I为严格线性关系，因此图线a是接入定值电阻时的测量图像；灯泡电阻随温度升高而增大，电流增大时元件电压增长变慢，滑动变阻器电压下降变慢，对应图线b。
2. 计算定值电阻和电源电压
从图线a取两组数据：U滑1=0.5V时I1=0.7A，U滑2=3.5V时I2=0.1A。
根据串联电路电压规律U总=IR定+U滑，代入数据得方程组：
$\begin{cases}U_{总}=0.7A × R_{定} + 0.5V \\ U_{总}=0.1A × R_{定} + 3.5V \end{cases}$
联立解得：$R_{定}=5\Omega$，$U_{总}=4V$，因此选项A（电源电压3.5V）、B（定值电阻阻值10Ω）错误。
3. 验证选项C
当定值电阻和灯泡两端电压都为3.5V时，滑动变阻器两端电压$U_{滑}'=U_{总}-3.5V=0.5V$。从图乙可知，U滑=0.5V时，通过定值电阻的电流为0.7A，通过灯泡的电流为0.3A。根据$R=\frac{U}{I}$，元件电压同为3.5V时，电流越小电阻越大，因此灯泡的电阻更大，C正确。
4. 验证选项D
接入小灯泡后，滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联分压规律，滑动变阻器分得的电压变小，即电压表示数变小，D错误。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律
欧姆定律的应用
动态电路分析
【点评】
本题的核心难点是跳出惯性思维，通过I-U图线的变化趋势反向推导电压表的测量对象，再结合定值电阻和小灯泡的电阻特性区分两条图线，对串联电路规律和欧姆定律的综合运用能力要求较高，是电路图像类的典型易错题。
【难度系数】
0.3
首先梳理电路结构：图甲中滑动变阻器R和虚线框内的元件串联，电流表测电路电流。第一步先判断电压表的测量对象：如果电压表测定值电阻/灯泡的电压，元件电压会随电流增大而增大，对应的I-U图像应该是上升趋势，但图乙两条图线都是电流随电压增大而减小，说明电压表实际测量的是滑动变阻器两端的电压。第二步区分两条图线：定值电阻阻值恒定，滑动变阻器的电压U滑=U总-I*R定，I和U滑是严格的线性关系，对应直线a；灯泡的电阻随电流增大（温度升高）而增大，滑动变阻器电压随电流变化的幅度更小，对应图线b。之后结合串联电路规律和欧姆定律列方程求解电源电压、定值电阻阻值，再逐一验证四个选项即可。
【解析】
解：
1. 确定测量对象与图线对应关系
串联电路电流处处相等，定值电阻/灯泡两端的电压随电流增大而增大，滑动变阻器两端的电压U滑=U总-U元件，随电流增大而减小，因此图乙的横坐标U是滑动变阻器两端的电压，即电压表并联在滑动变阻器两端。
定值电阻阻值恒定，对应的U滑与I为严格线性关系，因此图线a是接入定值电阻时的测量图像；灯泡电阻随温度升高而增大，电流增大时元件电压增长变慢，滑动变阻器电压下降变慢，对应图线b。
2. 计算定值电阻和电源电压
从图线a取两组数据：U滑1=0.5V时I1=0.7A，U滑2=3.5V时I2=0.1A。
根据串联电路电压规律U总=IR定+U滑，代入数据得方程组：
$\begin{cases}U_{总}=0.7A × R_{定} + 0.5V \\ U_{总}=0.1A × R_{定} + 3.5V \end{cases}$
联立解得：$R_{定}=5\Omega$，$U_{总}=4V$，因此选项A（电源电压3.5V）、B（定值电阻阻值10Ω）错误。
3. 验证选项C
当定值电阻和灯泡两端电压都为3.5V时，滑动变阻器两端电压$U_{滑}'=U_{总}-3.5V=0.5V$。从图乙可知，U滑=0.5V时，通过定值电阻的电流为0.7A，通过灯泡的电流为0.3A。根据$R=\frac{U}{I}$，元件电压同为3.5V时，电流越小电阻越大，因此灯泡的电阻更大，C正确。
4. 验证选项D
接入小灯泡后，滑片P向右移动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，根据串联分压规律，滑动变阻器分得的电压变小，即电压表示数变小，D错误。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律
欧姆定律的应用
动态电路分析
【点评】
本题的核心难点是跳出惯性思维，通过I-U图线的变化趋势反向推导电压表的测量对象，再结合定值电阻和小灯泡的电阻特性区分两条图线，对串联电路规律和欧姆定律的综合运用能力要求较高，是电路图像类的典型易错题。
【难度系数】
0.3
10. 如图甲，$R_0$是定值电阻，$R_P$是滑动变阻器.闭合开关S，$R_P$的滑片在两端自由调节时，灯泡L处于安全状态.某实验小组将滑片从一端移到另一端时记录了两电压表的示数和电流表示数的变化图像如图乙中的a、b所示，根据图像可以判断图线______对应电压表$\mathrm{V}_1$的变化情况.同时利用图像可求得$R_0 = \_\_\_\_\_\_\ \Omega$，$R_P$的最大阻值为$\_\_\_\_\_\_\ \Omega$.
答案
10. b 10 76 解析:由图甲可知,滑动变阻器$R_{P}$、灯泡$R_{L}$和定值电阻$R_{0}$串联,电压表$V_{2}$测量$R_{L}$两端的电压,电压表$V_{1}$测量$R_{P}$与$R_{L}$串联后的电压,电流表测量串联电路中的电流.当电路中电流增大时,灯泡变亮,灯泡两端的电压变大,即电压表$V_{2}$示数变大,由$U=IR$可知,定值电阻两端的电压也变大.根据串联电路分压原理,电压表$V_{1}$的示数变小,即电压表$V_{1}$的示数会随着电流的增大而减小,故图线b与电压表$V_{1}$的示数变化一致.由图乙可知,当$R_{P}$滑到最左端阻值为0时,电路中的电流最大为$I=0.6A$,此时电压表$V_{1}$、$V_{2}$的示数均为3 V,则电源电压$U=0.6A×R_{0}+3V···$①;当$R_{P}$滑到最右端阻值最大为$R_{P}$时,电路中的电流最小为$I'=0.1A$,此时电压表$V_{1}$示数为8 V,$V_{2}$的示数为0.4 V,则电源电压$U=0.1A×R_{0}+8V···$②,由①②解得$R_{0}=10Ω,U=9V$,此时滑动变阻器两端的电压为$U'=U_{V1}-U_{V2}=8V-0.4V=7.6V$,滑动变阻器的最大阻值为$R_{P}=\frac {U'}{I'}=\frac {7.6V}{0.1A}=76Ω$.
解析
【分析】
首先第一步先识别电路：图甲中定值电阻$R_0$、滑动变阻器$R_P$、灯泡$R_L$三者串联，电流表测电路总电流，电压表$V_2$测灯泡两端电压，电压表$V_1$测$R_P$和$R_L$的总电压。接下来判断图线对应关系：当电路电流增大时，根据$U=IR$，灯泡两端电压会随电流增大而升高，因此上升的曲线$a$对应$V_2$的示数变化；而电源电压不变，$R_0$的电压随电流增大而升高，因此$R_P$和$R_L$的总电压（也就是$V_1$的示数）会随电流增大而减小，下降的图线$b$就对应$V_1$的变化。接下来利用两个极端状态列方程：第一个状态是滑动变阻器阻值为0时，电路总电阻最小，电流最大为0.6A，此时$V_1$示数等于灯泡电压为3V，结合串联电路电压规律写出电源电压的表达式；第二个状态是滑动变阻器阻值最大时，电路总电阻最大，电流最小为0.1A，此时$V_1$示数为8V，再次写出电源电压的表达式，两个式子联立就能解出$R_0$的阻值，最后用$V_1$的示数减去此时灯泡的电压得到滑动变阻器两端的电压，结合欧姆定律算出$R_P$的最大阻值。
【解析】
1. 电路识别：由图甲可知，$R_0$、$R_P$、$R_L$串联，电流表测电路电流，$V_2$测量灯泡$R_L$两端电压，$V_1$测量$R_P$与$R_L$的总电压。
2. 判断对应图线：当电路电流增大时，灯泡的电压随电流增大而增大，因此上升的曲线$a$对应$V_2$的示数变化；根据串联电路电压规律，电源电压$U = U_{R_0} + U_{V1}$，电流增大时定值电阻$R_0$的电压$U_{R_0}=IR_0$随之增大，因此$U_{V1}$会随电流增大而减小，所以下降的图线$b$对应电压表$V_1$的变化情况。
3. 求解$R_0$：
当滑动变阻器$R_P$滑片移到最左端，接入阻值为0时，电路总电阻最小，电流最大$I_1=0.6A$，此时$V_1$示数为3V，根据串联电路电压规律，电源电压：
$U = I_1R_0 + U_{V11} = 0.6\ \mathrm{A} × R_0 + 3\ \mathrm{V}$ ---①
当滑动变阻器$R_P$滑片移到最右端，接入阻值最大时，电路总电阻最大，电流最小$I_2=0.1\ \mathrm{A}$，此时$V_1$示数为8V，同理电源电压：
$U = I_2R_0 + U_{V12} = 0.1\ \mathrm{A} × R_0 + 8\ \mathrm{V}$ ---②
联立①②，解得：$R_0=10\ \Omega$，电源电压$U=9\ \mathrm{V}$。
4. 求解$R_P$最大阻值：
电流为0.1A时，$V_2$的示数为0.4V，即此时灯泡两端电压为0.4V，因此滑动变阻器两端的电压：
$U_P = U_{V12} - U_{V22} = 8\ \mathrm{V} - 0.4\ \mathrm{V} =7.6\ \mathrm{V}$
根据欧姆定律，滑动变阻器最大阻值：
$R_P = \frac{U_P}{I_2} = \frac{7.6\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} =76\ \Omega$
【答案】
$b$；$10$；$76$
【知识点】
串联电路电压规律；欧姆定律应用；动态电路分析
【点评】
本题结合I-U特性图像考查串联电路规律和欧姆定律的应用，核心难点是区分两个电压表对应的变化图线，利用电源电压不变的特点列方程求解定值电阻，需要学生准确识别不同滑片位置对应的电路状态，对串联电路分压规律的灵活运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.4
首先第一步先识别电路：图甲中定值电阻$R_0$、滑动变阻器$R_P$、灯泡$R_L$三者串联，电流表测电路总电流，电压表$V_2$测灯泡两端电压，电压表$V_1$测$R_P$和$R_L$的总电压。接下来判断图线对应关系：当电路电流增大时，根据$U=IR$，灯泡两端电压会随电流增大而升高，因此上升的曲线$a$对应$V_2$的示数变化；而电源电压不变，$R_0$的电压随电流增大而升高，因此$R_P$和$R_L$的总电压（也就是$V_1$的示数）会随电流增大而减小，下降的图线$b$就对应$V_1$的变化。接下来利用两个极端状态列方程：第一个状态是滑动变阻器阻值为0时，电路总电阻最小，电流最大为0.6A，此时$V_1$示数等于灯泡电压为3V，结合串联电路电压规律写出电源电压的表达式；第二个状态是滑动变阻器阻值最大时，电路总电阻最大，电流最小为0.1A，此时$V_1$示数为8V，再次写出电源电压的表达式，两个式子联立就能解出$R_0$的阻值，最后用$V_1$的示数减去此时灯泡的电压得到滑动变阻器两端的电压，结合欧姆定律算出$R_P$的最大阻值。
【解析】
1. 电路识别：由图甲可知，$R_0$、$R_P$、$R_L$串联，电流表测电路电流，$V_2$测量灯泡$R_L$两端电压，$V_1$测量$R_P$与$R_L$的总电压。
2. 判断对应图线：当电路电流增大时，灯泡的电压随电流增大而增大，因此上升的曲线$a$对应$V_2$的示数变化；根据串联电路电压规律，电源电压$U = U_{R_0} + U_{V1}$，电流增大时定值电阻$R_0$的电压$U_{R_0}=IR_0$随之增大，因此$U_{V1}$会随电流增大而减小，所以下降的图线$b$对应电压表$V_1$的变化情况。
3. 求解$R_0$：
当滑动变阻器$R_P$滑片移到最左端，接入阻值为0时，电路总电阻最小，电流最大$I_1=0.6A$，此时$V_1$示数为3V，根据串联电路电压规律，电源电压：
$U = I_1R_0 + U_{V11} = 0.6\ \mathrm{A} × R_0 + 3\ \mathrm{V}$ ---①
当滑动变阻器$R_P$滑片移到最右端，接入阻值最大时，电路总电阻最大，电流最小$I_2=0.1\ \mathrm{A}$，此时$V_1$示数为8V，同理电源电压：
$U = I_2R_0 + U_{V12} = 0.1\ \mathrm{A} × R_0 + 8\ \mathrm{V}$ ---②
联立①②，解得：$R_0=10\ \Omega$，电源电压$U=9\ \mathrm{V}$。
4. 求解$R_P$最大阻值：
电流为0.1A时，$V_2$的示数为0.4V，即此时灯泡两端电压为0.4V，因此滑动变阻器两端的电压：
$U_P = U_{V12} - U_{V22} = 8\ \mathrm{V} - 0.4\ \mathrm{V} =7.6\ \mathrm{V}$
根据欧姆定律，滑动变阻器最大阻值：
$R_P = \frac{U_P}{I_2} = \frac{7.6\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} =76\ \Omega$
【答案】
$b$；$10$；$76$
【知识点】
串联电路电压规律；欧姆定律应用；动态电路分析
【点评】
本题结合I-U特性图像考查串联电路规律和欧姆定律的应用，核心难点是区分两个电压表对应的变化图线，利用电源电压不变的特点列方程求解定值电阻，需要学生准确识别不同滑片位置对应的电路状态，对串联电路分压规律的灵活运用能力有一定要求。
【难度系数】
0.4
