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20.如图甲所示，电源电压保持不变。闭合开关S后，当滑动变阻器的阻值从最大变到最小时，两个电阻的“U-I”关系如图乙所示。则下列判断不正确的是（
A.电源电压为3 V
B.$R_1$的阻值为$5\ \Omega$
C.$R_2$的阻值变化范围为$0～10\ \Omega$
D.变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.4 A
D
）A.电源电压为3 V
B.$R_1$的阻值为$5\ \Omega$
C.$R_2$的阻值变化范围为$0～10\ \Omega$
D.变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.4 A
答案
20. D
解析
【分析】
首先分析电路：图甲中R₁与R₂串联，电流表测电路电流，V₁测R₁两端电压，V₂测R₂两端电压。当滑动变阻器R₂阻值从最大变到最小时，电路总电阻减小，电流增大；定值电阻R₁的电压随电流增大而增大，滑动变阻器R₂的电压随电流增大而减小，因此图乙中，上升的图线A是R₁的U-I关系，下降的图线B是R₂的U-I关系。接下来结合串联电路规律和欧姆定律，逐一分析选项：
1. 电源电压：当R₂阻值为0时，R₂电压为0，此时电流最大，对应图乙中I=0.6A，R₂电压为0，R₁电压等于电源电压；
2. R₁阻值：R₁是定值电阻，可通过U-I图像上的点，利用欧姆定律计算；
3. R₂最大阻值：当R₂阻值最大时，电流最小，对应图乙中I=0.2A，此时R₂电压最大，利用欧姆定律计算最大阻值，确定其范围；
4. 滑片在中点时：计算R₂接入的阻值，结合总电阻求电流，判断选项是否正确。
【解析】
由图甲可知，R₁与R₂串联，电流表测电路电流，V₁测R₁电压，V₂测R₂电压。当滑动变阻器阻值减小时，电路电流增大，R₁电压增大，R₂电压减小，因此图乙中，上升图线A为R₁的U-I关系，下降图线B为R₂的U-I关系。
选项A：当R₂阻值为0时，R₂电压为0，电流最大为0.6A，此时R₁电压等于电源电压，由图线A知，I=0.6A时R₁电压为3V，故电源电压U=3V，A正确。
选项B：R₁为定值电阻，由欧姆定律$R_1=\frac{U_1}{I_1}$，取图线A中I=0.6A时$U_1=3V$，得$R_1=\frac{3V}{0.6A}=5\ \Omega$，B正确。
选项C：当R₂阻值最大时，电流最小为0.2A，此时R₂电压为2V，故$R_{2最大}=\frac{U_2}{I_2}=\frac{2V}{0.2A}=10\ \Omega$，因此R₂的阻值范围为0～10Ω，C正确。
选项D：滑片在中点时，R₂接入电阻为$\frac{10\ \Omega}{2}=5\ \Omega$，总电阻$R_{总}=R_1+R_2=5\ \Omega+5\ \Omega=10\ \Omega$，电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{3V}{10\ \Omega}=0.3A≠0.4A$，D错误。
本题要求选不正确的，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路特点和U-I图像分析滑动变阻器的变化，关键是判断两条U-I线对应的电阻，再利用欧姆定律计算各物理量，需注意滑动变阻器阻值变化时电流和电压的变化规律，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
首先分析电路：图甲中R₁与R₂串联，电流表测电路电流，V₁测R₁两端电压，V₂测R₂两端电压。当滑动变阻器R₂阻值从最大变到最小时，电路总电阻减小，电流增大；定值电阻R₁的电压随电流增大而增大，滑动变阻器R₂的电压随电流增大而减小，因此图乙中，上升的图线A是R₁的U-I关系，下降的图线B是R₂的U-I关系。接下来结合串联电路规律和欧姆定律，逐一分析选项：
1. 电源电压：当R₂阻值为0时，R₂电压为0，此时电流最大，对应图乙中I=0.6A，R₂电压为0，R₁电压等于电源电压；
2. R₁阻值：R₁是定值电阻，可通过U-I图像上的点，利用欧姆定律计算；
3. R₂最大阻值：当R₂阻值最大时，电流最小，对应图乙中I=0.2A，此时R₂电压最大，利用欧姆定律计算最大阻值，确定其范围；
4. 滑片在中点时：计算R₂接入的阻值，结合总电阻求电流，判断选项是否正确。
【解析】
由图甲可知，R₁与R₂串联，电流表测电路电流，V₁测R₁电压，V₂测R₂电压。当滑动变阻器阻值减小时，电路电流增大，R₁电压增大，R₂电压减小，因此图乙中，上升图线A为R₁的U-I关系，下降图线B为R₂的U-I关系。
选项A：当R₂阻值为0时，R₂电压为0，电流最大为0.6A，此时R₁电压等于电源电压，由图线A知，I=0.6A时R₁电压为3V，故电源电压U=3V，A正确。
选项B：R₁为定值电阻，由欧姆定律$R_1=\frac{U_1}{I_1}$，取图线A中I=0.6A时$U_1=3V$，得$R_1=\frac{3V}{0.6A}=5\ \Omega$，B正确。
选项C：当R₂阻值最大时，电流最小为0.2A，此时R₂电压为2V，故$R_{2最大}=\frac{U_2}{I_2}=\frac{2V}{0.2A}=10\ \Omega$，因此R₂的阻值范围为0～10Ω，C正确。
选项D：滑片在中点时，R₂接入电阻为$\frac{10\ \Omega}{2}=5\ \Omega$，总电阻$R_{总}=R_1+R_2=5\ \Omega+5\ \Omega=10\ \Omega$，电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{3V}{10\ \Omega}=0.3A≠0.4A$，D错误。
本题要求选不正确的，故答案为D。
【答案】
D
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路特点和U-I图像分析滑动变阻器的变化，关键是判断两条U-I线对应的电阻，再利用欧姆定律计算各物理量，需注意滑动变阻器阻值变化时电流和电压的变化规律，属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
二、填空题(除注明外,每空2分,作图2分,共40分)
21.如图,A为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是
21.如图,A为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是
导体
（填“导体”或“绝缘体”）。将夹子在铅笔芯上向左移动时,小科发现灯泡亮度变化不明显,他应该调换更细
（填“粗”或“细”）的铅笔芯来做实验。换了新的铅笔芯后,夹子向左移动,观察到小灯泡变亮
（填“亮”或“暗”）,这说明铅笔芯的电阻大小与导体的长度
有关。如果断开开关,铅笔芯的电阻阻值不等于
（填“等于”或“不等于”）零。答案
21. 导体 细 亮 长度 不等于
解析
【分析】
首先，根据导体和绝缘体的定义，能使电路导通的物体是导体，闭合开关小灯泡发光说明铅笔芯导电，可判断第一空；当夹子移动时灯泡亮度变化不明显，说明电阻随长度的变化量过小，结合电阻定律可知需换横截面积更小的铅笔芯；换用细铅笔芯后，夹子左移会缩短接入的铅笔芯长度，电阻减小、电流增大，灯泡变亮，由此得出电阻与长度有关；最后，电阻是导体固有属性，与是否通电无关，可判断最后一空。
【解析】
1. 闭合开关后小灯泡发光，说明电路导通，铅笔芯能够导电，因此是导体。
2. 夹子左移时灯泡亮度变化不明显，说明铅笔芯电阻随长度的变化量过小。根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$，长度变化量相同时，横截面积越小，电阻变化量越大，电路电流变化越显著，灯泡亮度变化越明显，因此应调换更细的铅笔芯。
3. 换用细铅笔芯后，夹子向左移动，铅笔芯接入电路的长度变短，电阻减小，电路电流增大，小灯泡变亮，这说明铅笔芯的电阻大小与导体的长度有关。
4. 电阻是导体本身的性质，与是否通电无关，因此断开开关后，铅笔芯的电阻阻值不等于零。
【答案】
导体 细 亮 长度 不等于
【知识点】
导体与绝缘体、影响电阻大小的因素、电阻的特性
【点评】
本题结合铅笔芯导电实验，考查基础电学概念，注重对导体判断、电阻影响因素及电阻固有属性的应用，题目贴近生活，难度适中，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
首先，根据导体和绝缘体的定义，能使电路导通的物体是导体，闭合开关小灯泡发光说明铅笔芯导电，可判断第一空；当夹子移动时灯泡亮度变化不明显，说明电阻随长度的变化量过小，结合电阻定律可知需换横截面积更小的铅笔芯；换用细铅笔芯后，夹子左移会缩短接入的铅笔芯长度，电阻减小、电流增大，灯泡变亮，由此得出电阻与长度有关；最后，电阻是导体固有属性，与是否通电无关，可判断最后一空。
【解析】
1. 闭合开关后小灯泡发光，说明电路导通，铅笔芯能够导电，因此是导体。
2. 夹子左移时灯泡亮度变化不明显，说明铅笔芯电阻随长度的变化量过小。根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$，长度变化量相同时，横截面积越小，电阻变化量越大，电路电流变化越显著，灯泡亮度变化越明显，因此应调换更细的铅笔芯。
3. 换用细铅笔芯后，夹子向左移动，铅笔芯接入电路的长度变短，电阻减小，电路电流增大，小灯泡变亮，这说明铅笔芯的电阻大小与导体的长度有关。
4. 电阻是导体本身的性质，与是否通电无关，因此断开开关后，铅笔芯的电阻阻值不等于零。
【答案】
导体 细 亮 长度 不等于
【知识点】
导体与绝缘体、影响电阻大小的因素、电阻的特性
【点评】
本题结合铅笔芯导电实验，考查基础电学概念，注重对导体判断、电阻影响因素及电阻固有属性的应用，题目贴近生活，难度适中，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.6
22.如图，$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$是两个相同的小灯泡，A、B、C、D是四个接线柱，若用导线将AB和CD分别连接起来，则灯$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$是
并
联的；若用导线只将BD连接起来，则灯$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$是串
联的；若用导线只将AC连接起来，则会发生电源短路
。答案
22. 并 串 电源短路
解析
【分析】判断电路连接方式可通过电流路径法：电流只有一条路径为串联，有多条独立路径为并联；电源短路是指导线直接连接电源两极，不经过用电器。需分三种接线情况分析电流走向，进而判断连接方式和是否短路。
【解析】1. 当用导线连接AB和CD时，电流从电源正极流出，分为两条路径：一条经$\mathrm{L}_1$到B，另一条经$\mathrm{L}_2$到C，汇合后回到电源负极，电流有两条独立路径，故$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$并联；2. 当只连接BD时，电流从电源正极流出，依次经过$\mathrm{L}_1$、B、D、$\mathrm{L}_2$回到负极，只有一条路径，故$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$串联；3. 当只连接AC时，导线直接连通电源两极，未经过用电器，会发生电源短路。
【答案】并；串；电源短路
【知识点】串联电路；并联电路；电源短路
【点评】本题考查串并联电路的判断及短路的识别，属于电路基础知识点的应用，需掌握电流路径法分析电路，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 当用导线连接AB和CD时，电流从电源正极流出，分为两条路径：一条经$\mathrm{L}_1$到B，另一条经$\mathrm{L}_2$到C，汇合后回到电源负极，电流有两条独立路径，故$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$并联；2. 当只连接BD时，电流从电源正极流出，依次经过$\mathrm{L}_1$、B、D、$\mathrm{L}_2$回到负极，只有一条路径，故$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$串联；3. 当只连接AC时，导线直接连通电源两极，未经过用电器，会发生电源短路。
【答案】并；串；电源短路
【知识点】串联电路；并联电路；电源短路
【点评】本题考查串并联电路的判断及短路的识别，属于电路基础知识点的应用，需掌握电流路径法分析电路，难度适中。
【难度系数】0.6
23.如图是某实验电路的一部分，电流表的示数为
0.46
A，若通过导线ab的电流大小为0.3A，电流方向为a→b，则通过导线cd的电流是0.76
A。答案
23. 0.46 0.76
解析
【分析】
首先读取电流表的示数，需先确定电流表的量程与分度值，再根据指针位置计算读数；接着分析电路中电流的流向，结合并联电路“干路电流等于各支路电流之和”的规律，判断导线cd的电流大小。
【解析】
1. 电流表读数：电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，指针位于0.4A后第3个小格，因此示数为$0.4A + 3×0.02A = 0.46A$。
2. 电流分析：已知导线ab的电流方向为$a→b$，说明b点是电流的汇合点，电流表所在支路的电流也流向b点。根据并联电路电流规律，干路电流等于各支路电流之和，因此导线cd的电流为ab的电流与电流表的电流之和，即$I_{cd}=0.3A + 0.46A = 0.76A$。
【答案】
0.46；0.76
【知识点】
电流表的读数；并联电路的电流规律
【点评】
本题考查电流表读数和并联电路电流规律的应用，核心是正确分析电流流向，确定各电流的关系，属于初中物理基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先读取电流表的示数，需先确定电流表的量程与分度值，再根据指针位置计算读数；接着分析电路中电流的流向，结合并联电路“干路电流等于各支路电流之和”的规律，判断导线cd的电流大小。
【解析】
1. 电流表读数：电流表选用0~0.6A量程，分度值为0.02A，指针位于0.4A后第3个小格，因此示数为$0.4A + 3×0.02A = 0.46A$。
2. 电流分析：已知导线ab的电流方向为$a→b$，说明b点是电流的汇合点，电流表所在支路的电流也流向b点。根据并联电路电流规律，干路电流等于各支路电流之和，因此导线cd的电流为ab的电流与电流表的电流之和，即$I_{cd}=0.3A + 0.46A = 0.76A$。
【答案】
0.46；0.76
【知识点】
电流表的读数；并联电路的电流规律
【点评】
本题考查电流表读数和并联电路电流规律的应用，核心是正确分析电流流向，确定各电流的关系，属于初中物理基础题，难度适中。
【难度系数】
0.6
24.如图甲是一款充电暖手宝,它内装有蓄电池,充电后,按下按键会发热。
(1)用电压表测得内部蓄电池电压为6V,请在对应图中画出电压表的指针位置。
(2)当给暖手宝的蓄电池充电时,暖手宝内的蓄电池相当于电路中的
(3)暖手宝的工作原理是利用电热丝发热,当温度达到设定值时,热敏电阻的阻值急剧增大,可视为电路断开,起到自动过热保护作用,电路设计应选择图丙中的
(1)用电压表测得内部蓄电池电压为6V,请在对应图中画出电压表的指针位置。
(2)当给暖手宝的蓄电池充电时,暖手宝内的蓄电池相当于电路中的
用电器
(填“电源”或“用电器”)。(3)暖手宝的工作原理是利用电热丝发热,当温度达到设定值时,热敏电阻的阻值急剧增大,可视为电路断开,起到自动过热保护作用,电路设计应选择图丙中的
①
(填序号)。答案
24. (1)
(2) 用电器 (3) ①解析
【分析】
本题包含三个问题，逐一分析：
1. 电压表读数：首先确定电压表量程，图乙中电压表接“-”和“15”接线柱，量程为0~15V，分度值为0.5V；已知蓄电池电压为6V，计算得指针需指向12个小格处（6V÷0.5V/小格=12），即5V刻度后第2小格位置。
2. 充电时蓄电池的角色：充电过程中，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存，电路中消耗电能的元件为用电器，因此蓄电池相当于用电器。
3. 电路选择：要求温度过高时热敏电阻阻值增大使电路断开，电热器停止工作，需将热敏电阻与电热器串联，这样热敏电阻断开时整个电路断路，电热器停止工作；并联电路中热敏电阻断开不影响电热器，故选串联电路①。
【解析】
(1) 电压表量程为0~15V，分度值0.5V，6V对应的指针位置：从0刻度线数12个小格，即位于5V刻度线后第2个小格处，按此位置画出指针。
(2) 给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能，因此在电路中相当于用电器。
(3) 要实现温度过高时电热器停止工作，需热敏电阻与电热器串联，当热敏电阻阻值急剧增大（视为断开），整个电路断路，电热器停止工作，因此选择图丙中的①。
【答案】
(1)
(2) 用电器
(3) ①
【知识点】
电压表的使用、电路元件的判断、串联电路特点
【点评】
本题结合生活中的充电暖手宝，考查电学基础知识点，将物理知识应用于实际，难度适中，需学生掌握电压表读数、电路元件识别及电路设计的基本方法。
【难度系数】
0.6
本题包含三个问题，逐一分析：
1. 电压表读数：首先确定电压表量程，图乙中电压表接“-”和“15”接线柱，量程为0~15V，分度值为0.5V；已知蓄电池电压为6V，计算得指针需指向12个小格处（6V÷0.5V/小格=12），即5V刻度后第2小格位置。
2. 充电时蓄电池的角色：充电过程中，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能储存，电路中消耗电能的元件为用电器，因此蓄电池相当于用电器。
3. 电路选择：要求温度过高时热敏电阻阻值增大使电路断开，电热器停止工作，需将热敏电阻与电热器串联，这样热敏电阻断开时整个电路断路，电热器停止工作；并联电路中热敏电阻断开不影响电热器，故选串联电路①。
【解析】
(1) 电压表量程为0~15V，分度值0.5V，6V对应的指针位置：从0刻度线数12个小格，即位于5V刻度线后第2个小格处，按此位置画出指针。
(2) 给蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，将电能转化为化学能，因此在电路中相当于用电器。
(3) 要实现温度过高时电热器停止工作，需热敏电阻与电热器串联，当热敏电阻阻值急剧增大（视为断开），整个电路断路，电热器停止工作，因此选择图丙中的①。
【答案】
(1)
(2) 用电器
(3) ①
【知识点】
电压表的使用、电路元件的判断、串联电路特点
【点评】
本题结合生活中的充电暖手宝，考查电学基础知识点，将物理知识应用于实际，难度适中，需学生掌握电压表读数、电路元件识别及电路设计的基本方法。
【难度系数】
0.6
