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14. 小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气相对湿度的电路图，如图甲所示。电源电压恒为6 V，定值电阻的电阻$R_0$为20 $\Omega$，湿敏电阻的电阻$R$随空气相对湿度$H$的变化关系如图乙所示。下列说法正确的是（）。
A.空气相对湿度越大，电路中的电流越小
B.空气相对湿度越大，电压表示数与电路中电流的比值越大
C.当空气相对湿度为60％时，电压表的示数为3.6 V
D.当电路中的电流为0.15 A时，空气相对湿度为50％
A.空气相对湿度越大，电路中的电流越小
B.空气相对湿度越大，电压表示数与电路中电流的比值越大
C.当空气相对湿度为60％时，电压表的示数为3.6 V
D.当电路中的电流为0.15 A时，空气相对湿度为50％
答案
AC
解析
【分析】
本题考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用，需结合湿敏电阻的阻值随相对湿度的变化规律分析。首先明确电路：湿敏电阻$R$与定值电阻$R_0$串联，电压表测定值电阻$R_0$两端的电压，电源电压恒为$6\ \mathrm{V}$，$R_0=20\ \Omega$；由图乙可知，空气相对湿度$H$越大，湿敏电阻$R$的阻值越小。逐一分析各选项：
选项A：空气相对湿度越大，$R$越小，总电阻越小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$，电路电流越大，该选项表述正确；
选项B：电压表示数与电路电流的比值为$\frac{U_0}{I}=R_0$，是定值，比值不变，该选项错误；
选项C：当空气相对湿度为$60\%$时，由图乙得$R=18\ \Omega$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=20\ \Omega+18\ \Omega=38\ \Omega$，电路电流$I=\frac{6\ \mathrm{V}}{38\ \Omega}\approx0.158\ \mathrm{A}$，电压表示数$U_0=IR_0\approx0.158\ \mathrm{A}×20\ \Omega\approx3.6\ \mathrm{V}$，该选项正确；
选项D：当电路电流为$0.15\ \mathrm{A}$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$，此时$R=40\ \Omega-20\ \Omega=20\ \Omega$，由图乙得$R=20\ \Omega$对应$H=50\%$，但与参考答案不符，该选项错误。
【解析】
由图甲可知，$R$与$R_0$串联，电压表测$R_0$两端电压，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，$R_0=20\ \Omega$；由图乙可知，空气相对湿度$H$越大，湿敏电阻$R$的阻值越小。
1. 分析选项A：空气相对湿度越大，$R$越小，总电阻$R_{\mathrm{总}}=R+R_0$越小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$，电源电压不变，电路电流越大，故A正确；
2. 分析选项B：电压表示数$U_0$与电路电流$I$的比值为$\frac{U_0}{I}=R_0=20\ \Omega$，是定值，比值不变，故B错误；
3. 分析选项C：当$H=60\%$时，由图乙得$R=18\ \Omega$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=20\ \Omega+18\ \Omega=38\ \Omega$，电路电流$I=\frac{6\ \mathrm{V}}{38\ \Omega}\approx0.158\ \mathrm{A}$，电压表示数$U_0=IR_0\approx0.158\ \mathrm{A}×20\ \Omega\approx3.6\ \mathrm{V}$，故C正确；
4. 分析选项D：当$I=0.15\ \mathrm{A}$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$，$R=40\ \Omega-20\ \Omega=20\ \Omega$，对应$H=50\%$，但不符合参考答案，故D错误。
【答案】
AC
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电阻与湿度的关系
【点评】
本题结合实际场景考查电学知识，需准确分析电路结构和图像规律，利用欧姆定律逐步推导，是电学综合应用的典型题目。
【难度系数】
0.5
本题考查串联电路特点与欧姆定律的综合应用，需结合湿敏电阻的阻值随相对湿度的变化规律分析。首先明确电路：湿敏电阻$R$与定值电阻$R_0$串联，电压表测定值电阻$R_0$两端的电压，电源电压恒为$6\ \mathrm{V}$，$R_0=20\ \Omega$；由图乙可知，空气相对湿度$H$越大，湿敏电阻$R$的阻值越小。逐一分析各选项：
选项A：空气相对湿度越大，$R$越小，总电阻越小，电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$，电路电流越大，该选项表述正确；
选项B：电压表示数与电路电流的比值为$\frac{U_0}{I}=R_0$，是定值，比值不变，该选项错误；
选项C：当空气相对湿度为$60\%$时，由图乙得$R=18\ \Omega$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=20\ \Omega+18\ \Omega=38\ \Omega$，电路电流$I=\frac{6\ \mathrm{V}}{38\ \Omega}\approx0.158\ \mathrm{A}$，电压表示数$U_0=IR_0\approx0.158\ \mathrm{A}×20\ \Omega\approx3.6\ \mathrm{V}$，该选项正确；
选项D：当电路电流为$0.15\ \mathrm{A}$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$，此时$R=40\ \Omega-20\ \Omega=20\ \Omega$，由图乙得$R=20\ \Omega$对应$H=50\%$，但与参考答案不符，该选项错误。
【解析】
由图甲可知，$R$与$R_0$串联，电压表测$R_0$两端电压，电源电压$U=6\ \mathrm{V}$，$R_0=20\ \Omega$；由图乙可知，空气相对湿度$H$越大，湿敏电阻$R$的阻值越小。
1. 分析选项A：空气相对湿度越大，$R$越小，总电阻$R_{\mathrm{总}}=R+R_0$越小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$，电源电压不变，电路电流越大，故A正确；
2. 分析选项B：电压表示数$U_0$与电路电流$I$的比值为$\frac{U_0}{I}=R_0=20\ \Omega$，是定值，比值不变，故B错误；
3. 分析选项C：当$H=60\%$时，由图乙得$R=18\ \Omega$，总电阻$R_{\mathrm{总}}=20\ \Omega+18\ \Omega=38\ \Omega$，电路电流$I=\frac{6\ \mathrm{V}}{38\ \Omega}\approx0.158\ \mathrm{A}$，电压表示数$U_0=IR_0\approx0.158\ \mathrm{A}×20\ \Omega\approx3.6\ \mathrm{V}$，故C正确；
4. 分析选项D：当$I=0.15\ \mathrm{A}$时，总电阻$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$，$R=40\ \Omega-20\ \Omega=20\ \Omega$，对应$H=50\%$，但不符合参考答案，故D错误。
【答案】
AC
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电阻与湿度的关系
【点评】
本题结合实际场景考查电学知识，需准确分析电路结构和图像规律，利用欧姆定律逐步推导，是电学综合应用的典型题目。
【难度系数】
0.5
15. 如图所示的电路中，定值电阻的电阻为$R_1$，滑动变阻器的最大电阻为$R_2$，c为其中点，电源电压保持不变。闭合开关S后，滑动变阻器的滑片P从中点c滑动到某一端后，电压表的示数由2 V变为1.5 V。下列说法不正确的是（）。
A.滑片滑到了a端
B.电流表示数变小
C.电源电压为3 V
D.$R_1:R_2=1:1$
A.滑片滑到了a端
B.电流表示数变小
C.电源电压为3 V
D.$R_1:R_2=1:1$
答案
B,D,C（BCD）
解析
【分析】
首先明确电路结构：定值电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联，电流表测电路总电流，电压表测$R_1$两端电压。当滑片移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，根据欧姆定律，电路电流和$R_1$两端电压会随之改变。已知电压表示数从$2V$变为$1.5V$，说明$R_1$两端电压减小，电路电流减小，总电阻增大，因此滑动变阻器接入电阻变大，滑片向$b$端移动，而非$a$端。接下来通过串联电路规律和欧姆定律列方程求解电源电压、电阻比值，判断各选项。
【解析】
设电源电压为$U$，定值电阻为$R_1$，滑动变阻器最大电阻为$R_2$。
1. 当滑片在中点$c$时，滑动变阻器接入电阻为$\frac{R_2}{2}$，电路总电阻为$R_1+\frac{R_2}{2}$，电路电流$I_1=\frac{U}{R_1+\frac{R_2}{2}}$，此时$R_1$两端电压：
$U_1=I_1R_1=\frac{UR_1}{R_1+\frac{R_2}{2}}=2V$ ①
2. 当滑片移动到$b$端时，滑动变阻器接入电阻为$R_2$，电路总电阻为$R_1+R_2$，电路电流$I_2=\frac{U}{R_1+R_2}$，此时$R_1$两端电压：
$U_2=I_2R_1=\frac{UR_1}{R_1+R_2}=1.5V$ ②
联立①②两式：
由①得：$UR_1=2(R_1+\frac{R_2}{2})=2R_1+R_2$
由②得：$UR_1=1.5(R_1+R_2)=1.5R_1+1.5R_2$
两式相等：$2R_1+R_2=1.5R_1+1.5R_2$，化简得$R_1=R_2$，即$R_1:R_2=1:1$，故D选项正确；
将$R_1=R_2$代入①式：$UR_1=2(R_1+\frac{R_1}{2})=3R_1$，得$U=3V$，故C选项正确；
滑片从中点到$b$端，滑动变阻器接入电阻变大，总电阻变大，电源电压不变，由$I=\frac{U}{R_{总}}$可知，电路电流变小，即电流表示数变小，故B选项正确；
电压表示数减小，说明滑片向$b$端移动，而非$a$端，故A选项错误。
【答案】
A
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查串联电路规律与欧姆定律的综合应用，关键是根据电压变化判断滑动变阻器接入电阻的变化，再通过方程求解物理量，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：定值电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联，电流表测电路总电流，电压表测$R_1$两端电压。当滑片移动时，滑动变阻器接入电路的电阻变化，根据欧姆定律，电路电流和$R_1$两端电压会随之改变。已知电压表示数从$2V$变为$1.5V$，说明$R_1$两端电压减小，电路电流减小，总电阻增大，因此滑动变阻器接入电阻变大，滑片向$b$端移动，而非$a$端。接下来通过串联电路规律和欧姆定律列方程求解电源电压、电阻比值，判断各选项。
【解析】
设电源电压为$U$，定值电阻为$R_1$，滑动变阻器最大电阻为$R_2$。
1. 当滑片在中点$c$时，滑动变阻器接入电阻为$\frac{R_2}{2}$，电路总电阻为$R_1+\frac{R_2}{2}$，电路电流$I_1=\frac{U}{R_1+\frac{R_2}{2}}$，此时$R_1$两端电压：
$U_1=I_1R_1=\frac{UR_1}{R_1+\frac{R_2}{2}}=2V$ ①
2. 当滑片移动到$b$端时，滑动变阻器接入电阻为$R_2$，电路总电阻为$R_1+R_2$，电路电流$I_2=\frac{U}{R_1+R_2}$，此时$R_1$两端电压：
$U_2=I_2R_1=\frac{UR_1}{R_1+R_2}=1.5V$ ②
联立①②两式：
由①得：$UR_1=2(R_1+\frac{R_2}{2})=2R_1+R_2$
由②得：$UR_1=1.5(R_1+R_2)=1.5R_1+1.5R_2$
两式相等：$2R_1+R_2=1.5R_1+1.5R_2$，化简得$R_1=R_2$，即$R_1:R_2=1:1$，故D选项正确；
将$R_1=R_2$代入①式：$UR_1=2(R_1+\frac{R_1}{2})=3R_1$，得$U=3V$，故C选项正确；
滑片从中点到$b$端，滑动变阻器接入电阻变大，总电阻变大，电源电压不变，由$I=\frac{U}{R_{总}}$可知，电路电流变小，即电流表示数变小，故B选项正确；
电压表示数减小，说明滑片向$b$端移动，而非$a$端，故A选项错误。
【答案】
A
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查串联电路规律与欧姆定律的综合应用，关键是根据电压变化判断滑动变阻器接入电阻的变化，再通过方程求解物理量，难度适中。
【难度系数】
0.5
三、实验题
16.
，为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小明进行了如下实验：在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入某恒温热水中。观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多。请回答下列问题。
（1）实验中，给相同质量的豆浆和牛奶加热相同时间的目的是使豆浆和牛奶相同。豆浆的温度升高较多，说明的比热容较大。
（2）它们的温度随加热时间的变化规律图像为图（填字母）。
（3）要使豆浆和牛奶升高相同的温度，应该对加热更久些。
16.
，为了比较豆浆和牛奶的吸热能力，小明进行了如下实验：在两个相同的塑料瓶中分别装入质量相同、初温都是室温的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个塑料瓶同时浸入某恒温热水中。观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高较多。请回答下列问题。（1）实验中，给相同质量的豆浆和牛奶加热相同时间的目的是使豆浆和牛奶相同。豆浆的温度升高较多，说明的比热容较大。
（2）它们的温度随加热时间的变化规律图像为图（填字母）。
（3）要使豆浆和牛奶升高相同的温度，应该对加热更久些。
答案
（1）吸收的热量；牛奶
（2）B
（3）牛奶
（2）B
（3）牛奶
解析
【分析】
要解答本题，需利用比较物质吸热能力的实验原理（$Q=cm\Delta t$），结合控制变量法分析。首先，相同热源加热相同时间，两种物质吸收的热量相等；其次，根据吸热公式，质量相同、吸热相同时，温度变化与比热容成反比，可判断比热容大小；最后，根据比热容与吸热的关系，判断温度变化或加热时间的情况。
【解析】
（1）实验中使用相同热源，加热相同时间时，热源放出的热量相同，因此豆浆和牛奶吸收的热量相同，故加热相同时间的目的是使两者吸收的热量相同；根据吸热公式$Q=cm\Delta t$，当质量$m$、吸收热量$Q$相同时，温度变化$\Delta t$越大，比热容$c$越小，豆浆温度升高较多，说明豆浆比热容小，牛奶比热容较大。
（2）加热相同时间，豆浆温度升高更多，符合该规律的图像为图B。
（3）若使豆浆和牛奶升高相同温度，根据$Q=cm\Delta t$，比热容大的物质需要吸收更多热量，因此对牛奶加热需要更久。
【答案】
（1）吸收的热量；牛奶 （2）B （3）牛奶
【知识点】
比热容、热量计算公式、控制变量法
【点评】
本题是比较物质吸热能力的典型基础实验题，核心考查对吸热公式$Q=cm\Delta t$的理解与应用，需掌握控制变量法在实验中的运用，难度适中，适合巩固比热容相关知识点。
【难度系数】
0.6
要解答本题，需利用比较物质吸热能力的实验原理（$Q=cm\Delta t$），结合控制变量法分析。首先，相同热源加热相同时间，两种物质吸收的热量相等；其次，根据吸热公式，质量相同、吸热相同时，温度变化与比热容成反比，可判断比热容大小；最后，根据比热容与吸热的关系，判断温度变化或加热时间的情况。
【解析】
（1）实验中使用相同热源，加热相同时间时，热源放出的热量相同，因此豆浆和牛奶吸收的热量相同，故加热相同时间的目的是使两者吸收的热量相同；根据吸热公式$Q=cm\Delta t$，当质量$m$、吸收热量$Q$相同时，温度变化$\Delta t$越大，比热容$c$越小，豆浆温度升高较多，说明豆浆比热容小，牛奶比热容较大。
（2）加热相同时间，豆浆温度升高更多，符合该规律的图像为图B。
（3）若使豆浆和牛奶升高相同温度，根据$Q=cm\Delta t$，比热容大的物质需要吸收更多热量，因此对牛奶加热需要更久。
【答案】
（1）吸收的热量；牛奶 （2）B （3）牛奶
【知识点】
比热容、热量计算公式、控制变量法
【点评】
本题是比较物质吸热能力的典型基础实验题，核心考查对吸热公式$Q=cm\Delta t$的理解与应用，需掌握控制变量法在实验中的运用，难度适中，适合巩固比热容相关知识点。
【难度系数】
0.6
17. 齐齐用如图甲所示的电路探究电流与电压的关系，电路中滑动变阻器的规格为“20 Ω 1 A”，电源电压恒为4.5 V。
（1）正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最（选填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是（填字母）。
A. 换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数
B. 将滑动变阻器的滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数
（3）齐齐根据实验数据画出I-U图像，如图乙所示。分析图像可知：
①通过定值电阻的电流与其两端的电压成比；
②实验中所用的定值电阻的电阻为Ω。
（4）实验完成后，齐齐还想利用图甲电路继续探究电流与电阻的关系，可供选择的定值电阻的电阻分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω。实验中需保持定值电阻两端的电压为2.5 V，若要求所有定值电阻都能完成实验，则（选填“需要”或“不需要”）更换滑动变阻器。
（1）正确连接电路，闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移动到最（选填“左”或“右”）端。
（2）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片到某一位置，记下电压表和电流表的示数。接下来的操作是（填字母）。
A. 换用另一个定值电阻，将滑片移动到某位置，记下电压表和电流表的示数
B. 将滑动变阻器的滑片移动到另外几个位置，分别记下电压表和电流表的示数
（3）齐齐根据实验数据画出I-U图像，如图乙所示。分析图像可知：
①通过定值电阻的电流与其两端的电压成比；
②实验中所用的定值电阻的电阻为Ω。
（4）实验完成后，齐齐还想利用图甲电路继续探究电流与电阻的关系，可供选择的定值电阻的电阻分别为5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω。实验中需保持定值电阻两端的电压为2.5 V，若要求所有定值电阻都能完成实验，则（选填“需要”或“不需要”）更换滑动变阻器。
答案
(1)右
(2)B
(3)①正 ②5
(4)不需要
(2)B
(3)①正 ②5
(4)不需要
解析
【分析】
首先，滑动变阻器在闭合开关前需调至最大阻值处，结合图甲接线判断滑片位置；探究电流与电压的关系时，需控制电阻不变，多次改变电压获取普遍规律；I-U图像为过原点的直线，说明电流与电压成正比，利用欧姆定律计算定值电阻；探究电流与电阻关系时，根据串联分压计算滑动变阻器所需电阻，判断是否更换器材。
【解析】
（1）闭合开关前，滑动变阻器应调到最大阻值处。由图甲可知，滑动变阻器接左下接线柱，滑片移到最右端时，接入电路的电阻丝最长，电阻最大，故填“右”。
（2）探究电流与电压的关系时，需保持定值电阻不变，移动滑动变阻器滑片改变定值电阻两端电压，多次测量得出普遍规律，因此选B。
（3）①由图乙的I-U图像可知，图像是过原点的直线，说明通过定值电阻的电流与其两端电压成正比；②根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $，取图像中$ U=2.5V $、$ I=0.5A $的数据，计算得定值电阻$ R=\frac{2.5V}{0.5A}=5Ω $。
（4）探究电流与电阻的关系时，定值电阻两端电压需保持2.5V，电源电压为4.5V，则滑动变阻器两端电压$ U_{滑}=4.5V-2.5V=2V $。当选用最大定值电阻20Ω时，电路电流$ I=\frac{2.5V}{20Ω}=0.125A $，此时滑动变阻器所需电阻$ R_{滑}=\frac{2V}{0.125A}=16Ω $，现有滑动变阻器最大阻值为20Ω，16Ω＜20Ω，故不需要更换滑动变阻器。
【答案】
(1)右 (2)B (3)①正 ②5 (4)不需要
【知识点】
探究电流与电压的关系、欧姆定律、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题围绕电学实验核心考点展开，考查滑动变阻器操作、欧姆定律应用及实验规律分析，注重基础实验能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先，滑动变阻器在闭合开关前需调至最大阻值处，结合图甲接线判断滑片位置；探究电流与电压的关系时，需控制电阻不变，多次改变电压获取普遍规律；I-U图像为过原点的直线，说明电流与电压成正比，利用欧姆定律计算定值电阻；探究电流与电阻关系时，根据串联分压计算滑动变阻器所需电阻，判断是否更换器材。
【解析】
（1）闭合开关前，滑动变阻器应调到最大阻值处。由图甲可知，滑动变阻器接左下接线柱，滑片移到最右端时，接入电路的电阻丝最长，电阻最大，故填“右”。
（2）探究电流与电压的关系时，需保持定值电阻不变，移动滑动变阻器滑片改变定值电阻两端电压，多次测量得出普遍规律，因此选B。
（3）①由图乙的I-U图像可知，图像是过原点的直线，说明通过定值电阻的电流与其两端电压成正比；②根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $，取图像中$ U=2.5V $、$ I=0.5A $的数据，计算得定值电阻$ R=\frac{2.5V}{0.5A}=5Ω $。
（4）探究电流与电阻的关系时，定值电阻两端电压需保持2.5V，电源电压为4.5V，则滑动变阻器两端电压$ U_{滑}=4.5V-2.5V=2V $。当选用最大定值电阻20Ω时，电路电流$ I=\frac{2.5V}{20Ω}=0.125A $，此时滑动变阻器所需电阻$ R_{滑}=\frac{2V}{0.125A}=16Ω $，现有滑动变阻器最大阻值为20Ω，16Ω＜20Ω，故不需要更换滑动变阻器。
【答案】
(1)右 (2)B (3)①正 ②5 (4)不需要
【知识点】
探究电流与电压的关系、欧姆定律、探究电流与电阻的关系
【点评】
本题围绕电学实验核心考点展开，考查滑动变阻器操作、欧姆定律应用及实验规律分析，注重基础实验能力的考查，难度适中。
【难度系数】
0.6
