5. 如图所示是小明自制的一种测定油箱内油面高度的装置.油量表是由量程为0~0.6A的电流表改装而成的,滑动变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度.已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的金属滑片在最下端,油量表指针满偏;当油箱内没有油时,R全部接入电路,油量表的读数最小.则$R_0$的阻值是

20
Ω,油量表的最小读数是0.3
A;当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,此时油量表的读数是0.4
A,据此可得油量表的刻度不均匀
(填“均匀”或“不均匀”).答案
5. 20 0.3 0.4 不均匀
解析
【分析】
本题是结合杠杆与欧姆定律的电路计算题,解题思路如下:
1. 当油面最高时,滑动变阻器R接入电阻为0,电路为R₀的简单电路,已知此时油量表满偏电流(0.6A)和电源电压,利用欧姆定律可计算R₀的阻值;
2. 当油面无油时,滑动变阻器R全部接入电路,总电阻为R₀与R之和,再根据欧姆定律计算此时的最小电流(油量表最小读数);
3. 当油面为最高一半时,滑片在R中点,接入电阻为R的一半,计算总电阻后,用欧姆定律求出此时的电流;
4. 根据电流与接入电阻的关系,判断油量表刻度是否均匀。
【解析】
1. 求R₀的阻值:
当油面最高时,R接入电阻为0,电路中只有R₀,电流I₁=0.6A,电源电压U=12V,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$得:
$R_0=\frac{U}{I_1}=\frac{12V}{0.6A}=20Ω$。
2. 求油量表最小读数:
当油面无油时,R全部接入电路,总电阻$R_{总}=R_0+R=20Ω+20Ω=40Ω$,此时电流(最小读数):
$I_2=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12V}{40Ω}=0.3A$。
3. 求油面一半时的读数:
当油面为最高一半时,滑片在R中点,接入电阻$R'=\frac{R}{2}=10Ω$,总电阻$R_{总}'=R_0+R'=20Ω+10Ω=30Ω$,此时电流:
$I_3=\frac{U}{R_{总}'}=\frac{12V}{30Ω}=0.4A$。
4. 判断刻度均匀性:
油量表的电流$I=\frac{U}{R_0+R_{接入}}$,电流与滑动变阻器接入电阻不是线性关系,因此油量表刻度不均匀。
【答案】
20;0.3;0.4;不均匀
【知识点】
欧姆定律、电路分析、滑动变阻器
【点评】
本题将力学杠杆原理与电学欧姆定律结合,需分不同油面高度分析滑动变阻器接入电阻,再用欧姆定律计算电流,重点考查电路动态分析能力,同时需理解电流与电阻的非线性关系对刻度均匀性的影响。
【难度系数】
0.5
本题是结合杠杆与欧姆定律的电路计算题,解题思路如下:
1. 当油面最高时,滑动变阻器R接入电阻为0,电路为R₀的简单电路,已知此时油量表满偏电流(0.6A)和电源电压,利用欧姆定律可计算R₀的阻值;
2. 当油面无油时,滑动变阻器R全部接入电路,总电阻为R₀与R之和,再根据欧姆定律计算此时的最小电流(油量表最小读数);
3. 当油面为最高一半时,滑片在R中点,接入电阻为R的一半,计算总电阻后,用欧姆定律求出此时的电流;
4. 根据电流与接入电阻的关系,判断油量表刻度是否均匀。
【解析】
1. 求R₀的阻值:
当油面最高时,R接入电阻为0,电路中只有R₀,电流I₁=0.6A,电源电压U=12V,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$得:
$R_0=\frac{U}{I_1}=\frac{12V}{0.6A}=20Ω$。
2. 求油量表最小读数:
当油面无油时,R全部接入电路,总电阻$R_{总}=R_0+R=20Ω+20Ω=40Ω$,此时电流(最小读数):
$I_2=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12V}{40Ω}=0.3A$。
3. 求油面一半时的读数:
当油面为最高一半时,滑片在R中点,接入电阻$R'=\frac{R}{2}=10Ω$,总电阻$R_{总}'=R_0+R'=20Ω+10Ω=30Ω$,此时电流:
$I_3=\frac{U}{R_{总}'}=\frac{12V}{30Ω}=0.4A$。
4. 判断刻度均匀性:
油量表的电流$I=\frac{U}{R_0+R_{接入}}$,电流与滑动变阻器接入电阻不是线性关系,因此油量表刻度不均匀。
【答案】
20;0.3;0.4;不均匀
【知识点】
欧姆定律、电路分析、滑动变阻器
【点评】
本题将力学杠杆原理与电学欧姆定律结合,需分不同油面高度分析滑动变阻器接入电阻,再用欧姆定律计算电流,重点考查电路动态分析能力,同时需理解电流与电阻的非线性关系对刻度均匀性的影响。
【难度系数】
0.5
6.如图所示,电源电压不变,$R_1$为定值电阻.闭合开关S,将滑动变阻器$R_2$的滑片P从a向b移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则电源电压为

6
V,$R_1$的阻值为10
Ω.当滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的B
(填"A""B""C""D"或"E")点.答案
6. 6 10 B
解析
【分析】
首先明确电路结构:$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压。电源电压恒定,根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$($U_1$为$R_1$两端电压,$U_2$为$R_2$两端电压),结合图乙的$U-I$图像,利用“电源电压不变”这一条件,通过两组电流、电压值列方程求解电源电压和$R_1$的阻值;再计算滑动变阻器滑片在中点时的电流和电压,对应图像中的点。
【解析】
1. 求电源电压和$R_1$的阻值:
当滑动变阻器$R_2$接入阻值为0时,电压表示数为0,对应图乙中$E$点,此时电流最大$I_E=0.6A$,电路为$R_1$的简单电路,电源电压$U=I_E R_1=0.6A × R_1$。
当电流$I_A=0.2A$时,对应图乙中$A$点,电压表示数$U_{2A}=4V$,根据串联电路电压规律,电源电压$U=I_A R_1 + U_{2A}=0.2A × R_1 +4V$。
因电源电压不变,联立方程:
$0.6A × R_1 = 0.2A × R_1 +4V$
解得$R_1=10Ω$,代入得电源电压$U=0.6A ×10Ω=6V$。
2. 求滑片在中点时的对应点:
当滑片在$a$端时,$R_2$接入最大阻值,对应$A$点,此时$R_{2max}=\frac{U_{2A}}{I_A}=\frac{4V}{0.2A}=20Ω$,则中点时$R_{2中}=10Ω$。
此时电路总电阻$R_{总}=R_1+R_{2中}=10Ω+10Ω=20Ω$,电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6V}{20Ω}=0.3A$,
$R_2$两端电压$U_{2中}=I × R_{2中}=0.3A ×10Ω=3V$,对应图乙中$B$点。
【答案】
6;10;B
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;U-I图像分析
【点评】
本题是电学综合题,结合串联电路特点、欧姆定律与$U-I$图像,需明确电路中各元件的对应关系,利用电源电压不变的隐含条件逐步推导,考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.4
首先明确电路结构:$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压。电源电压恒定,根据串联电路电压规律$U=U_1+U_2$($U_1$为$R_1$两端电压,$U_2$为$R_2$两端电压),结合图乙的$U-I$图像,利用“电源电压不变”这一条件,通过两组电流、电压值列方程求解电源电压和$R_1$的阻值;再计算滑动变阻器滑片在中点时的电流和电压,对应图像中的点。
【解析】
1. 求电源电压和$R_1$的阻值:
当滑动变阻器$R_2$接入阻值为0时,电压表示数为0,对应图乙中$E$点,此时电流最大$I_E=0.6A$,电路为$R_1$的简单电路,电源电压$U=I_E R_1=0.6A × R_1$。
当电流$I_A=0.2A$时,对应图乙中$A$点,电压表示数$U_{2A}=4V$,根据串联电路电压规律,电源电压$U=I_A R_1 + U_{2A}=0.2A × R_1 +4V$。
因电源电压不变,联立方程:
$0.6A × R_1 = 0.2A × R_1 +4V$
解得$R_1=10Ω$,代入得电源电压$U=0.6A ×10Ω=6V$。
2. 求滑片在中点时的对应点:
当滑片在$a$端时,$R_2$接入最大阻值,对应$A$点,此时$R_{2max}=\frac{U_{2A}}{I_A}=\frac{4V}{0.2A}=20Ω$,则中点时$R_{2中}=10Ω$。
此时电路总电阻$R_{总}=R_1+R_{2中}=10Ω+10Ω=20Ω$,电路电流$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{6V}{20Ω}=0.3A$,
$R_2$两端电压$U_{2中}=I × R_{2中}=0.3A ×10Ω=3V$,对应图乙中$B$点。
【答案】
6;10;B
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;U-I图像分析
【点评】
本题是电学综合题,结合串联电路特点、欧姆定律与$U-I$图像,需明确电路中各元件的对应关系,利用电源电压不变的隐含条件逐步推导,考查学生的综合分析能力。
【难度系数】
0.4
7. 在如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表、电压表的示数变化情况是 (

A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变大,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
A
)A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变大,电压表的示数变小
C.电流表的示数变大,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
答案
7. A
解析
【分析】首先明确电路结构:R₁与滑动变阻器R₂串联,电流表测量电路中的总电流,电压表并联在电源两端,测量电源电压。接下来分析滑片移动的影响:当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的电阻变化会引起总电阻变化,结合欧姆定律判断电流变化,同时根据电压表的测量对象确定电压表示数的变化。
【解析】由电路图可知,R₁与R₂串联,电流表测电路电流,电压表测电源电压。因为电源电压不变,所以电压表示数始终保持不变;当滑片向右移动时,滑动变阻器R₂接入电路的电阻变大,电路总电阻R总=R₁+R₂变大,根据欧姆定律I=U/R总,电源电压U不变,总电阻变大,因此电路中的电流变小,即电流表示数变小。综上,电流表的示数变小,电压表的示数不变,对应选项A。
【答案】A
【知识点】串联电路、欧姆定律、电压表的使用
【点评】本题为串联电路动态分析题,核心是明确各电表的测量对象,再结合欧姆定律分析电阻、电流、电压的变化,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】0.4
【解析】由电路图可知,R₁与R₂串联,电流表测电路电流,电压表测电源电压。因为电源电压不变,所以电压表示数始终保持不变;当滑片向右移动时,滑动变阻器R₂接入电路的电阻变大,电路总电阻R总=R₁+R₂变大,根据欧姆定律I=U/R总,电源电压U不变,总电阻变大,因此电路中的电流变小,即电流表示数变小。综上,电流表的示数变小,电压表的示数不变,对应选项A。
【答案】A
【知识点】串联电路、欧姆定律、电压表的使用
【点评】本题为串联电路动态分析题,核心是明确各电表的测量对象,再结合欧姆定律分析电阻、电流、电压的变化,属于基础题型,难度适中。
【难度系数】0.4
8. 如图所示,电源电压为12V且保持不变,电阻$R_{1}=20\Omega$,滑动变阻器$R_{2}$的最大阻值为$30\Omega$,闭合开关S,当滑片P在滑动变阻器上滑动时,电流表、电压表示数的变化范围分别是 (

A.0.24~0.6A 0~7.2V
B.0.24~0.6A 4~12V
C.0.6~1A 0~12V
D.0~0.6A 4~7.2V
A
)A.0.24~0.6A 0~7.2V
B.0.24~0.6A 4~12V
C.0.6~1A 0~12V
D.0~0.6A 4~7.2V
答案
8. A
解析
【分析】首先明确电路连接方式:R₁与滑动变阻器R₂串联,电流表测电路中的电流,电压表测R₂两端的电压。要确定电流表、电压表示数的变化范围,需分析滑片在滑动变阻器两端(a端和b端)时的电路状态:当滑片在a端时,R₂接入电阻为0;当滑片在b端时,R₂接入电阻最大(30Ω)。结合串联电路特点和欧姆定律分别计算两种状态下的电流和电压,即可得到变化范围。
【解析】
1. 当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电阻R₂=0Ω,此时电路总电阻:
$R_{总}=R_1+R_2=20Ω+0Ω=20Ω$
电路中的电流(电流表的最大示数):
$I_{大}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12V}{20Ω}=0.6A$
此时电压表测R₂两端电压,$U_2=I_{大}×R_2=0.6A×0Ω=0V$;
2. 当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电阻R₂=30Ω,此时电路总电阻:
$R_{总}'=R_1+R_2'=20Ω+30Ω=50Ω$
电路中的电流(电流表的最小示数):
$I_{小}=\frac{U}{R_{总}'}=\frac{12V}{50Ω}=0.24A$
此时电压表的示数(R₂两端的最小电压):
$U_2'=I_{小}×R_2'=0.24A×30Ω=7.2V$;
因此,电流表示数的变化范围是0.24A~0.6A,电压表示数的变化范围是0~7.2V,对应选项A。
【答案】A
【知识点】串联电路特点、欧姆定律应用、滑动变阻器
【点评】本题考查串联电路的动态分析,核心是掌握滑动变阻器滑片移动时接入电阻的变化,结合欧姆定律计算电流和电压,属于初中物理电路部分的基础题型,需熟练运用串联电路的电流、电压规律和欧姆定律。
【难度系数】0.7
【解析】
1. 当滑片P在a端时,滑动变阻器接入电阻R₂=0Ω,此时电路总电阻:
$R_{总}=R_1+R_2=20Ω+0Ω=20Ω$
电路中的电流(电流表的最大示数):
$I_{大}=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12V}{20Ω}=0.6A$
此时电压表测R₂两端电压,$U_2=I_{大}×R_2=0.6A×0Ω=0V$;
2. 当滑片P在b端时,滑动变阻器接入电阻R₂=30Ω,此时电路总电阻:
$R_{总}'=R_1+R_2'=20Ω+30Ω=50Ω$
电路中的电流(电流表的最小示数):
$I_{小}=\frac{U}{R_{总}'}=\frac{12V}{50Ω}=0.24A$
此时电压表的示数(R₂两端的最小电压):
$U_2'=I_{小}×R_2'=0.24A×30Ω=7.2V$;
因此,电流表示数的变化范围是0.24A~0.6A,电压表示数的变化范围是0~7.2V,对应选项A。
【答案】A
【知识点】串联电路特点、欧姆定律应用、滑动变阻器
【点评】本题考查串联电路的动态分析,核心是掌握滑动变阻器滑片移动时接入电阻的变化,结合欧姆定律计算电流和电压,属于初中物理电路部分的基础题型,需熟练运用串联电路的电流、电压规律和欧姆定律。
【难度系数】0.7
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