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7. (2025·江西改编)在如图所示的电路中,下列说法不正确的是（
A.仅闭合$\mathrm{S}_{1}$,将滑片$P$向右移动,$\mathrm{A}$的示数变小,$\mathrm{V}$的示数变大
B.仅闭合$\mathrm{S}_{1}$,将滑片$P$向左移动,$\mathrm{A}$的示数变大,$\mathrm{V}$的示数变大
C.先闭合$\mathrm{S}_{1}$,保持滑片$P$位置不动,再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,$\mathrm{A}$的示数变大
D.闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$,将滑片$P$向右适当移动的过程中,$\mathrm{V}$的示数不变
A
）A.仅闭合$\mathrm{S}_{1}$,将滑片$P$向右移动,$\mathrm{A}$的示数变小,$\mathrm{V}$的示数变大
B.仅闭合$\mathrm{S}_{1}$,将滑片$P$向左移动,$\mathrm{A}$的示数变大,$\mathrm{V}$的示数变大
C.先闭合$\mathrm{S}_{1}$,保持滑片$P$位置不动,再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,$\mathrm{A}$的示数变大
D.闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$,将滑片$P$向右适当移动的过程中,$\mathrm{V}$的示数不变
答案
7. A
解析
【分析】
解题时首先要分不同开关通断的场景，先明确电路的连接方式，确定电流表、电压表的测量对象，再结合欧姆定律推导电表示数的变化：
1. 仅闭合S1时，先判断出R1和R2串联，电流表测串联电路的总电流，电压表测R1两端电压，根据滑片移动对R2阻值的影响，结合欧姆定律判断电流、电压的变化。
2. 闭合S1后再闭合S2时，识别出R2被短路，对比前后总电阻的大小，就能判断电流的变化。
3. S1、S2都闭合时，明确电压表直接测量电源电压，因此滑片移动不会改变电压表示数。
【解析】
我们逐个对选项进行验证：
1. 分析选项A：仅闭合S1时，R1与R2串联，滑片P向右移动，R2接入电路的阻值变大，电路总电阻$R_{总}=R_1+R_2$变大，电源电压U不变，由$I=\frac{U}{R_{总}}$可知，电路电流变小，即电流表示数变小；电压表测R1两端电压，满足$U_V=IR_1$，R1是定值电阻，I变小，因此$U_V$变小，并非变大，该选项说法错误。
2. 分析选项B：仅闭合S1时，滑片P向左移动，R2接入电路的阻值变小，总电阻变小，由$I=\frac{U}{R_{总}}$可知电路电流变大，电流表示数变大；$U_V=IR_1$，I变大、R1不变，因此电压表示数变大，该选项说法正确。
3. 分析选项C：先闭合S1时总电阻为$R_1+R_2$，保持滑片不动，再闭合S2时，R2被短路，电路总电阻变为$R_1$，总电阻变小，电源电压不变，由$I=\frac{U}{R}$可知电路电流变大，电流表示数变大，该选项说法正确。
4. 分析选项D：闭合S1和S2时，R2被短路，电压表两端直接接在电源两端，测量电源电压，因此滑片移动过程中，电压表示数始终等于电源电压，保持不变，该选项说法正确。
综上，说法不正确的是A选项。
【答案】A
【知识点】
动态电路分析，欧姆定律应用，电路短路判断
【点评】
本题是典型的开关切换型动态电路题，核心考点是不同开关状态下的电路结构识别，易错点是容易忽略闭合S2后滑动变阻器被短路的特点，误判R2仍接入电路，解题时先理清电路连接关系再代入公式推导即可顺利得出结论。
【难度系数】
0.6
解题时首先要分不同开关通断的场景，先明确电路的连接方式，确定电流表、电压表的测量对象，再结合欧姆定律推导电表示数的变化：
1. 仅闭合S1时，先判断出R1和R2串联，电流表测串联电路的总电流，电压表测R1两端电压，根据滑片移动对R2阻值的影响，结合欧姆定律判断电流、电压的变化。
2. 闭合S1后再闭合S2时，识别出R2被短路，对比前后总电阻的大小，就能判断电流的变化。
3. S1、S2都闭合时，明确电压表直接测量电源电压，因此滑片移动不会改变电压表示数。
【解析】
我们逐个对选项进行验证：
1. 分析选项A：仅闭合S1时，R1与R2串联，滑片P向右移动，R2接入电路的阻值变大，电路总电阻$R_{总}=R_1+R_2$变大，电源电压U不变，由$I=\frac{U}{R_{总}}$可知，电路电流变小，即电流表示数变小；电压表测R1两端电压，满足$U_V=IR_1$，R1是定值电阻，I变小，因此$U_V$变小，并非变大，该选项说法错误。
2. 分析选项B：仅闭合S1时，滑片P向左移动，R2接入电路的阻值变小，总电阻变小，由$I=\frac{U}{R_{总}}$可知电路电流变大，电流表示数变大；$U_V=IR_1$，I变大、R1不变，因此电压表示数变大，该选项说法正确。
3. 分析选项C：先闭合S1时总电阻为$R_1+R_2$，保持滑片不动，再闭合S2时，R2被短路，电路总电阻变为$R_1$，总电阻变小，电源电压不变，由$I=\frac{U}{R}$可知电路电流变大，电流表示数变大，该选项说法正确。
4. 分析选项D：闭合S1和S2时，R2被短路，电压表两端直接接在电源两端，测量电源电压，因此滑片移动过程中，电压表示数始终等于电源电压，保持不变，该选项说法正确。
综上，说法不正确的是A选项。
【答案】A
【知识点】
动态电路分析，欧姆定律应用，电路短路判断
【点评】
本题是典型的开关切换型动态电路题，核心考点是不同开关状态下的电路结构识别，易错点是容易忽略闭合S2后滑动变阻器被短路的特点，误判R2仍接入电路，解题时先理清电路连接关系再代入公式推导即可顺利得出结论。
【难度系数】
0.6
8. 亮点原创 随着我国农业生产的快速发展，农用大棚逐渐成为农业生产的重要设施，智能化是当前农用大棚发展的主要趋势之一.学习了电学知识后，小亮为自家的葡萄大棚设计了一个湿度检测装置，其电路如图所示，电源电压不变，$R_0$ 是定值电阻，$R$ 是湿敏电阻，其阻值随空气湿度的增大而减小.检测大棚内空气湿度时，湿度越大，湿度表的示数越大.下列说法错误的是（
A.$R_0$ 在电路中可以起到保护电路的作用
B.湿度表应由图中电压表改装而成
C.当空气湿度减小时，通过 $R_0$ 的电流减小
D.当空气湿度增大时，电压表示数减小
B
）A.$R_0$ 在电路中可以起到保护电路的作用
B.湿度表应由图中电压表改装而成
C.当空气湿度减小时，通过 $R_0$ 的电流减小
D.当空气湿度增大时，电压表示数减小
答案
8. B
解析
【分析】
首先理清电路结构：由图可知湿敏电阻R和定值电阻R₀串联，电流表测量电路中的总电流，电压表并联在R两端，测量R两端的电压。接下来结合题干给出的条件：湿敏电阻R的阻值随空气湿度增大而减小，且要求湿度越大湿度表的示数越大，我们可以结合欧姆定律、串联电路的电流电压规律，逐个对四个选项进行验证，最终选出描述错误的选项即可。
【解析】
首先明确电路连接：湿敏电阻R与定值电阻R₀串联，电流表测串联电路的电流，电压表测R两端的电压。
对各选项逐一分析：
1. 选项A：若电路中没有R₀，当空气湿度过大时，湿敏电阻R的阻值会变得很小，电路总电阻过小，电流过大，容易烧坏电流表或电源，因此R₀可以限制电路的最大电流，起到保护电路的作用，A说法正确，不符合题意。
2. 选项B：根据题意，湿度越大，湿度表的示数需要越大。当湿度增大时，R的阻值减小，电路总电阻减小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R+R_0}$可知电路电流变大，电流表示数变大；而电压表测R两端电压，根据串联分压规律，R的阻值减小，它分得的电压也减小，电压表示数变小。因此符合“湿度越大示数越大”要求的湿度表应该由电流表改装而成，不能由图中的电压表改装，B说法错误，符合题意。
3. 选项C：当空气湿度减小时，R的阻值增大，电路总电阻增大，电源电压不变，由$I=\frac{U}{R_总}$可知电路电流减小，串联电路电流处处相等，因此通过$R_0$的电流也减小，C说法正确，不符合题意。
4. 选项D：当空气湿度增大时，R的阻值减小，电路电流增大，$R_0$两端的电压$U_0=IR_0$随之增大，电源总电压U不变，根据串联电路电压规律$U=U_R+U_0$，可得R两端的电压即电压表示数$U_R=U-U_0$，因此电压表示数减小，D说法正确，不符合题意。
综上，本题错误的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点，欧姆定律应用，动态电路分析
【点评】
本题是结合农业大棚湿度检测的实际应用类动态电路题，解题的核心是先明确电路的连接方式和各电表的测量对象，再结合湿敏电阻的阻值随湿度的变化规律，利用串联电路规律和欧姆定律推导电表示数的变化，注意题干要求选出错误的说法，避免审题失误选反答案。
【难度系数】
0.7
首先理清电路结构：由图可知湿敏电阻R和定值电阻R₀串联，电流表测量电路中的总电流，电压表并联在R两端，测量R两端的电压。接下来结合题干给出的条件：湿敏电阻R的阻值随空气湿度增大而减小，且要求湿度越大湿度表的示数越大，我们可以结合欧姆定律、串联电路的电流电压规律，逐个对四个选项进行验证，最终选出描述错误的选项即可。
【解析】
首先明确电路连接：湿敏电阻R与定值电阻R₀串联，电流表测串联电路的电流，电压表测R两端的电压。
对各选项逐一分析：
1. 选项A：若电路中没有R₀，当空气湿度过大时，湿敏电阻R的阻值会变得很小，电路总电阻过小，电流过大，容易烧坏电流表或电源，因此R₀可以限制电路的最大电流，起到保护电路的作用，A说法正确，不符合题意。
2. 选项B：根据题意，湿度越大，湿度表的示数需要越大。当湿度增大时，R的阻值减小，电路总电阻减小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R+R_0}$可知电路电流变大，电流表示数变大；而电压表测R两端电压，根据串联分压规律，R的阻值减小，它分得的电压也减小，电压表示数变小。因此符合“湿度越大示数越大”要求的湿度表应该由电流表改装而成，不能由图中的电压表改装，B说法错误，符合题意。
3. 选项C：当空气湿度减小时，R的阻值增大，电路总电阻增大，电源电压不变，由$I=\frac{U}{R_总}$可知电路电流减小，串联电路电流处处相等，因此通过$R_0$的电流也减小，C说法正确，不符合题意。
4. 选项D：当空气湿度增大时，R的阻值减小，电路电流增大，$R_0$两端的电压$U_0=IR_0$随之增大，电源总电压U不变，根据串联电路电压规律$U=U_R+U_0$，可得R两端的电压即电压表示数$U_R=U-U_0$，因此电压表示数减小，D说法正确，不符合题意。
综上，本题错误的是选项B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点，欧姆定律应用，动态电路分析
【点评】
本题是结合农业大棚湿度检测的实际应用类动态电路题，解题的核心是先明确电路的连接方式和各电表的测量对象，再结合湿敏电阻的阻值随湿度的变化规律，利用串联电路规律和欧姆定律推导电表示数的变化，注意题干要求选出错误的说法，避免审题失误选反答案。
【难度系数】
0.7
9. (2026·浙江杭州期中)如图所示电路中,$R_{1}=$$10\ \Omega$,$R_{2}=10\ \Omega$.当只闭合开关S,滑片P滑至a端时,电压表的示数为$U_{1}$;再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,电流表A的示数为0.6 A,则电源电压$U=\_\_\_\_\_\_\Omega$.
答案
9. 6 5
解析:根据电路图可知,当S、S₂闭合时,R₂和滑动变阻器被短路,电路中只有R₁,电流表均测电路中的电流,此时电流表A的示数为0.6 A,由$I=\dfrac{U}{R}$可得,电源电压$U=IR_1=0.6\ \mathrm{A}×10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$. 当开关S、S₁、S₂都闭合且滑片P在b端时,R₁、R₂、滑动变阻器R₃并联,电流表A测R₁、R₂、R₃的总电流,电流表A₁测R₁、R₂的总电流.电流表A₁的示数$I_1=\dfrac{U}{R_1}+\dfrac{U}{R_2}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}+\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=1.2\ \mathrm{A}$,由$I:I_1=2:1$可得,干路电流$I=2I_1=2×1.2\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$,由并联电路的电流规律可得,此时R₃的电流$I_3=I-I_1=2.4\ \mathrm{A}-1.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{A}$,由$I=\dfrac{U}{R}$可得,滑动变阻器的最大阻值$R_3=\dfrac{U}{I_3}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$.
解析:根据电路图可知,当S、S₂闭合时,R₂和滑动变阻器被短路,电路中只有R₁,电流表均测电路中的电流,此时电流表A的示数为0.6 A,由$I=\dfrac{U}{R}$可得,电源电压$U=IR_1=0.6\ \mathrm{A}×10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$. 当开关S、S₁、S₂都闭合且滑片P在b端时,R₁、R₂、滑动变阻器R₃并联,电流表A测R₁、R₂、R₃的总电流,电流表A₁测R₁、R₂的总电流.电流表A₁的示数$I_1=\dfrac{U}{R_1}+\dfrac{U}{R_2}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}+\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=1.2\ \mathrm{A}$,由$I:I_1=2:1$可得,干路电流$I=2I_1=2×1.2\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$,由并联电路的电流规律可得,此时R₃的电流$I_3=I-I_1=2.4\ \mathrm{A}-1.2\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{A}$,由$I=\dfrac{U}{R}$可得,滑动变阻器的最大阻值$R_3=\dfrac{U}{I_3}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$.
解析
【分析】
这道题的核心是先分析不同开关通断状态下的电路结构，再结合欧姆定律逐步求解：
1. 首先处理求电源电压的条件：当开关S、S₂闭合时，R₂和滑动变阻器R₃被短路，电路中只有R₁接入电路，电流表A测量电路的总电流，已知R₁的阻值为10Ω，此时电流为0.6A，直接利用欧姆定律U=IR即可算出电源电压。
2. 后续结合开关全部闭合、滑片在b端的条件，先根据并联电路各支路电压等于电源电压的特点，算出R₁、R₂支路的总电流，再结合干路电流和A₁示数的比值条件，算出通过滑动变阻器R₃的电流，最后用欧姆定律求出R₃的最大阻值。
【解析】
解：
1. 计算电源电压U
当开关S、S₂闭合时，R₂和滑动变阻器R₃被短路，电路为R₁的简单电路，电流表A测量通过R₁的电流I=0.6A。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，变形可得电源电压：
$U = I R_1 = 0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$
2. 计算滑动变阻器的最大阻值$R_3$
当开关S、S₁、S₂全部闭合，滑片P滑至b端时，R₁、R₂、R₃三者并联，电流表A测干路总电流，电流表A₁测R₁、R₂支路的总电流。
并联电路各支路电压等于电源电压，因此通过R₁的电流：$I_{R1}=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$
通过R₂的电流：$I_{R2}=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$
因此电流表A₁的示数：$I_1 = I_{R1} + I_{R2} = 0.6\ \mathrm{A} + 0.6\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{A}$
由题目给出的$I:I_1=2:1$，可得干路总电流$I=2I_1=2×1.2\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$
根据并联电路电流规律，通过R₃的电流：$I_3 = I - I_1 = 2.4\ \mathrm{A} - 1.2\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{A}$
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值：
$R_3 = \frac{U}{I_3} = \frac{6\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}} = 5\ \Omega$
【答案】
6；5
【知识点】
欧姆定律应用，并联电路电流规律，电路短路判断
【点评】
本题属于动态电路的基础计算题，解题的关键是准确判断不同开关状态下的电路连接方式，区分被短路的用电器，再结合串并联电路的规律和欧姆定律逐步推导计算，易错点是误判并联支路的构成，搞错电流表的测量对象。
【难度系数】
0.6
这道题的核心是先分析不同开关通断状态下的电路结构，再结合欧姆定律逐步求解：
1. 首先处理求电源电压的条件：当开关S、S₂闭合时，R₂和滑动变阻器R₃被短路，电路中只有R₁接入电路，电流表A测量电路的总电流，已知R₁的阻值为10Ω，此时电流为0.6A，直接利用欧姆定律U=IR即可算出电源电压。
2. 后续结合开关全部闭合、滑片在b端的条件，先根据并联电路各支路电压等于电源电压的特点，算出R₁、R₂支路的总电流，再结合干路电流和A₁示数的比值条件，算出通过滑动变阻器R₃的电流，最后用欧姆定律求出R₃的最大阻值。
【解析】
解：
1. 计算电源电压U
当开关S、S₂闭合时，R₂和滑动变阻器R₃被短路，电路为R₁的简单电路，电流表A测量通过R₁的电流I=0.6A。
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，变形可得电源电压：
$U = I R_1 = 0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$
2. 计算滑动变阻器的最大阻值$R_3$
当开关S、S₁、S₂全部闭合，滑片P滑至b端时，R₁、R₂、R₃三者并联，电流表A测干路总电流，电流表A₁测R₁、R₂支路的总电流。
并联电路各支路电压等于电源电压，因此通过R₁的电流：$I_{R1}=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$
通过R₂的电流：$I_{R2}=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$
因此电流表A₁的示数：$I_1 = I_{R1} + I_{R2} = 0.6\ \mathrm{A} + 0.6\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{A}$
由题目给出的$I:I_1=2:1$，可得干路总电流$I=2I_1=2×1.2\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$
根据并联电路电流规律，通过R₃的电流：$I_3 = I - I_1 = 2.4\ \mathrm{A} - 1.2\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{A}$
由欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值：
$R_3 = \frac{U}{I_3} = \frac{6\ \mathrm{V}}{1.2\ \mathrm{A}} = 5\ \Omega$
【答案】
6；5
【知识点】
欧姆定律应用，并联电路电流规律，电路短路判断
【点评】
本题属于动态电路的基础计算题，解题的关键是准确判断不同开关状态下的电路连接方式，区分被短路的用电器，再结合串并联电路的规律和欧姆定律逐步推导计算，易错点是误判并联支路的构成，搞错电流表的测量对象。
【难度系数】
0.6
10. 为设计电子拉力计,小硕将电流表改装为拉力计的表盘,如图甲所示是其原理图.弹簧右端和电阻丝$R_1$的金属滑片$P$固定在一起(弹簧的电阻不计,$P$与$R_1$间的摩擦力不计).定值电阻$R_0=6\ \Omega$,$AB$是一根长为6 cm 的均匀电阻丝,其阻值为 24 Ω,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,电流表的量程为$0∼0.6\ \mathrm{A}$. 当不拉拉环时,金属滑片$P$刚好处于$A$端.已知该弹簧伸长的长度$\Delta L$与所受拉力$F$间的关系如图乙所示.请回答下列问题.
(1)拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘多少刻度处?
(2)开关S闭合后,当电流表指针指在0.3 A刻度处时,作用在拉环上水平向右的拉力为多少?
(3)在电流表量程不可改及电阻丝不可更换的情况下,若要该装置所能测量的最大拉力为 600 N,请通过计算,说出两种可行的办法.(要求每种方法只更换一个元件)
(1)拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘多少刻度处?
(2)开关S闭合后,当电流表指针指在0.3 A刻度处时,作用在拉环上水平向右的拉力为多少?
(3)在电流表量程不可改及电阻丝不可更换的情况下,若要该装置所能测量的最大拉力为 600 N,请通过计算,说出两种可行的办法.(要求每种方法只更换一个元件)
答案
(1) 0.2 A (2) 250 N (3) 将定值电阻换为阻值至少为10 Ω的电阻或将电源换为电压不超过3.6 V的电源
解析:(1) 当不拉拉环时电阻丝AB全部接入电路,$R_{AB}=24\ \Omega$,$R_0$与$R_{AB}$组成串联电路.由串联电路总电阻等于各部分电阻之和可知,当不拉拉环时,电路中的电流$I=\dfrac{U}{R_0+R_{AB}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{6\ \Omega+24\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,所以拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘的0.2 A刻度处.(2) 电流表指针指在0.3 A刻度处,即电路中电流为0.3 A,电路的总电阻$R=\dfrac{U}{I'}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则电阻丝接入电路的电阻$R_1=R-R_0=20\ \Omega-6\ \Omega=14\ \Omega$,所以拉动拉环后电阻丝AB阻值变化量$\Delta R_1=R_{AB}-R_1=24\ \Omega-14\ \Omega=10\ \Omega$,则滑片P移动的距离$L=\dfrac{\Delta R_1}{R_{AB}}L_{AB}=\dfrac{10\ \Omega}{24\ \Omega}×6\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$,可知弹簧伸长了2.5 cm,由图乙可知,此时拉环上的拉力$F=\dfrac{600\ \mathrm{N}}{6\ \mathrm{cm}}×2.5\ \mathrm{cm}=250\ \mathrm{N}$.
(3) 若该拉力计的最大测量值是600 N,由图乙可知弹簧最多可伸长6 cm,此时电路为定值电阻的简单电路,已知电路中的最大电流为0.6 A,若保证电源电压不变,合适的定值电阻的阻值应至少为$R_0'=\dfrac{U}{I_{\max}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,即可将定值电阻换为阻值至少为10 Ω的电阻;若保证定值电阻$R_0$阻值不变,电源电压应不超过$U'=I_{\max}R_0=0.6\ \mathrm{A}×6\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$,即可将电源换为电压不超过3.6 V的电源.
解析:(1) 当不拉拉环时电阻丝AB全部接入电路,$R_{AB}=24\ \Omega$,$R_0$与$R_{AB}$组成串联电路.由串联电路总电阻等于各部分电阻之和可知,当不拉拉环时,电路中的电流$I=\dfrac{U}{R_0+R_{AB}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{6\ \Omega+24\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,所以拉力计表盘上的零刻度线应标在电流表表盘的0.2 A刻度处.(2) 电流表指针指在0.3 A刻度处,即电路中电流为0.3 A,电路的总电阻$R=\dfrac{U}{I'}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则电阻丝接入电路的电阻$R_1=R-R_0=20\ \Omega-6\ \Omega=14\ \Omega$,所以拉动拉环后电阻丝AB阻值变化量$\Delta R_1=R_{AB}-R_1=24\ \Omega-14\ \Omega=10\ \Omega$,则滑片P移动的距离$L=\dfrac{\Delta R_1}{R_{AB}}L_{AB}=\dfrac{10\ \Omega}{24\ \Omega}×6\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$,可知弹簧伸长了2.5 cm,由图乙可知,此时拉环上的拉力$F=\dfrac{600\ \mathrm{N}}{6\ \mathrm{cm}}×2.5\ \mathrm{cm}=250\ \mathrm{N}$.
(3) 若该拉力计的最大测量值是600 N,由图乙可知弹簧最多可伸长6 cm,此时电路为定值电阻的简单电路,已知电路中的最大电流为0.6 A,若保证电源电压不变,合适的定值电阻的阻值应至少为$R_0'=\dfrac{U}{I_{\max}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,即可将定值电阻换为阻值至少为10 Ω的电阻;若保证定值电阻$R_0$阻值不变,电源电压应不超过$U'=I_{\max}R_0=0.6\ \mathrm{A}×6\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$,即可将电源换为电压不超过3.6 V的电源.
解析
【分析】
我们可以分三步梳理这道题的解题思路：
1. 第一问求拉力零刻度对应的电流：拉力为0时，拉环不受力，滑片P停在A端，此时滑动变阻器R1的全部24Ω电阻都接入电路，电路为R0和R1的串联电路，直接用欧姆定律I=U/R总即可算出此时的电流，也就是拉力为0对应的电流表刻度。
2. 第二问已知电流0.3A求拉力：先通过欧姆定律算出此时电路的总电阻，减去定值电阻R0的阻值，得到R1当前接入电路的电阻值；对比R1的总阻值算出接入电阻的减少量，由于R1是长度6cm的均匀电阻丝，电阻和长度成正比，即可算出滑片向右移动的距离，也就是弹簧的伸长量ΔL；再对照图乙的ΔL与F的正比关系，就能算出对应的拉力。
3. 第三问要实现最大测量拉力600N：从图乙可知600N对应弹簧伸长6cm，此时滑片刚好移到B端，R1接入电路的电阻为0，电路中只有定值电阻，电路电流不能超过电流表的0.6A量程，通过控制变量分别调整定值电阻阻值、电源电压，就能得到两种只更换单个元件的可行方案。
【解析】
(1) 当拉力为0时，滑片P处于A端，R1全部接入电路，串联电路总电阻为：
$R_{\mathrm{总}1}=R_0+R_1=6\ \Omega+24\ \Omega=30\ \Omega$
根据欧姆定律，此时电路电流：
$I_1=\dfrac{U}{R_{\mathrm{总}1}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
即拉力计零刻度线对应电流表的0.2A刻度处。
(2) 当电流$I_2=0.3\ \mathrm{A}$时，电路总电阻：
$R_{\mathrm{总}2}=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$
此时R1接入电路的电阻：
$R_1'=R_{\mathrm{总}2}-R_0=20\ \Omega-6\ \Omega=14\ \Omega$
电阻丝接入的电阻减少量：
$\Delta R=R_1-R_1'=24\ \Omega-14\ \Omega=10\ \Omega$
均匀电阻丝的电阻与长度成正比，因此弹簧伸长量：
$\Delta L=\dfrac{\Delta R}{R_1}× L_{AB}=\dfrac{10\ \Omega}{24\ \Omega}×6\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$
由图乙可知拉力与伸长量成正比，比例系数为$\dfrac{600\ \mathrm{N}}{6\ \mathrm{cm}}=100\ \mathrm{N/cm}$，因此对应拉力：
$F=100\ \mathrm{N/cm}×2.5\ \mathrm{cm}=250\ \mathrm{N}$
(3) 最大拉力600N对应弹簧伸长6cm，滑片移到B端，R1接入电阻为0，此时电路电流不能超过电流表最大量程0.6A：
方案1：保持电源电压6V不变，更换定值电阻，要求$R_0'≥\dfrac{U}{I_{\max}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，即换用阻值至少为10Ω的定值电阻。
方案2：保持原定值电阻6Ω不变，更换电源，要求$U'≤ I_{\max}R_0=0.6\ \mathrm{A}×6\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$，即换用电压不超过3.6V的电源。
【答案】
(1) 0.2 A
(2) 250 N
(3) 方法一：将定值电阻换为阻值至少为10 Ω的电阻；方法二：将电源换为电压不超过3.6 V的电源
【知识点】
欧姆定律应用，串联电路电阻规律，胡克定律
【点评】
本题是力电综合的实际改装类习题，将力学的弹簧伸长特性和电学的欧姆定律结合，核心是建立拉力大小和滑动变阻器接入电阻的对应关系，第三问的方案设计需要结合电流表量程限制，通过控制变量思路调整电路参数，能很好地考察学生对欧姆定律实际应用的掌握程度。
【难度系数】
0.6
我们可以分三步梳理这道题的解题思路：
1. 第一问求拉力零刻度对应的电流：拉力为0时，拉环不受力，滑片P停在A端，此时滑动变阻器R1的全部24Ω电阻都接入电路，电路为R0和R1的串联电路，直接用欧姆定律I=U/R总即可算出此时的电流，也就是拉力为0对应的电流表刻度。
2. 第二问已知电流0.3A求拉力：先通过欧姆定律算出此时电路的总电阻，减去定值电阻R0的阻值，得到R1当前接入电路的电阻值；对比R1的总阻值算出接入电阻的减少量，由于R1是长度6cm的均匀电阻丝，电阻和长度成正比，即可算出滑片向右移动的距离，也就是弹簧的伸长量ΔL；再对照图乙的ΔL与F的正比关系，就能算出对应的拉力。
3. 第三问要实现最大测量拉力600N：从图乙可知600N对应弹簧伸长6cm，此时滑片刚好移到B端，R1接入电路的电阻为0，电路中只有定值电阻，电路电流不能超过电流表的0.6A量程，通过控制变量分别调整定值电阻阻值、电源电压，就能得到两种只更换单个元件的可行方案。
【解析】
(1) 当拉力为0时，滑片P处于A端，R1全部接入电路，串联电路总电阻为：
$R_{\mathrm{总}1}=R_0+R_1=6\ \Omega+24\ \Omega=30\ \Omega$
根据欧姆定律，此时电路电流：
$I_1=\dfrac{U}{R_{\mathrm{总}1}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$
即拉力计零刻度线对应电流表的0.2A刻度处。
(2) 当电流$I_2=0.3\ \mathrm{A}$时，电路总电阻：
$R_{\mathrm{总}2}=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$
此时R1接入电路的电阻：
$R_1'=R_{\mathrm{总}2}-R_0=20\ \Omega-6\ \Omega=14\ \Omega$
电阻丝接入的电阻减少量：
$\Delta R=R_1-R_1'=24\ \Omega-14\ \Omega=10\ \Omega$
均匀电阻丝的电阻与长度成正比，因此弹簧伸长量：
$\Delta L=\dfrac{\Delta R}{R_1}× L_{AB}=\dfrac{10\ \Omega}{24\ \Omega}×6\ \mathrm{cm}=2.5\ \mathrm{cm}$
由图乙可知拉力与伸长量成正比，比例系数为$\dfrac{600\ \mathrm{N}}{6\ \mathrm{cm}}=100\ \mathrm{N/cm}$，因此对应拉力：
$F=100\ \mathrm{N/cm}×2.5\ \mathrm{cm}=250\ \mathrm{N}$
(3) 最大拉力600N对应弹簧伸长6cm，滑片移到B端，R1接入电阻为0，此时电路电流不能超过电流表最大量程0.6A：
方案1：保持电源电压6V不变，更换定值电阻，要求$R_0'≥\dfrac{U}{I_{\max}}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$，即换用阻值至少为10Ω的定值电阻。
方案2：保持原定值电阻6Ω不变，更换电源，要求$U'≤ I_{\max}R_0=0.6\ \mathrm{A}×6\ \Omega=3.6\ \mathrm{V}$，即换用电压不超过3.6V的电源。
【答案】
(1) 0.2 A
(2) 250 N
(3) 方法一：将定值电阻换为阻值至少为10 Ω的电阻；方法二：将电源换为电压不超过3.6 V的电源
【知识点】
欧姆定律应用，串联电路电阻规律，胡克定律
【点评】
本题是力电综合的实际改装类习题，将力学的弹簧伸长特性和电学的欧姆定律结合，核心是建立拉力大小和滑动变阻器接入电阻的对应关系，第三问的方案设计需要结合电流表量程限制，通过控制变量思路调整电路参数，能很好地考察学生对欧姆定律实际应用的掌握程度。
【难度系数】
0.6
