12[2026浙江金华期中,中]小浙同学利用如图甲所示的器材探究通过导体A、B的电流与导体A、B各自两端电压的关系,其中电源电压可调。

(1)连接好如图甲所示电路,试触开关,发现电流表示数如图乙,电压表无示数,原因可能是电压表。
(2)排除故障后,闭合开关进行实验。多次改变导体A两端的电压,并记录对应的电流,换用导体B重复上述实验,根据实验数据绘制的图像如图丙所示。分析图像可以得出的结论是。
(3)若在工程技术中用不同颜色的环对电阻进行标记,阻值是两位数以内的电阻可以根据前两环的颜色来判断阻值,色环含义及导体A、B的色环如图丁所示,小浙还需用到一个 $15\ \Omega$ 的电阻,应选用图戊中电阻(填“C”“D”或“E”)。
(4)用上述器材研究导体中电流与电阻的关系,保持电源电压不变,为了精确控制导体两端的电压,又串联接入滑动变阻器进行实验。
①电路中接入 $15\ \Omega$ 的电阻,使电阻两端电压达到某一值,测出电流。
②将 $15\ \Omega$ 的电阻换为导体B,调节滑动变阻器,使电压表示数与上次实验相同,测出电流。
③将导体B换为导体A再次进行实验。
三次实验数据如表所示,交流时小浙发现第③次实验数据有误,这是由于接入A后忘记调节变阻器,滑片仍在第②次实验的位置,此时变阻器接入电路的阻值是Ω。

| 实验次数 | ① | ② | ③ |
| --- | --- | --- | --- |
| $R/\Omega$ | 15 | B | A |
| $I/A$ | 0.2 | 0.3 | 0.4 |

(1)断路 (2)导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比 (3)D (4)10
【解析】(1)试触开关,电流表示数不为零且不过大,说明电路没有断路也没有短路;电压表无示数,则原因可能是电压表断路。(2)由图像可知,同一导体两端的电压与通过导体的电流的比值是一个定值,可得出结论:导体的电阻一定时,通过导体的电流与其两端电压成正比。(3)由题图丙可知,$R_A=\frac{U}{I_A}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,$R_B=\frac{U}{I_B}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$;则由题图丁可知,绿色表示 5,棕色表示 1,黑色表示 0,因此 15 Ω 的电阻前两环的颜色应该是棕绿,故应选用图戊中电阻 D。(4)因为导体 A、B 接入电路时,滑动变阻器接入电路的电阻相同,所以电源电压$U_{\mathrm{总}}=I_2R_{\mathrm{滑}}+I_2R_B=I_3R_{\mathrm{滑}}+I_3R_A$,即$0.3\ \mathrm{A}× R_{\mathrm{滑}}+0.3\ \mathrm{A}×10\ \Omega=0.4\ \mathrm{A}× R_{\mathrm{滑}}+0.4\ \mathrm{A}×5\ \Omega$,解得$R_{\mathrm{滑}}=10\ \Omega$。

四、综合题(共14分)
13[2025浙江绍兴期末,中]体重超标会影响人的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,某班级科技创新小组设计了一台简易体重计(示数为被测者的重力),其电路如图甲所示。已知电源电压恒为9 V,电流表量程为0~0.6 A,力敏电阻R的阻值与所受到压力的关系图像如图乙所示。闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.18 A。忽略踏板的重力,求:

(1)当体重计示数为600 N时,电路中的电流。
(2)体重计所能测量的最大重力。

13.【解】(1)当体重计空载时,电路中的电流为 0.18 A,从题图乙中可知力敏电阻的阻值为 45 Ω,由$I=\frac{U}{R}$可知电路总电阻:$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I}=\frac{9\ \mathrm{V}}{0.18\ \mathrm{A}}=50\ \Omega$;根据串联电路的电阻特点可知定值电阻 R₀ 的阻值:$R_0=R_{\mathrm{总}}-R=50\ \Omega-45\ \Omega=5\ \Omega$;由题图乙可知,当体重计示数为 600 N 时,力敏电阻的阻值 R' = 15 Ω,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻:$R'_{\mathrm{总}}=R_0+R'=5\ \Omega+15\ \Omega=20\ \Omega$,此时电路中的电流:$I'=\frac{U}{R'_{\mathrm{总}}}=\frac{9\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.45\ \mathrm{A}$;(2)已知电流表量程为 0~0.6 A,当电路中的电流最大(为$I_{\mathrm{最大}}=0.6\ \mathrm{A}$)时,由$I=\frac{U}{R}$可知,此时电路中的电阻最小,为$R_{\mathrm{小}}=\frac{U}{I_{\mathrm{最大}}}=\frac{9\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$,根据串联电路的电阻特点可知,此时力敏电阻的阻值:$R''=R_{\mathrm{小}}-R_0=15\ \Omega-5\ \Omega=10\ \Omega$,由题图乙可知,当力敏电阻的阻值为 10 Ω 时,力敏电阻所受压力为 800 N,则所能测量的最大重力为 800 N。