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10. 如图所示，电源电压恒定不变，电阻$R_1$的阻值为20 Ω，滑动变阻器$R_2$的最大阻值为40 Ω，小灯泡的铭牌为“12 V 0.6 A”。当开关S闭合，$S_1$、$S_2$都断开，滑动变阻器的滑片P移到中点时，电流表的读数为0.3 A。求：
(1) 电源电压。
(2) 当开关S、$S_1$、$S_2$都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的示数。
(3) 若电流表的量程为0～3 A，当开关S、$S_1$、$S_2$都闭合时，为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围。
(1) 电源电压。
(2) 当开关S、$S_1$、$S_2$都闭合，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表的示数。
(3) 若电流表的量程为0～3 A，当开关S、$S_1$、$S_2$都闭合时，为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围。
答案
10. (1) 当S₁、S₂都断开，开关S闭合时，R₁和R₂串联，滑动变阻器的滑片P移到中点，R₂连入电路的阻值为20 Ω，此时电流表的读数为0.3 A，电源电压U=IR=0.3 A×(20 Ω+20 Ω)=12 V
(2) 当开关S、S₁、S₂都闭合，R₁被短路，滑动变阻器与灯泡并联，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表测量干路电流，电流表示数$I_总=I_L+I_滑=0.6\ \mathrm{A}+\dfrac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.9\ \mathrm{A}$
(3) 若电流表的量程为0～3 A，灯泡的电流为0.6 A，则滑动变阻器的电流最大值$I_{滑max}=I_{max}-I_L=3\ \mathrm{A}-0.6\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$；滑动变阻器连入电路的最小阻值$R_{滑min}=\dfrac{U}{I_{滑max}}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{2.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$；为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围为5～40 Ω
(2) 当开关S、S₁、S₂都闭合，R₁被短路，滑动变阻器与灯泡并联，滑动变阻器的滑片P移到最右端时，电流表测量干路电流，电流表示数$I_总=I_L+I_滑=0.6\ \mathrm{A}+\dfrac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.9\ \mathrm{A}$
(3) 若电流表的量程为0～3 A，灯泡的电流为0.6 A，则滑动变阻器的电流最大值$I_{滑max}=I_{max}-I_L=3\ \mathrm{A}-0.6\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$；滑动变阻器连入电路的最小阻值$R_{滑min}=\dfrac{U}{I_{滑max}}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{2.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$；为保护所有元件安全，滑动变阻器的取值范围为5～40 Ω
解析
【分析】
要解决本题，需根据开关的通断情况判断电路的连接方式，再结合欧姆定律、串并联电路的电流和电压规律进行计算：
(1) 分析S闭合、S₁和S₂断开时，R₁与R₂串联，利用串联总电阻和已知电流求电源电压；
(2) 分析三个开关都闭合时，R₁被短路，灯泡L与R₂并联，分别计算两支路电流，求和得到干路电流；
(3) 结合电流表量程和灯泡额定电流，确定滑动变阻器允许的最大电流，进而计算其最小阻值，最终得到滑动变阻器的取值范围。
【解析】
(1) 当开关S闭合，S₁、S₂都断开时，R₁与R₂串联。滑动变阻器滑片在中点，接入电阻$R_2'=\frac{40\ \Omega}{2}=20\ \Omega$，串联总电阻$R_{总}=R_1+R_2'=20\ \Omega+20\ \Omega=40\ \Omega$。根据欧姆定律，电源电压$U=IR_{总}=0.3\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=12\ \mathrm{V}$。
(2) 当开关S、S₁、S₂都闭合时，R₁被短路，灯泡L与滑动变阻器R₂并联，电流表测干路电流。电源电压等于灯泡额定电压12V，灯泡正常发光，电流$I_L=0.6\ \mathrm{A}$；滑片在最右端时，$R_2''=40\ \Omega$，滑动变阻器电流$I_{滑}=\frac{U}{R_2''}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，干路电流$I_{总}=I_L+I_{滑}=0.6\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$。
(3) 三个开关都闭合时，电流表量程为0～3A，干路最大电流$I_{总max}=3\ \mathrm{A}$。灯泡电流始终为0.6A，故滑动变阻器允许的最大电流$I_{滑max}=I_{总max}-I_L=3\ \mathrm{A}-0.6\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$，滑动变阻器最小阻值$R_{滑min}=\frac{U}{I_{滑max}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{2.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，结合滑动变阻器最大阻值40Ω，得取值范围为5～40Ω。
【答案】
(1) 电源电压为12 V；
(2) 电流表的示数为0.9 A；
(3) 滑动变阻器的取值范围为5～40 Ω。
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题是电路动态分析的综合题，需根据开关状态准确判断电路连接方式，结合欧姆定律和串并联规律解题，同时需注意元件安全的限制条件，是电学典型中档题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需根据开关的通断情况判断电路的连接方式，再结合欧姆定律、串并联电路的电流和电压规律进行计算：
(1) 分析S闭合、S₁和S₂断开时，R₁与R₂串联，利用串联总电阻和已知电流求电源电压；
(2) 分析三个开关都闭合时，R₁被短路，灯泡L与R₂并联，分别计算两支路电流，求和得到干路电流；
(3) 结合电流表量程和灯泡额定电流，确定滑动变阻器允许的最大电流，进而计算其最小阻值，最终得到滑动变阻器的取值范围。
【解析】
(1) 当开关S闭合，S₁、S₂都断开时，R₁与R₂串联。滑动变阻器滑片在中点，接入电阻$R_2'=\frac{40\ \Omega}{2}=20\ \Omega$，串联总电阻$R_{总}=R_1+R_2'=20\ \Omega+20\ \Omega=40\ \Omega$。根据欧姆定律，电源电压$U=IR_{总}=0.3\ \mathrm{A} × 40\ \Omega=12\ \mathrm{V}$。
(2) 当开关S、S₁、S₂都闭合时，R₁被短路，灯泡L与滑动变阻器R₂并联，电流表测干路电流。电源电压等于灯泡额定电压12V，灯泡正常发光，电流$I_L=0.6\ \mathrm{A}$；滑片在最右端时，$R_2''=40\ \Omega$，滑动变阻器电流$I_{滑}=\frac{U}{R_2''}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，干路电流$I_{总}=I_L+I_{滑}=0.6\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$。
(3) 三个开关都闭合时，电流表量程为0～3A，干路最大电流$I_{总max}=3\ \mathrm{A}$。灯泡电流始终为0.6A，故滑动变阻器允许的最大电流$I_{滑max}=I_{总max}-I_L=3\ \mathrm{A}-0.6\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$，滑动变阻器最小阻值$R_{滑min}=\frac{U}{I_{滑max}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{2.4\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$，结合滑动变阻器最大阻值40Ω，得取值范围为5～40Ω。
【答案】
(1) 电源电压为12 V；
(2) 电流表的示数为0.9 A；
(3) 滑动变阻器的取值范围为5～40 Ω。
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题是电路动态分析的综合题，需根据开关状态准确判断电路连接方式，结合欧姆定律和串并联规律解题，同时需注意元件安全的限制条件，是电学典型中档题。
【难度系数】
0.5
11. 滑动变阻器是利用改变
接入电路中电阻丝的长度
来改变电阻，从而改变电路中的电流。一滑动变阻器上标有“50 Ω 2 A”的字样，2 A表示的意思是该滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A
。如图表示的是滑动变阻器的四种接法，当滑动变阻器的滑片向右移动时，电阻值变大的是乙
。答案
11. 接入电路中电阻丝的长度 该滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A 乙
解析
【分析】
要解决本题，需掌握滑动变阻器的核心知识点：一是其工作原理，二是铭牌参数的含义，三是不同接法下电阻变化的判断方法。需结合滑动变阻器“一上一下”的接线规则，分析接入电阻丝的长度随滑片移动的变化，进而判断电阻大小。
【解析】
1. 滑动变阻器的工作原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而调节电路电流，故第一空填“接入电路中电阻丝的长度”。
2. 滑动变阻器铭牌“50Ω 2A”的含义：“2A”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，故第二空填“该滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A”。
3. 分析四种接法的电阻变化：
甲：接下面两个接线柱A、B，相当于定值电阻，滑片移动时电阻不变；
乙：接下面接线柱B和上面接线柱D，接入电路的是PB段电阻丝，滑片向右移动时，PB段长度变长，电阻变大；
丙：接下面接线柱A和上面接线柱C，接入电路的是AP段电阻丝，滑片向右移动时，AP段长度变短，电阻变小；
丁：接下面两个接线柱A、B，相当于定值电阻，滑片移动时电阻不变。
因此，滑片向右移动时电阻值变大的是乙。
【答案】
接入电路中电阻丝的长度 该滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A 乙
【知识点】
滑动变阻器原理、滑动变阻器铭牌、滑动变阻器接法
【点评】
本题考查滑动变阻器的基础知识点，涵盖工作原理、铭牌含义及接法判断，属于电学入门基础题，牢记滑动变阻器的相关基础知识即可解答。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需掌握滑动变阻器的核心知识点：一是其工作原理，二是铭牌参数的含义，三是不同接法下电阻变化的判断方法。需结合滑动变阻器“一上一下”的接线规则，分析接入电阻丝的长度随滑片移动的变化，进而判断电阻大小。
【解析】
1. 滑动变阻器的工作原理：通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，从而调节电路电流，故第一空填“接入电路中电阻丝的长度”。
2. 滑动变阻器铭牌“50Ω 2A”的含义：“2A”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，故第二空填“该滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A”。
3. 分析四种接法的电阻变化：
甲：接下面两个接线柱A、B，相当于定值电阻，滑片移动时电阻不变；
乙：接下面接线柱B和上面接线柱D，接入电路的是PB段电阻丝，滑片向右移动时，PB段长度变长，电阻变大；
丙：接下面接线柱A和上面接线柱C，接入电路的是AP段电阻丝，滑片向右移动时，AP段长度变短，电阻变小；
丁：接下面两个接线柱A、B，相当于定值电阻，滑片移动时电阻不变。
因此，滑片向右移动时电阻值变大的是乙。
【答案】
接入电路中电阻丝的长度 该滑动变阻器允许通过的最大电流为2 A 乙
【知识点】
滑动变阻器原理、滑动变阻器铭牌、滑动变阻器接法
【点评】
本题考查滑动变阻器的基础知识点，涵盖工作原理、铭牌含义及接法判断，属于电学入门基础题，牢记滑动变阻器的相关基础知识即可解答。
【难度系数】
0.3
12. 在探究“电阻的大小与什么因素有关”的实验中，采用如图所示的实验装置，B、C、D是镍铬合金制成的三根导线，B、D长短相同但粗细不同，B、C粗细相同但长短不同，导线A是锰铜合金制成，长短、粗细与导线B相同。选导线B、D进行实验是为了探究导体的电阻与
A ∅=0.5mm 锰铜丝
B ∅=0.5mm 镍铬丝
C ∅=0.5mm 镍铬丝
D ∅=1.0mm 镍铬丝
横截面积
的关系，并由此过程可以得出的结论是：长度相同的同种材料的导体，横截面积越大，电阻越小
。A ∅=0.5mm 锰铜丝
B ∅=0.5mm 镍铬丝
C ∅=0.5mm 镍铬丝
D ∅=1.0mm 镍铬丝
答案
12. 横截面积 长度相同的同种材料的导体，横截面积越大，电阻越小
解析
【分析】
要探究导体电阻与某一因素的关系，需运用控制变量法，即控制其他影响电阻的因素不变，仅改变待探究的因素。对比导线B和D，二者材料均为镍铬合金、长度相同，仅横截面积不同（B直径0.5mm，D直径1.0mm，横截面积存在差异），因此选择B、D是为了探究电阻与横截面积的关系。结合实验中电流与电阻的关系（电阻越大，电流越小），可推导对应结论。
【解析】
本实验采用控制变量法分析：导线B和D的材料相同（均为镍铬合金）、长度相同，横截面积不同，因此实验变量为横截面积，目的是探究导体电阻与横截面积的关系。根据实验现象可知，当导体的材料和长度相同时，横截面积越大，导体的电阻越小。
【答案】
横截面积；长度相同的同种材料的导体，横截面积越大，电阻越小
【知识点】
影响电阻的因素、控制变量法
【点评】
本题考查探究电阻大小影响因素的实验，核心考查控制变量法的应用，属于初中物理电学基础实验题，难度较低。
【难度系数】
0.6
要探究导体电阻与某一因素的关系，需运用控制变量法，即控制其他影响电阻的因素不变，仅改变待探究的因素。对比导线B和D，二者材料均为镍铬合金、长度相同，仅横截面积不同（B直径0.5mm，D直径1.0mm，横截面积存在差异），因此选择B、D是为了探究电阻与横截面积的关系。结合实验中电流与电阻的关系（电阻越大，电流越小），可推导对应结论。
【解析】
本实验采用控制变量法分析：导线B和D的材料相同（均为镍铬合金）、长度相同，横截面积不同，因此实验变量为横截面积，目的是探究导体电阻与横截面积的关系。根据实验现象可知，当导体的材料和长度相同时，横截面积越大，导体的电阻越小。
【答案】
横截面积；长度相同的同种材料的导体，横截面积越大，电阻越小
【知识点】
影响电阻的因素、控制变量法
【点评】
本题考查探究电阻大小影响因素的实验，核心考查控制变量法的应用，属于初中物理电学基础实验题，难度较低。
【难度系数】
0.6
13. 如图是“探究通过导体的电流与电压、电阻的关系”的电路图。
当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P的位置来改变
当探究电流与电压的关系时，通过调节变阻器滑片P的位置来改变
$R_x$
两端的电压。三次改变滑片位置，测得三组电压和电流值，发现每次电压与电流的比值是相同
(相同/不同)的，因此可得出电流与电压关系的初步结论：当电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比
。答案
13. $R_x$ 相同 导体中的电流与它两端的电压成正比
解析
【分析】
探究电流与电压的关系时，需控制电阻不变，通过调节滑动变阻器滑片改变定值电阻（$R_x$）两端的电压；根据欧姆定律，定值电阻阻值不变，因此每次电压与电流的比值等于电阻，保持相同；由此可推导得出电流与电压的关系结论。
【解析】
1. 探究电流与电压的关系时，要保持定值电阻阻值不变，调节滑动变阻器滑片的位置，目的是改变定值电阻（$R_x$）两端的电压；
2. 根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，定值电阻的阻值固定，所以每次测得的电压与电流的比值是相同的；
3. 结合实验数据可得出结论：当电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比。
【答案】
$ R_x $ 相同 导体中的电流与它两端的电压成正比
【知识点】
欧姆定律；探究电流与电压的关系
【点评】
本题为探究电流与电压关系的基础实验题，考查实验操作目的、欧姆定律的应用及实验结论的总结，属于物理电学的核心基础考点，难度较低。
【难度系数】
0.8
探究电流与电压的关系时，需控制电阻不变，通过调节滑动变阻器滑片改变定值电阻（$R_x$）两端的电压；根据欧姆定律，定值电阻阻值不变，因此每次电压与电流的比值等于电阻，保持相同；由此可推导得出电流与电压的关系结论。
【解析】
1. 探究电流与电压的关系时，要保持定值电阻阻值不变，调节滑动变阻器滑片的位置，目的是改变定值电阻（$R_x$）两端的电压；
2. 根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $，定值电阻的阻值固定，所以每次测得的电压与电流的比值是相同的；
3. 结合实验数据可得出结论：当电阻一定时，导体中的电流与它两端的电压成正比。
【答案】
$ R_x $ 相同 导体中的电流与它两端的电压成正比
【知识点】
欧姆定律；探究电流与电压的关系
【点评】
本题为探究电流与电压关系的基础实验题，考查实验操作目的、欧姆定律的应用及实验结论的总结，属于物理电学的核心基础考点，难度较低。
【难度系数】
0.8
