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12.某同学用下列器材测量定值电阻的阻值:新干电池2节、电流表A、电压表V、滑动变阻器(规格30 Ω 2 A)、开关及导线若干。
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上画“×”,并画出正确的导线。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器
(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如上表所示,此定值电阻的阻值为
(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5 V,在不增加器材的情况下,可采取的措施是
(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5 V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为2.0 V时,电流表的示数为0.24 A;当电压表的示数为3.0 V时,电流表的示数为0.30 A,则电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数可能为
(1)他连接了如图所示的电路,接错了一根导线,请你在这根导线上画“×”,并画出正确的导线。
(2)正确连接电路后,闭合开关前,应将滑动变阻器
滑片移到阻值最大处
。(3)他按正确步骤进行了3次实验,记录数据如上表所示,此定值电阻的阻值为
12.2
Ω。(结果保留一位小数)(4)为了使并联在定值电阻两端的电压表的示数为0.5 V,在不增加器材的情况下,可采取的措施是
取下一节干电池
。(5)他将上述实验中的定值电阻换成额定电压为2.5 V的小灯泡,用同样的方法测定小灯泡的电阻。当电压表的示数为2.0 V时,电流表的示数为0.24 A;当电压表的示数为3.0 V时,电流表的示数为0.30 A,则电压表的示数为2.5 V时,电流表的示数可能为
0.28 A
(选填“0.20 A”“0.25 A”“0.28 A”或“0.30 A”)。答案
12.(1)图略 (2)滑片移到阻值最大处 (3)12.2 (4)取下一节干电池 (5)0.28 A
解析
【分析】
本题围绕伏安法测电阻实验展开，需结合电路连接规则、实验操作要求、欧姆定律及小灯泡电阻特性分析：
(1) 伏安法测电阻时，电流表串联、电压表并联在待测电阻两端，滑动变阻器“一上一下”接线，据此找出错误导线并改正；
(2) 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值，目的是保护电路；
(3) 定值电阻阻值需多次测量求平均值，根据欧姆定律计算每组电阻后取平均；
(4) 要降低定值电阻两端电压，可通过减小电源电压实现，结合器材情况选择取下一节干电池；
(5) 小灯泡电阻随电压升高而增大，据此计算2.5V时电流的范围，选出符合的数值。
【解析】
(1) 伏安法测电阻电路中，电流表应串联在电路中，电压表需并联在定值电阻两端，滑动变阻器按“一上一下”接线，找出错误导线后改接正确（图略）；
(2) 闭合开关前，滑动变阻器滑片移到阻值最大处，使电路初始电流最小，保护电路元件；
(3) 设三次实验数据，根据欧姆定律计算每组电阻：$R_1=\frac{U_1}{I_1}$、$R_2=\frac{U_2}{I_2}$、$R_3=\frac{U_3}{I_3}$，取平均值得$R=\frac{R_1+R_2+R_3}{3}\approx12.2\ \Omega$；
(4) 两节新干电池总电压为3V，要使定值电阻两端电压为0.5V，可取下一节干电池，电源电压变为1.5V，通过调节滑动变阻器可实现；
(5) 小灯泡电阻随电压升高而增大：$U=2.0\ V$时，$R_1=\frac{2.0\ V}{0.24\ A}\approx8.3\ \Omega$；$U=3.0\ V$时，$R_2=\frac{3.0\ V}{0.30\ A}=10\ \Omega$；则$U=2.5\ V$时，电阻在$8.3\ \Omega∼10\ \Omega$之间，电流$I=\frac{2.5\ V}{R}$，计算得电流在$0.25\ A∼0.30\ A$之间，故为0.28 A。
【答案】
12.(1)图略 (2)滑片移到阻值最大处 (3)12.2 (4)取下一节干电池 (5)0.28 A
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为伏安法测电阻的综合实验题，涵盖电路连接、实验操作、电阻计算及小灯泡电阻特性等考点，考查学生对实验原理和操作的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕伏安法测电阻实验展开，需结合电路连接规则、实验操作要求、欧姆定律及小灯泡电阻特性分析：
(1) 伏安法测电阻时，电流表串联、电压表并联在待测电阻两端，滑动变阻器“一上一下”接线，据此找出错误导线并改正；
(2) 闭合开关前滑动变阻器需调至最大阻值，目的是保护电路；
(3) 定值电阻阻值需多次测量求平均值，根据欧姆定律计算每组电阻后取平均；
(4) 要降低定值电阻两端电压，可通过减小电源电压实现，结合器材情况选择取下一节干电池；
(5) 小灯泡电阻随电压升高而增大，据此计算2.5V时电流的范围，选出符合的数值。
【解析】
(1) 伏安法测电阻电路中，电流表应串联在电路中，电压表需并联在定值电阻两端，滑动变阻器按“一上一下”接线，找出错误导线后改接正确（图略）；
(2) 闭合开关前，滑动变阻器滑片移到阻值最大处，使电路初始电流最小，保护电路元件；
(3) 设三次实验数据，根据欧姆定律计算每组电阻：$R_1=\frac{U_1}{I_1}$、$R_2=\frac{U_2}{I_2}$、$R_3=\frac{U_3}{I_3}$，取平均值得$R=\frac{R_1+R_2+R_3}{3}\approx12.2\ \Omega$；
(4) 两节新干电池总电压为3V，要使定值电阻两端电压为0.5V，可取下一节干电池，电源电压变为1.5V，通过调节滑动变阻器可实现；
(5) 小灯泡电阻随电压升高而增大：$U=2.0\ V$时，$R_1=\frac{2.0\ V}{0.24\ A}\approx8.3\ \Omega$；$U=3.0\ V$时，$R_2=\frac{3.0\ V}{0.30\ A}=10\ \Omega$；则$U=2.5\ V$时，电阻在$8.3\ \Omega∼10\ \Omega$之间，电流$I=\frac{2.5\ V}{R}$，计算得电流在$0.25\ A∼0.30\ A$之间，故为0.28 A。
【答案】
12.(1)图略 (2)滑片移到阻值最大处 (3)12.2 (4)取下一节干电池 (5)0.28 A
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题为伏安法测电阻的综合实验题，涵盖电路连接、实验操作、电阻计算及小灯泡电阻特性等考点，考查学生对实验原理和操作的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.6
13.酒后驾车会带来重大安全隐患，极易造成交通事故。图甲是酒精测试仪的简化工作电路图，已知电源电压为4 V不变，定值电阻$R_0=20\ \Omega$，图中酒精气体传感器$R_1$的阻值随酒精气体浓度的变化关系如图乙所示，电压表示数的变化对应了不同的酒精气体浓度。以酒精气体浓度不小于0.2 mg/mL为酒驾判断标准。
(1)当被检者的酒精气体浓度为0时，电压表的示数是多少？
(2)当电压表示数为2 V时，被检者是否应被判定为酒驾？
(1)当被检者的酒精气体浓度为0时，电压表的示数是多少？
(2)当电压表示数为2 V时，被检者是否应被判定为酒驾？
答案
13.(1)1 V (2)此时被检者被测得酒精气体浓度为0.3 mg/mL，应被判定为酒驾。
解析
【分析】
本题为串联电路结合图像的计算题，电路中定值电阻$R_0$与酒精传感器$R_1$串联，电压表测$R_0$两端电压。解题时需先从图乙获取不同酒精浓度对应的$R_1$阻值，再利用串联电路规律和欧姆定律计算电流、电压，最终判断酒精浓度是否达到酒驾标准。
【解析】
(1) 当酒精气体浓度为0时，由图乙可知，$R_1=60\ \Omega$。
串联电路总电阻：$R_{总}=R_0+R_1=20\ \Omega+60\ \Omega=80\ \Omega$。
根据欧姆定律，电路电流：$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{4\ V}{80\ \Omega}=0.05\ A$。
电压表的示数（$R_0$两端电压）：$U_0=IR_0=0.05\ A×20\ \Omega=1\ V$。
(2) 当电压表示数为2 V时，电路电流：$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{2\ V}{20\ \Omega}=0.1\ A$。
电路总电阻：$R_{总}'=\frac{U}{I'}=\frac{4\ V}{0.1\ A}=40\ \Omega$。
此时$R_1$的阻值：$R_1'=R_{总}'-R_0=40\ \Omega-20\ \Omega=20\ \Omega$。
由图乙可知，$R_1'=20\ \Omega$对应的酒精气体浓度为$0.3\ mg/mL$，因$0.3\ mg/mL≥0.2\ mg/mL$，故被检者应被判定为酒驾。
【答案】
(1)1 V (2)应被判定为酒驾
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、图像分析
【点评】
本题结合酒驾检测的实际场景，考查串联电路规律和欧姆定律的应用，关键是从图像中提取对应电阻值，难度适中，注重物理知识与实际生活的结合。
【难度系数】
0.4
本题为串联电路结合图像的计算题，电路中定值电阻$R_0$与酒精传感器$R_1$串联，电压表测$R_0$两端电压。解题时需先从图乙获取不同酒精浓度对应的$R_1$阻值，再利用串联电路规律和欧姆定律计算电流、电压，最终判断酒精浓度是否达到酒驾标准。
【解析】
(1) 当酒精气体浓度为0时，由图乙可知，$R_1=60\ \Omega$。
串联电路总电阻：$R_{总}=R_0+R_1=20\ \Omega+60\ \Omega=80\ \Omega$。
根据欧姆定律，电路电流：$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{4\ V}{80\ \Omega}=0.05\ A$。
电压表的示数（$R_0$两端电压）：$U_0=IR_0=0.05\ A×20\ \Omega=1\ V$。
(2) 当电压表示数为2 V时，电路电流：$I'=\frac{U_0'}{R_0}=\frac{2\ V}{20\ \Omega}=0.1\ A$。
电路总电阻：$R_{总}'=\frac{U}{I'}=\frac{4\ V}{0.1\ A}=40\ \Omega$。
此时$R_1$的阻值：$R_1'=R_{总}'-R_0=40\ \Omega-20\ \Omega=20\ \Omega$。
由图乙可知，$R_1'=20\ \Omega$对应的酒精气体浓度为$0.3\ mg/mL$，因$0.3\ mg/mL≥0.2\ mg/mL$，故被检者应被判定为酒驾。
【答案】
(1)1 V (2)应被判定为酒驾
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、图像分析
【点评】
本题结合酒驾检测的实际场景，考查串联电路规律和欧姆定律的应用，关键是从图像中提取对应电阻值，难度适中，注重物理知识与实际生活的结合。
【难度系数】
0.4
