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7. 为防止酒驾事故的发生，酒精测试仪被广泛应用，有一种由酒精气体传感器制成的呼气酒精测试仪。其工作电路图如图所示，其中电源电压恒为8 V，定值电阻$R_2$的阻值为20 Ω，电阻$R_1$在不同酒精气体浓度的环境下的阻值如下表所示。
不同酒精气体浓度的环境下$R_1$的阻值
(1)请结合上述信息和所学知识，写出电流表的示数和酒精气体浓度的关系：
(2)我国道路交通安全法规规定：车辆驾驶员血液中酒精含量每100 mL大于或等于20 mg，小于80 mg，属于酒后驾车；血液中酒精含量每100 mL大于或等于80 mg，属于醉酒驾车；当电流表的示数为0.2 A时，可以判断该驾驶员属于
A. 没有饮酒 B. 酒后驾车 C. 醉酒驾车
不同酒精气体浓度的环境下$R_1$的阻值
(1)请结合上述信息和所学知识，写出电流表的示数和酒精气体浓度的关系：
电流表的示数随酒精气体浓度的增大而增大
，并说明理由：由表格数据可知，当酒精气体浓度增大时，$R_1$的阻值变小，由图可知，电阻$R_1$与定值电阻$R_2$串联，则总电阻变小，电源电压不变，所以电路中电流变大，故电流表的示数变大
。(2)我国道路交通安全法规规定：车辆驾驶员血液中酒精含量每100 mL大于或等于20 mg，小于80 mg，属于酒后驾车；血液中酒精含量每100 mL大于或等于80 mg，属于醉酒驾车；当电流表的示数为0.2 A时，可以判断该驾驶员属于
B
。A. 没有饮酒 B. 酒后驾车 C. 醉酒驾车
答案
7.(1)电流表的示数随酒精气体浓度的增大而增大；由表格数据可知，当酒精气体浓度增大时，$R_1$的阻值变小，由图可知，电阻$R_1$与定值电阻$R_2$串联，则总电阻变小，电源电压不变，所以电路中电流变大，故电流表的示数变大 (2)B
8. 如图所示，电源电压为6 V不变，电流表量程为0~0.6 A，电压表量程为0~3 V，$R_1$阻值为10 Ω，滑动变阻器$R_2$的规格为“20 Ω 0.5 A”，电压表接在了A、B、C、D四个接线点中的某两点之间，保证电路安全前提下，在移动滑片P的过程中电压表示数的变化量$\Delta U$最大，则$\Delta U$最大是
2
V，电压表接在C、D
两点之间，滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～10
Ω。答案
8.2；C、D；2～10
【点拨】由于电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器$R_2$允许通过的最大电流为0.5 A，所以电路中允许通过的最大电流为0.5 A，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_1$两端的电压$U_{1\mathrm{最大}}=I_{\mathrm{最大}}R_1=0.5\ \mathrm{A}×10\ \Omega=5\ \mathrm{V}$，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，滑动变阻器两端的最小电压$U_{2\mathrm{最小}}=U-U_{1\mathrm{最大}}=6\ \mathrm{V}-5\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$，当滑片P在最右端（电阻全连入电路，阻值为20 Ω），此时电路中的总电阻最大，电流最小，则$I_{\mathrm{最小}}=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，由欧姆定律得，$U_{1\mathrm{最小}}=I_{\mathrm{最小}}R_1=0.2\ \mathrm{A}×10\ \Omega=2\ \mathrm{V}$，$U_{2\mathrm{最大}}=U-U_{1\mathrm{最小}}=6\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$，由于电压表的量程为0～3 V，则电压表的最大示数为3 V，保证电路安全前提下，在移动滑片P的过程中电压表示数的变化量$\Delta U$最大，则应将电压表并联在滑动变阻器的两端，即电压表接在C、D两点之间；则$\Delta U=U_{2\mathrm{最大}}'-U_{2\mathrm{最小}}=3\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。电路中电流最大时滑动变阻器连入电路的电阻最小，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_2$接入电路的最小阻值$R_{2\mathrm{小}}=\frac{U_{2\mathrm{最小}}}{I_{\mathrm{最大}}}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=2\ \Omega$；当滑动变阻器两端的电压最大$U_{2\mathrm{最大}}'=3\ \mathrm{V}$时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，$R_1$两端的电压$U_1=U-U_{2\mathrm{最大}}'=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，则电路中的电流$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_2$连入电路的最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=\frac{U_{2\mathrm{最大}}'}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；所以滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～10 Ω。
【点拨】由于电流表的量程为0～0.6 A，滑动变阻器$R_2$允许通过的最大电流为0.5 A，所以电路中允许通过的最大电流为0.5 A，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_1$两端的电压$U_{1\mathrm{最大}}=I_{\mathrm{最大}}R_1=0.5\ \mathrm{A}×10\ \Omega=5\ \mathrm{V}$，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，滑动变阻器两端的最小电压$U_{2\mathrm{最小}}=U-U_{1\mathrm{最大}}=6\ \mathrm{V}-5\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$，当滑片P在最右端（电阻全连入电路，阻值为20 Ω），此时电路中的总电阻最大，电流最小，则$I_{\mathrm{最小}}=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+20\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$，由欧姆定律得，$U_{1\mathrm{最小}}=I_{\mathrm{最小}}R_1=0.2\ \mathrm{A}×10\ \Omega=2\ \mathrm{V}$，$U_{2\mathrm{最大}}=U-U_{1\mathrm{最小}}=6\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=4\ \mathrm{V}$，由于电压表的量程为0～3 V，则电压表的最大示数为3 V，保证电路安全前提下，在移动滑片P的过程中电压表示数的变化量$\Delta U$最大，则应将电压表并联在滑动变阻器的两端，即电压表接在C、D两点之间；则$\Delta U=U_{2\mathrm{最大}}'-U_{2\mathrm{最小}}=3\ \mathrm{V}-1\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。电路中电流最大时滑动变阻器连入电路的电阻最小，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_2$接入电路的最小阻值$R_{2\mathrm{小}}=\frac{U_{2\mathrm{最小}}}{I_{\mathrm{最大}}}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=2\ \Omega$；当滑动变阻器两端的电压最大$U_{2\mathrm{最大}}'=3\ \mathrm{V}$时，滑动变阻器连入电路的电阻最大，根据串联电路的总电压等于各用电器两端的电压之和可得，$R_1$两端的电压$U_1=U-U_{2\mathrm{最大}}'=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$，则电路中的电流$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$，根据$I=\frac{U}{R}$可得，$R_2$连入电路的最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=\frac{U_{2\mathrm{最大}}'}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$；所以滑动变阻器接入电路的阻值范围是2～10 Ω。
三、实验探究题（9题16分，10题15分，共31分）
9. 探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20 Ω 2 A”字样）、定值电阻6个（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、50 Ω）、开关一个、导线若干。
(1)图甲中，电表1应为
乙
(2)闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数如图乙所示为
(3)(图像分析) 排除故障后，小组实验时将电源电压调至6 V，利用前五个定值电阻进行实验。
①将测得的数据在图丙中描点连线，发现有一组数据错误，究其原因是
②其中阴影部分面积表示的物理量是
③排除错误数据后可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成
丙
(4)实验完成后拆电路时，先拆
9. 探究“电流与电阻的关系”时，实验器材有学生电源、电流表、电压表、滑动变阻器（标有“20 Ω 2 A”字样）、定值电阻6个（5 Ω、10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω、50 Ω）、开关一个、导线若干。
(1)图甲中，电表1应为
电压
表。乙
(2)闭合开关，移动滑片，发现电流表无示数，电压表示数如图乙所示为
7
V，故障可能是定值电阻R断路
。(3)(图像分析) 排除故障后，小组实验时将电源电压调至6 V，利用前五个定值电阻进行实验。
①将测得的数据在图丙中描点连线，发现有一组数据错误，究其原因是
电流表示数读错，电流表用小量程，读数时误按大量程读数
；②其中阴影部分面积表示的物理量是
电压
，其值为4 V
。③排除错误数据后可得出结论：当电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成
反
比。丙
(4)实验完成后拆电路时，先拆
电源
（填“电源”或“开关”）两端的导线。答案
9.(1)电压 (2)7；定值电阻R断路 (3)①电流表示数读错，电流表用小量程，读数时误按大量程读数 ②电压；4 V ③反 (4)电源
10. ★★★ [南京中考] 现想测量两个小灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$正常发光时的电阻。
(1)图甲是用“伏安法”测量$\mathrm{L}_1$($U_{\mathrm{额}}=2.5\ \mathrm{V}$)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)；
②闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电压表指针明显偏转，故障原因可能是小灯泡
③排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为
(2)为了测量额定电流为$I_0$的小灯泡$\mathrm{L}_2$正常发光时的电阻，小明和小华设计了图丙所示的电路，定值电阻的阻值为$R_0$，电源电压恒为$U$。($I_0$、$R_0$、$U$已知，且满足测量要求)
①将滑动变阻器$R$的滑片移至阻值最大端；
②闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$，断开$\mathrm{S}_2$，调节滑片$\mathrm{P}$，使电压表示数为
③共同完成上述操作后，小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动，断开$\mathrm{S}_1$，闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$，读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动，闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，读出电压表的示数。
综合以上信息，对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价:
A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
(1)图甲是用“伏安法”测量$\mathrm{L}_1$($U_{\mathrm{额}}=2.5\ \mathrm{V}$)正常发光时电阻的实物电路。
①用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整(导线不允许交叉)；
②闭合开关，发现小灯泡不亮，电流表指针几乎不动，电压表指针明显偏转，故障原因可能是小灯泡
断路
(填“断路”或“短路”)；③排除故障后，闭合开关，移动滑片，当电压表示数为2.5 V时，电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻为
8.3
$\Omega$(精确到0.1)。(2)为了测量额定电流为$I_0$的小灯泡$\mathrm{L}_2$正常发光时的电阻，小明和小华设计了图丙所示的电路，定值电阻的阻值为$R_0$，电源电压恒为$U$。($I_0$、$R_0$、$U$已知，且满足测量要求)
①将滑动变阻器$R$的滑片移至阻值最大端；
②闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$，断开$\mathrm{S}_2$，调节滑片$\mathrm{P}$，使电压表示数为
$U-I_0R_0$
时，小灯泡正常发光；③共同完成上述操作后，小明和小华分别只进行了以下一步操作。
小明:保持滑片不动，断开$\mathrm{S}_1$，闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$，读出电压表的示数。
小华:保持滑片不动，闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，读出电压表的示数。
综合以上信息，对小明、小华的方案能否测量出小灯泡正常发光时的电阻进行评价:
C
(填字母)。A.只有小明的方案可行
B.只有小华的方案可行
C.两人的方案都可行
D.两人的方案都不可行
答案
10.(1)①如图所示
②断路 ③8.3 (2)②$U-I_0R_0$ ③C【点拨】(2)②闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$，断开$\mathrm{S}_2$，小灯泡、滑动变阻器和定值电阻$R_0$串联；小灯泡正常发光时，电路中的电流为$I_0$，因此调节滑动变阻器滑片P使电压表的示数$U_1=U-I_0R_0$。
③小明:保持滑片不动，断开$\mathrm{S}_1$，闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_2$，电压表测滑动变阻器两端的电压$U_2$。小灯泡正常发光时两端的电压$U_\mathrm{L}=U_1-U_2=U-I_0R_0-U_2$，小灯泡正常发光时的电阻$R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{L}}{I_0}=\frac{U-I_0R_0-U_2}{I_0}$，小明的方案可行。
小华:保持滑片不动，闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$，读出电压表的示数$U_3$。此时小灯泡被短路，滑动变阻器和定值电阻$R_0$串联；定值电阻$R_0$两端的电压$U_0=U-U_3$；通过定值电阻$R_0$的电流$I'=\frac{U_0}{R_0}=\frac{U-U_3}{R_0}$；串联电路各处电流相等；滑动变阻器接入电路的阻值$R_\mathrm{P}=\frac{U_3}{I'}=\frac{U_3R_0}{U-U_3}$；当闭合$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$，断开$\mathrm{S}_2$，小灯泡、滑动变阻器和定值电阻$R_0$串联，电路中的电流为$I_0$时，电压表的示数$U_1=U-I_0R_0$，滑动变阻器两端的电压$U_\mathrm{P}=I_0R_\mathrm{P}=\frac{I_0U_3R_0}{U-U_3}$，小灯泡正常发光时的电阻$R_\mathrm{L}=\frac{U_\mathrm{L}}{I_0}=\frac{U-I_0R_0-\frac{I_0U_3R_0}{U-U_3}}{I_0}$，小华的方案可行。故选C。
