9.(真实情境)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图所示的是某地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是(

A.接线柱“1”应与“2”连接
B.货车质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小
C.显示器由电压表改装而成
D.为了节约电能,电阻$R_0$可以去掉
B
)A.接线柱“1”应与“2”连接
B.货车质量增大时,滑动变阻器接入电路的电阻减小
C.显示器由电压表改装而成
D.为了节约电能,电阻$R_0$可以去掉
答案
9.B 【点拨】图中显示器串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故C错误;当货车质量增大时,显示器示数随之增大,则说明电路中电阻变小,所以接线柱“1”应与“3”连接,这样,当货车质量增大时,滑片向下移动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,显示器示数变大,故A错误,B正确;电阻$R_0$不可以去掉,因为若去掉$R_0$,则滑片在最下端时会造成电路发生短路,故D错误。
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确显示器的类型,再结合货车质量增大时滑片的移动方向,分析滑动变阻器接入电阻的变化,进而判断接线柱连接、$R_0$的作用等。首先根据电流表串联、电压表并联的特点判断显示器类型;再结合欧姆定律,由电流变化推导总电阻变化,确定滑动变阻器接入电阻的变化,从而分析接线柱的连接;最后分析保护电阻$R_0$的作用,逐一判断选项。
【解析】
1. 判断显示器类型:图中显示器串联在电路中,根据电流表串联、电压表并联的连接特点,可知该显示器由电流表改装而成,故选项C错误。
2. 分析接线柱与滑动变阻器接入电阻:当货车质量增大时,滑片$P$向下移动,要使显示器示数(电流)增大,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$可知,电路总电阻需减小,即滑动变阻器接入电路的电阻应减小。若接线柱“1”与“3”连接,滑片下移时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,电流增大,符合要求;若接“2”,滑动变阻器接入全部电阻,滑片移动时电阻不变,电流不变,不符合。因此接线柱“1”应与“3”连接,选项A错误,选项B正确。
3. 分析$R_0$的作用:电阻$R_0$是保护电阻,若去掉$R_0$,当滑片移到最下端时,滑动变阻器接入电阻为0,会造成电源短路,损坏电路元件,故$R_0$不能去掉,选项D错误。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器的使用、电路的连接
【点评】
本题结合地磅的真实情境,考查电路综合分析能力,需要学生掌握电流表/电压表的连接特点、滑动变阻器的工作原理,以及欧姆定律在实际电路中的应用,是一道注重理论联系实际的基础电路应用题。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先明确显示器的类型,再结合货车质量增大时滑片的移动方向,分析滑动变阻器接入电阻的变化,进而判断接线柱连接、$R_0$的作用等。首先根据电流表串联、电压表并联的特点判断显示器类型;再结合欧姆定律,由电流变化推导总电阻变化,确定滑动变阻器接入电阻的变化,从而分析接线柱的连接;最后分析保护电阻$R_0$的作用,逐一判断选项。
【解析】
1. 判断显示器类型:图中显示器串联在电路中,根据电流表串联、电压表并联的连接特点,可知该显示器由电流表改装而成,故选项C错误。
2. 分析接线柱与滑动变阻器接入电阻:当货车质量增大时,滑片$P$向下移动,要使显示器示数(电流)增大,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$可知,电路总电阻需减小,即滑动变阻器接入电路的电阻应减小。若接线柱“1”与“3”连接,滑片下移时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度变短,电阻减小,电流增大,符合要求;若接“2”,滑动变阻器接入全部电阻,滑片移动时电阻不变,电流不变,不符合。因此接线柱“1”应与“3”连接,选项A错误,选项B正确。
3. 分析$R_0$的作用:电阻$R_0$是保护电阻,若去掉$R_0$,当滑片移到最下端时,滑动变阻器接入电阻为0,会造成电源短路,损坏电路元件,故$R_0$不能去掉,选项D错误。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、滑动变阻器的使用、电路的连接
【点评】
本题结合地磅的真实情境,考查电路综合分析能力,需要学生掌握电流表/电压表的连接特点、滑动变阻器的工作原理,以及欧姆定律在实际电路中的应用,是一道注重理论联系实际的基础电路应用题。
【难度系数】
0.6
10. 如图所示的是插入式电阻箱的结构示意图,图中A、B两个接线柱之间的电阻值是

7
Ω,A、B两个接线柱之间能提供的最大电阻值是15
Ω。答案
10.7;15
解析
【分析】插入式电阻箱的工作原理是:铜塞插入时,对应电阻丝被短路,不接入电路;铜塞拔出时,对应电阻丝接入电路。计算A、B间电阻时,将拔出铜塞对应的电阻值相加即可;要得到最大电阻,需将所有铜塞拔出,把所有电阻丝的阻值相加。
【解析】观察题图,拔出的铜塞对应两个电阻,分别为5Ω和2Ω,因此A、B间电阻值为5Ω+2Ω=7Ω;当所有铜塞都拔出时,接入的电阻为所有电阻之和,即5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω,这就是A、B间能提供的最大电阻值。
【答案】7;15
【知识点】插入式电阻箱、电阻的串联
【点评】本题考查插入式电阻箱的读数,核心是理解铜塞的通断对电阻接入的影响,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】观察题图,拔出的铜塞对应两个电阻,分别为5Ω和2Ω,因此A、B间电阻值为5Ω+2Ω=7Ω;当所有铜塞都拔出时,接入的电阻为所有电阻之和,即5Ω+5Ω+2Ω+2Ω+1Ω=15Ω,这就是A、B间能提供的最大电阻值。
【答案】7;15
【知识点】插入式电阻箱、电阻的串联
【点评】本题考查插入式电阻箱的读数,核心是理解铜塞的通断对电阻接入的影响,属于基础应用类题目,难度较低。
【难度系数】0.3
11. 在如图甲所示的电路中,滑动变阻器连入电路的电阻丝是

aP
段;在如图乙所示的电路中,滑动变阻器连入电路的电阻丝是ab
段(前两空均选填“aP”“Pb”或“ab”)。图甲中,当滑片向右滑动时,灯泡亮度变暗
;图乙中,当滑片向右滑动时,灯泡亮度不变
。(后两空均选填“变亮”“变暗”或“不变”)答案
11.aP;ab;变暗;不变 【点拨】由图甲可知,电流表与 Pb 段并联,由于电流表的内阻很小,在电路中相当于导线,则 Pb 段被短路,因此滑动变阻器接入电路中的电阻丝是 aP 段;由图乙可知,电压表与 Pb 段并联,测量的是 Pb 段电阻两端的电压;由于电压表的内阻很大,在电路中相当于开路,故 ab 全部接入电路中。由于电流表相当于短路,图甲中,当滑片向右滑动时,aP 段变长,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中电流减小,灯泡变暗;由于电压表相当于开路,ab 全部接入电路中,当滑片向右滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻不变,电路中的电流不变,故此时灯泡的亮度不变。
解析
【分析】
要解决本题,需先明确电流表、电压表在电路中的特性:电流表内阻极小,相当于导线;电压表内阻极大,相当于开路。再分别分析甲、乙两图中滑动变阻器的接入段,结合滑片移动对电路电阻、电流的影响,判断灯泡亮度变化。
1. 分析甲图:观察电流表的连接,它与滑动变阻器的Pb段并联,根据电流表特性,Pb段会被短路,因此滑动变阻器接入电路的是aP段。滑片右滑时,aP段长度变长,接入电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知电路电流变小,灯泡实际功率减小,亮度变暗。
2. 分析乙图:电压表与Pb段并联,根据电压表特性,Pb段所在支路相当于开路,滑动变阻器的整个ab段都串联在电路中,因此接入电路的是ab段。滑片右滑时,ab段总电阻不变,电路总电阻不变,电流不变,灯泡实际功率不变,亮度不变。
【解析】
1. 甲图:电流表相当于导线,并联的Pb段被短路,故滑动变阻器接入电路的电阻丝为aP段。当滑片向右滑动时,aP段长度增加,接入电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$得电路电流变小,灯泡实际功率$P=I^2R$($R$为灯泡电阻,不变),因此功率变小,灯泡变暗。
2. 乙图:电压表相当于开路,滑动变阻器的ab段全部串联在电路中,故滑动变阻器接入电路的电阻丝为ab段。当滑片向右滑动时,ab段总电阻不变,电路总电阻不变,电流不变,灯泡实际功率不变,因此亮度不变。
【答案】
aP;ab;变暗;不变
【知识点】
滑动变阻器的使用、电流表与电压表的特性、电路动态分析
【点评】
本题核心是利用电表特性判断滑动变阻器的接入段,易误判乙图的接入段,需明确电压表并联时不改变电路总电阻,整体难度适中,考查对电路基本规律的应用能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先明确电流表、电压表在电路中的特性:电流表内阻极小,相当于导线;电压表内阻极大,相当于开路。再分别分析甲、乙两图中滑动变阻器的接入段,结合滑片移动对电路电阻、电流的影响,判断灯泡亮度变化。
1. 分析甲图:观察电流表的连接,它与滑动变阻器的Pb段并联,根据电流表特性,Pb段会被短路,因此滑动变阻器接入电路的是aP段。滑片右滑时,aP段长度变长,接入电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知电路电流变小,灯泡实际功率减小,亮度变暗。
2. 分析乙图:电压表与Pb段并联,根据电压表特性,Pb段所在支路相当于开路,滑动变阻器的整个ab段都串联在电路中,因此接入电路的是ab段。滑片右滑时,ab段总电阻不变,电路总电阻不变,电流不变,灯泡实际功率不变,亮度不变。
【解析】
1. 甲图:电流表相当于导线,并联的Pb段被短路,故滑动变阻器接入电路的电阻丝为aP段。当滑片向右滑动时,aP段长度增加,接入电阻变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$得电路电流变小,灯泡实际功率$P=I^2R$($R$为灯泡电阻,不变),因此功率变小,灯泡变暗。
2. 乙图:电压表相当于开路,滑动变阻器的ab段全部串联在电路中,故滑动变阻器接入电路的电阻丝为ab段。当滑片向右滑动时,ab段总电阻不变,电路总电阻不变,电流不变,灯泡实际功率不变,因此亮度不变。
【答案】
aP;ab;变暗;不变
【知识点】
滑动变阻器的使用、电流表与电压表的特性、电路动态分析
【点评】
本题核心是利用电表特性判断滑动变阻器的接入段,易误判乙图的接入段,需明确电压表并联时不改变电路总电阻,整体难度适中,考查对电路基本规律的应用能力。
【难度系数】
0.5
12. ★★ (科学推理)小刚想给自己的玩具自行车加装一个可控制快慢的电动马达,设计的电路如图所示。粗心的小刚忘记把电动机画上去,你认为电动机应画在
a、b
(选填“a、b”或“c、d”)之间;连好电路后闭合开关,若要使电动机转快一点,应将滑动变阻器的滑片向左
移动。(提示:电动机转动速度随通过电流的增大而增大)答案
12.a、b;左
解析
【分析】要控制电动机的快慢,需通过滑动变阻器改变电路中的电流,因此电动机应与滑动变阻器串联。观察电路结构,判断电动机的连接位置;再根据电动机转速与电流的关系,结合滑动变阻器的工作原理,确定滑片的移动方向。
【解析】1. 确定电动机位置:要实现对电动机转速的调节,电动机需与滑动变阻器串联,这样才能通过改变滑动变阻器的电阻来改变电路电流。若将电动机接在a、b之间,电流路径为:电源正极→开关S→b→电动机→a→滑动变阻器→电源负极,形成串联电路;若接在c、d之间,滑动变阻器会被短路,无法调节电流,因此电动机应接在a、b之间。2. 确定滑片移动方向:电动机转速随通过电流的增大而增大,要使电动机转快,需增大电路电流,根据欧姆定律,应减小滑动变阻器接入电路的电阻。滑动变阻器接入电路的是滑片左侧的电阻丝,当滑片向左移动时,接入的电阻丝长度变短,电阻减小,电路电流增大,电动机转速变快,因此滑片向左移动。
【答案】a、b;左
【知识点】电路的串联、滑动变阻器的使用、电流与电阻的关系
【点评】本题结合实际应用考查电路连接和滑动变阻器的工作原理,需要理解串联电路的特点及滑动变阻器改变电阻的原理,注重知识的实际应用,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 确定电动机位置:要实现对电动机转速的调节,电动机需与滑动变阻器串联,这样才能通过改变滑动变阻器的电阻来改变电路电流。若将电动机接在a、b之间,电流路径为:电源正极→开关S→b→电动机→a→滑动变阻器→电源负极,形成串联电路;若接在c、d之间,滑动变阻器会被短路,无法调节电流,因此电动机应接在a、b之间。2. 确定滑片移动方向:电动机转速随通过电流的增大而增大,要使电动机转快,需增大电路电流,根据欧姆定律,应减小滑动变阻器接入电路的电阻。滑动变阻器接入电路的是滑片左侧的电阻丝,当滑片向左移动时,接入的电阻丝长度变短,电阻减小,电路电流增大,电动机转速变快,因此滑片向左移动。
【答案】a、b;左
【知识点】电路的串联、滑动变阻器的使用、电流与电阻的关系
【点评】本题结合实际应用考查电路连接和滑动变阻器的工作原理,需要理解串联电路的特点及滑动变阻器改变电阻的原理,注重知识的实际应用,难度适中。
【难度系数】0.6
13.[苏州中考改编]请完成图中的电路连接,要求:电压表测量电阻两端的电压;滑动变阻器接入电路的阻值最大。

答案
13.如图所示
解析
【分析】
要完成该电路连接,需明确三个要点:①电路为串联结构,电源、开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻需依次串联;②电压表要测量定值电阻两端电压,需并联在定值电阻两端,且电流从正接线柱流入、负接线柱流出,电源为两节干电池(总电压3V),故电压表选0~3V量程;③滑动变阻器接入阻值最大时,需遵循“一上一下”接线规则,且下接线柱选离滑片最远的接线柱,使接入的电阻丝最长,阻值最大。
【解析】
1. 滑动变阻器连接:将电源负极与滑动变阻器的左下端接线柱相连,滑动变阻器的任意一个上端接线柱与开关的左端接线柱相连,此时滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大;
2. 电压表连接:将电压表的“-”接线柱接定值电阻的左端,“3”接线柱(对应0~3V量程)接定值电阻的右端,使电压表并联在定值电阻两端,满足电流正进负出的要求。
【答案】
如图所示
【知识点】
电路连接;滑动变阻器使用;电压表使用
【点评】
本题考查电学实验的实物电路连接,需掌握滑动变阻器的接线规则、电压表的量程选择与接线要求,是基础的电学操作题,注重对基本实验技能的考查。
【难度系数】
0.6
要完成该电路连接,需明确三个要点:①电路为串联结构,电源、开关、滑动变阻器、电流表、定值电阻需依次串联;②电压表要测量定值电阻两端电压,需并联在定值电阻两端,且电流从正接线柱流入、负接线柱流出,电源为两节干电池(总电压3V),故电压表选0~3V量程;③滑动变阻器接入阻值最大时,需遵循“一上一下”接线规则,且下接线柱选离滑片最远的接线柱,使接入的电阻丝最长,阻值最大。
【解析】
1. 滑动变阻器连接:将电源负极与滑动变阻器的左下端接线柱相连,滑动变阻器的任意一个上端接线柱与开关的左端接线柱相连,此时滑动变阻器接入电路的电阻丝最长,阻值最大;
2. 电压表连接:将电压表的“-”接线柱接定值电阻的左端,“3”接线柱(对应0~3V量程)接定值电阻的右端,使电压表并联在定值电阻两端,满足电流正进负出的要求。
【答案】
如图所示
【知识点】
电路连接;滑动变阻器使用;电压表使用
【点评】
本题考查电学实验的实物电路连接,需掌握滑动变阻器的接线规则、电压表的量程选择与接线要求,是基础的电学操作题,注重对基本实验技能的考查。
【难度系数】
0.6
14. [深圳期中] 小林根据所学的知识设计了一个电子量角器,电路如图所示,O为半圆弧电阻MN的圆心,金属滑片OP为半径,与半圆弧接触良好,接入电路的电阻$R_{MP}$与滑片旋转角度$θ$成正比,$R_0$为电阻箱。

(1)将滑片OP旋转至M处时,半圆弧电阻接入电路的电阻为________ Ω。
(2)保持$R_0$接入电路阻值不变,然后调节$θ$为$90°$时,测得MN接入电路的电阻$R_{MP}$为$10\ \Omega$;当测得MN接入电路的电阻$R_{MP}$为$14\ \Omega$时,$θ$的度数为________。
(1)将滑片OP旋转至M处时,半圆弧电阻接入电路的电阻为________ Ω。
(2)保持$R_0$接入电路阻值不变,然后调节$θ$为$90°$时,测得MN接入电路的电阻$R_{MP}$为$10\ \Omega$;当测得MN接入电路的电阻$R_{MP}$为$14\ \Omega$时,$θ$的度数为________。
答案
14.(1)0 (2)126°
解析
【分析】
要解决本题,需明确半圆弧电阻接入电路的电阻$R_{MP}$与滑片旋转角度$θ$成正比的关系:(1)当滑片在M处时,接入的电阻段长度为0,对应电阻为0;(2)利用$R_{MP}$与$θ$的正比关系,先通过已知条件求出比例系数,再计算对应电阻的角度。
【解析】
(1) 当滑片OP旋转至M处时,金属滑片P与M点重合,半圆弧电阻接入电路的部分长度为0,因此接入电路的电阻为$0\ \Omega$。
(2) 由题意知,接入电路的电阻$R_{MP}$与$θ$成正比,设关系式为$R_{MP}=kθ$($k$为比例系数)。
已知当$θ=90°$时,$R_{MP}=10\ \Omega$,代入得:
$10\ \Omega = k×90°$,解得$k=\frac{10\ \Omega}{90°}=\frac{1}{9}\ \Omega/°$。
当$R_{MP}=14\ \Omega$时,代入关系式:
$14\ \Omega=\frac{1}{9}\ \Omega/°×θ$,解得$θ=14×9°=126°$。
【答案】
(1) $0$;(2) $126°$
【知识点】
电阻与长度成正比,比例计算
【点评】
本题结合电子量角器的实际应用,考查电阻与长度的关系及比例运算,侧重基础知识点的应用,题目难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需明确半圆弧电阻接入电路的电阻$R_{MP}$与滑片旋转角度$θ$成正比的关系:(1)当滑片在M处时,接入的电阻段长度为0,对应电阻为0;(2)利用$R_{MP}$与$θ$的正比关系,先通过已知条件求出比例系数,再计算对应电阻的角度。
【解析】
(1) 当滑片OP旋转至M处时,金属滑片P与M点重合,半圆弧电阻接入电路的部分长度为0,因此接入电路的电阻为$0\ \Omega$。
(2) 由题意知,接入电路的电阻$R_{MP}$与$θ$成正比,设关系式为$R_{MP}=kθ$($k$为比例系数)。
已知当$θ=90°$时,$R_{MP}=10\ \Omega$,代入得:
$10\ \Omega = k×90°$,解得$k=\frac{10\ \Omega}{90°}=\frac{1}{9}\ \Omega/°$。
当$R_{MP}=14\ \Omega$时,代入关系式:
$14\ \Omega=\frac{1}{9}\ \Omega/°×θ$,解得$θ=14×9°=126°$。
【答案】
(1) $0$;(2) $126°$
【知识点】
电阻与长度成正比,比例计算
【点评】
本题结合电子量角器的实际应用,考查电阻与长度的关系及比例运算,侧重基础知识点的应用,题目难度适中。
【难度系数】
0.6
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