4. (2025·太湖县三模)在如图甲、乙所示的电路中,所有元件均完好,电源电压相等且保持不变。已知$R_1$、$R_2$、$R_3$为定值电阻,$R_4$为滑动变阻器(滑片在中点附近某位置)。闭合开关,两个电路中有两个电流表的示数相同,则下列判断正确的是 ()

A.$A_1$与$A_2$示数相同,$R_2$短路
B.$A_2$与$A_4$示数相同,$R_2 > R_3$
C.$A_3$与$A_4$示数相同,$R_2 = R_3$
D.$A_1$与$A_4$示数相同,$R_1 + R_2 = R_3 + R_4$
A.$A_1$与$A_2$示数相同,$R_2$短路
B.$A_2$与$A_4$示数相同,$R_2 > R_3$
C.$A_3$与$A_4$示数相同,$R_2 = R_3$
D.$A_1$与$A_4$示数相同,$R_1 + R_2 = R_3 + R_4$
答案
B
解析
【分析】
首先明确甲、乙两电路的结构:甲图中$R_1$与$R_2$并联,电流表$A_1$测$R_1$支路电流,$A_3$测$R_2$支路电流,$A_2$测干路电流,根据并联电路电流规律,干路电流$I_{A2}=I_{A1}+I_{A3}$;乙图中$R_3$与滑动变阻器$R_4$串联,电流表$A_4$测串联电路的电流,根据串联电路电流规律,$I_{A4}=\frac{U}{R_3+R_4}$($U$为电源电压,两电路电源电压相等)。接下来结合串并联电路规律和欧姆定律,逐一分析选项判断正确性。
【解析】
1. 甲电路电流特点:并联电路干路电流等于各支路电流之和,因此$A_2$示数一定大于$A_1$、$A_3$的示数(仅当某支路断路时,支路电流为0,才可能使干路电流等于另一支路电流)。
2. 乙电路电流特点:串联电路电流处处相等,$R_4$为滑动变阻器,阻值大于0,故$I_{A4}=\frac{U}{R_3+R_4}<\frac{U}{R_3}$。
3. 选项分析:
选项A:若$A_1$与$A_2$示数相同,需$I_{A1}=I_{A1}+I_{A3}$,即$I_{A3}=0$,对应$R_2$断路,而非短路,A错误。
选项B:若$A_2$与$A_4$示数相同,即$\frac{U}{R_1}+\frac{U}{R_2}=\frac{U}{R_3+R_4}$,约去$U$得$\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}=\frac{1}{R_3+R_4}$。甲电路并联总电阻$R_{并甲}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}=R_3+R_4$,并联总电阻小于任一分电阻,故$R_{并甲}<R_2$;又$R_3+R_4>R_3$($R_4>0$),因此$R_2>R_{并甲}=R_3+R_4>R_3$,即$R_2>R_3$,B正确。
选项C:若$A_3$与$A_4$示数相同,即$\frac{U}{R_2}=\frac{U}{R_3+R_4}$,得$R_2=R_3+R_4$,因$R_4>0$,故$R_2>R_3$,而非$R_2=R_3$,C错误。
选项D:若$A_1$与$A_4$示数相同,即$\frac{U}{R_1}=\frac{U}{R_3+R_4}$,得$R_1=R_3+R_4$,而非$R_1+R_2=R_3+R_4$,D错误。
【答案】
B
【知识点】
并联电路电流规律、串联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题结合串并联电路电流规律与欧姆定律,分析不同电路中电流表的示数关系,需明确各电流表测量对象,结合电阻串并联特点推导,考查学生电路分析能力,属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
首先明确甲、乙两电路的结构:甲图中$R_1$与$R_2$并联,电流表$A_1$测$R_1$支路电流,$A_3$测$R_2$支路电流,$A_2$测干路电流,根据并联电路电流规律,干路电流$I_{A2}=I_{A1}+I_{A3}$;乙图中$R_3$与滑动变阻器$R_4$串联,电流表$A_4$测串联电路的电流,根据串联电路电流规律,$I_{A4}=\frac{U}{R_3+R_4}$($U$为电源电压,两电路电源电压相等)。接下来结合串并联电路规律和欧姆定律,逐一分析选项判断正确性。
【解析】
1. 甲电路电流特点:并联电路干路电流等于各支路电流之和,因此$A_2$示数一定大于$A_1$、$A_3$的示数(仅当某支路断路时,支路电流为0,才可能使干路电流等于另一支路电流)。
2. 乙电路电流特点:串联电路电流处处相等,$R_4$为滑动变阻器,阻值大于0,故$I_{A4}=\frac{U}{R_3+R_4}<\frac{U}{R_3}$。
3. 选项分析:
选项A:若$A_1$与$A_2$示数相同,需$I_{A1}=I_{A1}+I_{A3}$,即$I_{A3}=0$,对应$R_2$断路,而非短路,A错误。
选项B:若$A_2$与$A_4$示数相同,即$\frac{U}{R_1}+\frac{U}{R_2}=\frac{U}{R_3+R_4}$,约去$U$得$\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}=\frac{1}{R_3+R_4}$。甲电路并联总电阻$R_{并甲}=\frac{R_1R_2}{R_1+R_2}=R_3+R_4$,并联总电阻小于任一分电阻,故$R_{并甲}<R_2$;又$R_3+R_4>R_3$($R_4>0$),因此$R_2>R_{并甲}=R_3+R_4>R_3$,即$R_2>R_3$,B正确。
选项C:若$A_3$与$A_4$示数相同,即$\frac{U}{R_2}=\frac{U}{R_3+R_4}$,得$R_2=R_3+R_4$,因$R_4>0$,故$R_2>R_3$,而非$R_2=R_3$,C错误。
选项D:若$A_1$与$A_4$示数相同,即$\frac{U}{R_1}=\frac{U}{R_3+R_4}$,得$R_1=R_3+R_4$,而非$R_1+R_2=R_3+R_4$,D错误。
【答案】
B
【知识点】
并联电路电流规律、串联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题结合串并联电路电流规律与欧姆定律,分析不同电路中电流表的示数关系,需明确各电流表测量对象,结合电阻串并联特点推导,考查学生电路分析能力,属于中等难度题。
【难度系数】
0.5
5. 将两只分别标有“6 V 5 Ω”和“4 V 5 Ω”字样的定值电阻串联接在同一个电路中,为了不使两个电阻损坏,电路两端所能加的最大电压不超过()
A.8 V
B.10 V
C.6 V
D.4 V
A.8 V
B.10 V
C.6 V
D.4 V
答案
A
解析
【分析】
要解决该问题,需结合串联电路的特点和欧姆定律分析:首先根据欧姆定律计算两个电阻允许通过的最大电流,由于串联电路电流处处相等,电路中的最大电流不能超过两个电阻额定电流中的较小值(否则会损坏电阻);再计算串联后的总电阻,最后用最大电流乘以总电阻得到电路两端的最大电压。
【解析】
1. 计算两电阻的额定电流:
对于“6 V 5 Ω”的电阻,额定电流 $ I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{6V}{5Ω} = 1.2A $;
对于“4 V 5 Ω”的电阻,额定电流 $ I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{4V}{5Ω} = 0.8A $。
2. 确定串联电路允许的最大电流:
串联电路电流处处相等,为不损坏电阻,电路中的最大电流不能超过较小的额定电流,即 $ I_{max} = I_2 = 0.8A $。
3. 计算串联总电阻:
总电阻 $ R_{总} = R_1 + R_2 = 5Ω + 5Ω = 10Ω $。
4. 计算电路两端的最大电压:
根据欧姆定律,最大电压 $ U_{max} = I_{max} × R_{总} = 0.8A × 10Ω = 8V $。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律、串联电路电流特点、串联电路电阻特点
【点评】
本题考查欧姆定律在串联电路中的基础应用,核心是明确串联电路电流需匹配所有用电器的额定电流,易错点是误取较大的额定电流,需牢记串联电路电流处处相等的规律。
【难度系数】
0.6
要解决该问题,需结合串联电路的特点和欧姆定律分析:首先根据欧姆定律计算两个电阻允许通过的最大电流,由于串联电路电流处处相等,电路中的最大电流不能超过两个电阻额定电流中的较小值(否则会损坏电阻);再计算串联后的总电阻,最后用最大电流乘以总电阻得到电路两端的最大电压。
【解析】
1. 计算两电阻的额定电流:
对于“6 V 5 Ω”的电阻,额定电流 $ I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{6V}{5Ω} = 1.2A $;
对于“4 V 5 Ω”的电阻,额定电流 $ I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{4V}{5Ω} = 0.8A $。
2. 确定串联电路允许的最大电流:
串联电路电流处处相等,为不损坏电阻,电路中的最大电流不能超过较小的额定电流,即 $ I_{max} = I_2 = 0.8A $。
3. 计算串联总电阻:
总电阻 $ R_{总} = R_1 + R_2 = 5Ω + 5Ω = 10Ω $。
4. 计算电路两端的最大电压:
根据欧姆定律,最大电压 $ U_{max} = I_{max} × R_{总} = 0.8A × 10Ω = 8V $。
【答案】
A
【知识点】
欧姆定律、串联电路电流特点、串联电路电阻特点
【点评】
本题考查欧姆定律在串联电路中的基础应用,核心是明确串联电路电流需匹配所有用电器的额定电流,易错点是误取较大的额定电流,需牢记串联电路电流处处相等的规律。
【难度系数】
0.6
6. 新素材 创新装置 如图所示是测量货车质量的地磅示意图,货车的质量可以通过电流表的示数转换测出,$R_0$为定值电阻。下列说法正确的是 ()

A.地磅的量程与$R_0$大小无关
B.货车的质量变大时,电流表的示数变小
C.将电流表换成电压表也能测量货车的质量
D.仅增大$R_0$,称量同一货车质量时,电流表的示数变小
A.地磅的量程与$R_0$大小无关
B.货车的质量变大时,电流表的示数变小
C.将电流表换成电压表也能测量货车的质量
D.仅增大$R_0$,称量同一货车质量时,电流表的示数变小
答案
D
解析
【分析】首先明确电路结构:滑动变阻器与定值电阻$R_0$串联,电流表测量串联电路的电流,电源电压恒定。当货车质量变化时,压力改变滑动变阻器滑片位置,进而改变滑动变阻器接入电路的电阻,结合欧姆定律分析电流变化,逐一判断选项。
【解析】
1. 电路基础:滑动变阻器与$R_0$串联,电流表测电路电流,电源电压$U$不变。
2. 选项A:地磅量程由电流变化范围决定,电流变化范围与总电阻($R_{\mathrm{滑}}+R_0$)相关,$R_0$大小会影响总电阻,因此量程与$R_0$有关,A错误。
3. 选项B:货车质量变大时,压力增大,滑片下移,滑动变阻器接入电阻变小,总电阻变小,由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,$U$不变,总电阻变小则电流变大,电流表示数变大,B错误。
4. 选项C:电流表换为电压表后,电压表内阻极大,串联在电路中时电流几乎为0,无法反映货车质量,不能测量,C错误。
5. 选项D:同一货车对应滑动变阻器接入电阻$R_{\mathrm{滑}}$不变,仅增大$R_0$,总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{滑}}+R_0$变大,由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,$U$不变,总电阻变大则电流变小,电流表示数变小,D正确。
【答案】D
【知识点】欧姆定律、串联电路特点、滑动变阻器
【点评】本题结合地磅装置考查电路分析,需掌握滑动变阻器对电路电阻的影响,结合欧姆定律判断电流变化,是基础电路应用的典型题。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 电路基础:滑动变阻器与$R_0$串联,电流表测电路电流,电源电压$U$不变。
2. 选项A:地磅量程由电流变化范围决定,电流变化范围与总电阻($R_{\mathrm{滑}}+R_0$)相关,$R_0$大小会影响总电阻,因此量程与$R_0$有关,A错误。
3. 选项B:货车质量变大时,压力增大,滑片下移,滑动变阻器接入电阻变小,总电阻变小,由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,$U$不变,总电阻变小则电流变大,电流表示数变大,B错误。
4. 选项C:电流表换为电压表后,电压表内阻极大,串联在电路中时电流几乎为0,无法反映货车质量,不能测量,C错误。
5. 选项D:同一货车对应滑动变阻器接入电阻$R_{\mathrm{滑}}$不变,仅增大$R_0$,总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{滑}}+R_0$变大,由$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,$U$不变,总电阻变大则电流变小,电流表示数变小,D正确。
【答案】D
【知识点】欧姆定律、串联电路特点、滑动变阻器
【点评】本题结合地磅装置考查电路分析,需掌握滑动变阻器对电路电阻的影响,结合欧姆定律判断电流变化,是基础电路应用的典型题。
【难度系数】0.6
7. (2024·安徽中考)如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V₁、电压表V₂、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU₁、ΔU₂、ΔI,则 ()

A.电流表A的示数变大,电压表V₂的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表V₁的示数变小
C.ΔU₁与ΔI的比值大于R的阻值
D.ΔU₂与ΔI的比值等于R的阻值
A.电流表A的示数变大,电压表V₂的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表V₁的示数变小
C.ΔU₁与ΔI的比值大于R的阻值
D.ΔU₂与ΔI的比值等于R的阻值
答案
D
解析
【分析】首先明确电路结构:定值电阻R与滑动变阻器串联,电流表测串联电路的电流,电压表V₁测定值电阻R两端的电压,电压表V₂测滑动变阻器两端的电压,电源电压保持不变,满足串联电路电压规律$ U = U_1 + U_2 $。当滑动变阻器滑片从B端滑到A端时,滑动变阻器接入电路的电阻减小,总电阻减小,结合欧姆定律分析电表示数变化及变化量的比值关系。
【解析】
1. 电路电流变化:滑动变阻器滑片从B到A,接入电阻变小,总电阻$ R_{总} $减小,由$ I = \frac{U}{R_{总}} $可知,电路电流I变大,即电流表A示数变大。
2. 电表示数判断:
电压表$ V_1 $:$ U_1 = IR $,I变大、R不变,故$ U_1 $变大,V₁示数变大;
电压表$ V_2 $:由$ U_2 = U - U_1 $,U不变、$ U_1 $变大,故$ U_2 $变小,V₂示数变小。因此选项A(V₂示数变大)、B(电流变小、V₁示数变小)错误。
3. 变化量比值分析:
对$ \Delta U_1 $与$ \Delta I $:$ U_1 = IR $,则$ \Delta U_1 = \Delta I · R $,故$ \frac{\Delta U_1}{\Delta I} = R $,选项C(比值大于R)错误;
对$ \Delta U_2 $与$ \Delta I $:电源电压U不变,故$ \Delta U_2 = \Delta U_1 $,结合$ \Delta U_1 = \Delta I · R $,得$ \Delta U_2 = \Delta I · R $,即$ \frac{\Delta U_2}{\Delta I} = R $,选项D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,核心是明确各电表测量对象,利用电源电压不变推导电压变化量与电流变化量的关系,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 电路电流变化:滑动变阻器滑片从B到A,接入电阻变小,总电阻$ R_{总} $减小,由$ I = \frac{U}{R_{总}} $可知,电路电流I变大,即电流表A示数变大。
2. 电表示数判断:
电压表$ V_1 $:$ U_1 = IR $,I变大、R不变,故$ U_1 $变大,V₁示数变大;
电压表$ V_2 $:由$ U_2 = U - U_1 $,U不变、$ U_1 $变大,故$ U_2 $变小,V₂示数变小。因此选项A(V₂示数变大)、B(电流变小、V₁示数变小)错误。
3. 变化量比值分析:
对$ \Delta U_1 $与$ \Delta I $:$ U_1 = IR $,则$ \Delta U_1 = \Delta I · R $,故$ \frac{\Delta U_1}{\Delta I} = R $,选项C(比值大于R)错误;
对$ \Delta U_2 $与$ \Delta I $:电源电压U不变,故$ \Delta U_2 = \Delta U_1 $,结合$ \Delta U_1 = \Delta I · R $,得$ \Delta U_2 = \Delta I · R $,即$ \frac{\Delta U_2}{\Delta I} = R $,选项D正确。
【答案】D
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,核心是明确各电表测量对象,利用电源电压不变推导电压变化量与电流变化量的关系,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
8. 如图所示是小科利用实验室常用仪器,设计测量未知电阻$R_x$阻值的四种电路,电源电压恒定且未知,$R_0$是已知阻值的定值电阻,滑动变阻器$R$最大阻值未知,实验中只能闭合或断开开关及移动滑动变阻器滑片,其中能够测量出$R_x$阻值的电路()

A. 只有①② B. 只有②③
C. 只有②③④ D. ①②③④
9. (2024·泸州中考)某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究,选用了3 V的电源、待测电阻$R_x$、电阻箱、电压表、开关和导线若干。

(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3 V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是。
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表的示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为V;此时,电阻箱的示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为$\Omega$,$R_x$的阻值为$\Omega$。
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值$R$和与之对应的电压表示数$U$,分别算出待测电阻$R_x$的阻值,求其平均值是为了;利用测得的多组数据,描绘出电压$U$随电阻$R$的变化关系图像如下图,其中正确的是。


A. 只有①② B. 只有②③
C. 只有②③④ D. ①②③④
9. (2024·泸州中考)某校物理兴趣小组在课后拓展活动中对一未知电阻进行探究,选用了3 V的电源、待测电阻$R_x$、电阻箱、电压表、开关和导线若干。
(1)连接好如图甲所示的电路后,闭合开关,电压表示数约为3 V,无论怎样调节电阻箱,电压表示数几乎不变,其原因可能是。
(2)排除故障后,调节电阻箱,电压表的示数如图乙所示,则电阻箱两端的电压为V;此时,电阻箱的示数如图丙所示,则电阻箱接入电路的阻值为$\Omega$,$R_x$的阻值为$\Omega$。
(3)同学们交流中发现,电阻箱接入电路的阻值不同,电压表示数不同。当电阻箱接入电路的阻值增大时,电压表示数将(填“变大”“变小”或“不变”)。
(4)同学们进行了深入探究,闭合开关,多次调节电阻箱,记录电阻箱接入电路的阻值$R$和与之对应的电压表示数$U$,分别算出待测电阻$R_x$的阻值,求其平均值是为了;利用测得的多组数据,描绘出电压$U$随电阻$R$的变化关系图像如下图,其中正确的是。
答案
(1) $\boldsymbol{R_x}$断路(合理即可)
(2) $\boldsymbol{0.6}$;$\boldsymbol{5}$;$\boldsymbol{20}$
(3) $\boldsymbol{变小}$
(4) $\boldsymbol{减小实验误差}$;$\boldsymbol{B}$
(2) $\boldsymbol{0.6}$;$\boldsymbol{5}$;$\boldsymbol{20}$
(3) $\boldsymbol{变小}$
(4) $\boldsymbol{减小实验误差}$;$\boldsymbol{B}$
解析
【分析】
本题围绕测量未知电阻的实验展开,需分小问逐步分析:
1. 第(1)问:电路为电阻箱与$R_x$串联,电压表测对应元件电压,闭合开关后电压表示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,故障为$R_x$断路;
2. 第(2)问:先读取电压表量程和示数,再读取电阻箱阻值,利用串联电路电压规律和欧姆定律,通过电阻箱的电压、阻值算出电路电流,进而求出$R_x$阻值;
3. 第(3)问:根据串联分压规律,电阻箱阻值增大时,其分压变大,电源电压不变,对应元件分压变化,判断电压表示数变化;
4. 第(4)问:多次测量求平均值的目的是减小误差,根据串联分压公式分析电压随电阻的变化关系,判断图像。
【解析】
(1) 电路中电阻箱与$R_x$串联,电压表测电阻箱两端电压。闭合开关后电压表示数约为电源电压,说明电压表串联在电路中,故障原因是$\boldsymbol{R_x}$断路(合理即可)。
(2) 电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为$\boldsymbol{0.6}$ V;电阻箱读数为各旋钮对应数值之和,接入阻值为$\boldsymbol{5}$ Ω;串联电路电流处处相等,电路电流$I=\frac{U_{箱}}{R_{箱}}=\frac{0.6V}{5Ω}=0.12A$,$R_x$两端电压$U_x=3V - 0.6V=2.4V$,故$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{2.4V}{0.12A}=\boldsymbol{20}$ Ω。
(3) 电阻箱与$R_x$串联,当电阻箱接入阻值增大时,根据串联分压规律,电阻箱两端电压变大,电源电压恒定,$R_x$两端电压(电压表测$R_x$)变小,故电压表示数$\boldsymbol{变小}$。
(4) 多次调节电阻箱并计算$R_x$阻值,求平均值是为了$\boldsymbol{减小实验误差}$;根据串联分压公式$U=\frac{R}{R+R_x}U_{总}$,$U$随$R$增大而增大,且为非线性关系,故正确图像为$\boldsymbol{B}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{R_x}$断路(合理即可)
(2) $\boldsymbol{0.6}$;$\boldsymbol{5}$;$\boldsymbol{20}$
(3) $\boldsymbol{变小}$
(4) $\boldsymbol{减小实验误差}$;$\boldsymbol{B}$
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、电路故障分析
【点评】
本题为中考典型实验题,结合电路故障分析、欧姆定律、串联分压等核心知识点,考查学生对实验原理的理解和应用能力,注重逻辑推导与计算的结合。
【难度系数】
0.5
本题围绕测量未知电阻的实验展开,需分小问逐步分析:
1. 第(1)问:电路为电阻箱与$R_x$串联,电压表测对应元件电压,闭合开关后电压表示数接近电源电压,说明电压表串联接入电路,故障为$R_x$断路;
2. 第(2)问:先读取电压表量程和示数,再读取电阻箱阻值,利用串联电路电压规律和欧姆定律,通过电阻箱的电压、阻值算出电路电流,进而求出$R_x$阻值;
3. 第(3)问:根据串联分压规律,电阻箱阻值增大时,其分压变大,电源电压不变,对应元件分压变化,判断电压表示数变化;
4. 第(4)问:多次测量求平均值的目的是减小误差,根据串联分压公式分析电压随电阻的变化关系,判断图像。
【解析】
(1) 电路中电阻箱与$R_x$串联,电压表测电阻箱两端电压。闭合开关后电压表示数约为电源电压,说明电压表串联在电路中,故障原因是$\boldsymbol{R_x}$断路(合理即可)。
(2) 电压表选用0~3V量程,分度值为0.1V,示数为$\boldsymbol{0.6}$ V;电阻箱读数为各旋钮对应数值之和,接入阻值为$\boldsymbol{5}$ Ω;串联电路电流处处相等,电路电流$I=\frac{U_{箱}}{R_{箱}}=\frac{0.6V}{5Ω}=0.12A$,$R_x$两端电压$U_x=3V - 0.6V=2.4V$,故$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{2.4V}{0.12A}=\boldsymbol{20}$ Ω。
(3) 电阻箱与$R_x$串联,当电阻箱接入阻值增大时,根据串联分压规律,电阻箱两端电压变大,电源电压恒定,$R_x$两端电压(电压表测$R_x$)变小,故电压表示数$\boldsymbol{变小}$。
(4) 多次调节电阻箱并计算$R_x$阻值,求平均值是为了$\boldsymbol{减小实验误差}$;根据串联分压公式$U=\frac{R}{R+R_x}U_{总}$,$U$随$R$增大而增大,且为非线性关系,故正确图像为$\boldsymbol{B}$。
【答案】
(1) $\boldsymbol{R_x}$断路(合理即可)
(2) $\boldsymbol{0.6}$;$\boldsymbol{5}$;$\boldsymbol{20}$
(3) $\boldsymbol{变小}$
(4) $\boldsymbol{减小实验误差}$;$\boldsymbol{B}$
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用、电路故障分析
【点评】
本题为中考典型实验题,结合电路故障分析、欧姆定律、串联分压等核心知识点,考查学生对实验原理的理解和应用能力,注重逻辑推导与计算的结合。
【难度系数】
0.5
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