5. 在串联电路中加上电流表和电压表(数据变化直观可测)
▶电源电压一定,滑片移动影响串联电路总电阻和电路电流

当$R_2$的滑片向右移动时,$R_2$,电压表V的示数,电流表A的示数,电压表$V_1$的示数,电压表$V_2$的示数。(均填“增大”“减小”或“不变”)

增大 不变 减小 减小 增大

【分析】
首先明确电路连接：R₁与R₂串联，电流表测电路总电流；电压表V测电源电压，V₁测R₁两端电压，V₂测R₂两端电压。解题时，先判断滑片移动时滑动变阻器R₂的阻值变化，再结合欧姆定律、串联电路电压规律分析各电表示数的变化。
【解析】
1. 滑动变阻器R₂的滑片向右移动，接入电路的电阻丝变长，因此R₂的阻值增大；
2. 电压表V并联在电源两端，电源电压恒定，所以电压表V的示数不变；
3. 电路总电阻R总=R₁+R₂，R₂增大则总电阻增大，电源电压U不变，根据欧姆定律I=U/R总，电路电流减小，因此电流表A的示数减小；
4. R₁为定值电阻，由U₁=IR₁可知，电流I减小、R₁不变，所以R₁两端电压（即V₁的示数）减小；
5. 根据串联电路电压规律U=U₁+U₂，可得U₂=U-U₁，电源电压U不变，U₁减小，因此R₂两端电压（即V₂的示数）增大。
【答案】
增大 不变 减小 减小 增大
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、滑动变阻器
【点评】
本题为串联电路动态分析题，需先明确各电表测量对象，再结合滑动变阻器阻值变化、欧姆定律和串联电路特点推导，是初中电学的基础题型。
【难度系数】
0.5

6.加入数形结合思想
6.1串联电路数据图表化(敏感电阻图像)

温度升高时,热敏电阻$R_2$,电压表V的示数,电流表A的示数,电压表$\mathrm{V}_1$的示数,电压表$\mathrm{V}_2$的示数。(均填“增大”“减小”或“不变”)

增大 不变 减小 减小 增大

【分析】首先明确电路结构：R₁与R₂串联，电压表V测电源总电压，V₁测R₁两端电压，V₂测R₂两端电压，电流表测电路电流。结合右侧图像可知，温度升高时热敏电阻R₂的阻值增大。接下来根据串联电路特点和欧姆定律，逐步分析各物理量的变化：电源电压不变，总电阻随R₂增大而变化，进而影响电路电流，再结合定值电阻的电压规律推导各电压表示数。
【解析】由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表V测电源电压，V₁测R₁两端电压，V₂测R₂两端电压，电流表测电路电流。由R₂的阻值随温度变化的图像可知，温度升高时，热敏电阻R₂的阻值增大。
1. 电源电压保持不变，因此电压表V的示数不变；
2. 电路总电阻R总 = R₁ + R₂，R₂增大则总电阻增大，根据欧姆定律I = U/R总，电源电压U不变，总电阻增大，电路电流I减小，故电流表A的示数减小；
3. R₁为定值电阻，其两端电压U₁ = I R₁，电流I减小，R₁不变，所以U₁减小，即电压表V₁的示数减小；
4. 串联电路总电压等于各部分电压之和，即U = U₁ + U₂，因此U₂ = U - U₁，U不变，U₁减小，所以U₂增大，即电压表V₂的示数增大。
【答案】增大 不变 减小 减小 增大
【知识点】串联电路规律、欧姆定律、热敏电阻特性
【点评】本题结合热敏电阻的阻值变化图像，考查串联电路的电压、电流规律及欧姆定律的应用，需明确各电表测量对象，结合电阻变化分析电路的电流、电压变化，体现了数形结合的思想。
【难度系数】0.5

6.2 串联电路数据图表化(电压表测定值电阻图像)

当滑动变阻器$R_2$的滑片从$b$移动到$a$时,两表的$U-I$关系如图乙所示,则$U=\_\_\_\_\_\_\mathrm{V},R_1=\_\_\_\_\_\_\Omega,R_{2\mathrm{max}}=\_\_\_\_\_\_\Omega$。

6 10 20

【分析】
首先明确电路结构：R₁与R₂串联，电压表测定值电阻R₁两端电压，电流表测电路电流。当滑动变阻器滑片从b端移到a端时，R₂接入电路的电阻减小，电路总电阻变小，电流增大；根据U=IR₁（R₁为定值），R₁两端电压随电流增大而增大，因此图乙中电压随电流增大的图线是R₁的U-I关系。解题时需结合串联电路特点、欧姆定律，利用图像数据计算电源电压、R₁阻值和滑动变阻器最大阻值。
【解析】
1. 确定电源电压：当滑片在a端时，R₂接入电阻为0，电路仅含R₁，此时电流最大，对应图乙中I=0.6A、U=6V，因此电源电压U=6V。
2. 计算R₁的阻值：根据欧姆定律R=U/I，取图中R₁的一组数据（如I=0.6A时U=6V），得R₁=6V/0.6A=10Ω（或I=0.2A时U=2V，计算得R₁=2V/0.2A=10Ω，结果一致）。
3. 计算滑动变阻器最大阻值R₂max：当滑片在b端时，R₂接入电阻最大，电路电流最小，对应图中I'=0.2A，此时电路总电阻R总=U/I'=6V/0.2A=30Ω；根据串联电路电阻特点，R₂max=R总-R₁=30Ω-10Ω=20Ω。
【答案】
6；10；20
【知识点】
串联电路特点；欧姆定律；U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路规律与U-I图像，考查欧姆定律的应用，关键是判断R₁的U-I图线，以及滑片在不同位置的电路状态，需掌握图像与电路的结合分析方法，属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.5

＞(1)通过题2、题3理解题4,题4是理解串联电路中动态问题的关键。
该串联电路中,电源电压的大小一定,通过改变滑动变阻器接入电路阻值大小改变定值电阻和滑动变阻器两端电压。
(2)思考如何利用欧姆定律和串联电路的规律解决问题。
＞(1)先识别电路的连接方式,这一步需要把电表去掉,将电流表看作导线,将电压表看作断路。
(2)找电表的测量对象。
(3)运用规律解决问题。
＞找到敏感电阻的阻值是如何随环境的变化而变化的,是解决此类问题的关键。
＞当滑动变阻器的滑片由$b→a$的过程中,定值电阻两端的电压随电流的增大而增大。故当滑片在$b$点时,对应的坐标点为$(0.2\ \mathrm{A},2\ \mathrm{V})$;当滑片在$a$点时,对应的坐标点为$(0.6\ \mathrm{A},6\ \mathrm{V})$。代入数据即可求解。
6.3 串联电路数据图表化(电压表测滑阻图像)

当滑动变阻器$R_2$的滑片从$b$移动到$a$时,两电表的$U'-I$关系如图乙所示,则$U=$V,$R_1=$Ω,$R_{2\mathrm{max}}=$Ω。

6 10 20

【分析】首先识别电路：R₁与R₂串联，电流表测电路电流，电压表测滑动变阻器R₂两端电压。根据串联电路规律，电源电压U恒定，当滑动变阻器滑片移动时，总电阻变化导致电流变化，R₂两端电压随之改变。从图乙可知，滑片在a端时R₂接入阻值为0，电压表示数为0，电流最大；滑片在b端时R₂接入最大阻值，电流最小，电压表示数最大。利用电源电压不变，结合欧姆定律建立方程即可求解。
【解析】
1. 电路分析：R₁与R₂串联，电流表测电路电流，电压表测R₂两端电压。
2. 当滑片在a端时，R₂接入电阻为0，电压表示数为0，电流I₁=0.6A，此时电源电压：$U = I_1R_1 = 0.6A × R_1$ ①
3. 当滑片在b端时，R₂接入最大阻值，电流I₂=0.2A，电压表示数U₂=4V，此时电源电压：$U = I_2R_1 + U_2 = 0.2A × R_1 + 4V$ ②
4. 联立①②，电源电压相等：$0.6R_1 = 0.2R_1 + 4V$，解得$R_1 = 10Ω$。
5. 将$R_1=10Ω$代入①，得电源电压$U=0.6A×10Ω=6V$。
6. 计算R₂最大阻值：滑片在b端时，$R_{2max}=\frac{U_2}{I_2}=\frac{4V}{0.2A}=20Ω$。
【答案】6；10；20
【知识点】串联电路规律、欧姆定律应用、U-I图像分析
【点评】本题结合串联电路特点和U-I图像，考查欧姆定律的应用，关键是明确滑片在不同位置的电路状态，利用电源电压不变建立方程求解，是串联电路动态分析的典型题型。
【难度系数】0.5