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11 [2025连云港中考]某兴趣小组想设计一种能自动测定光照强度的装置,当光照强度增强时,光敏电阻$R_x$的阻值变小,光照强度显示器(由电压表改装而成)示数增大,反之示数减小。若电源电压不变,$R_0$是定值电阻,则下列设计的电路图中符合要求的是 (
C
)答案
C A(×)$R_x$和$R_0$并联,显示器(电压表)并联在电源两端,测电源电压,光照强度改变时,显示器示数不变。
B(×)$R_x$和$R_0$串联,显示器(电压表)测$R_x$两端电压。光照强度增强时,$R_x$的阻值变小,根据串联电路的分压原理可知,$R_x$两端电压变小,故显示器示数变小。
C(√)$R_x$和$R_0$串联,显示器(电压表)测$R_0$两端电压。光照强度增强时,$R_x$的阻值变小,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可知,电路电流变大,则$R_0$两端电压变大,故显示器示数变大。
D(×)$R_x$和$R_0$串联,显示器(电压表)测电源电压,光照强度改变时,显示器示数不变。
B(×)$R_x$和$R_0$串联,显示器(电压表)测$R_x$两端电压。光照强度增强时,$R_x$的阻值变小,根据串联电路的分压原理可知,$R_x$两端电压变小,故显示器示数变小。
C(√)$R_x$和$R_0$串联,显示器(电压表)测$R_0$两端电压。光照强度增强时,$R_x$的阻值变小,根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可知,电路电流变大,则$R_0$两端电压变大,故显示器示数变大。
D(×)$R_x$和$R_0$串联,显示器(电压表)测电源电压,光照强度改变时,显示器示数不变。
解析
【分析】
要解决此题，需明确题目要求：光照增强时光敏电阻$R_x$阻值变小，电压表改装的显示器示数需随光照增强而增大。解题时，先分析每个选项的电路连接方式，确定电压表测量的电压对象，再结合串并联电路特点和欧姆定律，判断电压表示数的变化是否符合要求。
【解析】
选项A：$R_x$与$R_0$并联，显示器（电压表）并联在电源两端，测量电源电压。电源电压不变，因此光照变化时显示器示数始终不变，不符合要求，排除。
选项B：$R_x$与$R_0$串联，显示器测$R_x$两端电压。光照增强时$R_x$阻值变小，根据串联分压原理，$R_x$两端电压$U_x=\frac{R_x}{R_0+R_x}U_{总}$，$R_x$变小则$U_x$变小，显示器示数减小，不符合要求，排除。
选项C：$R_x$与$R_0$串联，显示器测$R_0$两端电压。光照增强时$R_x$阻值变小，电路总电阻$R_{总}=R_0+R_x$变小，电源电压$U_{总}$不变，由欧姆定律$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}$得电路电流$I$变大；定值电阻$R_0$两端电压$U_0=IR_0$，$I$变大则$U_0$变大，即显示器示数增大，符合要求。
选项D：$R_x$与$R_0$串联，显示器并联在电源两端，测量电源电压，电源电压不变，光照变化时显示器示数不变，不符合要求，排除。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串联电路分压规律、电压表的使用
【点评】
本题为电路动态分析题，需明确电路连接方式和电压表测量对象，结合光敏电阻特性与欧姆定律分析电压变化，考查基础电路知识的应用。
【难度系数】
0.5
要解决此题，需明确题目要求：光照增强时光敏电阻$R_x$阻值变小，电压表改装的显示器示数需随光照增强而增大。解题时，先分析每个选项的电路连接方式，确定电压表测量的电压对象，再结合串并联电路特点和欧姆定律，判断电压表示数的变化是否符合要求。
【解析】
选项A：$R_x$与$R_0$并联，显示器（电压表）并联在电源两端，测量电源电压。电源电压不变，因此光照变化时显示器示数始终不变，不符合要求，排除。
选项B：$R_x$与$R_0$串联，显示器测$R_x$两端电压。光照增强时$R_x$阻值变小，根据串联分压原理，$R_x$两端电压$U_x=\frac{R_x}{R_0+R_x}U_{总}$，$R_x$变小则$U_x$变小，显示器示数减小，不符合要求，排除。
选项C：$R_x$与$R_0$串联，显示器测$R_0$两端电压。光照增强时$R_x$阻值变小，电路总电阻$R_{总}=R_0+R_x$变小，电源电压$U_{总}$不变，由欧姆定律$I=\frac{U_{总}}{R_{总}}$得电路电流$I$变大；定值电阻$R_0$两端电压$U_0=IR_0$，$I$变大则$U_0$变大，即显示器示数增大，符合要求。
选项D：$R_x$与$R_0$串联，显示器并联在电源两端，测量电源电压，电源电压不变，光照变化时显示器示数不变，不符合要求，排除。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串联电路分压规律、电压表的使用
【点评】
本题为电路动态分析题，需明确电路连接方式和电压表测量对象，结合光敏电阻特性与欧姆定律分析电压变化，考查基础电路知识的应用。
【难度系数】
0.5
12 如图甲是非接触式红外线测温枪，图乙是它的工作原理图。$R_0$是定值电阻，$R$是红外线热敏电阻，其阻值随人体温度变化的图像如图丙。对该电路分析正确的是 （
A.体温越高，$R$的阻值越大
B.体温越高，电压表示数越大
C.体温越高，电压表示数越小
D.体温越高，电路中的电流越小
B
）A.体温越高，$R$的阻值越大
B.体温越高，电压表示数越大
C.体温越高，电压表示数越小
D.体温越高，电路中的电流越小
答案
B 由题图丙可知,热敏电阻R的阻值随温度的升高而减小,A错误;由题图乙可知,定值电阻$R_0$和热敏电阻R串联,电压表测定值电阻$R_0$两端的电压,当人的体温升高时,R的阻值减小,电路的总电阻减小,根据欧姆定律可知,电路中的电流增大,由$U=IR$可知,定值电阻$R_0$两端的电压增大,即电压表示数增大,故B正确,C、D错误。
解析
【分析】
本题考查串联电路和欧姆定律的应用，解题思路为：先从图丙获取热敏电阻R的阻值随温度的变化规律，再明确图乙中电路的连接方式（R₀与R串联，电压表测R₀两端电压），接着根据体温变化判断R的阻值变化，进而分析总电阻、电路电流及电压表示数的变化，逐一判断选项的正误。
【解析】
1. 分析热敏电阻的阻值变化：由图丙可知，热敏电阻R的阻值随人体温度升高而减小，因此体温越高，R的阻值越小，故选项A错误。
2. 分析电路总电阻与电流：图乙中R₀与R串联，当体温升高时，R的阻值减小，电路总电阻R总=R₀+R减小；电源电压不变，根据欧姆定律I=U总/R总，电路中的电流I增大，故选项D错误。
3. 分析电压表示数：电压表测定值电阻R₀两端的电压，根据U₀=IR₀，R₀为定值电阻，电流I增大时，R₀两端的电压U₀增大，即电压表示数变大，因此选项B正确，C错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题结合实际测温枪的电路，考查串联电路中电阻、电流、电压的变化规律，核心是从图像中提取热敏电阻的阻值随温度的变化关系，再结合欧姆定律分析，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
本题考查串联电路和欧姆定律的应用，解题思路为：先从图丙获取热敏电阻R的阻值随温度的变化规律，再明确图乙中电路的连接方式（R₀与R串联，电压表测R₀两端电压），接着根据体温变化判断R的阻值变化，进而分析总电阻、电路电流及电压表示数的变化，逐一判断选项的正误。
【解析】
1. 分析热敏电阻的阻值变化：由图丙可知，热敏电阻R的阻值随人体温度升高而减小，因此体温越高，R的阻值越小，故选项A错误。
2. 分析电路总电阻与电流：图乙中R₀与R串联，当体温升高时，R的阻值减小，电路总电阻R总=R₀+R减小；电源电压不变，根据欧姆定律I=U总/R总，电路中的电流I增大，故选项D错误。
3. 分析电压表示数：电压表测定值电阻R₀两端的电压，根据U₀=IR₀，R₀为定值电阻，电流I增大时，R₀两端的电压U₀增大，即电压表示数变大，因此选项B正确，C错误。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题结合实际测温枪的电路，考查串联电路中电阻、电流、电压的变化规律，核心是从图像中提取热敏电阻的阻值随温度的变化关系，再结合欧姆定律分析，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.7
13 [2024 广西中考]公路部门往往通过地磅检测汽车载重情况。图甲是跨学科学习团队设计的可视化地磅的电路原理图,主要由踏板(重力不计)、压力传感器R、显示承重的仪表(实质为电流表,测量范围为0~0.6 A)等组成,R的阻值与所受压力F的大小关系如图乙所示。电源电压为12 V,定值电阻$R_0$的阻值为5 Ω,闭合开关。(g取10 N/kg)
(1)当R的阻值为35 Ω时,求电路中的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4 A时,求地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
(1)当R的阻值为35 Ω时,求电路中的电流;
(2)当通过电路的电流为0.4 A时,求地磅的测量值;
(3)为了增加地磅的最大测量值,请你写出一种可行的方案,并列出关系式进行说明。
答案
解:(1)由题图甲可知,R、$R_0$串联,电流表测量电路中的电流。
当R的阻值为35 Ω时,电路总电阻$R_总=R+R_0=35\ \Omega+5\ \Omega=40\ \Omega$,
电路中的电流$I=\frac{U}{R_总}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
(2)当通过电路的电流为0.4 A时,电路的总电阻$R_总'=\frac{U}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$,
R与$R_0$串联,此时R的阻值$R'=R_总'-R_0=30\ \Omega-5\ \Omega=25\ \Omega$,
由题图乙可知,地磅受到的压力$F=1×10^4\ \mathrm{N}$,即地磅测量的重力$G=F=1×10^4\ \mathrm{N}$,
则地磅的测量值$m=\frac{G}{g}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1\ 000\ \mathrm{kg}$。
(3)要增大地磅的最大测量值,可行的方案是适当增大$R_0$的阻值(或适当减小电源电压或适当增大电流表的测量范围,写出任意一种即可)。
根据题图乙可知,F越大,R越小,结合题图甲可知,R越小,电流表示数越大,当电流表示数达到最大测量值时,地磅测量值最大。
设电流表的测量范围为0~$I_\mathrm{max}$,
地磅达到最大测量值时,根据欧姆定律可得,电路的总电阻$R_总''=\frac{U}{I_\mathrm{max}}$,
根据串联电路的电阻特点可知,$R_总''=R+R_0$,
则$R=\frac{U}{I_\mathrm{max}} - R_0$,
由上式可知,U越小、$I_\mathrm{max}$越大、$R_0$越大,则R越小,地磅测量值越大。
因此,所选方案可行。
当R的阻值为35 Ω时,电路总电阻$R_总=R+R_0=35\ \Omega+5\ \Omega=40\ \Omega$,
电路中的电流$I=\frac{U}{R_总}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
(2)当通过电路的电流为0.4 A时,电路的总电阻$R_总'=\frac{U}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$,
R与$R_0$串联,此时R的阻值$R'=R_总'-R_0=30\ \Omega-5\ \Omega=25\ \Omega$,
由题图乙可知,地磅受到的压力$F=1×10^4\ \mathrm{N}$,即地磅测量的重力$G=F=1×10^4\ \mathrm{N}$,
则地磅的测量值$m=\frac{G}{g}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1\ 000\ \mathrm{kg}$。
(3)要增大地磅的最大测量值,可行的方案是适当增大$R_0$的阻值(或适当减小电源电压或适当增大电流表的测量范围,写出任意一种即可)。
根据题图乙可知,F越大,R越小,结合题图甲可知,R越小,电流表示数越大,当电流表示数达到最大测量值时,地磅测量值最大。
设电流表的测量范围为0~$I_\mathrm{max}$,
地磅达到最大测量值时,根据欧姆定律可得,电路的总电阻$R_总''=\frac{U}{I_\mathrm{max}}$,
根据串联电路的电阻特点可知,$R_总''=R+R_0$,
则$R=\frac{U}{I_\mathrm{max}} - R_0$,
由上式可知,U越小、$I_\mathrm{max}$越大、$R_0$越大,则R越小,地磅测量值越大。
因此,所选方案可行。
解析
【分析】
本题是串联电路欧姆定律的实际应用问题，解题思路如下：
1. 第(1)问：明确电路为R与R₀串联，已知R的阻值，先计算总电阻，再根据欧姆定律求电路电流；
2. 第(2)问：已知电路电流，由欧姆定律求总电阻，减去R₀得到此时R的阻值，从图乙中找到对应R的压力F，再通过G=F、m=G/g计算测量质量；
3. 第(3)问：地磅最大测量值对应电流表满偏时的压力，结合欧姆定律和串联电阻特点，分析影响最大压力的因素，得出可行方案。
【解析】
解：(1) 由图甲可知，R与R₀串联，电流表测电路电流。当R=35Ω时，电路总电阻：
$R_{总}=R+R_0=35\ \Omega+5\ \Omega=40\ \Omega$，
根据欧姆定律，电路电流：
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
(2) 当电路电流$I'=0.4\ \mathrm{A}$时，电路总电阻：
$R_{总}'=\frac{U}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$，
此时压力传感器的阻值：
$R'=R_{总}'-R_0=30\ \Omega-5\ \Omega=25\ \Omega$，
由图乙可知，当R=25Ω时，对应的压力$F=1×10^4\ \mathrm{N}$，即地磅测量的重力$G=F=1×10^4\ \mathrm{N}$，
则地磅的测量质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1000\ \mathrm{kg}$。
(3) 要增大地磅的最大测量值，可行方案：适当增大定值电阻$R_0$的阻值（或适当减小电源电压、适当增大电流表的测量范围）。
分析：地磅最大测量值对应电流表达到最大测量值$I_\mathrm{max}$时的压力，此时电路总电阻$R_{总}''=\frac{U}{I_\mathrm{max}}$，由串联电阻特点得$R=R_{总}''-R_0=\frac{U}{I_\mathrm{max}}-R_0$；由图乙知，压力F越大，R越小，要使F更大，需R更小，因此减小U、增大$I_\mathrm{max}$、增大$R_0$均可使R更小，对应F更大，故方案可行。
【答案】
(1) 0.3 A；(2) 1000 kg；(3) 示例：适当增大$R_0$的阻值，关系式为$R=\frac{U}{I_\mathrm{max}}-R_0$，U越小、$I_\mathrm{max}$越大、$R_0$越大，R越小，最大测量值越大。
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、压力与电阻的关系
【点评】
本题结合地磅实际场景考查欧姆定律的应用，需掌握串联电路电阻规律，能从图像中读取对应数据，第三问为开放性问题，考查学生的分析推理能力，体现物理知识的实用性。
【难度系数】
0.6
本题是串联电路欧姆定律的实际应用问题，解题思路如下：
1. 第(1)问：明确电路为R与R₀串联，已知R的阻值，先计算总电阻，再根据欧姆定律求电路电流；
2. 第(2)问：已知电路电流，由欧姆定律求总电阻，减去R₀得到此时R的阻值，从图乙中找到对应R的压力F，再通过G=F、m=G/g计算测量质量；
3. 第(3)问：地磅最大测量值对应电流表满偏时的压力，结合欧姆定律和串联电阻特点，分析影响最大压力的因素，得出可行方案。
【解析】
解：(1) 由图甲可知，R与R₀串联，电流表测电路电流。当R=35Ω时，电路总电阻：
$R_{总}=R+R_0=35\ \Omega+5\ \Omega=40\ \Omega$，
根据欧姆定律，电路电流：
$I=\frac{U}{R_{总}}=\frac{12\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
(2) 当电路电流$I'=0.4\ \mathrm{A}$时，电路总电阻：
$R_{总}'=\frac{U}{I'}=\frac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$，
此时压力传感器的阻值：
$R'=R_{总}'-R_0=30\ \Omega-5\ \Omega=25\ \Omega$，
由图乙可知，当R=25Ω时，对应的压力$F=1×10^4\ \mathrm{N}$，即地磅测量的重力$G=F=1×10^4\ \mathrm{N}$，
则地磅的测量质量：
$m=\frac{G}{g}=\frac{1×10^4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=1000\ \mathrm{kg}$。
(3) 要增大地磅的最大测量值，可行方案：适当增大定值电阻$R_0$的阻值（或适当减小电源电压、适当增大电流表的测量范围）。
分析：地磅最大测量值对应电流表达到最大测量值$I_\mathrm{max}$时的压力，此时电路总电阻$R_{总}''=\frac{U}{I_\mathrm{max}}$，由串联电阻特点得$R=R_{总}''-R_0=\frac{U}{I_\mathrm{max}}-R_0$；由图乙知，压力F越大，R越小，要使F更大，需R更小，因此减小U、增大$I_\mathrm{max}$、增大$R_0$均可使R更小，对应F更大，故方案可行。
【答案】
(1) 0.3 A；(2) 1000 kg；(3) 示例：适当增大$R_0$的阻值，关系式为$R=\frac{U}{I_\mathrm{max}}-R_0$，U越小、$I_\mathrm{max}$越大、$R_0$越大，R越小，最大测量值越大。
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、压力与电阻的关系
【点评】
本题结合地磅实际场景考查欧姆定律的应用，需掌握串联电路电阻规律，能从图像中读取对应数据，第三问为开放性问题，考查学生的分析推理能力，体现物理知识的实用性。
【难度系数】
0.6
