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15. 一位同学设计了一个风力估测仪,如图所示,O 是转动轴,OC 是金属杆,下面连接着一块受风板.无风时 OC 是竖直的,风越强,OC 偏转的角度越大,AB 是一段圆弧形电阻,P 点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点. 金属杆 OC 与圆弧形电阻 AB 组合在一起相当于一个
滑动变阻器
,测风力时,闭合开关 S,风越大,电阻 AB 接入电路的电阻越小
,电路中电流越大
,小灯泡的亮度越亮,因此利用此装置可以粗略地知道风力大小.答案
15. 滑动变阻器 小 大 解析:由题图可知,金属杆OC随受风板移动时,弧形电阻AB接入电路的阻值发生变化,所以金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个滑动变阻器;风越大,OC杆向左偏转的角度越大,弧形电阻AB接入电路的长度越小,则接入电路的电阻越小,电路的总电阻越小,电路中通过的电流越大,小灯泡越亮.
解析
【分析】
我们可以分三步梳理解题思路：第一步先观察装置的工作特征，金属杆OC转动时，带动P点在弧形电阻AB上滑动，能够改变接入电路的电阻丝长度，这和滑动变阻器的核心工作特点完全吻合，由此可以确定第一个空的答案。第二步分析风力变大时的电阻变化：风向左吹动受风板，风力越大，OC向左偏转的角度越大，弧形电阻接入电路的有效长度就越短，因此接入的电阻会变小。第三步结合欧姆定律推导电流变化：电源电压保持不变，电路总电阻越小，根据I=U/R的规律，电路中的电流就会越大，小灯泡就越亮，由此得到后两个空的答案。
【解析】
1. 滑动变阻器的本质是通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻，本题中金属杆OC和弧形电阻AB配合，可通过OC的转动改变接入电路的电阻丝长度，因此二者组合相当于滑动变阻器。
2. 风越大，OC向左偏转的角度越大，弧形电阻AB接入电路的有效长度越小，因此接入电路的电阻越小。
3. 电源电压恒定，电路总电阻越小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，电路中的电流就越大，小灯泡亮度越亮。
【答案】
滑动变阻器；小；大
【知识点】
滑动变阻器原理，欧姆定律应用，动态电路分析
【点评】
本题结合风力估测仪的生活化场景出题，将滑动变阻器的知识点融入实用装置中，既考察了滑动变阻器的核心工作原理，也结合基础的欧姆定律完成简单动态电路推导，难度较低，能帮助学生体会物理知识在生活中的实际应用，加深对滑动变阻器功能的理解。
【难度系数】
0.8
我们可以分三步梳理解题思路：第一步先观察装置的工作特征，金属杆OC转动时，带动P点在弧形电阻AB上滑动，能够改变接入电路的电阻丝长度，这和滑动变阻器的核心工作特点完全吻合，由此可以确定第一个空的答案。第二步分析风力变大时的电阻变化：风向左吹动受风板，风力越大，OC向左偏转的角度越大，弧形电阻接入电路的有效长度就越短，因此接入的电阻会变小。第三步结合欧姆定律推导电流变化：电源电压保持不变，电路总电阻越小，根据I=U/R的规律，电路中的电流就会越大，小灯泡就越亮，由此得到后两个空的答案。
【解析】
1. 滑动变阻器的本质是通过改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻，本题中金属杆OC和弧形电阻AB配合，可通过OC的转动改变接入电路的电阻丝长度，因此二者组合相当于滑动变阻器。
2. 风越大，OC向左偏转的角度越大，弧形电阻AB接入电路的有效长度越小，因此接入电路的电阻越小。
3. 电源电压恒定，电路总电阻越小，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，电路中的电流就越大，小灯泡亮度越亮。
【答案】
滑动变阻器；小；大
【知识点】
滑动变阻器原理，欧姆定律应用，动态电路分析
【点评】
本题结合风力估测仪的生活化场景出题，将滑动变阻器的知识点融入实用装置中，既考察了滑动变阻器的核心工作原理，也结合基础的欧姆定律完成简单动态电路推导，难度较低，能帮助学生体会物理知识在生活中的实际应用，加深对滑动变阻器功能的理解。
【难度系数】
0.8
16. 如图所示是一个未连接完整的实物电路,请根据要求,用笔画线代替导线完成电路连接. 要求:灯泡$\mathrm{L}_{1}$、$\mathrm{L}_{2}$并联,滑动变阻器只控制灯泡$\mathrm{L}_{2}$的亮度,滑动变阻器接入电路的阻值最大,电流表测量干路电流,导线不能交叉.
答案
16. 如图所示(答案不唯一)
解析:灯泡$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$并联,滑动变阻器控制灯泡$\mathrm{L}_{2}$的亮度,因此滑动变阻器与灯泡$\mathrm{L}_{2}$串联,开关闭合前,滑动变阻器滑片应移至阻值最大处,滑片在最左端,故灯泡$\mathrm{L}_{2}$与C或D接线柱相连,电流表测量总电流,应接在干路上.解析
【分析】
我们可以按照要求逐个拆解约束条件来梳理连接思路：1. 首先明确两灯并联的要求：L1和L2要各自形成独立支路，两端分别连通电源的正负极，互不影响。2. 滑动变阻器只控制L2，说明滑动变阻器必须串联在L2所在的支路中，不能接入L1的支路，这样滑动变阻器的阻值变化才只会改变L2的亮度，不会影响L1。3. 要求滑动变阻器接入阻值最大：滑动变阻器接入电路的是下接线柱到滑片之间的电阻丝，当前滑片P处于靠近左端C的位置，图中滑动变阻器已经接了右下的B接线柱，要让接入的电阻丝长度最长，就需要将L2的右端连接到滑动变阻器的左上接线柱C，此时B到滑片P的整段电阻丝全部接入电路，阻值达到最大。4. 电流表测量干路电流，说明电流表要串联在所有支路的公共干路上，保证所有支路的电流都经过电流表，同时满足电流正进负出的接线规则，最后调整连线路径保证导线不交叉即可。
【解析】
按照以下步骤完成电路连接：
1. 先处理L1支路：将灯泡L1右侧的接线柱直接连接到电流表正接线柱侧的干路节点，让L1直接形成独立支路，电流从干路流入L1后直接回到电源负极，不受滑动变阻器控制。
2. 再处理L2支路：将灯泡L2右侧的接线柱连接到滑动变阻器的左上接线柱C，此时L2和滑动变阻器串联在同一条支路中，滑动变阻器仅控制L2的亮度；由于滑动变阻器下接线柱接的是B，滑片在最左端，此时接入的电阻丝为B到P的全部长度，满足接入阻值最大的要求。
3. 检查电路：确认L1、L2两端都分别连通电源两极，属于并联结构，电流表在干路，所有导线无交叉，完全符合题目要求。
【答案】
【知识点】
滑动变阻器使用，并联电路连接，电流表使用
【点评】
本题是实物电路连线的典型考题，需要同时兼顾多个约束条件，学生容易出错的点集中在滑动变阻器接入最大阻值的判断、滑动变阻器仅控制指定用电器的支路划分，解题时可以逐个对应题目要求逐一验证连线，避免出现导线交叉、接线规则错误的问题。
【难度系数】
0.6
我们可以按照要求逐个拆解约束条件来梳理连接思路：1. 首先明确两灯并联的要求：L1和L2要各自形成独立支路，两端分别连通电源的正负极，互不影响。2. 滑动变阻器只控制L2，说明滑动变阻器必须串联在L2所在的支路中，不能接入L1的支路，这样滑动变阻器的阻值变化才只会改变L2的亮度，不会影响L1。3. 要求滑动变阻器接入阻值最大：滑动变阻器接入电路的是下接线柱到滑片之间的电阻丝，当前滑片P处于靠近左端C的位置，图中滑动变阻器已经接了右下的B接线柱，要让接入的电阻丝长度最长，就需要将L2的右端连接到滑动变阻器的左上接线柱C，此时B到滑片P的整段电阻丝全部接入电路，阻值达到最大。4. 电流表测量干路电流，说明电流表要串联在所有支路的公共干路上，保证所有支路的电流都经过电流表，同时满足电流正进负出的接线规则，最后调整连线路径保证导线不交叉即可。
【解析】
按照以下步骤完成电路连接：
1. 先处理L1支路：将灯泡L1右侧的接线柱直接连接到电流表正接线柱侧的干路节点，让L1直接形成独立支路，电流从干路流入L1后直接回到电源负极，不受滑动变阻器控制。
2. 再处理L2支路：将灯泡L2右侧的接线柱连接到滑动变阻器的左上接线柱C，此时L2和滑动变阻器串联在同一条支路中，滑动变阻器仅控制L2的亮度；由于滑动变阻器下接线柱接的是B，滑片在最左端，此时接入的电阻丝为B到P的全部长度，满足接入阻值最大的要求。
3. 检查电路：确认L1、L2两端都分别连通电源两极，属于并联结构，电流表在干路，所有导线无交叉，完全符合题目要求。
【答案】
【知识点】
滑动变阻器使用，并联电路连接，电流表使用
【点评】
本题是实物电路连线的典型考题，需要同时兼顾多个约束条件，学生容易出错的点集中在滑动变阻器接入最大阻值的判断、滑动变阻器仅控制指定用电器的支路划分，解题时可以逐个对应题目要求逐一验证连线，避免出现导线交叉、接线规则错误的问题。
【难度系数】
0.6
17. 如图所示的电路中,由于接线柱接触不良导致电路发生了断路故障.电路中仅有一处故障,且只发生在电阻$R_{1}$或$R_{2}$上.现通过接入一个电表来判断故障.
(1)应选择的方案是（
A. 将一个电流表接入$Q$点
B. 将一个电压表接入$Q$、$M$之间
C. 将一个电压表接入$M$、$N$之间
(2)选择方案后,请写出闭合开关$\mathrm{S}$后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:
(1)应选择的方案是（
A
）A. 将一个电流表接入$Q$点
B. 将一个电压表接入$Q$、$M$之间
C. 将一个电压表接入$M$、$N$之间
(2)选择方案后,请写出闭合开关$\mathrm{S}$后的操作、电表的示数变化情况及其对应的故障:
移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数有变化,则$R_1$断路
;若电流表示数不变,则$R_2$断路
.答案
17. (1)A (2)移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数有变化,则$R_1$断路;若电流表示数不变,则$R_2$断路 解析:由题图可知,$R_1$、$R_2$并联.将一个电流表接入$Q$点,此时电流表测量干路中的电流,移动滑动变阻器的滑片,若电流表示数不变,说明通过滑动变阻器的电流不变,所以故障是$R_2$断路;若电流表示数发生变化,则说明通过滑动变阻器的电流发生了改变,$R_2$所在支路是正常的,则故障是$R_1$断路,A方案可行;将一个电压表接入$Q$、$M$之间,电压表测量的是一段导线两端的电压,示数一直为零,不能检测出电路故障,B方案不可行;将一个电压表接入$M$、$N$之间,电压表测量的是电源电压,示数保持不变,不能检测出电路故障,C方案不可行.
解析
【分析】
首先先明确电路结构：由图可知R₁和R₂是并联关系，题目限定故障只有一处，且仅发生在R₁或R₂上的断路故障。接下来逐个分析三个方案的可行性：
1. 分析A方案：电流表接在干路的Q点，测量干路总电流。如果故障是R₁断路，电路中只有R₂支路工作，移动滑动变阻器滑片时R₂接入的阻值变化，支路电流就会变化，干路电流也会随之改变；如果故障是R₂断路，电路中只有定值电阻R₁支路工作，R₁阻值不变、电源电压不变，电路电流是固定值，移动滑片电流也不会变化，两种故障下电流表示数变化特征不同，可以区分故障。
2. 分析B方案：电压表接在Q、M之间，两点之间是导线，无论R₁还是R₂断路，电压表测的都是导线两端电压，示数始终为0，无法区分两种故障。
3. 分析C方案：电压表接在M、N之间，无论R₁还是R₂断路，电压表都能通过完好的支路连接到电源两极，始终显示电源电压，示数不会变化，也无法区分故障。
由此可以选出第一问的正确选项，再对应写出操作和故障判断结论即可。
【解析】
由题图可知，R₁与R₂并联，电路仅存在一处断路故障，故障位置为R₁或R₂：
1. 验证选项A：电流表接入Q点后测量干路总电流。若R₁断路，电路中只有滑动变阻器R₂接入电路，移动滑片时R₂接入阻值改变，根据欧姆定律I=U/R，电路电流会随之变化；若R₂断路，电路中只有定值电阻R₁接入电路，电源电压和R₁阻值均不变，电路电流为固定值，移动滑片电流表示数不会改变，两种故障的电表示数特征不同，可以完成故障判断，该方案可行。
2. 验证选项B：电压表接入Q、M之间，两点之间为导线，无论R₁还是R₂断路，电压表始终测量导线两端电压，示数恒为0，无法区分故障，该方案不可行。
3. 验证选项C：电压表接入M、N之间，无论R₁还是R₂断路，电压表都可通过完好的支路连接到电源正负极，始终测量电源电压，示数保持不变，无法区分故障，该方案不可行。
因此第一问选A，对应操作和故障判断逻辑为：闭合开关S后移动滑动变阻器的滑片，若电流表示数有变化，说明R₂支路正常，故障为R₁断路；若电流表示数不变，说明R₂支路无法正常工作，故障为R₂断路。
【答案】
(1)A (2)移动滑动变阻器的滑片，若电流表示数有变化，则$R_1$断路；若电流表示数不变，则$R_2$断路
【知识点】
并联电路故障判断，欧姆定律应用
【点评】
本题属于电路故障排查类题型，需要结合并联电路的工作特点，分析不同断路场景下电表示数的差异，排除无法区分故障的无效方案，对学生的逻辑推导能力有一定要求，解题的核心是抓住两种故障下可动元件对电表示数的不同影响。
【难度系数】
0.6
首先先明确电路结构：由图可知R₁和R₂是并联关系，题目限定故障只有一处，且仅发生在R₁或R₂上的断路故障。接下来逐个分析三个方案的可行性：
1. 分析A方案：电流表接在干路的Q点，测量干路总电流。如果故障是R₁断路，电路中只有R₂支路工作，移动滑动变阻器滑片时R₂接入的阻值变化，支路电流就会变化，干路电流也会随之改变；如果故障是R₂断路，电路中只有定值电阻R₁支路工作，R₁阻值不变、电源电压不变，电路电流是固定值，移动滑片电流也不会变化，两种故障下电流表示数变化特征不同，可以区分故障。
2. 分析B方案：电压表接在Q、M之间，两点之间是导线，无论R₁还是R₂断路，电压表测的都是导线两端电压，示数始终为0，无法区分两种故障。
3. 分析C方案：电压表接在M、N之间，无论R₁还是R₂断路，电压表都能通过完好的支路连接到电源两极，始终显示电源电压，示数不会变化，也无法区分故障。
由此可以选出第一问的正确选项，再对应写出操作和故障判断结论即可。
【解析】
由题图可知，R₁与R₂并联，电路仅存在一处断路故障，故障位置为R₁或R₂：
1. 验证选项A：电流表接入Q点后测量干路总电流。若R₁断路，电路中只有滑动变阻器R₂接入电路，移动滑片时R₂接入阻值改变，根据欧姆定律I=U/R，电路电流会随之变化；若R₂断路，电路中只有定值电阻R₁接入电路，电源电压和R₁阻值均不变，电路电流为固定值，移动滑片电流表示数不会改变，两种故障的电表示数特征不同，可以完成故障判断，该方案可行。
2. 验证选项B：电压表接入Q、M之间，两点之间为导线，无论R₁还是R₂断路，电压表始终测量导线两端电压，示数恒为0，无法区分故障，该方案不可行。
3. 验证选项C：电压表接入M、N之间，无论R₁还是R₂断路，电压表都可通过完好的支路连接到电源正负极，始终测量电源电压，示数保持不变，无法区分故障，该方案不可行。
因此第一问选A，对应操作和故障判断逻辑为：闭合开关S后移动滑动变阻器的滑片，若电流表示数有变化，说明R₂支路正常，故障为R₁断路；若电流表示数不变，说明R₂支路无法正常工作，故障为R₂断路。
【答案】
(1)A (2)移动滑动变阻器的滑片，若电流表示数有变化，则$R_1$断路；若电流表示数不变，则$R_2$断路
【知识点】
并联电路故障判断，欧姆定律应用
【点评】
本题属于电路故障排查类题型，需要结合并联电路的工作特点，分析不同断路场景下电表示数的差异，排除无法区分故障的无效方案，对学生的逻辑推导能力有一定要求，解题的核心是抓住两种故障下可动元件对电表示数的不同影响。
【难度系数】
0.6
