1.“乐思”小组在学习使用滑动变阻器的实验中,连接了如图所示的电路。下列分析正确的是(

A.若M接A点,N接B点,闭合开关,滑片P向左移,灯泡变亮
B.若M接C点,N接B点,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.若M接C点,N接B点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
D.若M接C点,N接D点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变亮
C
)A.若M接A点,N接B点,闭合开关,滑片P向左移,灯泡变亮
B.若M接C点,N接B点,闭合开关前,滑片P应移动到最左端
C.若M接C点,N接B点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变暗
D.若M接C点,N接D点,闭合开关,滑片P向右移,灯泡变亮
答案
1. C
解析
【分析】
本题考查滑动变阻器的使用及电路动态分析,核心是理解滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,需逐个分析选项中滑动变阻器的接线情况,判断接入的电阻丝段,再结合滑片移动时电阻变化,推导电流与灯泡亮度的变化,同时明确闭合开关前滑片应调至最大阻值处的规则。
【解析】
逐个分析选项:
选项A:若M接A点,N接B点,滑动变阻器接入全部电阻丝,滑片移动时接入电阻不变,电路电流不变,灯泡亮度不变,A错误。
选项B:若M接C点,N接B点,接入电路的电阻丝是B到滑片P的段,闭合开关前,滑片应调至最大阻值处(远离下接线柱B的位置,即最右端),而非最左端,B错误。
选项C:若M接C点,N接B点,接入电阻丝为B到P段;滑片向右移时,B到P的电阻丝长度变长,电阻变大,电路电流变小,灯泡变暗,C正确。
选项D:若M接C点,N接D点,滑动变阻器接入金属杆,电阻为0,滑片移动不改变电阻,电流不变,灯泡亮度不变,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑动变阻器的使用、电路动态分析
【点评】
本题围绕滑动变阻器的正确接法和电路动态变化展开,需掌握滑动变阻器“一上一下”的接线规则、电阻变化规律,是电学基础题型,侧重对基础知识点的应用。
【难度系数】
0.5
本题考查滑动变阻器的使用及电路动态分析,核心是理解滑动变阻器通过改变接入电路的电阻丝长度改变电阻,需逐个分析选项中滑动变阻器的接线情况,判断接入的电阻丝段,再结合滑片移动时电阻变化,推导电流与灯泡亮度的变化,同时明确闭合开关前滑片应调至最大阻值处的规则。
【解析】
逐个分析选项:
选项A:若M接A点,N接B点,滑动变阻器接入全部电阻丝,滑片移动时接入电阻不变,电路电流不变,灯泡亮度不变,A错误。
选项B:若M接C点,N接B点,接入电路的电阻丝是B到滑片P的段,闭合开关前,滑片应调至最大阻值处(远离下接线柱B的位置,即最右端),而非最左端,B错误。
选项C:若M接C点,N接B点,接入电阻丝为B到P段;滑片向右移时,B到P的电阻丝长度变长,电阻变大,电路电流变小,灯泡变暗,C正确。
选项D:若M接C点,N接D点,滑动变阻器接入金属杆,电阻为0,滑片移动不改变电阻,电流不变,灯泡亮度不变,D错误。
【答案】
C
【知识点】
滑动变阻器的使用、电路动态分析
【点评】
本题围绕滑动变阻器的正确接法和电路动态变化展开,需掌握滑动变阻器“一上一下”的接线规则、电阻变化规律,是电学基础题型,侧重对基础知识点的应用。
【难度系数】
0.5
2. 在“设计制作调光灯”的实践活动中,同学们用相同的铅笔芯、曲别针、导线夹、电源(电压不变)等器材设计了如图所示的四种方案(导线夹、曲别针和铅笔芯均接触良好),当曲别针从铅笔芯的一端滑动到另一端时,小灯泡的亮度变化最大的是 (

D
)答案
2. D
解析
【分析】要使小灯泡亮度变化最大,需滑动曲别针时电路中电阻变化最大。根据欧姆定律,电源电压不变时,电路电阻变化越大,电流变化越大,灯泡亮度变化越明显。需逐一分析各选项滑动曲别针时接入电路的铅笔芯电阻变化范围:
A选项:接入的铅笔芯长度变化范围小,电阻变化幅度小;
B选项:两根铅笔芯并联,滑动时总电阻变化幅度小;
C选项:两根铅笔芯串联,滑动时仅一根铅笔芯的电阻变化,总电阻变化小;
D选项:滑动曲别针时,接入电路的铅笔芯长度变化范围最大,电阻变化最大,电流变化最明显,灯泡亮度变化最大。
【解析】调光灯的原理是通过改变接入电路的电阻来改变电路电流,从而调节灯泡亮度。电源电压不变,电阻变化越大,电流变化越大,灯泡亮度变化越大:
1. A选项:曲别针滑动时,接入的铅笔芯长度变化范围有限,电阻变化小,灯泡亮度变化小;
2. B选项:两根铅笔芯并联,滑动曲别针时,总电阻为两根并联电阻,变化幅度小,灯泡亮度变化小;
3. C选项:两根铅笔芯串联接入,滑动曲别针时仅一根铅笔芯的电阻变化,总电阻变化小,灯泡亮度变化小;
4. D选项:滑动曲别针时,接入电路的铅笔芯长度从0到整个铅笔芯,电阻变化最大,电路电流变化最大,灯泡亮度变化最大。
【答案】D
【知识点】滑动变阻器、欧姆定律、电路分析
【点评】本题考查滑动变阻器在调光灯中的应用,需理解电阻变化对电流和灯泡亮度的影响,分析各电路的电阻变化范围是解题关键,属于电路应用类基础题。
【难度系数】0.5
A选项:接入的铅笔芯长度变化范围小,电阻变化幅度小;
B选项:两根铅笔芯并联,滑动时总电阻变化幅度小;
C选项:两根铅笔芯串联,滑动时仅一根铅笔芯的电阻变化,总电阻变化小;
D选项:滑动曲别针时,接入电路的铅笔芯长度变化范围最大,电阻变化最大,电流变化最明显,灯泡亮度变化最大。
【解析】调光灯的原理是通过改变接入电路的电阻来改变电路电流,从而调节灯泡亮度。电源电压不变,电阻变化越大,电流变化越大,灯泡亮度变化越大:
1. A选项:曲别针滑动时,接入的铅笔芯长度变化范围有限,电阻变化小,灯泡亮度变化小;
2. B选项:两根铅笔芯并联,滑动曲别针时,总电阻为两根并联电阻,变化幅度小,灯泡亮度变化小;
3. C选项:两根铅笔芯串联接入,滑动曲别针时仅一根铅笔芯的电阻变化,总电阻变化小,灯泡亮度变化小;
4. D选项:滑动曲别针时,接入电路的铅笔芯长度从0到整个铅笔芯,电阻变化最大,电路电流变化最大,灯泡亮度变化最大。
【答案】D
【知识点】滑动变阻器、欧姆定律、电路分析
【点评】本题考查滑动变阻器在调光灯中的应用,需理解电阻变化对电流和灯泡亮度的影响,分析各电路的电阻变化范围是解题关键,属于电路应用类基础题。
【难度系数】0.5
3. (2026济南高新区一模)要测量一个阻值约为500 Ω的电阻$R_x$。提供的器材有:新干电池两节,学生用电压表(量程为0~3 V、0~15 V)、学生用电流表(量程为0~0.6 A、0~3 A)、滑动变阻器$R_1$(10 Ω 1 A)、电阻箱$R_2$(0~9 999 Ω)以及单刀双掷开关各一个,开关、导线若干。以下四种电路中,可以较准确地测出$R_x$阻值的是 (

D
)答案
3. D
解析
【分析】
要准确测量阻值约500Ω的电阻$R_x$,需结合器材参数(电流表量程、电阻阻值)分析各电路的测量误差:电源为两节新干电池,总电压$U=3V$,若用伏安法,电路最大电流$I=\frac{U}{R_x}=\frac{3V}{500Ω}=0.006A=6mA$,学生电流表0~0.6A量程的分度值为0.02A,无法准确测量该小电流,故含电流表的A、C选项误差过大;B选项利用串联分压计算$R_x$,但$R_x$阻值过大导致电路电流小,电压表示数小,测量误差大;D选项通过并联电路的等效替代法,可准确测量$R_x$阻值。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:$R_x$与滑动变阻器$R_1$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_x$电压。电路最大电流仅约6mA,远小于电流表0~0.6A量程的分度值(0.02A),无法准确测量电流,误差过大,不能准确测$R_x$。
2. 选项B:$R_x$与电阻箱$R_2$串联,电压表通过单刀双掷开关分别测$R_x$和$R_2$两端电压,根据串联分压得$R_x=\frac{U_x}{U_2}R_2$。但$R_x$阻值过大,电路电流过小,电压表的示数较小,测量误差大,无法准确计算$R_x$。
3. 选项C:通过单刀双掷开关切换$R_x$和$R_2$,电流表测电路电流,利用等效替代法需调节滑动变阻器使两次电流相等,从而$R_x=R_2$。但电路电流仍为约6mA,电流表无法准确判断电流是否相等,调节难度大,误差大,不能准确测$R_x$。
4. 选项D:$R_x$与$R_2$并联,利用并联电路电压相等的特点,通过调节电阻箱$R_2$,使并联时的电压(或电流)与$R_x$接入时对应,采用等效替代法可准确得到$R_x=R_2$,能较准确测量$R_x$阻值。
【答案】
D
【知识点】
伏安法测电阻、等效替代法
【点评】
本题考查电阻测量的实验设计,需结合器材参数分析测量误差,重点考查对实验方法的理解和误差判断能力,是电学实验的典型应用。
【难度系数】
0.5
要准确测量阻值约500Ω的电阻$R_x$,需结合器材参数(电流表量程、电阻阻值)分析各电路的测量误差:电源为两节新干电池,总电压$U=3V$,若用伏安法,电路最大电流$I=\frac{U}{R_x}=\frac{3V}{500Ω}=0.006A=6mA$,学生电流表0~0.6A量程的分度值为0.02A,无法准确测量该小电流,故含电流表的A、C选项误差过大;B选项利用串联分压计算$R_x$,但$R_x$阻值过大导致电路电流小,电压表示数小,测量误差大;D选项通过并联电路的等效替代法,可准确测量$R_x$阻值。
【解析】
逐一分析各选项:
1. 选项A:$R_x$与滑动变阻器$R_1$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_x$电压。电路最大电流仅约6mA,远小于电流表0~0.6A量程的分度值(0.02A),无法准确测量电流,误差过大,不能准确测$R_x$。
2. 选项B:$R_x$与电阻箱$R_2$串联,电压表通过单刀双掷开关分别测$R_x$和$R_2$两端电压,根据串联分压得$R_x=\frac{U_x}{U_2}R_2$。但$R_x$阻值过大,电路电流过小,电压表的示数较小,测量误差大,无法准确计算$R_x$。
3. 选项C:通过单刀双掷开关切换$R_x$和$R_2$,电流表测电路电流,利用等效替代法需调节滑动变阻器使两次电流相等,从而$R_x=R_2$。但电路电流仍为约6mA,电流表无法准确判断电流是否相等,调节难度大,误差大,不能准确测$R_x$。
4. 选项D:$R_x$与$R_2$并联,利用并联电路电压相等的特点,通过调节电阻箱$R_2$,使并联时的电压(或电流)与$R_x$接入时对应,采用等效替代法可准确得到$R_x=R_2$,能较准确测量$R_x$阻值。
【答案】
D
【知识点】
伏安法测电阻、等效替代法
【点评】
本题考查电阻测量的实验设计,需结合器材参数分析测量误差,重点考查对实验方法的理解和误差判断能力,是电学实验的典型应用。
【难度系数】
0.5
[例2](2026聊城模拟)如图甲所示的是一种家用天然气泄漏检测仪,其内部简化电路图如图乙所示,工作电压为4.5 V,定值电阻R的阻值为100 Ω,$R_0$是气敏电阻。报警器(可看成电压表)采集AB间的电压,该电压等于或大于3 V时报警。
(1)天然气浓度升高时,气敏电阻$R_0$的阻值(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)当AB间电压刚好达到报警电压时,电路中的电流是A,气敏电阻$R_0$的电阻是Ω。

(1)天然气浓度升高时,气敏电阻$R_0$的阻值(选填“增大”“不变”或“减小”)。
(2)当AB间电压刚好达到报警电压时,电路中的电流是A,气敏电阻$R_0$的电阻是Ω。
答案
(1)$\boldsymbol{增大}$
(2)$\boldsymbol{0.015}$;$\boldsymbol{200}$
(2)$\boldsymbol{0.015}$;$\boldsymbol{200}$
解析
【分析】
本题结合天然气泄漏检测仪的实际场景,考查串联电路的特点和欧姆定律的应用。解题时,首先明确电路为R与R0串联,AB间电压是R0两端的电压;第一问需根据报警条件(AB间电压增大),结合串联分压规律分析气敏电阻的阻值变化;第二问利用串联电路电压规律、欧姆定律逐步计算电路电流和气敏电阻的阻值。
【解析】
(1)由图乙可知,定值电阻R与气敏电阻R0串联,AB间电压为R0两端的电压。当天然气浓度升高时,报警器需要报警,说明AB间电压增大。根据串联分压原理:$U_0 = \frac{R_0}{R+R_0}U_{总}$,电源电压$U_{总}$不变,要使$U_0$增大,需增大$R_0$的阻值,因此天然气浓度升高时,气敏电阻$R_0$的阻值增大。
(2)当AB间电压刚好达到报警电压时,$U_0=3V$,电源电压$U_{总}=4.5V$,定值电阻$R=100Ω$。根据串联电路的电压规律,R两端的电压:$U_R = U_{总} - U_0 = 4.5V - 3V = 1.5V$。串联电路中电流处处相等,电路中的电流:$I = \frac{U_R}{R} = \frac{1.5V}{100Ω} = 0.015A$。气敏电阻$R_0$的阻值:$R_0 = \frac{U_0}{I} = \frac{3V}{0.015A} = 200Ω$。
【答案】
(1)增大;(2)0.015;200
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;分压原理
【点评】
本题将物理知识与实际生活场景结合,考查学生对串联电路特点和欧姆定律的应用能力,解题关键是明确报警条件对应的电压变化,进而分析电阻和电流的关系,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
本题结合天然气泄漏检测仪的实际场景,考查串联电路的特点和欧姆定律的应用。解题时,首先明确电路为R与R0串联,AB间电压是R0两端的电压;第一问需根据报警条件(AB间电压增大),结合串联分压规律分析气敏电阻的阻值变化;第二问利用串联电路电压规律、欧姆定律逐步计算电路电流和气敏电阻的阻值。
【解析】
(1)由图乙可知,定值电阻R与气敏电阻R0串联,AB间电压为R0两端的电压。当天然气浓度升高时,报警器需要报警,说明AB间电压增大。根据串联分压原理:$U_0 = \frac{R_0}{R+R_0}U_{总}$,电源电压$U_{总}$不变,要使$U_0$增大,需增大$R_0$的阻值,因此天然气浓度升高时,气敏电阻$R_0$的阻值增大。
(2)当AB间电压刚好达到报警电压时,$U_0=3V$,电源电压$U_{总}=4.5V$,定值电阻$R=100Ω$。根据串联电路的电压规律,R两端的电压:$U_R = U_{总} - U_0 = 4.5V - 3V = 1.5V$。串联电路中电流处处相等,电路中的电流:$I = \frac{U_R}{R} = \frac{1.5V}{100Ω} = 0.015A$。气敏电阻$R_0$的阻值:$R_0 = \frac{U_0}{I} = \frac{3V}{0.015A} = 200Ω$。
【答案】
(1)增大;(2)0.015;200
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;分压原理
【点评】
本题将物理知识与实际生活场景结合,考查学生对串联电路特点和欧姆定律的应用能力,解题关键是明确报警条件对应的电压变化,进而分析电阻和电流的关系,属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
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