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12. 核心素养 科学思维 「2025广东肇庆端州一模，★★☆」图甲是一种测温电路，温度表由量程为0~3 V的电压表改装而成，电源电压U恒为6 V，R的阻值为40 Ω，热敏电阻的阻值$R_t$随温度t变化的关系图像如图乙所示。则电路可测量的最高温度为
30
℃，温度表的10 ℃应标在电压表2
V刻度线处；若仅将U减小，电路可测量的最高温度将增大
（选填“增大”或“减小”）。答案
12.答案 30 2 增大
解析 由图甲可知,$R$、$R_\mathrm{t}$串联,电压表测$R_\mathrm{t}$两端的电压。由图乙可知,温度越高,热敏电阻$R_\mathrm{t}$的阻值越大,由串联电路的分压规律可知,$R_\mathrm{t}$两端的电压越大,即电压表示数越大,则当电压表的示数最大,即$U_\mathrm{t}=3\ \mathrm{V}$时,电路允许测量的温度最高。由串联电路电压规律可知,此时R两端的电压$U_R=U-U_\mathrm{t}=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,电路中的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.075\ \mathrm{A}$;由$I=\frac{U}{R}$可得,此时热敏电阻的阻值$R_\mathrm{t}=\frac{U_\mathrm{t}}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.075\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,由图乙可知,电路允许测量的最高温度为$30\ \mathrm{° C}$;由图乙可知,当温度为$10\ \mathrm{° C}$时,热敏电阻的阻值$R_\mathrm{t}'=20\ \Omega$,此时电路的总电阻$R_\mathrm{总}=R+R_\mathrm{t}'=40\ \Omega+20\ \Omega=60\ \Omega$,电路中的电流$I'=\frac{U}{R_\mathrm{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{60\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,此时电压表的示数$U_\mathrm{V}=I'R_\mathrm{t}'=0.1\ \mathrm{A}×20\ \Omega=2\ \mathrm{V}$,所以温度表的$10\ \mathrm{° C}$应标在电压表2 V刻度线处;若只减小电源电压,由于电压表的量程仍为0~3 V,则当电压表的示数为3 V时,定值电阻两端的电压减小,电路中的电流减小;由$R=\frac{U}{I}$可知,热敏电阻$R_\mathrm{t}$的阻值变大,由图乙可知,该电路可测量的最高温度将增大。
解析 由图甲可知,$R$、$R_\mathrm{t}$串联,电压表测$R_\mathrm{t}$两端的电压。由图乙可知,温度越高,热敏电阻$R_\mathrm{t}$的阻值越大,由串联电路的分压规律可知,$R_\mathrm{t}$两端的电压越大,即电压表示数越大,则当电压表的示数最大,即$U_\mathrm{t}=3\ \mathrm{V}$时,电路允许测量的温度最高。由串联电路电压规律可知,此时R两端的电压$U_R=U-U_\mathrm{t}=6\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$,电路中的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.075\ \mathrm{A}$;由$I=\frac{U}{R}$可得,此时热敏电阻的阻值$R_\mathrm{t}=\frac{U_\mathrm{t}}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.075\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,由图乙可知,电路允许测量的最高温度为$30\ \mathrm{° C}$;由图乙可知,当温度为$10\ \mathrm{° C}$时,热敏电阻的阻值$R_\mathrm{t}'=20\ \Omega$,此时电路的总电阻$R_\mathrm{总}=R+R_\mathrm{t}'=40\ \Omega+20\ \Omega=60\ \Omega$,电路中的电流$I'=\frac{U}{R_\mathrm{总}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{60\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,此时电压表的示数$U_\mathrm{V}=I'R_\mathrm{t}'=0.1\ \mathrm{A}×20\ \Omega=2\ \mathrm{V}$,所以温度表的$10\ \mathrm{° C}$应标在电压表2 V刻度线处;若只减小电源电压,由于电压表的量程仍为0~3 V,则当电压表的示数为3 V时,定值电阻两端的电压减小,电路中的电流减小;由$R=\frac{U}{I}$可知,热敏电阻$R_\mathrm{t}$的阻值变大,由图乙可知,该电路可测量的最高温度将增大。
解析
【分析】
首先明确电路连接：定值电阻R与热敏电阻Rt串联，电压表测量Rt两端的电压。解题思路：①电路可测最高温度对应电压表最大量程（3V），利用串联电路电压规律、欧姆定律算出此时Rt的阻值，结合图乙找到对应温度；②找到10℃时Rt的阻值，通过欧姆定律计算电路电流，进而求出Rt两端电压（即电压表对应刻度）；③分析电源电压减小时，电压表最大示数不变，推导Rt最大阻值的变化，对应温度的变化。
【解析】
由图甲可知，R与Rt串联，电压表测Rt两端电压。
1. 求电路可测最高温度：电压表量程为0~3V，当电压表示数最大（Ut=3V）时，电路可测温度最高。根据串联电路电压规律，R两端电压UR=U - Ut=6V - 3V=3V；电路电流I=UR/R=3V/40Ω=0.075A；此时Rt的阻值Rt=Ut/I=3V/0.075A=40Ω，由图乙可知，Rt=40Ω对应温度为30℃，即最高温度为30℃。
2. 求10℃对应的电压刻度：由图乙，温度为10℃时，Rt'=20Ω；总电阻R总=R+Rt'=40Ω+20Ω=60Ω；电路电流I'=U/R总=6V/60Ω=0.1A；电压表示数UV=I'Rt'=0.1A×20Ω=2V，即10℃应标在电压表2V刻度线处。
3. 分析电源电压减小的影响：若仅减小电源电压，电压表最大示数仍为3V，此时R两端电压减小，电路电流减小；由Rt=Ut/I可知，Ut不变、I减小，则Rt增大；结合图乙，Rt越大对应温度越高，因此电路可测量的最高温度将增大。
【答案】
30；2；增大
【知识点】
串联电路分压规律；欧姆定律应用；热敏电阻特性
【点评】
本题结合测温电路与热敏电阻的阻值-温度图像，考查串联电路、欧姆定律的综合应用，需结合图像分析电阻与温度的对应关系，是电路应用的典型题型，逻辑要求清晰。
【难度系数】
0.6
首先明确电路连接：定值电阻R与热敏电阻Rt串联，电压表测量Rt两端的电压。解题思路：①电路可测最高温度对应电压表最大量程（3V），利用串联电路电压规律、欧姆定律算出此时Rt的阻值，结合图乙找到对应温度；②找到10℃时Rt的阻值，通过欧姆定律计算电路电流，进而求出Rt两端电压（即电压表对应刻度）；③分析电源电压减小时，电压表最大示数不变，推导Rt最大阻值的变化，对应温度的变化。
【解析】
由图甲可知，R与Rt串联，电压表测Rt两端电压。
1. 求电路可测最高温度：电压表量程为0~3V，当电压表示数最大（Ut=3V）时，电路可测温度最高。根据串联电路电压规律，R两端电压UR=U - Ut=6V - 3V=3V；电路电流I=UR/R=3V/40Ω=0.075A；此时Rt的阻值Rt=Ut/I=3V/0.075A=40Ω，由图乙可知，Rt=40Ω对应温度为30℃，即最高温度为30℃。
2. 求10℃对应的电压刻度：由图乙，温度为10℃时，Rt'=20Ω；总电阻R总=R+Rt'=40Ω+20Ω=60Ω；电路电流I'=U/R总=6V/60Ω=0.1A；电压表示数UV=I'Rt'=0.1A×20Ω=2V，即10℃应标在电压表2V刻度线处。
3. 分析电源电压减小的影响：若仅减小电源电压，电压表最大示数仍为3V，此时R两端电压减小，电路电流减小；由Rt=Ut/I可知，Ut不变、I减小，则Rt增大；结合图乙，Rt越大对应温度越高，因此电路可测量的最高温度将增大。
【答案】
30；2；增大
【知识点】
串联电路分压规律；欧姆定律应用；热敏电阻特性
【点评】
本题结合测温电路与热敏电阻的阻值-温度图像，考查串联电路、欧姆定律的综合应用，需结合图像分析电阻与温度的对应关系，是电路应用的典型题型，逻辑要求清晰。
【难度系数】
0.6
三、实验探究题(每空2分,作图2分,共32分)
13. 核心素养「2025广东揭阳榕城期中，★☆」小明用如图所示的电路做“探究影响电阻大小的因素”的实验。
(1)小明发现,实验所用的导线是由铜材料制成的,而不是常见的铝、铁材料。因此猜想导体的电阻大小与
(2)实验中采用的探究方法是
(3)小明选取了4根电阻丝(其规格、材料如表所示)进行如下探究:实验中,通过观察
A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
在用编号为A、C的两根电阻丝探究时,小明通过比较电流表的示数得出结论:在导体的
13. 核心素养「2025广东揭阳榕城期中，★☆」小明用如图所示的电路做“探究影响电阻大小的因素”的实验。
(1)小明发现,实验所用的导线是由铜材料制成的,而不是常见的铝、铁材料。因此猜想导体的电阻大小与
材料
有关。(2)实验中采用的探究方法是
控制变量法
和转换法。(3)小明选取了4根电阻丝(其规格、材料如表所示)进行如下探究:实验中,通过观察
电流表示数的大小
来比较电阻丝电阻的大小;小明应把编号为A、B
的两根电阻丝分别接入M、N间来探究导体电阻与长度的关系。通过实验,小明正确得出结论:导体的材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越大。其得到的实验结论被实际应用到了C
(选填字母)。A. 电压表 B. 电流表 C. 滑动变阻器
在用编号为A、C的两根电阻丝探究时,小明通过比较电流表的示数得出结论:在导体的
长度
和材料一定时,导体的横截面积越大,电阻越小
。答案
13.答案 (1)材料 (2)控制变量法 (3)电流表示数的大小 A、B C 长度 小
解析 (1)实验所用的导线是由铜材料制成的,而不是常见的铝、铁材料,因此猜想导体的电阻大小与材料有关。
(2)影响导体电阻大小的因素有多个,探究某一因素对电阻大小的影响时,要控制其他条件不变,采用了控制变量法。
(3)在M、N之间分别接上不同的电阻丝,电流表和电阻丝串联,电源电压一定,电阻丝电阻越大,电路中电流越小,电阻丝电阻越小,电路中电流越大,故可以通过电流表示数的大小比较电阻丝电阻的大小,这里用到了转换法;探究导体电阻与长度的关系时,要控制导体的材料和横截面积相同,而长度不同,因此选用编号为A、B的两根电阻丝进行探究;导体的材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越大,滑动变阻器就是利用了这一结论,故选C;在用编号为A、C的两根电阻丝探究时,电阻丝的长度和材料都相同,横截面积越大,电流越大,说明电阻丝的电阻越小,可得出结论:在导体的长度和材料一定时,导体的横截面积越大,电阻越小。
解析 (1)实验所用的导线是由铜材料制成的,而不是常见的铝、铁材料,因此猜想导体的电阻大小与材料有关。
(2)影响导体电阻大小的因素有多个,探究某一因素对电阻大小的影响时,要控制其他条件不变,采用了控制变量法。
(3)在M、N之间分别接上不同的电阻丝,电流表和电阻丝串联,电源电压一定,电阻丝电阻越大,电路中电流越小,电阻丝电阻越小,电路中电流越大,故可以通过电流表示数的大小比较电阻丝电阻的大小,这里用到了转换法;探究导体电阻与长度的关系时,要控制导体的材料和横截面积相同,而长度不同,因此选用编号为A、B的两根电阻丝进行探究;导体的材料和横截面积一定时,长度越长,电阻越大,滑动变阻器就是利用了这一结论,故选C;在用编号为A、C的两根电阻丝探究时,电阻丝的长度和材料都相同,横截面积越大,电流越大,说明电阻丝的电阻越小,可得出结论:在导体的长度和材料一定时,导体的横截面积越大,电阻越小。
解析
【分析】
本题围绕“探究影响电阻大小的因素”实验展开，需结合实验设计思路和控制变量法、转换法的应用分析：(1)导线选用铜而非铝、铁，不同材料的电阻特性不同，因此猜想电阻与材料有关；(2)探究多因素对电阻的影响时，需控制其他条件不变，仅改变研究因素，采用控制变量法；(3)电阻大小无法直接观察，利用电压一定时电流与电阻的反比关系，通过电流表示数大小比较电阻（转换法）；探究电阻与长度的关系，需控制材料、横截面积相同，长度不同，故选A、B；滑动变阻器利用改变电阻丝长度改变电阻，对应该结论；A、C的材料、长度相同，横截面积不同，可得出横截面积与电阻的关系。
【解析】
(1)实验所用导线为铜材料，区别于铝、铁，不同材料的电阻通常不同，因此猜想导体的电阻大小与材料有关；
(2)影响导体电阻大小的因素有多个，探究某一因素对电阻的影响时，需控制其他条件不变，仅改变该因素，采用控制变量法；
(3)电源电压一定时，电阻越大，电路中电流越小，因此可通过电流表示数的大小比较电阻丝电阻的大小（转换法）；探究导体电阻与长度的关系时，需控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，故选用编号为A、B的电阻丝；导体材料和横截面积一定时，长度越长电阻越大，滑动变阻器正是利用这一原理，故选C；编号A、C的电阻丝，长度和材料相同，横截面积不同，实验得出：在导体的长度和材料一定时，横截面积越大，电阻越小。
【答案】
(1)材料；(2)控制变量法；(3)电流表示数的大小；A、B；C；长度；小
【知识点】
影响电阻大小的因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题为探究影响电阻大小因素的实验题，重点考查实验方法的应用、实验结论的推导及实际应用，注重对实验探究逻辑的理解，属于基础实验题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
本题围绕“探究影响电阻大小的因素”实验展开，需结合实验设计思路和控制变量法、转换法的应用分析：(1)导线选用铜而非铝、铁，不同材料的电阻特性不同，因此猜想电阻与材料有关；(2)探究多因素对电阻的影响时，需控制其他条件不变，仅改变研究因素，采用控制变量法；(3)电阻大小无法直接观察，利用电压一定时电流与电阻的反比关系，通过电流表示数大小比较电阻（转换法）；探究电阻与长度的关系，需控制材料、横截面积相同，长度不同，故选A、B；滑动变阻器利用改变电阻丝长度改变电阻，对应该结论；A、C的材料、长度相同，横截面积不同，可得出横截面积与电阻的关系。
【解析】
(1)实验所用导线为铜材料，区别于铝、铁，不同材料的电阻通常不同，因此猜想导体的电阻大小与材料有关；
(2)影响导体电阻大小的因素有多个，探究某一因素对电阻的影响时，需控制其他条件不变，仅改变该因素，采用控制变量法；
(3)电源电压一定时，电阻越大，电路中电流越小，因此可通过电流表示数的大小比较电阻丝电阻的大小（转换法）；探究导体电阻与长度的关系时，需控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，故选用编号为A、B的电阻丝；导体材料和横截面积一定时，长度越长电阻越大，滑动变阻器正是利用这一原理，故选C；编号A、C的电阻丝，长度和材料相同，横截面积不同，实验得出：在导体的长度和材料一定时，横截面积越大，电阻越小。
【答案】
(1)材料；(2)控制变量法；(3)电流表示数的大小；A、B；C；长度；小
【知识点】
影响电阻大小的因素、控制变量法、转换法
【点评】
本题为探究影响电阻大小因素的实验题，重点考查实验方法的应用、实验结论的推导及实际应用，注重对实验探究逻辑的理解，属于基础实验题型，难度适中。
【难度系数】
0.7
