第四章第五节 欧姆定律 专项练习（含解析）

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八下 第四章第五节 欧姆定律练习
一．选择题
1．如图所示，某兴趣小组用电压表来测量自制水果电池两端的电压。下列说法正确的是（　　）
A．铁片是水果电池的正极 B．该水果电池的电压是3V
C．两个水果电池串联后可提供更高电压 D．水果电池中正电荷从铜片向铁片移动
2．电路如图，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向左移动过程中，下列说法正确的是（电源电压保持不变）（　　）
A．电灯变暗 B．电压表V1的示数变大
C．电路总功率变大 D．电压表V2的示数不变
3．如图所示，电源电压不变，两只电表均完好，开关S闭合后，发现只有一只电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（　　）
A．电压表指针发生偏转，灯泡L1短路 B．电流表指针发生偏转，灯泡L2断路
C．电压表指针发生偏转，灯泡L1断路 D．电流表指针发生偏转，灯泡L2短路
4．如图所示电路，已知电压表V1的量程为0～3伏，电压表V2的量程为0～15伏，电流表A的量程为0～0.6安，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2的规格是“20Ω0.5A”，电源电压为6伏。开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表电压表、滑动变阻器正常使用的情况下，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表A的变化范围为0.2～0.5A B．R2可变化范围为2～20Ω
C．电压表V1的变化范围为2～3V D．电压表V2的变化范围为0～4V
5．如图所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片P置于中点位置。闭合开关后，电压表示数为U，电流表A1、A2示数分别为I1、I2，且灯丝电阻不变，下列分析正确的是（　　）
A．滑片P向右移动过程中，灯L亮度逐渐变暗
B．滑片P向右移动过程中，电压表示数U变小
C．当滑片P移到最右端时，电路消耗的总功率最小
D．滑片P向右移动过程中，的比值保持不变
6．以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作，其中正确的是（　　）
A．连接电路时，应先闭合开关
B．连接电表时，应先选小量程
C．闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D．计算电阻时，应先计算电压平均值与电流平均值
7．如图表示阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的I﹣U曲线，从图中可知错误的是（　　）
A．电阻不变时，电流与电压成正比
B．R1＞R2
C．R1、R2串联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅲ
D．R1、R2并联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅰ
8．电源电压U保持不变，在甲、乙两处分别接入电流表，闭合开关S、断开S1，测得I甲：I乙＝1：2。若拆去电流表，并在甲、乙两处分别接入电压表，闭合开关S、S1，此时U甲：U乙是（　　）
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：2
9．实验室有甲、乙两只定值电阻，甲标有“15Ω 1.0A”字样，乙标有“10Ω 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为（　　）
A．25V B．35V C．17.5V D．12.5V
10．小金测量坐位体前屈成绩时需要从刻度尺上读数。某中学科学兴趣小组利用实验室器材对该装置进行了改进，改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值。下列四种方案中，表盘上的长度刻度值均匀的是（　　）
A． B．
C． D．
11．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
二．填空题
12．电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用，当手指在触摸屏表面施以一定的压力时，触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置，从而确定触摸的位置。
（1）其工作原理利用了在材料、横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻就越　 　的规律。
（2）以竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，触摸点P将电阻丝分为上下两部分，设上部分电阻为R1，下部分电阻为R2，结构可等效为如图所示电路，电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时，若测得R2两端电压增大，则可知R2阻值　 　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
13．如图所示，电源电压恒定，R1＝20Ω．闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A；若再闭合S1，发现电流表示数变为0.5A，则电源电压为　 　V，R2的阻值为　 　Ω。
14．如图a所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，电压表的示数随电路中电流的变化的图像如图b所示，根据图像的信息可知：图像 　 　（填“甲”或“乙”）是电压表V1变化的曲线，电阻R1的阻值是 　 　Ω；当电路中的电流为0.25A时，R1与R2的比值为 　 　。
15．某校小小科学研究员利用所学的科学知识设计了一个电子拉力计，原理如图所示的（弹簧的电阻不计）。定值电阻R0＝5欧，Rab＝25欧，电源电压为3伏，当不拉拉环时，金属片P刚好处于a端。
（1）在电路中连入R0的目的是 　 　。
（2）开关闭合，当拉力F增大时电流表示数将 　 　，电压表示数将 　 　（填“变大”、“变小”、“不变”）。
（3）若要将电流表的表盘改为拉力计的表盘，当不拉拉环时，拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的 　 　安培处。
16．图甲是一个能反映水平风力大小的装置电路图。电源电压恒为16V．L为额定电压2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示。电阻丝AB长30cm、粗细均匀、最大阻值为75Ω．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F始终水平向右。已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦。
（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为　 　Ω。
（2）该电路可承受风对球施加的最大作用力为　 　N。
（3）为提高可承受风对球施加的最大作用力，可采取的措施是　 　。
A．增加电源电压 B．串联一个电阻
C．加粗电阻丝AB D．增大圆球P的重力
三．实验探究题
17．小明自制了一个如图甲所示的可测量池水深度的装置，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮、能承重、足够长）。测量盒是一个底面积为8厘米2、高5厘米的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见表；控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻。小明将测量盒缓慢浸入水中，不考虑大气压强的影响。（ρ水＝1g/cm3）
深度/米 R/欧
1 15
2 10
6 5
14 3
（1）整个测量盒（包括压敏电阻）的质量至少为多大时，才能浸没到水中？
（2）当测量盒浸入深度为1米时，电压表的示数为1.5伏；当测量盒浸入深度为2米时，电压表的示数为2.0伏。若将此电压表改为深度表，请通过计算，深度为14米时电压表指针指在多少伏的位置？
（3）若小明将此装置用于测量密度比水大的海洋的深度。为使原电压表改装的深度表刻度还能正常使用，请帮小明改装电路，并具体说明原因。
18．小金研究电流与电阻的关系时，他使用的电路如图甲所示。实验前，小金将电压表直接连接在由两节干电池组成的电池组两端，测得电压是3V。实验得到的数据如表所示。
实验次数 第一次 第二次 第三次
定值电阻/Ω 5 10 15
电流表示数/A 0.50 0.26 0.18
（1）分析实验数据可知，该实验存在的不足之处是 　 　。
（2）小科改用图乙所示电路对实验进行改进，已知电流表的使用0﹣0.6A量程，电压表使用0﹣3V量程，滑动变阻器有“10Ω，2A”和“20Ω，1A”和“50Ω，0.2A”可供选择，图丁为小科实验后绘制的I﹣R图像。
①请根据电路图用笔画代替导线将实物图丙连接完整。
②图丁b点到c点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变 　 　。
③要完成实验，应选择的滑动变阻器为 　 　。
19．用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6伏，定值电阻R备有5欧、10欧、20欧、40欧各一个。
（1）将5欧的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是 　 　（选填字母）。
A．定值电阻R短路 B．定值电阻R断路 C．滑动变阻器短路
（2）排除故障后闭合开关，移动滑片P，完成5欧的定值电阻实验。断开开关，不改变滑动变阻器滑片的位置，将5欧的电阻换成10欧的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向 　 　（选填“左”或“右”）端滑动。
（3）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：每次控制定值电阻两端的电压均为 　 　伏。
（4）为了顺利完成整个实验，则滑动变阻器的阻值至少是 　 　欧。
四．计算题
20．为积极营造安全有序的交通环境。近年来我市严格执行许多安全措施，这些安全措施中都蕴含着许多科学知识。试分析回答：
（1）有关部门规定；不允许电动自行车安装图甲所示的遮阳棚，因为骑行时会出现遮阳棚往上掀翻的情况。请你解释现象。
（2）如图乙是酒精测试仪工作原理电路图，电源电压为6V；R1为气敏电阻。它的阻值随气体中酒精含量变化的情况如图丙所示。使用前通过调节滑动变阻器R2对测试仪进行调零，此时电压表示数为5V。调零后R2的滑片位置保持不变。
①当气体中酒精含量为0时，电压表示数为5V。则此时电流表的示数为多少安？
②对某位驾驶员进行检测时，电流表示数为0.2A，请通过计算，判断此时该驾驶员属于酒驾还是醉驾？（气体中酒精含量大于0且小于80mg/100ml为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。）
21．在如图所示的电路中，R1＝8欧，R2为滑动变阻器，电源电压为6伏不变。求：
（1）当变阻器滑片置于N端时，电流表的示数为多大？
（2）调节变阻器，当电压表示数为4伏时，变阻器R2连入电路的电阻为多大？
22．图甲是小明设计的一款电子距离测量仪，R1是一根长2米，粗细均匀的电阻丝，其阻值随长度的变化关系如图乙。物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动，电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前，金属滑片P置于电阻丝中点，电源电压为5伏，电压表量程为0﹣3伏，滑动变阻器R2的规格为“30欧、0.2安”。
（1）某次测量时，保持滑动变阻器阻值不变，R1的滑片向右移动了0.5米，则电流表的示数将　 　（填“减小”、“增大”、“不变”）。
（2）为使测量仪能最大限度的测量，则滑动变阻器R2接入电路的最小值为多少？（保留一位小数）
（3）使用一段时间后，因滑动变阻器损坏，临时用一个5欧的定值电阻替代。请在图丙中绘出替换电阻后，电压表示数值与M移动距离的关系图。
参考答案与试题解析
一．选择题（共11小题）
1．如图所示，某兴趣小组用电压表来测量自制水果电池两端的电压。下列说法正确的是（　　）
A．铁片是水果电池的正极
B．该水果电池的电压是3V
C．两个水果电池串联后可提供更高电压
D．水果电池中正电荷从铜片向铁片移动
【解答】解：
A、图中电压表的指针正向偏转，说明电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出，即电压表的正接线柱与电源的正极相连，其负接线柱与电源的负极相连，因此铜片为水果电池的正极，铁片为水果电池的负极，故A错误；
B、由图知电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，则水果电池的电压为0.6V，故B错误；
C、两节电池串联时，总电压等于各个电池电压之和，所以两个相同水果电池串联后可提供更高电压，故C正确；
D、水果电池中负电荷是从正极流向负极，即从铜片向铁片移动，正电荷是从负极流向正极，即从铁片向铜片移动，故D错误。
故选：C。
2．电路如图，闭合开关后，将滑动变阻器的滑片向左移动过程中，下列说法正确的是（电源电压保持不变）（　　）
A．电灯变暗 B．电压表V1的示数变大
C．电路总功率变大 D．电压表V2的示数不变
【解答】解：闭合开关S后，滑动变阻器R与灯泡串联，电流表测量电路总电流，电压表V2测灯泡两端的电压，电压表V1测R两端的电压。
将滑动变阻器R的滑片P向左移动，接入电路中的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，即电流表的示数变大；
由U＝IR可知，灯泡两端的电压变大，即电压表V2的示数变大；
因P＝UI，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，所以，灯泡的实际功率变大，灯泡变亮；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器R两端的电压变小，即电压表V1的示数变小；
由P＝UI可知，电路的总功率变大；
综上所述，C正确，ABD错误。
故选：C。
3．如图所示，电源电压不变，两只电表均完好，开关S闭合后，发现只有一只电表的指针发生偏转，若电路中只有一个灯泡出现了故障，则可能是（　　）
A．电压表指针发生偏转，灯泡L1短路
B．电流表指针发生偏转，灯泡L2断路
C．电压表指针发生偏转，灯泡L1断路
D．电流表指针发生偏转，灯泡L2短路
【解答】解：根据电路图可知，两灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量L1两端电压；由题知，开关S闭合后，只有一只电表的指针发生偏转；
A、当灯泡L1短路时，电压表被短路，示数变为零，指针不偏转，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，电流表的示数增大，指针偏转，故A错误；
B、当灯泡L2断路时，电路断路，电流表和电压表的指针均不发生偏转，故B错误；
C、当灯泡L1断路时，电路断路，电路中无电流，电流表不偏转，电压表串联在电路中测电源的电压，电压表指针发生偏转，故C正确；
D、当灯泡L2短路时，电路中的总电阻减小，电路中的电流增大，电流表的示数增大，指针偏转，此时电压表测量的是电源电压，电压表指针发生偏转，故D错误。
故选：C。
4．如图所示电路，已知电压表V1的量程为0～3伏，电压表V2的量程为0～15伏，电流表A的量程为0～0.6安，定值电阻R1阻值为10Ω，滑动变阻器R2的规格是“20Ω0.5A”，电源电压为6伏。开关S闭合后，在滑动变阻器滑片滑动过程中，保证电流表电压表、滑动变阻器正常使用的情况下，下列说法中正确的是（　　）
A．电流表A的变化范围为0.2～0.5A
B．R2可变化范围为2～20Ω
C．电压表V1的变化范围为2～3V
D．电压表V2的变化范围为0～4V
【解答】解：由电路图知：电阻R1与电阻R2串联，电压表V1测R1的电压，电压表V2测R2的电压，电流表测电路电流；
AC、电源电压为6伏，电压表V2的量程为0～15伏，故移动滑动变阻器时，滑动变阻器两端的电压不会超过电压表V2的量程，滑动变阻器接入电路的最大电阻为20Ω；
电压表V1的量程为0～3伏，当电压表V1示数为3V时，电路中的电流最大，则最大电流为：I大＝＝＝0.3A；
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时，电路中的电流最小，则最小电流为：I小＝＝＝0.2A；
此时电压表V1的示数为：U'1＝I小R1＝0.2A×10Ω＝2V；故电压表V1的变化范围为2～3V，A的变化范围为0.2～0.3A，故A错误，C正确；
B、电路中电流最大时，滑动变阻器接入电路的电阻最小，则最小电阻为：R2小＝＝＝10Ω，所以滑动变阻器的变化范围为10～20Ω，故B错误；
D、电压表V1的变化范围为2～3V，电压表V1和电压表V2示数的和为电源电压，则电压表V2的变化范围为4～3V，故D错误。
故选：C。
5．如图所示的电路，电源电压保持不变，滑动变阻器的滑片P置于中点位置。闭合开关后，电压表示数为U，电流表A1、A2示数分别为I1、I2，且灯丝电阻不变，下列分析正确的是（　　）
A．滑片P向右移动过程中，灯L亮度逐渐变暗
B．滑片P向右移动过程中，电压表示数U变小
C．当滑片P移到最右端时，电路消耗的总功率最小
D．滑片P向右移动过程中，的比值保持不变
【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器并联，电压表测电源的电压，电流表A1测通过L的电流，电流表A2测干路电流。
因电源的电压不变，
所以，滑片P向右移动过程中，电压表的示数U保持不变，故B错误；
因并联电路中各支路独立工作、互不影响，
所以，通过灯泡L的电流不变，灯泡的亮暗不变，故A错误；
滑片P向右移动过程中，接入电路中的电阻变大，
由I＝可知，该支路的电流变小，
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，干路中的电流变小，即电流表A2的示数I2变小，则的比值变大，故D错误；
当滑片P移到最右端时，通过滑动变阻器的电流最小，电路中的总电流最小，所以，由P＝UI可知，电路消耗的总功率最小，故C正确。
故选：C。
6．以下为某同学在“伏安法测导体电阻”实验过程中的部分操作，其中正确的是（　　）
A．连接电路时，应先闭合开关
B．连接电表时，应先选小量程
C．闭合开关时，应先将变阻器滑片移到阻值最大处
D．计算电阻时，应先计算电压平均值与电流平均值
【解答】解：AC、为了安全，连接电路时，应断开开关，并将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，故A错误，C正确；
B、连接仪表时，应先选用大量程试触，再确定合适的量程，故B错误；
D、“伏安法测导体电阻”的实验中，由R＝可知，需利用电压表测出电阻两端电压，利用电流表测量通过电阻的电流，再利用R＝求出电阻的阻值，最后求电阻的平均值，故D错误。
故选：C。
7．如图表示阻值不同的两个电阻的电流强度随电压变化的I﹣U曲线，从图中可知错误的是（　　）
A．电阻不变时，电流与电压成正比
B．R1＞R2
C．R1、R2串联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅲ
D．R1、R2并联后的总电阻的I﹣U曲线在区域Ⅰ
【解答】解：A.两条图线都是过原点的直线，说明在电阻一定时，电流与电压成正比，故A正确；
B.从图像中可以看出，相同的电压下，通过R2的电流小，所以R1＜R2，故B错误；
C.两电阻串联后，总电阻等于两电阻之和，所以其图像在区域Ⅲ中，故C正确；
D.两电阻并联后，总电阻小于任一分电阻，所以其图像在区域Ⅰ中，故D正确。
故选：B。
8．电源电压U保持不变，在甲、乙两处分别接入电流表，闭合开关S、断开S1，测得I甲：I乙＝1：2。若拆去电流表，并在甲、乙两处分别接入电压表，闭合开关S、S1，此时U甲：U乙是（　　）
A．1：1 B．1：2 C．2：1 D．3：2
【解答】解：（1）在甲、乙两处分别接入电流表，当闭合开关S、断开S1时，两电阻并联在电路中，甲表测的是通过R1的电流，乙表测的是通过R2的电流，
因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I＝可得两电阻之比为：
＝＝＝＝；
（2）拆去电流表并在甲、乙处分别接入电压表，闭合开关S、S1，两电阻串联在电路中，甲表测的是R2两端的电压，乙表测的是R1两端的电压，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，电压表示数之比为：
＝＝＝。
故选：B。
9．实验室有甲、乙两只定值电阻，甲标有“15Ω 1.0A”字样，乙标有“10Ω 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为（　　）
A．25V B．35V C．17.5V D．12.5V
【解答】解：将甲、乙两电阻串联，则通过它们的电流相同，为保护用电器安全，电路中的最大电流为：I＝I乙＝0.5A，
由串联电路电阻的特点可知串联后的总电阻为：R＝R甲+R乙＝15Ω+10Ω＝25Ω，
由I＝可知该串联电路两端允许加的最高电压为：U＝IR＝0.5A×25Ω＝12.5V，故D正确。
故选：D。
10．小金测量坐位体前屈成绩时需要从刻度尺上读数。某中学科学兴趣小组利用实验室器材对该装置进行了改进，改进后可以直接从电表的表盘上读出对应的长度值。下列四种方案中，表盘上的长度刻度值均匀的是（　　）
A． B．
C． D．
【解答】解：A．由电路图可知，电阻丝和滑动变阻器串联，电压表测滑片右侧电阻丝两端的电压，
因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，
所以，挡板移动时电阻丝接入电路中的电阻不变，电路中的总电阻不变，
由I＝可知，电路中的电流不变，
挡板向左移动时，滑片右侧电阻丝的长度变长，滑片右侧电阻丝的阻值变大，
由U＝IR可知，电压表的示数与滑片右侧电阻丝的阻值成正比，其表盘上的长度刻度值均匀，故A正确；
B．由电路图可知，电阻丝和滑动变阻器串联，电压表测电阻丝两端的电压，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时电路中的电流I＝，
则电压表的示数：U电阻丝＝IR电阻丝＝R电阻丝＝，
则挡板向左移动时，电阻丝接入电路中的电阻变大，但电压表的示数与电阻丝的阻值不成正比，
所以，表盘上的长度刻度值不均匀，故B错误；
CD．由电路图可知，电阻丝和滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，此时电路中的电流I＝
则电流表的示数与电阻丝的阻值不成正比，也不是一次函数关系，所以表盘上的长度刻度值不均匀，故CD错误。
故选：A。
11．为了能自动记录跳绳的次数，某科技小组设计了一种自动计数器，其简化电路如图甲所示，R1是一种光敏元件，每当绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的电阻会变大，自动计数器会计数一次，信号处理系统能记录AB间每时刻的电压若已知电源电压为12V，某时段AB间的电压随时间变化的图象如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．AB两端电压为6V时，跳绳自动计数器会计数一次
B．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1和R2的阻值相等
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1的阻值是R2的3倍
D．绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍
【解答】解：由甲图电路知，R1与R2串联，AB间电压为R2两端电压。
（1）由题知，当射向R1的激光被挡时，R1阻值变大，根据串联电路的分压原理知，R1分得电压增大，R2分得电压减小，
由图象知，此时U2＝UAB＝2V，因为R1的电阻变大，自动计数器会计数一次，即AB间电压为2V计数一次，故A错误；
由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝，
所以：R1＝5R2，故B错误；
（2）当射向R1的激光没有被挡时，R1阻值变小，R1分得电压减小，R2分得电压增大，由图象知，此时，U2'＝UAB'＝6V，
由串联电路的分压原理有：＝＝，即：＝，
所以：R1'＝R2，故C错误；
且R1＝5R1'，即绳子挡住了射向R1的红外线时，R1的阻值会变为原来的5倍，故D正确。
故选：D。
二．填空题（共5小题）
12．电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用，当手指在触摸屏表面施以一定的压力时，触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置，从而确定触摸的位置。
（1）其工作原理利用了在材料、横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻就越　大　的规律。
（2）以竖直方向为例，触摸屏相当于一根电阻丝，触摸时，触摸点P将电阻丝分为上下两部分，设上部分电阻为R1，下部分电阻为R2，结构可等效为如图所示电路，电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时，若测得R2两端电压增大，则可知R2阻值　增大　（填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：
（1）在材料、横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻就越大。
（2）由题意可知，整根电阻丝的电阻R不变，电源电压U不变，电路电流：I＝不变；
由图示电路图可知，两电阻串联，R2两端电压：U2＝IR2变大，I不变，则电阻R2阻值变大。
故答案为：（1）大；（2）增大。
13．如图所示，电源电压恒定，R1＝20Ω．闭合开关S，断开开关S1，电流表示数是0.3A；若再闭合S1，发现电流表示数变为0.5A，则电源电压为　6　V，R2的阻值为　30　Ω。
【解答】解：（1）从图可知，闭合开关S，断开开关S1时，电路中只有R1，则电源电压U＝U1＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V。
（2）再闭合S1，R1和R2并联，由并联电路的特点I＝I1+I2得：通过R2的电流I2＝I﹣I1＝0.5A﹣0.3A＝0.2A，
由I＝得：R2＝＝＝30Ω。
故答案为：6；30。
14．如图a所示的电路，电源电压保持不变。闭合开关S，调节滑动变阻器，电压表的示数随电路中电流的变化的图像如图b所示，根据图像的信息可知：图像 　甲　（填“甲”或“乙”）是电压表V1变化的曲线，电阻R1的阻值是 　20　Ω；当电路中的电流为0.25A时，R1与R2的比值为 　5：1　。
【解答】解：由图可知：R1与R2串联，电流表测量电路中的电流，电压表V1测量R1两端电压，电压表V2测量滑动变阻器两端的电压；
则当滑动变阻器的滑片在最左端，电压表V2示数为0V；
从图中信息可以看出，乙图象中的电压值可以为零，因此乙对应的是电压表为V2示数变化的曲线，甲对应的是电压表V1变化的曲线；
由甲图象可知：当U1＝2V时，I1＝0.1A，根据欧姆定律可知，R1＝＝＝20Ω；
当电路中的电流为0.25A时，由图象可知R1与R2两端的电压分别为：5V、1V；
由于串联电路电流处处相等，则根据欧姆定律可得：
＝＝＝＝。
故答案为：甲；20；5：1。
15．某校小小科学研究员利用所学的科学知识设计了一个电子拉力计，原理如图所示的（弹簧的电阻不计）。定值电阻R0＝5欧，Rab＝25欧，电源电压为3伏，当不拉拉环时，金属片P刚好处于a端。
（1）在电路中连入R0的目的是 　保护电路　。
（2）开关闭合，当拉力F增大时电流表示数将 　变大　，电压表示数将 　变小　（填“变大”、“变小”、“不变”）。
（3）若要将电流表的表盘改为拉力计的表盘，当不拉拉环时，拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的 　0.1　安培处。
【解答】解：（1）由图甲知，当滑片P在b端时Rab＝0，如果没有定值电阻R0将会造成电源短路，所以在电路中连入R0的目的是防止电流过大而烧坏电流表，从而起到保护电路的作用；
（2）开关闭合，当拉力F增大时，滑片向右移动，滑动变阻器的电阻变小，分压减小，电压表的示数减小，电路的总电阻变小，根据I＝知在电源电压一定时电流增大，电流表示数变大；
（3）由题知，当不拉拉环时，滑片在a端，变阻器连入阻值最大，
由根据串联电路特点和欧姆定律可得，此时电路中电流：
I＝＝＝0.1A；
即拉力计表盘上的零刻度应标在电流表表盘的0.1A处。
故答案为：（1）保护电路；（2）变大；变小；（3）0.1。
16．图甲是一个能反映水平风力大小的装置电路图。电源电压恒为16V．L为额定电压2.5V的小灯泡，其I﹣U关系的部分数据如图乙所示。电阻丝AB长30cm、粗细均匀、最大阻值为75Ω．OP为质量、电阻均不计的金属细杆，下端连接一个重2N的圆球P．闭合开关S，无风时，OP下垂并与A端接触，此时电流表示数为0.2A；有风时，OP绕悬挂点O转动，风对球的作用力F始终水平向右。已知OA为10cm，OP始终与AB接触良好且无摩擦。
（1）电流表示数为0.2A时，灯泡的电阻为　5　Ω。
（2）该电路可承受风对球施加的最大作用力为　2.4　N。
（3）为提高可承受风对球施加的最大作用力，可采取的措施是　BD　。
A．增加电源电压 B．串联一个电阻 C．加粗电阻丝AB D．增大圆球P的重力
【解答】解：（1）由图可知，灯泡和电阻丝串联；
当电流表示数为0.2A时，通过灯泡的电流为0.2A，由图乙可知此时灯泡两端的电压为1V；
由I＝可得，灯泡的电阻：RL＝＝＝5Ω；
（2）电路中最大电流等于灯泡正常工作时的电流，
由图乙可知最大电流为I′＝0.3A，此时风对球的压力最大，
设此时OP与AB的接触点为C，所以RBC两端的电压：UBC＝U﹣UL＝16V﹣2.5V＝13.5V，
此时电阻丝连入电路的电阻：RBC＝＝＝45Ω；
由于电阻丝的电阻与电阻丝的长度成正比，则：＝，所以BC＝×AB＝×30cm＝18cm，
则AC＝AB﹣BC＝30cm﹣18cm＝12cm，
根据上图和杠杆平衡条件可得：F×OD＝G×PD，则：＝；
由于△OAC∽△ODP，根据相似三角形的知识可得：＝，所以＝，则：F＝×G＝×2N＝2.4N。
（3）综合以上分析可知，为提高可承受风对球施加的最大作用力，可采取的措施是串联一个电阻或增大圆球P的重力。
故答案为：（1）5；（2）2.4；（3）BD。
三．实验探究题（共3小题）
17．小明自制了一个如图甲所示的可测量池水深度的装置，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮、能承重、足够长）。测量盒是一个底面积为8厘米2、高5厘米的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆，其阻值随下表面压力变化的部分参数见表；控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻。小明将测量盒缓慢浸入水中，不考虑大气压强的影响。（ρ水＝1g/cm3）
深度/米 R/欧
1 15
2 10
6 5
14 3
（1）整个测量盒（包括压敏电阻）的质量至少为多大时，才能浸没到水中？
（2）当测量盒浸入深度为1米时，电压表的示数为1.5伏；当测量盒浸入深度为2米时，电压表的示数为2.0伏。若将此电压表改为深度表，请通过计算，深度为14米时电压表指针指在多少伏的位置？
（3）若小明将此装置用于测量密度比水大的海洋的深度。为使原电压表改装的深度表刻度还能正常使用，请帮小明改装电路，并具体说明原因。
【解答】解：
（1）已知ρ水＝1g/cm3＝1×103kg/m3，
当整个测量盒刚好浸没到水中时，浮力等于重力，
整个测量盒（包括压敏电阻）的重力：G＝F浮＝ρ水gV排＝1×103kg/m3×10N/kg×8×5×10﹣6m3＝0.4N，
由G＝mg可知，整个测量盒（包括压敏电阻）的质量：m＝＝＝0.04kg；
（2）由电路图可知，压敏电阻R和定值电阻R0串联，电压表测量定值电阻R0两端电压；
根据表中数据可知，当测量盒浸入深度为1米、2米时，压敏电阻的阻值分别为15Ω、10Ω，
因串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和，所以由I＝可知，电源电压：U＝1.5V+×15Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
U＝2V+×10Ω﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
联立①②可得：R0＝5Ω，U＝6V；
根据表中数据可知，当测量盒浸入深度为14米时，压敏电阻的阻值为3Ω，
因串联电路的总电阻等于各分电阻之和，所以此时电路电流：I＝＝＝＝0.75A，
电压表的示数：U0＝IR0＝0.75A×5Ω＝3.75V。
（3）由p＝ρgh可知，相同深度时，液体的密度越大，液体的压强也越大，由F＝pS可知，受力面积相同时，压力越大；
显然将此装置用于测量密度比水大的海洋的深度，相同深度时，海水产生的压力大于在水中的压力，由表中数据可知，压敏电阻的阻值较小，压敏电阻分得的电压将减小，定值电阻分得的电压将变大，为了确定电压表示数不变，需要再串联一个定值电阻进行分压。
答：（1）整个测量盒（包括压敏电阻）的质量至少0.04kg时才能浸没到水中；
（2）深度为14米时，电压表指针指在3.75V的位置；
（3）由p＝ρgh可知，相同深度时，液体的密度越大，液体的压强也越大，由F＝pS可知，受力面积相同时，压力越大；
显然将此装置用于测量密度比水大的海洋的深度，相同深度时，海水产生的压力大于在水中的压力，由表中数据可知，压敏电阻的阻值较小，压敏电阻分得的电压将减小，定值电阻分得的电压将变大，为了确定电压表示数不变，需要再串联一个定值电阻进行分压。
18．小金研究电流与电阻的关系时，他使用的电路如图甲所示。实验前，小金将电压表直接连接在由两节干电池组成的电池组两端，测得电压是3V。实验得到的数据如表所示。
实验次数 第一次 第二次 第三次
定值电阻/Ω 5 10 15
电流表示数/A 0.50 0.26 0.18
（1）分析实验数据可知，该实验存在的不足之处是 　没有控制电阻两端电压保持不变　。
（2）小科改用图乙所示电路对实验进行改进，已知电流表的使用0﹣0.6A量程，电压表使用0﹣3V量程，滑动变阻器有“10Ω，2A”和“20Ω，1A”和“50Ω，0.2A”可供选择，图丁为小科实验后绘制的I﹣R图像。
①请根据电路图用笔画代替导线将实物图丙连接完整。
②图丁b点到c点过程中滑动变阻器接入电路的阻值变 　大　。
③要完成实验，应选择的滑动变阻器为 　“20Ω，1A”　。
【解答】解：（ 1 ）根据表中数据可以看出，三次实验定值电阻两端电压不同，要研究|电流与电阻的关系，要控制电压一定，因此该实验存在的不足之处是没有控制定值电阻两端电压一定；
（ 2 ）①电压表应并联在定值电阻两端，如图：
②电压表测量电阻R两端电压，电流从0 4A降低为0.2A，故可知滑动变阻器阻值增大，使电路电流减小；
③丁图中由b点到c点过程可以看出定值电阻R两端电压UV＝IbRb＝0.4A×5Ω＝2V，故定值电阻两端的电压保持2V不变，电源电压3V，根据串联电路的电压特点可知滑变两端电压为：3V﹣2V＝1V，根据串联电路中各电路元件电压之比等于电阻之比可知，＝＝，即定值电阻的阻值是滑动变阻器的2倍，由图可知定值电阻最大阻值为25Ω，故滑动变阻器的阻值不小于：＝12.5Ω，且电路最大电流为0.5A，因此要选“20Ω，1A”规格的滑动变阻器。
故答案为：（1）没有控制电阻两端电压保持不变；（2）①如图；②大；③“20Ω，1A”。
19．用如图甲所示的电路“探究电流与电阻的关系”，电源电压恒为6伏，定值电阻R备有5欧、10欧、20欧、40欧各一个。
（1）将5欧的定值电阻接入电路闭合开关，移动滑片P发现电压表无示数，电流表有示数且不断变化，则电路故障可能是 　A　（选填字母）。
A．定值电阻R短路
B．定值电阻R断路
C．滑动变阻器短路
（2）排除故障后闭合开关，移动滑片P，完成5欧的定值电阻实验。断开开关，不改变滑动变阻器滑片的位置，将5欧的电阻换成10欧的电阻，闭合开关后，为保证电压表示数与更换前相同，滑片P应向 　左　（选填“左”或“右”）端滑动。
（3）实验中依次接入定值电阻，调节滑片使定值电阻两端电压相同，记下电流表读数，绘出电流I与电阻倒数变化的图像乙，由图乙可知：每次控制定值电阻两端的电压均为 　2　伏。
（4）为了顺利完成整个实验，则滑动变阻器的阻值至少是 　80　欧。
【解答】解：（1）闭合开关，电压表无示数，可能是与电压表并联部分的电路短路或与电压表并联电路以外的部分断路，电流表有示数，说明电路不可能断路，移动滑片P电流表示数不断变化，说明滑动变阻器正常，因此故障可能的原因是电阻R短路，故选A；
（2）根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向左端移动；
（3）由图象可知，实验中电阻两端控制的电压U＝IR＝＝＝2V；
（4）电阻两端的电压始终保持UR＝2V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压：U滑＝6V﹣2V＝4V，
则变阻器分得的电压为电压表示数的＝2倍，
根据分压原理，当接入40Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为：R滑＝2×40Ω＝80Ω，
故为了让提供的电阻都能用到，滑动变阻器的最大阻值应不小于80Ω。
故答案为：（1）A；（2）左；（3）2；（4）80。
四．计算题（共3小题）
20．为积极营造安全有序的交通环境。近年来我市严格执行许多安全措施，这些安全措施中都蕴含着许多科学知识。试分析回答：
（1）有关部门规定；不允许电动自行车安装图甲所示的遮阳棚，因为骑行时会出现遮阳棚往上掀翻的情况。请你解释现象。
（2）如图乙是酒精测试仪工作原理电路图，电源电压为6V；R1为气敏电阻。它的阻值随气体中酒精含量变化的情况如图丙所示。使用前通过调节滑动变阻器R2对测试仪进行调零，此时电压表示数为5V。调零后R2的滑片位置保持不变。
①当气体中酒精含量为0时，电压表示数为5V。则此时电流表的示数为多少安？
②对某位驾驶员进行检测时，电流表示数为0.2A，请通过计算，判断此时该驾驶员属于酒驾还是醉驾？（气体中酒精含量大于0且小于80mg/100ml为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。）
【解答】解：（1）骑行时，遮阳棚上方空气流动速度比下方流速快，大气压强产生一个向上的力，使遮阳棚掀翻；所以有关部门规定；不允许电动自行车安装图甲所示的遮阳棚；
（2）①甲图中，两电阻串联，电压表测R1的电压，电流表测电路的电流，
由图乙知，气体中酒精含量为0时，R1＝50Ω，
此时电压表示数为U1＝5V，故电路的电流为：I＝＝＝0.1A，
②因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以变阻器两端电压：U2＝U﹣U1＝6V﹣5V＝1V，
由I＝可得，变阻器接入电路中的阻值：R2＝＝＝10Ω；
某次检测中电流表示数I′＝0.2A，
此时变阻器两端电压：U2＝I′R2＝0.2A×10Ω＝2V，
此时R1的阻值：R1′＝＝＝20Ω，由图乙知，气体中酒精含量大于0且小于80mg/100ml为酒驾。
答：（1）骑行时，遮阳棚上方空气流动速度比下方流速快，大气压强产生一个向上的力，使遮阳棚掀翻；
（2）①此时电流表的示数为0.1A；
②该驾驶员属于酒驾。
21．在如图所示的电路中，R1＝8欧，R2为滑动变阻器，电源电压为6伏不变。求：
（1）当变阻器滑片置于N端时，电流表的示数为多大？
（2）调节变阻器，当电压表示数为4伏时，变阻器R2连入电路的电阻为多大？
【解答】解：（1）当变阻器滑片置于N端时，变阻器接入的阻值为0，电路为R1的简单电路，
电路中的电流：I＝＝＝0.75A；
（2）当电压表示数为4伏时，
因串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和，
所以，变阻器R2两端的电压为：U滑＝U﹣U′＝6V﹣4V＝2V；
此时电路中的电流为：I′＝＝＝0.5A，
由欧姆定律得，此时变阻器R2连入电路的电阻为：
R滑＝＝＝4Ω。
答：（1）当变阻器滑片置于N端时，电流表的示数为0.75A；
（2）调节变阻器，当电压表示数为4伏时，变阻器R2连入电路的电阻为4Ω。
22．图甲是小明设计的一款电子距离测量仪，R1是一根长2米，粗细均匀的电阻丝，其阻值随长度的变化关系如图乙。物体M只能在导轨上做直线运动，并带动与之相连的金属滑片P移动，电压表示数可反映物体M移动的距离。开始测量前，金属滑片P置于电阻丝中点，电源电压为5伏，电压表量程为0﹣3伏，滑动变阻器R2的规格为“30欧、0.2安”。
（1）某次测量时，保持滑动变阻器阻值不变，R1的滑片向右移动了0.5米，则电流表的示数将　不变　（填“减小”、“增大”、“不变”）。
（2）为使测量仪能最大限度的测量，则滑动变阻器R2接入电路的最小值为多少？（保留一位小数）
（3）使用一段时间后，因滑动变阻器损坏，临时用一个5欧的定值电阻替代。请在图丙中绘出替换电阻后，电压表示数值与M移动距离的关系图。
【解答】解：
（1）因电压表的内阻很大、在电路中相当于断路，
所以，保持滑动变阻器阻值不变，R1的滑片向右移动了0.5米时，电路的总电阻不变，
由I＝可知，电路中的电流不变，即电流表的示数不变；
（2）由图乙可知，R1的阻值为20Ω，
为使测量仪能最大限度的测量，则滑片移动最左端时电压表的示数U1＝3V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流I＝＝＝0.15A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，此时R2两端的电压U2＝U﹣U1＝5V﹣3V＝2V，
则滑动变阻器R2接入电路的最小值R2＝＝≈13.3Ω；
（3）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，用5欧的定值电阻R代替滑动变阻器后电路中的电流：I′＝＝＝0.2A，
因M移动时，接入电路中的电阻不变，电路中的电流不变，且R1是粗细均匀的电阻丝，所以，由U＝IR可知，电压表的示数与M移动的距离关系为一次函数，
当滑片位于右端即M右移1m时，电压表的示数为0V，
当滑片位于中点即M没有移动时，电压表的示数U1′＝I′×R1＝0.2A××20Ω＝2V，
由以上可知，电压表示数变化2V时，滑片移动的距离为1m，
由电压表的量程可知，电压表的最大示数为3V，
当电压表示数从2V变为3V即电压表示数的变化量为1V时，滑片向左移动0.5m，
答：（1）不变；
（2）为使测量仪能最大限度的测量，则滑动变阻器R2接入电路的最小值为13.3Ω；
（3）替换电阻后电压表示数值与M移动距离的关系图如上图所示。
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