第四章 电与电路 培优练习（含解析）

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第四章电路 培优练习
一．选择题
1．以下是小佳同学关于电学知识的部分笔记，其中记录错误的是（　　）
A．金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
B．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
C．电源是把其他形式的能转化为电能的装置
D．在电源内部，电流方向是从电源负极到电源正极
2．如图所示，取两个相同的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，使A带电，B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是（　　）
A．A 中正电荷通过金属棒流向 B，金属棒中瞬间电流方向从A 到 B
B．B 中负电荷通过金属棒流向 A，金属棒中瞬间电流方向从 A 到 B
C．A 中负电荷通过金属棒流向 B，金属棒中瞬间电流方向从 B 到 A
D．B 中正电荷通过金属棒流向 A，金属棒中瞬间电流方向从 B 到 A
3．小明在“探究电流跟电阻关系”的实验中，已知电源电压保持4.5V不变，滑动变阻器上标有“30Ω，1A”，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，实验前设置定值电阻两端的预设值为1.5V，阻值为5Ω、10Ω的电阻完成实验后，发现阻值20Ω电阻时实验无法继续，为了不让前两组数据失效，并顺利完成阻值20Ω电阻实验数据，下列可行的方案是（　　）
A．换一个电压值较大的电源
B．增大定值电阻两端的电压预设值
C．将阻值为10Ω的电阻串联在a、b之外的电路中
D．换一个最大阻值为35Ω的滑动变阻器
4．如图，电源电压恒定不变，R0为定值电阻。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R1，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1。继续移动滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路中的电阻值变为R1，此时电压表的示数增大为2U1，电流表的示数变为I2。则（　　）
A．I1＝2I2 B．R0：R1＝2：3
C．电源电压为4U1 D．滑片P滑到b端时，电压表的示数为4U1
5．如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
①探究电流与电阻的关系时，调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时，改变定值电阻两端电压，测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时，更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值
④测量小灯泡的电功率时，改变小灯泡两端的电压，测量对应电流
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
6．甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，闭合电路，若乙图中U1：U2＝m，丙图中，I1：I2＝n，则下述正确的是（　　）
A．mn＝1 B．m＞n C．m＜n D．无法判断
7．利用伏安法测量电阻时，由于电表本身电阻的影响，造成测量结果有误差。现采用图所示电路，能较准确的测量Rx的阻值，已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时，电压表示数为9.6V，电流表示数为0.3A，当S接通b时，电压表示数为12V，电流表示数为0.25A，则待测电阻Rx的阻值为（　　）
A．32Ω B．40Ω C．48Ω D．70Ω
8．小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪，R是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米长的电阻为0.5Ω，电路各部分均接触良好。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，将金属滑片P置于电阻丝中点，此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A．由此可知（　　）
A．电阻丝的总电阻为7.5Ω
B．当电压表示数为2V时，物体M向左移动了10cm
C．当电压表示数为1V时，物体M向左移动了5cm
D．若开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30cm
9．甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知所用的输电线每千米的电阻为0.2Ω．现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0V，电流表的示数为0.3A，则短路位置离甲地的距离为（　　）
A．7.5 km B．15km C．25km D．30km
10．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
11．电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图。则滑动变阻器的最大电阻为 　 　Ω，电源电压为 　 　_______V。
12．小科观察了小区入口的车辆自助控倒网，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）实验过程中，发现指示灯较暗，要使小灯泡正常发光，应将滑片P向 　 　（境“上”或“下”）移动。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。下列方法能使栏杆正常抬起的是 　 　（可多选）。
A.增加线圈匝数 B.B端换一个更重的铁柱 C.滑片P向下移动
13．对人体来说，安全电压一般为 　 　V。如图所示，电路电源电压保持不变，在甲、乙两处分别接入电压表，闭合开关S，甲、乙电压表的示数之比为1：3，则电阻R1：R2＝　 　；断开开关S，将甲、乙两块电压表撤去，并在甲、乙两处分别接入电流表，此时甲、乙电流表的示数之比为 　 　。
14．两个12Ω的电阻并联，总电阻为 　 　Ω。如图所示电路是由十二个不同的电阻组成的，已知R1＝12Ω，其余电阻阻值未知，测得A、B间总电阻为6Ω。今将R1断开，则A、B间的总电阻为 　 　Ω。
15．物理兴趣小组为了减轻雨水期巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置。如图所示，电源电压恒定，定值电阻R0＝20Ω，电流表量程是0﹣0.6A，其示数反应水位变化。R是一个压敏电阻，其下表面所受压力每增大10N，电阻就减小5Ω，在它的正下方漂浮着一质量为10kg、高4m的圆柱形绝缘体浮标M，此时M浸入水中的深度是1m，它所受的浮力为 　 　N。当水位上涨，M刚好与R接触时，为警戒水位，此时电流表示数为0.15A；当水位再上升0.8m时，电流表示数变为0.2A。则该装置的电源电压是 　 　V。它能测量的最高水位高于警戒水位 　 　m。（g取10N/kg）
三．计算题
16．在综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理如图所示，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A。挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数 　 　，电压表示数 　 　。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）当推动挡板P到A端时，电压表示数是多少？
（3）国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀。小林进行测试时电压表示数为3V，请通过计算判断小林的成绩是否达到优秀。
如图甲所示是一种水箱水位测量装置示意图。电源电压为12伏保持不变，R0是阻值为20欧的定值电阻，R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80厘米，底面积为250厘米2。当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1的最上端。轻质弹簧阻值不计，弹簧的伸长长度ΔL始终与受到的拉力F成正比，如图乙所示。
（1）当水位下降时，电路中电流表的示数 　 　（选填“增大”或“减小”）。
（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为多少？
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为多少厘米？
18．如图所示的电路中，电源电压为18V不变，滑动变阻器R2上标“20Ω 2A”的字样，闭合开关S后，电流表的示数为1A，电压表的示数为4V．求：
（1）电阻R1的阻值。
（2）电路中的最小电流。
（3）电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，为使电路正常工作，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
19．现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 　 　cm。
（2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm电阻丝的阻值是 　 　。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，闭合开关S，求电流表的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）
20．如图甲是一个能够测定油箱内油面高度的装置电路示意图，杠杆的左端固定着浮标，右端是滑动变阻器R的金属滑片P，ab是电阻均匀且最大阻值为50Ω的电阻片，油量表由电流表改装而成，当P在a端时电路中的电流为0.6A，表示油箱已满；P在b端时电路中的电流0.1A，表示油箱内无油。
（1）电源电压值U为 　 　V，电阻R0的阻值是 　 　。
（2）若油箱的容积为50L，请在图乙电流表的表盘上标出油量表0L、40L、50L的刻度位置。
（3）实验小组想用电压表代替电流表做油量表，且保证油量增加时电压表的示数也增加，同时油量刻度是均匀的，请你在图丙上完成电路设计。
21．甲图为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V，R0的阻值为100Ω，电压表量程为0～3V，压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
（1）当电压表示数为2V时，电阻R0的电功率为多少？
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为多少？
（3）在不改变电表的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，应如何调整？（写出两条）
（4）若在升降机底板上放置一个物块，静止时电压表示数为U0，当升降机匀速下降时，电压表示数　 　（选填“大于”、“等于”或“小于”）U0。
22．光源电阻的阻值随光照射的强弱而改变，照射光越强，光强越大，光强符号用E表示国际单位为坎德拉（cd）。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系如图甲所示，根据图象解答下列问题：
（1）随光强的增大，光敏电阻阻值 　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在如图乙电路所示电路中，电源电压为6V，当光照强度为3.0cd时，电流表的读数为0.5A。则光敏电阻R的阻值为 　 　，定值电阻R0的阻值为 　 　。
（3）小兰用该光敏电阻设计了一和烟雾报警装置，其简化电路如图丙所示，电源电压保持不变。当电流表示数减小到某一值时，装置报警。开关S闭合后，当烟雾遮挡射向R的激光时，电流表的示数 　 　，电压表的示数 　 　（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
23．某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连，弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）。已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1＝8Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为12Ω，电源电压为6V。当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：
（1）闭合开关S，不拉拉环时，电路的总电阻为多少？
（2）闭合开关S，当电流表示数为0.5A时，拉力为多少？
（3）若物块A对地面的压力最小值为250N，在保证电路安全的条件下，电流表量程范围是多少？
参考答案与试题解析
一．选择题（共10小题）
1．以下是小佳同学关于电学知识的部分笔记，其中记录错误的是（　　）
A．金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
B．验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引
C．电源是把其他形式的能转化为电能的装置
D．在电源内部，电流方向是从电源负极到电源正极
【解答】解：A、规定正电荷定向移动的方向是电流的方向，金属导体中自由电子的定向移动方向与电流方向相反，故A记录正确；
B、验电器的工作原理是同种电荷相互排斥，故B记录错误；
C、电源是把其他形式的能转化为电能的装置，故C记录正确；
D、在电源的外部，电流的方向是从正极流向负极，在电源内部，电流方向是从电源负极到电源正极，故D记录正确。
故选：C。
2．如图所示，取两个相同的验电器A和B，用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器A，使A带电，B不带电，再用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来。下列说法正确的是（　　）
A．A 中正电荷通过金属棒流向 B，金属棒中瞬间电流方向从A 到 B
B．B 中负电荷通过金属棒流向 A，金属棒中瞬间电流方向从 A 到 B
C．A 中负电荷通过金属棒流向 B，金属棒中瞬间电流方向从 B 到 A
D．B 中正电荷通过金属棒流向 A，金属棒中瞬间电流方向从 B 到 A
【解答】解：丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，缺少电子，当玻璃棒与验电器A接触后，验电器A带正电，而B不带电，用带有绝缘手柄的金属棒把A和B连接起来，B上的部分负电荷（自由电子）会转移到A上，因此验电器B的金属箔由于带正电会张开；电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，因此电流方向是由A到B，金属中正电荷不能移动，故ACD错误，B正确。
故选：B。
3．小明在“探究电流跟电阻关系”的实验中，已知电源电压保持4.5V不变，滑动变阻器上标有“30Ω，1A”，有5Ω、10Ω、20Ω的定值电阻各一只，实验前设置定值电阻两端的预设值为1.5V，阻值为5Ω、10Ω的电阻完成实验后，发现阻值20Ω电阻时实验无法继续，为了不让前两组数据失效，并顺利完成阻值20Ω电阻实验数据，下列可行的方案是（　　）
A．换一个电压值较大的电源
B．增大定值电阻两端的电压预设值
C．将阻值为10Ω的电阻串联在a、b之外的电路中
D．换一个最大阻值为35Ω的滑动变阻器
【解答】解：A、将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，根据串联电路的分压作用知＝，即＝，解得换用的电源电压为：U′＝3.75V，所以换一个电压值较小的电源，故A错误；
B、将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，根据串联电路的分压作用知＝，即＝，解得换用的定值电阻两端的电压预设值为：UV′＝1.8V，故增大定值电阻两端的电压预设值，但重新设定所控制电压，前面两次实验数据就会失效，故B错误；
CD、将10Ω的电阻改接成20Ω的电阻重复上述实验时，根据串联电路的分压作用知＝，即＝，解得换用的滑动变阻器的在的电阻值：R＝40Ω，所以串联的电阻为R串＝R﹣R滑大＝40Ω﹣30Ω＝10Ω，所以将阻值为10Ω的电阻串联在a、b之外的电路中或换一个最大阻值为40Ω的滑动变阻器，故C正确，D错误。
故选：C。
4．如图，电源电压恒定不变，R0为定值电阻。闭合开关S，移动滑动变阻器的滑片P到某一位置，此时滑动变阻器接入电路中的电阻值为R1，电压表的示数为U1，电流表的示数为I1。继续移动滑动变阻器的滑片P，使滑动变阻器接入电路中的电阻值变为R1，此时电压表的示数增大为2U1，电流表的示数变为I2。则（　　）
A．I1＝2I2
B．R0：R1＝2：3
C．电源电压为4U1
D．滑片P滑到b端时，电压表的示数为4U1
【解答】解：由电路图可知，定值电阻R0与滑动变阻器串联，电压表测R0两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）由I＝可得：
当滑动变阻器接入电路中的电阻为R1时，电压表的示数：
U1＝I1R0，
滑动变阻器接入电路中的电阻为 时，电压表的示数：
2U1＝I2R0，
则 ＝＝，即I2＝2I1，故A错误；
因电源的电压不变，电路中的电流与电阻成反比，
所以，＝＝，
整理可得，＝，故B错误；
电源的电压：
U＝I1（R0+R1）＝I1（R0+3R0）＝4I1R0＝4U1，故C正确；
（2）当滑动变阻器的滑片P滑到b端时，接入电路中的电阻大于R1，
由I＝可知，电路中的电流小于I1，
由U＝IR可知，R0两端的电压小于U1，不可能达到4U1，故D错误。
故选：C。
5．如图所示，是电学中常见的电路图，在A、B两点间分别接入下列选项中加点字的元件并进行以下对应实验，对滑动变阻器在此实验中的作用描述正确的是（　　）
①探究电流与电阻的关系时，调节电阻两端电压成倍数变化
②用“伏安法”测电阻时，改变定值电阻两端电压，测量对应电流
③研究影响电阻大小因素时，更换不同电阻丝，保持电流不变，测量对应电压值
④测量小灯泡的电功率时，改变小灯泡两端的电压，测量对应电流
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
【解答】解：①、根据控制变量法的思路，研究导体中的电流与电阻的关系时，要保持导体两端的电压不变，而电路中换用阻值不同的电阻时，电阻两端的电压就要改变，为了保持电阻两端的电压不变，就需要改变滑动变阻器接入电路的阻值，故①错误；
②、用“伏安法”测电阻时，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变了待测电阻两端的电压和通过它的电流，可以多测几组数据，通过求平均值来减小误差，故②正确；
③、在探究“电阻大小与哪些因素有关”时，保持电压不变，多次更换电阻丝，测量对应电流，是为了得出电阻与什么因素有关，滑动变阻器起到保护电路的作用，故③错误；
④、在“伏安法”测小灯泡电功率的实验中，滑动变阻器的作用是：通过改变小灯泡两端的实际电压与通过小灯泡的电流，可比较小灯泡亮度与灯泡的实际功率之间的关系，不需要测量平均功率，故④正确。
故选：D。
6．甲图是灯泡L和定值电阻R的I﹣U图象，将L和R先后以乙图和丙图两种方式连在同一电源上，闭合电路，若乙图中U1：U2＝m，丙图中，I1：I2＝n，则下述正确的是（　　）
A．mn＝1 B．m＞n C．m＜n D．无法判断
【解答】解：
由图乙知，灯泡与电阻串联，所以通过它们的电流相同，
由I＝可知，当电流相同时，电压与电阻成正比，
所以：＝＝m，
由图丙知，灯泡与电阻并联，各支路两端的电压相同，
由I＝可知，当电压相同时，电流与电阻成反比，
所以：＝＝n，则＝，
由图象甲可知，灯泡电阻随电压增大而增大，而乙图中灯泡两端电压比丙图中小，所以RL乙小于RL丙，
所以：＜，则m＜，即mn＜1，故A错误；
由图象可知，在电流相同时，灯泡的电压较大，即U1＞U2，则U1：U2＝m＞1，
由前面的解答可知1＜m＜，则可得n＜1，
比较可知m＞n，故B正确，CD错误。
故选：B。
7．利用伏安法测量电阻时，由于电表本身电阻的影响，造成测量结果有误差。现采用图所示电路，能较准确的测量Rx的阻值，已知A、B之间的电压U保持不变。当S接通a时，电压表示数为9.6V，电流表示数为0.3A，当S接通b时，电压表示数为12V，电流表示数为0.25A，则待测电阻Rx的阻值为（　　）
A．32Ω B．40Ω C．48Ω D．70Ω
【解答】解：设电流表的内阻为RA，
（1）S接a时，电压表测Rx两端的电压，电流表测电路电流，
由串联电路的特点可得电源电压：U＝UX+UA＝UX+I1RA，
即：U＝9.6V+0.3A×RA﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
（2）S接b时，电压表测Rx与电流表两端的总电压U，电流表测电路电流，
此时电压表示数为12V，则电源电压U＝12V，
将U＝12V代入①式，解得RA＝8Ω；
由电阻的串联和欧姆定律可得：U＝I2（RX+RA），
即：12V＝0.25A×（RX+8Ω）；
解得：RX＝40Ω。
故选：B。
8．小丽设计了如图所示的简易电子距离测量仪，R是一根粗细均匀的电阻丝，其每厘米长的电阻为0.5Ω，电路各部分均接触良好。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，将金属滑片P置于电阻丝中点，此时电压表和电流表示数分别为1.5V和0.2A．由此可知（　　）
A．电阻丝的总电阻为7.5Ω
B．当电压表示数为2V时，物体M向左移动了10cm
C．当电压表示数为1V时，物体M向左移动了5cm
D．若开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30cm
【解答】解：由电路图可知，电路为滑动变阻器最大阻值的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测滑片右侧部分电阻丝两端的电压。
（1）金属滑片P置于电阻丝中点时，
由I＝可得，被测电阻丝的电阻：
R中＝＝＝7.5Ω，
则电阻丝的总电阻：
R＝2R中＝2×7.5Ω＝15Ω，故A错误；
电阻丝的长度L＝＝30cm，
即当开始测量前，将金属滑片P置于电阻丝某端点，可测量的最大距离30cm，故D正确；
（2）当电压表示数为2V时，接入电路的电阻：
R′＝＝＝10Ω，
物体M位于：
L′＝＝20cm，
故物体M向左移动了：
△L＝L′﹣L＝20cm﹣15cm＝5cm，故B错误；
（3）当电压表示数为1V时，接入电路的电阻：
R″＝＝＝5Ω，
物体M位于：
L″＝＝10cm，
故物体M向右移动了：
△L＝L﹣L″＝15cm﹣10cm＝5cm，故C错误。
故选：D。
9．甲、乙两地相距40km，在甲、乙两地之间沿直线架设了两条输电线，已知所用的输电线每千米的电阻为0.2Ω．现输电线在某处发生了短路，为确定短路位置，检修员在甲地利用电压表、电流表、定值电阻R0和电源接成如图所示电路进行测量。当电压表的示数为3.0V，电流表的示数为0.3A，则短路位置离甲地的距离为（　　）
A．7.5 km B．15km C．25km D．30km
【解答】解：由I＝可得，电流通过导线的电阻：
R＝＝＝10Ω，
因所用的输电线每千米的电阻为0.2Ω，
所以，导线长度：
L＝＝50km，
短路位置离甲地的距离：
s＝L＝×50km＝25km。
故选：C。
10．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）
11．电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关，当滑动变阻器滑片从a端滑到b端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系图像如图。则滑动变阻器的最大电阻为 　20　Ω，电源电压为 　3　V。
【解答】解：由电路图可知，闭合开关，定值电阻与滑动变阻器串联，电流表测电路中的电流，电压表测滑动变阻器两端的电压。
（1）当滑片位于a端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，定值电阻的阻值不变，总电阻最大，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流最小，根据串联分压特点可知电压表的示数最大，由图像可知，U滑＝2V，电路中的最小电流Imin＝0.1A，
由欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值：R2＝＝＝20Ω；
（2）当滑片位于b端时，滑动变阻器接入电路的阻值为0，电路中仅为定值电阻的简单电路，电源电压不变，根据欧姆定律可知电路中的电流最大，由图像可知，电路中的最大电流Imax＝0.3A，
由欧姆定律可得，电源的电压：U＝Imax×R1＝0.3A×R1…①，
当滑片位于b端时，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电源的电压：U＝Imin×（R1+R2）＝0.1A×（R1+20Ω）…②，
由①②可得：R1＝10Ω，U＝3V。
故答案为：20；3。
12．小科观察了小区入口的车辆自助控倒网，发现当车牌被识别系统识别后，绿灯亮，栏杆抬起，车辆通行。于是他设计了如图所示的模拟电路，车牌识别成功相当于图中开关S闭合。
（1）实验过程中，发现指示灯较暗，要使小灯泡正常发光，应将滑片P向 　上　（境“上”或“下”）移动。
（2）若电源电压下降，栏杆不能抬起。下列方法能使栏杆正常抬起的是 　AB　（可多选）。
A.增加线圈匝数
B.B端换一个更重的铁柱
C.滑片P向下移动
【解答】解：（1）指示灯较暗，说明灯泡两端的电压低于灯泡的额定电压，要使灯泡正常常发光，应减小滑动变阻器的阻值，将滑片P向上端移动；
（2）若电源电压下降，根据I＝知在电阻不变时电路的电流较小，电磁铁的磁性较弱，吸引力较小，不能将铁柱吸下来，栏杆不能抬起，此时可以将滑动变阻器的阻值调小些，即滑片P向上移动，增大了电路的电流，也可以增加线圈匝数，使电磁铁的磁性增强，将铁柱吸下来，可以使栏杆正常抬起来，故A正确，C错误；
若在B端换一个更重的铁柱，铁柱对杠杆的拉力更大，电磁铁用较小的力就能使栏杆正常抬起，故B正确。
故选：AB。
故答案为：（1）上；（2）AB。
13．对人体来说，安全电压一般为 　不高于36　V。如图所示，电路电源电压保持不变，在甲、乙两处分别接入电压表，闭合开关S，甲、乙电压表的示数之比为1：3，则电阻R1：R2＝　1：3　；断开开关S，将甲、乙两块电压表撤去，并在甲、乙两处分别接入电流表，此时甲、乙电流表的示数之比为 　1：3　。
【解答】解：对人体来说，安全电压一般为不高于36V；
由图可知，在甲、乙两处分别接入电压表，闭合开关，则R1与R2串联，甲测R1两端的电压U1，乙测R2两端的电压U2，
根据串联电路的分压规律可得：＝＝；
断开开关S，将甲、乙两块电压表撤去，并在甲、乙两处分别接入电流表，结合电路图可知，则R1与R2并联，电流表甲测R2的电流（即I甲＝I2），电流表乙测R1的电流（即I乙＝I1），
并联电路各支路两端电压相等，由U＝IR可得：＝＝。
故答案为：不高于36；1：3；1：3。
14．两个12Ω的电阻并联，总电阻为 　6　Ω。如图所示电路是由十二个不同的电阻组成的，已知R1＝12Ω，其余电阻阻值未知，测得A、B间总电阻为6Ω。今将R1断开，则A、B间的总电阻为 　12　Ω。
【解答】解：
（1）因并联电路总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，所以当两个12Ω的电阻并联时，总电阻与分电阻的关系：＝+，即＝+，
解得：R＝6Ω；
（2）设除R1外，其它电阻的总电阻为R2，
由题知，R1＝12Ω，R1与R2并联后的总电阻R＝6Ω，所以由（1）中的计算可知，R2＝12Ω，
将R1断开，则A、B间的总电阻为R2＝12Ω。
故答案为：6；12。
15．物理兴趣小组为了减轻雨水期巡堤人员的工作量，设计了水位自动监测装置。如图所示，电源电压恒定，定值电阻R0＝20Ω，电流表量程是0﹣0.6A，其示数反应水位变化。R是一个压敏电阻，其下表面所受压力每增大10N，电阻就减小5Ω，在它的正下方漂浮着一质量为10kg、高4m的圆柱形绝缘体浮标M，此时M浸入水中的深度是1m，它所受的浮力为 　100　N。当水位上涨，M刚好与R接触时，为警戒水位，此时电流表示数为0.15A；当水位再上升0.8m时，电流表示数变为0.2A。则该装置的电源电压是 　24　V。它能测量的最高水位高于警戒水位 　2.4　m。（g取10N/kg）
【解答】解：（1）柱形绝缘体浮标M处于漂浮状态，物体漂浮时所受浮力等于自身重力，则柱形绝缘体浮标M受到的浮力：F浮＝G＝mg＝10kg×10N/kg＝100N；
（2）闭合开关，两电阻串联接入电路，串联电路总电阻等于各分电阻之和，
M刚好与R接触时，为警戒水位，由欧姆定律可得电源电压：U＝I1（R1+R0）＝0.15A×（R1+20Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
当M漂浮时，其受到的浮力为100N，此时M浸入的深度为1m，它是圆柱体，则浸入深度每增加1m，M所受的浮力就增加100N，
当水位再上升0.8m时，压敏电阻下表面增大的压力：ΔF压＝ΔF浮＝80N，
R是一个压敏电阻，其下表面所受压力每增大10N，电阻就减小5Ω，则ΔR＝40Ω，此时压敏电阻的阻值：R2＝R1﹣ΔR＝R1﹣40Ω，
由欧姆定律可得电源电压：U＝I2（R2+R0）＝0.2A×（R1﹣40Ω+20Ω）＝0.2A×（R1﹣20Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，
①②联立可得：U＝24V，R1＝140Ω；
（3）电流表量程是0﹣0.6A，则通过电路的最大电流为0.6A，此时压敏电阻的阻值：R＝﹣R0＝﹣20Ω＝20Ω，
压敏电阻阻值的最大变化量：ΔR′＝R1﹣R＝140Ω﹣20Ω＝120Ω，
压敏电阻下表面所受压力的最大值：F压最大＝ΔF浮最大＝240N，则Δh最大＝2.4m。
故答案为：100；24；2.4。
三．计算题
16．在综合实践活动中，小林自制了一个坐位体前屈项目测试仪，原理如图所示，电源电压恒为6V，R1＝30Ω，电阻丝R2粗细均匀，总长度为30cm。闭合开关，挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，电流表示数为0.05A。挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm。
（1）挡板P由B端向A端滑动时，电流表示数 　不变　，电压表示数 　变大　。（两空均选填“变大”“变小”或“不变”）
（2）当推动挡板P到A端时，电压表示数是多少？
（3）国家体质标准中九年级男生坐位体前屈成绩大于17.8cm为优秀。小林进行测试时电压表示数为3V，请通过计算判断小林的成绩是否达到优秀。
【解答】解：（1）闭合开关，R1和R2串联，电压表测量与R2并联部分两端的电压，电流表测量电路电流，串联电路总电阻等于各部分电阻之和，挡板P由B端向A端滑动时，电阻丝R2接入电路的电阻不变，电压表并联部分的电阻变大，由欧姆定律可知挡板移动过程中，电路中电流不变，根据U＝IR可知电压表示数变大；
（2）电流表的示数为0.05A，根据欧姆定律可知R1两端的电压：U1＝IR1＝0.05A×30Ω＝1.5V，
当推动挡板P到A端时，电压表与R2的最大阻值并联，串联电路总电压等于各部分电压之和，R2两端的电压U2＝U﹣U1＝6V﹣1.5V＝4.5V，即电压表示数是4.5V；
（3）电阻R2的阻值：R2＝＝＝90Ω；
小林进行测试时电压表示数为3V，此时电压表所并联的电阻丝的阻值R2′＝＝＝60Ω，
已知推挡板P在B端时，坐位体前屈成绩为0，推挡板P在A端时，坐位体前屈成绩为30cm，
故小林同学的成绩为：×30cm＝20cm＞17.8cm，故成绩达到优秀。
答：（1）不变；变大；
（2）推动挡板P到A端时电压表示数为4.5V；
（3）小林同学成绩达到优秀。
17．如图甲所示是一种水箱水位测量装置示意图。电源电压为12伏保持不变，R0是阻值为20欧的定值电阻，R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝，滑片P把电阻丝与轻质弹簧的指针连在一起。圆柱体M长80厘米，底面积为250厘米2。当水位处于最高处时，M刚好浸没在水中，滑片P恰好在R1的最上端。轻质弹簧阻值不计，弹簧的伸长长度ΔL始终与受到的拉力F成正比，如图乙所示。
（1）当水位下降时，电路中电流表的示数 　增大　（选填“增大”或“减小”）。
（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为多少？
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为多少厘米？
【解答】解：由电路图可知，R0与R1串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当水位下降时，圆柱体M排开水的体积减小，受到的浮力减小，滑片P向下移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，由欧姆定律可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大；
（2）当水位处于最高处时，滑片P恰好在R1的最上端，滑动变阻器接入电路的电阻为最大值40Ω，
由串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻：R＝R0+R1＝20Ω+40Ω＝60Ω，
由I＝可知，此时电路中的电流：I＝＝＝0.2A；
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，由串联电路的电压特点可知，此时R0两端的电压：U0'＝U﹣U1'＝12V﹣6V＝6V，
由I＝可知，此时通过R0的电流：I0＝＝＝0.3A，
由串联电路的电流特点可知，通过R1的电流：I1＝I0＝0.3A，
则滑动变阻器接入电路中的电阻：R1'＝＝＝20Ω，
由R1是长20厘米、阻值是40欧的电阻丝可知，此时滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度：L＝×20cm＝10cm，
由题意可知，此时弹簧的下端下降了ΔL＝20cm﹣10cm＝10cm，
由乙图图象可知，当ΔL＝10cm时，弹簧受到的拉力增大了ΔF＝100N，即圆柱体M受到的浮力减小了ΔF浮＝100N，
由ΔF浮＝ρgV排可知，圆柱体M浸入液体的体积减小了ΔV＝＝＝0.01m3＝10000cm3，
所以圆柱体M浸入液体的深度减小了Δh＝＝＝40cm，即圆柱体露出水面部分的长度为40cm。
故答案为：（1）增大；
（2）当水位处于最高处时，电流表的示数为0.2A；
（3）当水位下降，电压表示数为6伏时，圆柱体露出水面部分的长度为40cm。
18．如图所示的电路中，电源电压为18V不变，滑动变阻器R2上标“20Ω 2A”的字样，闭合开关S后，电流表的示数为1A，电压表的示数为4V．求：
（1）电阻R1的阻值。
（2）电路中的最小电流。
（3）电流表量程为0～3A，电压表量程为0～15V，为使电路正常工作，滑动变阻器R2连入电路的阻值范围。
【解答】解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）根据欧姆定律可得电阻R1的阻值：
R1＝＝＝4Ω；
（2）当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路中的电流最小，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，则最大总电阻为：
R总＝R1+R2＝4Ω+20Ω＝24Ω，
所以，电路中的最小电流：
I小＝＝＝0.75A；
（3）由题意可知，电流表量程为0～3A，而滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，为了保证电路的安全，电路中的最大电流为：I大＝2A，此时变阻器接入电路中的电阻最小，根据欧姆定律可得此时电压表示数为：U1大＝I大R1＝2A×4Ω＝8V＜15V，故电压表是安全的；
则此时电路中的最小总电阻：
R总小＝＝＝9Ω，
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可知，滑动变阻器接入电路中的最小阻值：
R2小＝R﹣R1＝9Ω﹣4Ω＝5Ω，
当变阻器接入电路中的电阻最大为20Ω时，电路中电流最小，电压表示数最小，各电路元件是安全的，
所以变阻器R2的阻值范围为5Ω～20Ω。
答：（1）电阻R1的阻值为4Ω；
（2）电路中的最小电流为0.75A；
（3）滑动变阻器R2连入电路的阻值范围为5Ω～20Ω。
19．现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。
（1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 　10　cm。
（2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少？
（3）每1cm电阻丝的阻值是 　0.4Ω　。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻）
（4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，闭合开关S，求电流表的最大值。（计算过程中不需要说明取最大值的理由）
【解答】解：（1）铜丝电阻忽略不计，相当于导线，当滑片在铜丝上移动时，金属圆环的总电阻不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流不变，由图乙可知，x从30cm到40cm的过程中，电路的电流不变，
则该金属圆环中铜丝的长度为：L＝40cm﹣30cm＝10cm；
（2）当x＝0或x＝50cm时，金属圆环接入电路中的电阻为零，此时电路为R1的简单电路，
由图乙可知，电路中的电流I大＝0.9A，
由I＝可得变阻器接入电路中的电阻为：R1＝＝＝5Ω，
当电路中的电流最小时，电路的总电阻最大，金属圆环接入电路中的电阻最大，
由图乙可知，电路中的电流I小＝0.5A，
此时电路的总电阻为：R总＝＝＝9Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，M、N之间的最大值RMN大＝R总﹣R1＝9Ω﹣5Ω＝4Ω；
（3）由题意可知，M、N之间两段弧形金属丝并联，分别设为R3、R4，如下图所示：
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，
所以，＝+，即RMN＝，
因金属圆环中电阻丝的总电阻一定，即R3+R4的值不变，
所以，由数学知识“两个正数和一定，两数相同时乘积最大”可知，R3＝R4时，M、N之间的总电阻最大，则RMN大＝，即4Ω＝，解得：R3＝R4＝8Ω，
金属圆环中电阻丝的总电阻R环＝R3+R4＝8Ω+8Ω＝16Ω，
由图乙可知，金属圆环中电阻丝的总长度L＝50cm﹣10cm＝40cm，
所以，每1cm电阻丝的阻值是：＝0.4Ω；
（4）把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移动到最左端后，电路为圆环的简单电路，由电阻的并联可知，当铜丝全部位于MN上方（或下方）时，上方（或下方）的电阻最小，则电路的总电阻最小，此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为：
R5＝25cm×0.4Ω/cm＝10Ω，
R6＝R环﹣R5＝16Ω﹣10Ω＝6Ω，
此时电路总电阻为：＝，
则电流表的最大值为：＝1.2A。
故答案为：（1）10；
（2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值为4Ω；
（3）0.4Ω；
（4）电流表的最大值为1.2A。
20．如图甲是一个能够测定油箱内油面高度的装置电路示意图，杠杆的左端固定着浮标，右端是滑动变阻器R的金属滑片P，ab是电阻均匀且最大阻值为50Ω的电阻片，油量表由电流表改装而成，当P在a端时电路中的电流为0.6A，表示油箱已满；P在b端时电路中的电流0.1A，表示油箱内无油。
（1）电源电压值U为 　6　V，电阻R0的阻值是 　10Ω　。
（2）若油箱的容积为50L，请在图乙电流表的表盘上标出油量表0L、40L、50L的刻度位置。
（3）实验小组想用电压表代替电流表做油量表，且保证油量增加时电压表的示数也增加，同时油量刻度是均匀的，请你在图丙上完成电路设计。
【解答】解：（1）装满油时，U＝I1R0＝0.6A×R0﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
无油时，U＝I2（R0+R）＝0.1A×（R0+50Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
由①②联立方程组解得：
U＝6V，R0＝10Ω；
（2）由题知，当P在a端时电路中的电流为0.6A，表示油箱已满，即：50L的刻度在0.6A的位置；
P在b端时电路中的电流为0.1A，表示油箱内无油，即：0的刻度在0.1A的位置；
如图所示，由题中的条件可知，当油量为40L时，滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω，
此时电路的电流：I＝＝＝0.3A；
（3）当油量增加时，油量的体积V＝Sh，则深度：h＝；此时滑动变阻器滑片上部分的电阻大小为：R上＝R＝，即：滑片上部分的电阻R上与油量的体积V成正比；
将滑动变阻器的电阻全部连入电路，电路中电流保持不变，为：I＝，
将电压表与滑动变阻器滑片上部分的电阻并联，则根据I＝可知电压表示数为：UV＝IR上＝×＝×V，即：电压表示数UV与滑片上部分的电阻R上成正比；
因此，电压表示数UV与油量的体积V成正比；即：油量刻度是均匀的。
故答案为：（1）6；10Ω；（2）见上图；（3）见上图。
21．甲图为升降机电路的部分原理图。电源电压恒为6V，R0的阻值为100Ω，电压表量程为0～3V，压敏电阻R1的阻值与所受压力大小的关系如图乙所示。
（1）当电压表示数为2V时，电阻R0的电功率为多少？
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为多少？
（3）在不改变电表的条件下，要增大压敏电阻的承压范围，应如何调整？（写出两条）
（4）若在升降机底板上放置一个物块，静止时电压表示数为U0，当升降机匀速下降时，电压表示数　等于　（选填“大于”、“等于”或“小于”）U0。
【解答】解：（1）由图乙所示图像可知，压力为零时，压敏电阻阻值：R1＝200Ω，
压敏电阻两端电压：U1＝U﹣U0＝6V﹣2V＝4V，
电路电流：I＝＝＝0.02A，
定值电阻阻值：R0＝＝＝100Ω，
定值电阻R0的电功率：P0＝U0I＝2V×0.02A＝0.04W；
（2）压敏电阻所受压力最大，其阻值最小，电路电流最大，定值电阻两端电压最大，电压表量程为3V，则定值电阻两端最大电压为3V，电路最大电流：I最大＝＝＝0.03A，
此时压敏电阻阻值：R1′＝＝＝＝100Ω，
由图乙所示图像可知，压敏电阻阻值为100Ω时，其所受压力为2500N；
（3）由图乙可知，压敏电阻所受压力越大时，压敏电阻的阻值越小，电路总电阻越小，
由I＝可知，电源电压不变，电路总电流越大，定值电阻两端电压越大，
要增大压敏电阻的承压范围，而不改变电表的条件，可以适当减小定值电阻阻值或减小电源电压或再串联一个电阻。
（4）升降机匀速下降，重物处于平衡状态，重物对压敏电阻的压力等于其重力保持不变，压敏电阻阻值保持不变，电路总电阻保持不变，电路电流保持不变，定值电阻两端电压不变，电压表所示不变，仍等于U0。
答：（1）压敏电阻不受压力时，电压表示数为2V，定值电阻R0的电功率为0.04W；
（2）在电路正常工作时，此压敏电阻能承受的最大压力为2500N；
（3）适当减小R0的阻值或减小电源电压或再串联一个电阻；
（4）等于。
22．光源电阻的阻值随光照射的强弱而改变，照射光越强，光强越大，光强符号用E表示国际单位为坎德拉（cd）。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E之间的关系如图甲所示，根据图象解答下列问题：
（1）随光强的增大，光敏电阻阻值 　减小　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
（2）在如图乙电路所示电路中，电源电压为6V，当光照强度为3.0cd时，电流表的读数为0.5A。则光敏电阻R的阻值为 　6Ω　，定值电阻R0的阻值为 　6Ω　。
（3）小兰用该光敏电阻设计了一和烟雾报警装置，其简化电路如图丙所示，电源电压保持不变。当电流表示数减小到某一值时，装置报警。开关S闭合后，当烟雾遮挡射向R的激光时，电流表的示数 　减小　，电压表的示数 　增大　（均选填“增大”、“减小”或“不变”）。
【解答】解：（1）由图甲可知，光敏电阻的阻值随光强的增大而变小；
（2）由图乙可知，光敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
由图甲可知，当光照强度为3.0cd时，光敏电阻R的阻值为6Ω，
由I＝可知，电路中的总电阻：R总＝＝＝12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，定值电阻R0的阻值：R0＝R总﹣R＝12Ω﹣6Ω＝6Ω；
（3）由图丙可知，光敏电阻R与定值电阻R0串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
当烟雾遮挡射向R的激光时，光照射的强度减弱，R的阻值增大，电路中的总电阻增大，
由欧姆定律可知，电路中的电流减小，即电流表的示数减小，由U＝IR可知，定值电阻R0两端的电压减小，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R两端的电压增大，即电压表的示数增大。
故答案为：（1）减小；（2）6Ω；6Ω；（3）减小；增大。
23．某班科技小组的同学设计了一种简易的电子拉力计，图甲是其原理图。放在水平地面上的物体A通过硬质弹簧与拉环相连，弹簧上端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计，P与R2接触良好且不计摩擦）。已知物体A的质量为100kg，定值电阻R1＝8Ω，R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为12Ω，电源电压为6V。当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端。已知该弹簧伸长的长度ΔL与所受竖直向上的拉力F间的关系如图乙所示，问：
（1）闭合开关S，不拉拉环时，电路的总电阻为多少？
（2）闭合开关S，当电流表示数为0.5A时，拉力为多少？
（3）若物块A对地面的压力最小值为250N，在保证电路安全的条件下，电流表量程范围是多少？
【解答】解：由电路图可知，闭合开关S，定值电阻R1与滑动变阻器R2串联，电流表测电路中的电流。
（1）当不拉拉环时，金属滑片P刚好处于a端，变阻器接入电路中的电阻R2＝12Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电路的总电阻：R总＝R1+R2＝8Ω+12Ω＝20Ω；
（2）当电流表示数为0.5A时，电路的总电阻：R总′＝＝＝12Ω，
此时变阻器接入电路中的电阻：R2′＝R总′﹣R1＝12Ω﹣8Ω＝4Ω，
因R2是一根长为6cm的均匀电阻线（阻值与其长度成正比），其最大阻值为12Ω，
所以，此时该弹簧伸长的长度：ΔL＝6cm﹣×4Ω＝4cm，
由图乙可知，拉力F＝600N；
（3）当不拉拉环时，电路中的电流最小，则I小＝＝＝0.3A，
若物块A对地面的压力最小值为250N，此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小，电路中的电流最大，
因物体A对地面的压力等于自身的重力减去施加的拉力，
所以，施加的最大拉力：F′＝G﹣F压＝mg﹣F压＝100kg×10N/kg﹣250N＝750N，
由图乙可知，此时该弹簧伸长的长度：ΔL′＝5cm，
此时滑动变阻器接入电路中的阻值：R2″＝×（6cm﹣5cm）＝2Ω，
则电路的最大电流：I大＝＝＝＝0.6A，
所以，在保证电路安全的条件下，电流表量程范围是0.3A～0.6A。
答：（1）闭合开关S，不拉拉环时，电路的总电阻为20Ω；
（2）闭合开关S，当电流表示数为0.5A时，拉力为600N；
（3）若物块A对地面的压力最小值为250N，在保证电路安全的条件下，电流表量程范围是0.3A～0.6A。
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