4.6电流与电压、电阻的关系
题号
一
二
三
总分
得分
一、选择题(本大题共10小题,共40.0分)
张华同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”的实验时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像。分析图像得出的下列说法中错误的是(
)
A.
通过导体A的电流与其两端的电压成正比
B.
导体A和B的电阻之比为1∶2
C.
当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流为0.1A
D.
将导体A和B串联时通过A的电流为0.4A,则导体B两端电压为2V
在一段电阻不变的导体两端加20V电压时,通过的电流为1A;现在把该导体两端的电压变为5V,则此时通过该导体的电流和它的电阻分别为()
A.
0.25A,20Ω
B.
1A,20Ω
C.
0.4A,10Ω
D.
1A,10Ω
如图所示的电路中,R1=30Ω,R2=60Ω,当开关闭合后,R1和R2两端的电压之比是
A.
1:1
B.
1:2
C.
2:3
D.
3:2
如图所示的电路中a、b是电表,闭合开关要使电灯发光,则(
)
A.
a、b都是电流表
B.
a、b都是电压表
C.
a是电流表,b是电压表
D.
a是电压表,b是电流表
在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,向右移动滑片P,下列说法中正确的是()
A.
电压表的示数变大
B.
电压表的示数变小
C.
电流表A的示数变大
D.
电流表A1的示数变小
下列电路图中,闭合开关S,能用电压表测量L1两端电压的是()
A.
B.
C.
D.
小明在探究并联电路中电流规律的实验中,设计的电路如图所示。把电流表分别接入到电路中的A、B、C处,测出A、B、C处的电流分别是0.12A、0.24A、0.36A,接下来的做法正确的是()
A.
结束实验,得出结论
B.
更换电流表,重新测定A、B、C三处的电流大小
C.
换用另外不同规格的灯泡进行重复实验
D.
实验中要保持电源的电压不变
巨磁电阻效应是指某些材料的电阻在磁场中急剧减小的现象,且磁场越强电阻越小,图中是说明巨磁电阻特性原理的示意图,图中GMR是巨磁电阻,如果闭合S1、S2,滑片P向左移动时,电表的变化情况是()
A.
电流表和电压表示数均变小
B.
电流表和电压表示数均变大
C.
电流表示数变小,电压表示数变大
D.
电流表示数变大,电压表示数变小
如图是小明按设计连接的铅笔芯变阻器电路,将导线a固定在铅笔芯一端,闭合开关后,把导线b沿铅笔芯向右移动,灯泡变亮。则他设计的电路图是()
?
A.
?
B.
?
C.
?
D.
?
如图所示的电路中,电源电压保持不变,电键S1、S2均闭合,当电键S2由闭合到断开时,电路中(?
)
A.
电流表A1的示数变小
B.
电流表A的示数不变
C.
电压表V的示数变小
D.
电压表V示数与电流表A示数的比值变大
二、填空题(本大题共5小题,共30.0分)
如下图电路,电源电压不变,R1为定值电阻.闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如乙图所示,滑动变阻器R2的最大阻值是
?
?
?
?
?
?
?
??Ω;滑动变阻器的滑片P在中点时,两电表的示数对应于乙图中的
?
?
?
?
?
?
?
?
??点(选填“A”、“B”、“C”、“D”或“E”).
小金尝试将电流表改装成可直接测电阻的表,设了如图所示电路,在M、N中可接待测电阻。已知电流表程0∽0.6安,电源电压为12伏,请回答:
(1)闭合开关前,滑动变阻器的清片P应处于________(选填“A端”或“B端”)
(2)先将M、N直接用导线连接,并移动资动变阻器的滑片使电流表满偏,电流表0.6安的刻度上标定的电阻值为0欧,此时滑动变阻器的阻值为20欧。若在M、N间接入一个与此时滑动变阻器阻值相同的电阻,电流表示数为________安。
(3)电流表0.2安刻度处,标定的电阻值为________欧。
(4)改装后可直接测电阻的表,其表盘刻度________(选填“均匀”或“不均匀”),理由是________。
小金制作了一个利用电压表测物体重力的小作品,它能在电压表盘上读出所放物体重力的大小,如图所示。
(1)当秤盘不放任何重物时,滑片P恰好处于a点。闭合开关,当秤盘上所放钩码个数增多时,电压表示数将________(填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)一段时间后,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同且大于钩码的重力。产生这一现象是由于________引起的(填字母)。
A.R1短路?
B.R1断路?
C.R2短路?
D.R2断路
电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示,电梯厢底层装有压敏电阻R1,R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,此时电磁铁的上端是__________极,电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而__________,如果用较小的电阻替换R2电梯可乘人数将变__________(填“多”或“少”)。
如图所示为一种人体秤的工作原理示意图,电源电压恒定不变。体重显示表是由电流表改装而成,定值电阻R0起保护电路作用,其电阻值为10Ω,在人体秤上不施加力时滑片P在电阻R的最上端,施加的力最大时滑片P移至电阻R的最下端,该人体秤测量范围0~100kg,电路中电流变化范围0.1~0.6A,则电源电压为________________V,滑动变阻器的最大值为________________Ω。?
??
三、分析计算题(本大题共2小题,共16.0分)
医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒(如图甲),不同的器械所要求的温度、压强不同.如图乙为自动测量锅内温度、气压的电路原理图(虚线框内为锅内部分电路)。电源电压恒为3伏。R
2为热敏电阻,其阻值随温度发生变化的可变电阻,如表所示。A2为显示温度的仪表(实质是电流表)。
(1)由表格数据可知:温度越高,热敏电阻阻值?
?
??。
(2)当电流表A2示数为30毫安时,锅内的温度为多少?
(3)
A1为显示锅内气压大小的仪表(实质是电流表,气压示数大小与电流示数大小同向变化),R1为压敏电阻,其阻值随气压发生变化如图乙所示。锅内气压增大时,气压表的示数如何变化?理由是什么??????????
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
??
如图甲所示是一种家庭水箱水位测量装置示意图,电源电压18V保持不变,电压表量程0?15V,电流表量程0?3A,R0是阻值为10Ω的定值电阻,R1是长20cm、阻值为20Ω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80cm,底面积为200cm2。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,M全部露出水面前,?弹簧的伸长长度△L始终与受到的拉力F成正比,如图乙所示。
(1)当水位下降时,电路中示数会随之减小的电?表是____.
(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为多少?
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为多少?(g取10N/kg)
答案和解析
1.【答案】D
【解析】【分析】
(1)由图象可知,通过两导体的电流与各自两端的电压成正比例函数即为定值电阻;
(2)从图象中读出2V时通过两端的电流,根据欧姆定律求出两电阻的阻值,然后比较两电阻的大小关系;
(3)根据欧姆定律求出当在导体B的两端加上1V的电压时,通过的电流;
(4)将导体A和B串联时通过A的电流为0.4A,根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出导体B两端电压。
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是根据图象得出相关的信息。
【解答】
A.由图象可知,导体A的电流与电压关系图象为一条过原点的倾斜直线,所以通过导体A的电流与其两端的电压成正比,故A正确;
B.当UA=UB=2V时,IA=0.4A,IB=0.2A,根据欧姆定律可得两导体的电阻分别为:,,所以导体A和B的电阻之比:RA:RB=5Ω:10Ω=1:2,故B正确;
C.当在导体B的两端加上1V的电压时,通过导体B的电流:,故C正确;
D.将导体A和B串联时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过A的电流为0.4A时,通过B的电流也为0.4A,则导体B两端电压:UB″=IB″RB=0.4A×10Ω=4V,故D错误。
故选D。
2.【答案】A
【解析】【分析】
该题主要考查电阻、欧姆定律相关知识。导体的电阻是导体本身的一种性质,与导体两端电压、通过的电流大小无关。当导体电阻一定时,通过导体的电流与其两端的电压成正比。
【解答】
由I=得,导体电阻R=,导体电阻与电压无关,当电压变为5V时,电阻仍为20Ω,此时电流I′=。故A正确,BCD错误。
故选A。
3.【答案】A
【解析】由电路图可知,开关闭合时,两电阻并联,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,R1和R2两端的电压之比为1:1。
故选A。
4.【答案】C
【解析】【分析】
本题考查了电流表和电压表的使用规则,在实验时,一定要按照电流表和电压表的使用规则进行操作。
根据电流表和电压表的使用规则去分析判断:
电流表应该与灯泡串联,若与灯泡并联,则会造成电源短路,烧坏电源和电流表,灯泡不发光;
电压表应该与灯泡并联,若与灯泡串联,则会造成灯泡不发光,而电压表会有明显的示数。
【解答】
由图可知,表a与灯泡串联,表b与灯泡并联,根据电流表和电压表的使用规则可知,与灯泡串联的是电流表,与灯泡并联的是电压表,所以表a是电流表,表b是电压表。
故选C。
5.【答案】D
【解析】【分析】
分析电路,定值电阻与
R2并联,电流表测量电路中的总电流,电压表测量电路中的总电压,A1测量变阻器的电流,根据电源电压不变及欧姆定律分析即可。
此题是有关动态电路的分析,能够判断出两支路两端的电压不变是解决问题的关键。
【解答】
由图知,定值电阻
R2与滑动变阻器R1并联,所以定值电阻、滑动变阻器两端的电压总等于电源电压,滑片移动,电压表的示数不变,AB错误;
电流表测量电路中的总电流,A1测量变阻器的电流,当滑片P向右移动时,变阻器的阻值变大,所以变阻器的电流减小,A1示数减小,D正确;
定值电阻的电流不变,干路电流等于各支路电流之和,所以A的示数减小,C错误。
故选D。
6.【答案】D
【解析】【分析】
本题主要考查了电压表的使用方法,电压表与被测用电器并联,电流需从正接线柱流入,负接线柱流出,电压表测量两端电压,故电压表必须并联的两端。
【解答】
解:因为A,B,C选项均为串联电路,并且电压表都是并联在的两端,故ABC都不符合题意;
?
?
D选项中,两灯并联,电压表与两灯并联,能用电压表测量两端电压,故D符合题意;
故本题选D。
7.【答案】C
【解析】【分析】
本题探究并联电路中电流规律,考查归纳法的应用。
用归纳法得出普遍性的结论要满足2个条件:一是样本要有代表性,二是样本数量足够多。
【解答】
ABC.原实验中只测量了一组实验数据,为得到普遍性的结论,要换用另外两只不同的灯泡进行实验,故A、B错误,C正确;
D.实验中也可以通过改变电源电压改变电路中的电流,故D错误。
故选C。
8.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查串联电路的规律和欧姆定律及影响电磁铁磁性强弱的因素。难度一般。
分析电路的连接,根据滑片P向左移动时,变阻器连入电路中的电阻变小,左侧电路中的电流变大判断电磁铁磁性变化,根据已知条件分析巨磁电阻的阻值变化,根据电阻的串联和欧姆定律,分析电流表示数与电压表示数的变化。
【解答】
由图知,右侧电路中巨磁电阻GMR与定值电阻R串联,电流表测电路中的电流,电压表测巨磁电阻的电压;滑片P向左移动时,变阻器连入电路中的电阻变小,左侧电路中的电流变大,电磁铁的磁性增强(周围的磁场增强),由题意可知巨磁电阻的阻值变小,则右侧电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电流表示数变大,根据U=IR可知,定值电阻R的电压变大,根据串联电路电压的规律,巨磁电阻的电压变小,即电压表示数变小,故D正确,ABC错误。
故选D。
9.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查电路的设计,关键是掌握好滑动变阻器的使用方法。
滑动变阻器靠改变连入电路的电阻的长度改电阻,从而改变电路中电流的;滑动变阻器应与被控制电路元件串联。
【解答】
由题意知,铅笔芯变阻器控制灯泡的亮度,所以两者应串联在电路中,导线b沿铅笔芯向右移动,灯泡变亮,说明其连入电路的长度减小。
A.由图知,灯泡与铅笔芯并联,故A不符合题意;
B.由图知,灯泡与铅笔芯串联,且滑片向右滑连入阻值减小,电路中电流增大,灯泡变亮,故B符合题意;
C.由图知,开关闭合后会造成电源的短路,故C不符合题意;
D.由图知,灯泡被短路,且滑片滑到最右端电源被短路,故D不符合题意。
故选B。
10.【答案】D
【解析】【分析】
本题考查了电路的动态分析,分清电键闭合、断开时电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
由电路图可知,电键S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源的电压;当电键S2断开时,电路为R1的简单电路,两电流表测通过R1的电流,电压表测电源的电压;根据电源的电压可知电压表示数的变化,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过R1支路的电流变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化,进一步判断电压表V示数与电流表A示数的比值变化。
【解答】
由电路图可知,电键S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A测干路电流,电压表测电源的电压;当电键S2断开时,电路为R1的简单电路,两电流表测通过R1的电流,电压表测电源的电压;因电源电压保持不变,所以,电键S2由闭合到断开时,电压表V的示数不变,故C错误;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,电键S2由闭合到断开时,通过R1支路的电流不变,即电流表A1的示数不变,故A错误;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,电键S2由闭合到断开时,干路电流变小,即电流表A的示数变小,故B错误;
由电压表V示数不变、电流表A示数变小可知,电压表V示数与电流表A示数的比值变大,故D正确。
故选D。
11.【答案】20
B
【解析】【分析】
分析电路图可知为串联电路,电压表测量滑动变阻器的电压,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电路的电阻逐渐减小,结合乙图中电压电流的变化情况进行解答。
【解答】
由电路图可知,当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,则电路中电流最小,由图象可知此时电路中的电流Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,由可得,,即动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
因串联电路中总电压等于各分电压之和
所以,电源的电压:U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V
当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零。
由图象可知这时电路中电流为Ib=0.6A,电源电压加在R1上,
则U=IbR1=0.6A×R1
由上面的式子可以解得R1=10Ω,U=6V
当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为:
则电流表的示数为
由图象可知:电流表示数为0.3A时对应的点是B。
故答案为:20
?B。
12.【答案】(1)B端
(2)0.3A
(3)40
(4)不均匀;I=,可知刻度不均匀
【解析】【分析】
本题考查欧姆表的使用,注意欧姆定律在实验中的应用。
(1)为保护电路,闭合开关前需要将滑动变阻器的滑片调节到最大阻值;
(2)利用计算电流;
(3)利用电阻,注意没有接待测电阻时,原电路的电阻为20Ω;
(4)计算出电流的表达式即可判断刻度是否均匀。
【解答】
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑倒阻值的最大阻值处,即滑到B端处;
(2)电流表满偏到0.6A,此滑动变阻器的电阻为R滑===20Ω,在MN之间接入和滑动变阻器阻值相同的阻值即20Ω;所以此电流表的示数为;
(3)当电流表的示数为0.2A时,电路的电阻为R总===60Ω。滑动变阻器的阻值不变为20Ω,所以标定的电阻为R=60Ω-20Ω=40Ω;
(4)流过欧姆表的电流I=,则R测=20Ω,由此可见:R与I不成正比,所以电阻表的刻度线不均匀。
故答案为:?(1)B端;
(2)0.3A;
(3)40;
(4)不均匀;I=,可知刻度不均匀。
13.【答案】?(1)变大;(2)A
【解析】【分析】
(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,根据拉力的变化可知滑片移动的方向,进一步判断接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电压表示数的变化;
(2)由电路图可知,两个电阻串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,开关闭合后电压表示数变大,说明电路中电流变大,据此分析电路故障。
本题考查了电路的动态分析和串联电路的特点、欧姆定律的应用,属于电学常考题型。
【解答】
(1)由电路图可知,R1与R2串联,电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压;
由于电压表的内阻很大,在电路中可看作开路,所以变阻器R2始终以最大阻值接入电路,则滑片移动时,电路中的总电阻不变,电路中电流保持不变;
当秤盘上所放钩码个数增多时,滑片向下移,电阻丝aP的电阻增大,但是电路中电流保持不变,根据U=IR可知,电阻丝aP两端的电压增大,即电压表的示数增大;
(2)由题知,一段时间后,电压表表盘的读数比标注的值要大,且换不同重的钩码反复试验,每次读数都不同;因两个电阻串联,电压表有示数(且物重不同时电压表示数不同),说明电路是通路,所以电阻R1和电阻R2不可能断路,故BD错误;
电压表测滑片上面部分电阻丝aP两端的电压,在秤盘放2牛重的钩码时,表盘读数比2牛大,即电压表示数变大,根据U=IR可知电路中电流变大,说明电路的电阻变小,因此R1或R2出现短路,如果R2短路,根据U=IR可知电压表示数为0,不符合题意,所以故障只能是R1短路,故A正确,C错误。
故答案为:(1)变大;(2)A。
14.【答案】?S;减小;少
【解析】【分析】
?本题考查电磁继电器,电磁铁。
电磁铁的上端的极性用安培定则去判定;
压敏电阻的阻值变化由欧姆定律去分析。
【解答】
用安培定则去判定电磁铁的上端的极性为S极;
观察超载自动报警系统工作原理图可知,当电路中的电阻减小时,根据欧姆定律分析可知,电路中的电流增大,电磁体产生的磁性增强,会使动触点K与静触点B接触,此时电铃接入电路,电铃发出报警声,因此电梯超载时报警说明压敏电阻的阻值随压力增大而减小;
如果用较小的电阻替换R2则电路中的总电阻会变小,电路中的电流变大,更容易使电铃发出报警,则电梯可乘人数将变少。
故答案为:??S;减小;少。
15.【答案】6;50
【解析】【分析】
?此题考查有关串联电路的特点、滑动变阻器、欧姆定律应用,难度一般。
(1)串联电路的电流特点:电流处处相等,电压特点分电压之和等于总电压;
(2)欧姆定律公式:I=U/R;
(3)滑动变阻器在电路上可改变电路中的电流,动态分析电路进行计算。
【解答】
根据题意,滑动变阻的滑片P在最下端时,接入电路的电阻为零,此时根据串联电路的电压特点,电源电压等于定值电阻两端的电压,而此时电路中的电流最大为0.6A,由欧姆定律的变形公式U=IR=0.6A×10Ω=6V,因此电源电压为6V。当滑动变阻器的滑片P在最上端时,接入电路中的电阻最大,而此时电路中的电流最小为0.1A,结合欧姆定律变形公式U=IR=0.1A×10Ω=1V,而电源电压为6V,故滑动变阻器两端电压为6V-1V=5V,由R=U/I=5V/0.1A=50Ω,滑动变阻器的最大阻值为50Ω。
?故答案为:6;50。
16.【答案】(1)越小;
?
(2)
I=30毫安=0.03安;
R=U/I=3伏/0.03安=
100欧
查表得:t=90℃;
(3)?变大;由图乙可知,当锅内气压增大时,R1电阻变小,根据欧姆定律可得电压不变时,电阻变小,则电流变大,所以电流表示数变大,气压示数变大。
【解析】医院里利用高温高压蒸汽消毒锅对器械进行消毒(如图甲),不同的器械所要求的温度、压强不同.如图乙为自动测量锅内温度、气压的电路原理图(虚线框内为锅内部分电路)。电源电压恒为3伏。R?2为热敏电阻,其阻值随温度发生变化的可变电阻,如表所示。A?2为显示温度的仪表(实质是电流表)。
(1)由表格数据可知:温度越高,热敏电阻阻值如何变化?。
(2)当电流表A?2示数为30毫安时,锅内的温度为多少?
(3)
A1为显示锅内气压大小的仪表(实质是电流表,气压示数大小与电流示数大小同向变化),R1为压敏电阻,其阻值随气压发生变化如图丙所示。锅内气压增大时,气压表的示数如何变化?理由是什么?
(1)从表格中可以看出,随着温度的升高,热敏电阻的阻值逐渐减小;
(2)
I=30毫安=0.03安;R=U/I=3伏/0.03安=
100欧;查表得:t=90℃;
(3)从图乙可以看出,锅内气压增大时,热敏电阻变小,电路中的电流增大,电流表示数也变大。
故答案为:
(1)?越小;
?
(2)
I=30毫安=0.03安;
R=U/I=3伏/0.03安=
100欧
查表得:t=90℃;
(3)?变大;由图乙可知,当锅内气压增大时,R1电阻变小,根据欧姆定律可得电压不变时,电阻变小,则电流变大,所以电流表示数变大,气压示数变大。
本题是一道电路、电流及大气压的综合分析解答题,在做题的过程中,需要认真分析,仔细解答。
17.【答案】(1)电压表
(2)I=U/(R0+R1)=18V/(10Ω+20Ω)=0.6A
电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V
答:当水位处于最高处时,电压表的示数为12V。
(3)
△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10?4m2×50×10?2m=100N
簧对圆柱体增加的拉力:△F=△F浮=100N
变阻器接入电路中的阻值:R′1=20Ω?20Ω/20cm×10cm=10Ω
电流表示数:I′=U/(R′1+R0)=18V/(10Ω+10Ω)=0.9A
答:?当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为0.9A。
【解析】?【解析】
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排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,据此可知滑片移动的方向和接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R0两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R1两端的电压变化;
(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,再根据欧姆定律求出电压表的示数;
(3)当水位下降时,圆柱体受到的浮力减小,弹簧测力计的示数增大,弹簧测力计增大的示数即为圆柱体所受浮力减小的量,根据阿基米德原理求出圆柱体减小的浮力即为弹簧对圆柱体增加的拉力,根据图象读出弹簧测力计的伸长量即轻质弹簧指针从最高处下降的高度,根据题意得出此时变阻器接入电路中的阻值,利用电阻的串联和欧姆定律求出电流表的示数。
【解答】
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排开水的体积变小,受到的浮力减小,弹簧测力计受到的拉力变大,滑片下移,接入电路中电阻变小,电路中的总电阻变小,由I=U/R可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,由U=IR可知,R0两端的电压变大,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压变小,即电压表的示数变小,故当水位下降时,电路中示数会随之减小的电表是电压表;(2)当水位处于最高处时,滑片P恰好在R1的最上端,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=U/(R0+R1)=18V/(10Ω+20Ω)=0.6A,电压表的示数:U1=IR1=0.6A×20Ω=12V;
(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,圆柱体受到的浮力减小,△F浮=ρgV排=ρgSV露=1.0×103kg/m3×10N/kg×200×10?4m2×50×10?2m=100N,弹簧对圆柱体增加的拉力:△F=△F浮=100N,由图象可知,此时弹簧测力计的伸长量增加10cm,即轻质弹簧指针从最高处下降10cm,此时变阻器接入电路中的阻值:R′1=20Ω?20Ω/20cm×10cm=10Ω,电流表示数:I′=U/(R′1+R0)=18V/(10Ω+10Ω)=0.9A,答:(1)电压表;(2)当水位处于最高处时,电压表的示数为12V;(3)当水位下降,圆柱体露出水面部分的长度为50cm时,电流表示数为0.9A。
/