第五章 电和磁 培优练习（含解析）

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电与磁
一．选择题（共14小题）
1．如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S后，电路正常工作。过了一会儿，两电表的示数突然都变为零，则该电路中出现的故障可能是（　　）
A．灯L1短路
B．灯L1断路
C．灯L2短路
D．灯L2断路
2．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数变小，电磁铁上端是N极，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，电磁铁上端是S极，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，电磁铁上端是S极，弹簧长度变长
D．电流表示数变大，电磁铁上端是N极，弹簧长度变短
3．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻，以下操作都在保证电路安全的条件下完成。闭合开关S1、S2，则（　　）
A．电磁铁A端是N极
B．向左滑动滑片P，指示灯会变亮
C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压减小
D．应用图中的电磁铁原理做成了发电机
4．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，电路正常工作。过了一会儿，电压表的示数变大，灯L熄灭，则下列判断中正确的是（　　）
A．可能是灯L短路，电流表示数变大
B．可能是灯L断路，电流表示数变小
C．可能是电阻R短路，电流表示数变大
D．可能是电阻R断路，电流表示数变大
5．近日，深圳北大医院新洲﹣莲花路口处安装了电子警察，行人违规闯红灯，“电子警察”就会自动抓拍人脸，同时将该人信息显示在路旁电子屏幕上。下列有关说法正确的是（　　）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．行人只要经过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
6．测温模拟电路如图1所示，温度计由量程为3V的电压表改装而成，电源电压U为6V，R的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后（　　）
A．电路可测量的最高温度为50℃
B．温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C．若增大U，电路可测量的最高温度将增大
D．若U
增大3V，R
增大45Ω，电路可测量的最高温度将增大
7．如图所示，两个完全相同的验电器A和B，A带正电，B不带电。现用金属棒连接验电器A和B，则下列说法中正确的是（　　）
A．电荷从验电器A流动到验电器B
B．电荷从验电器B流动到验电器A
C．验电器A得到正电荷
D．验电器B得到正电荷
8．如图所示是重庆一中物理兴趣小组的同学们设计的一种风力测量仪，电源电压恒定不变，是均匀电阻丝，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在O点，下端系有一块型料片A，当风从左向右吹动塑料片时，金属丝向右摆动并与电阻线保持良好的接触。图中仪表的示数随风力增大而增大的有（　　）
A．①②
B．③④
C．②③
D．②④
9．某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表，如图所示，欧姆表电路是由一只灵敏电流表G、定值电阻R0、滑动变阻器和干电池（设电压不变）组成。使用时可把待测电阻接在A、B两端。为了能直接从灵敏电流表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值，需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数。当将A、B两端直接连接在一起时，调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处（满偏），已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为15欧，则下列说法错误的是（　　）
A．在该欧姆表指针满偏的位置处，盘面应标注的示数是0Ω
B．当A、B
间断开时，该欧姆表指针所指的位置处，盘面应标注的示数是∞
C．该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是30Ω
D．该欧姆表表盘上的刻度值是不均匀的
10．在图所示的电路中，电压U保持不变，当电键K闭合和断开时电流表的示数之比为4：1，则电阻R1、R2的阻值之比是（　　）
A．4：1
B．3：1
C．1：4
D．1：3
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
12．小强同学按如图所示电路连接电学器材进行电学实验。已知电源两端电压为6V且保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”。将开关S闭合后，为保证电路中各元件正常工作，则以下说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5Ω
B．电压表示数变化量的最大值为1V
C．通过电阻R1的电流最大值为0.4A
D．滑动变阻器R2调节范围为0～20Ω
13．如图所示，电源电压为4.5V且恒定不变，当开关s闭合后，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，三只理想电压表的示数变化的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，下列可能出现的情况是（　　）
A．△U1＝0V、△U2＝2V、△U3＝1V
B．△U1＝0V、△U2＝2V、△U3＝2V
C．△U1＝0.5V、△U2＝1V、△U3＝1.5V
D．△U1＝0.2V、△U2＝1V、△U3＝0.8V
14．灯L1和灯L2连接在电压为6V的电源上（电路中无其他用电器，且电源电压保持不变，L1和L2电阻不随温度变化），L1的电阻为20Ω，两灯均发光时，测得L2中的电流为0.2A，则下列判断正确的是（　　）
①L1和L2两端的电压之比可能是1：1
②L1和L2的电阻之比可能是2：3
③L1和L2的电阻之比可能是2：1
④L1和L2中的电流之比可能是1：1。
A．只有①和②
B．只有③和④
C．只有①②③
D．①②③④均正确
二．填空题（共5小题）
15．小明用如图所示电路探究电流与电压的关系，所用电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，移动滑动变阻器滑片，发现当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.3A；继续移动滑片，使电压表示数增加了1.2V，则该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了　
　Ω。
16．如图甲是某身高体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示其身高及体重。已知电源电压恒为6V，R1为力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示，R2为粗细均匀的电阻丝，其阻值为30Ω，滑片P与电阻丝良好接触。当一个质量为50kg的同学站在力敏电阻上时，g取10N/kg。求：
（1）他受到的重力为　
　N；
（2）电流表示数为　
　A；
（3）若身高体重测量仪测量身高的范围是1m～2m，那么当电压表示数为3.6V时，该同学的身高为　
　m。
17．探究串联电路电压特点实验电路如图甲所示，改变电阻箱R1接入电路的阻值，记录R1的阻值和对应的电压表示数U1、U2，并根据记录绘制出图乙所示的﹣R1图像，则电源电压为　
　V，R2的阻值为　
　Ω。
18．如图所示，R1：R2＝2：1，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表读数之比U甲：U乙＝　
　；当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表的读数之比I甲：I乙＝　
　。
19．实验小组在探究电流与电阻的关系中，使用的器材有：电源、电流表、电压表、滑动变阻器各一个，开关一个，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），导线若干，设计了如图所示的电路图，实验小组收集的数据如表。实验中控制定值电阻两端电压为　
　V，分析表中数据，发现第　
　次实验的数据存在错误，反思产生原因，回忆是某次将定值电阻的阻值由　
　Ω变换为错误数据点对应阻值时（实验过程井未按表中序号顺序进行，而是随机选取电阻测出数据填入表格），未调节滑片P就读取电流而造成的根据出现的数据，求出电源的电压是　
　V。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Q
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.10
0.08
三．实验探究题（共2小题）
20．如图甲，是研究小灯泡电阻的实验装置，灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器最大阻值是50Ω，电源电压保持6V不变。
（1）用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整的电路。
（2）连接完电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，且无论怎样移动滑动变阻器滑片P，小灯泡的亮度都不变，则原因可能是　
　。
A．开关开路
B．电压表短路
C．滑动变阻器接的是下端两接线柱
（3）正确连接后，闭合开关，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应　
　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。
（4）将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的　
　（选填“温度”、“长度”或“横截面积”）发生了变化；此小灯泡的额定功率是　
　W。
（5）利用此装置还可以探究电流与电阻的关系，只需将图甲中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻，并使定值电阻两端的电压保持不变，即可进行实验。
①接入某定值电阻后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，当电压表的示数为2V时，电流表的示数如图丙所示，为　
　A，则接入的定值电阻的阻值为　
　Ω。
②实验时，为了确保不同定值电阻两端的电压能达到并保持2V不变，换用的定值电阻阻值不能大于　
　Ω。
21．小明在“探究电流与电阻的关系的实验中，所用的器材有：电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、五个定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω，25Ω）、标为“50Ω
1A”字样的滑动变阻器和若干导线。
（1）如图甲是他连接的电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线在图中补画出正确的连线。
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表示数均为零，电压表示数接近电源电压，原因是定值电阻发生了　
　（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，将滑动变阻器的滑片P移到　
　端（选填“A”或“B”），闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为3V，记下电流表的示数：
（4）断开开关，将10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻，闭合开关，将滑片向　
　端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数仍为3V，再次记下电流表的示数，如此重复上述步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图乙所示，由图像可得出的结论是　
　。
（5）为了使这五个电阻都能为实验所用，应控电压表示数不低于　
　V。
四．综合能力题（共5小题）
22．小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图甲所示。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻Rx的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
（1）分析图乙I﹣F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流　
　，Rx的阻值　
　（选填“变大”“变小”或“不变”）；当压力增大到一定程度时，触点K与　
　接触，电铃响，实现自动报警，图片中Ro的作用是　
　。
（2）某电梯超载报警的Rx﹣F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104N时，电梯报警，则此电梯限载　
　人。（设每人质量约为55kg）
23．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复含膜R与R0之比与膜睽厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是　
　。
A．铜、银
B．铁、铜
C．铜、铝
D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻　
　。（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”。
（3）“新型读出磁头”可将微弱的　
　信息转化为电信息。“新型读出磁头”的工作原理是　
　。
（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0　
　。（选填“大”或“小”）得多。
（5）如图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域。将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是图中的　
　。
24．某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示，其中R0为定值电阻，R1为压敏电阻，R1的阻值与所受压力之间满足关系式F＝﹣5R1+1200（关系式中压力F的单位是N，电阻R1的单位是Ω），电子秤称量由量程为0～3V的电压表改装而成。已知：定值电阻R0的阻值为30Ω，电源电压保持9V不变。求：
（1）空载时电压表的示数为多少？
（2）电子秤的最大称量值为多少千克？
（3）此电压表改装的电子秤刻度是否均匀？试求R0两端电压U0与质量m之间的关系式。
（4）若要使电子秤的最大称量值变为100kg，在不改变电源电压和电压表量程下，R0的阻值应变为多少？
25．在图所示的电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为30欧，滑动变阻器R2上标有“100Ω
1A”字样，闭合开关S，电压表示数为12伏。
（1）求通过R1的电流I1；
（2）各电表选择合适的量程，在确保电路中各元件正常工作的前提下，要求移动滑片P，能使一个电表示数达到满刻度，求电路总电阻可以变化的范围。
26．小明设计了如图1所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦）；滑动变阻器总长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。当木板沿箭头所示的方向匀速运动时，物体和木板间发生相对滑动，物体处于平衡状态时，电流表的示数稳定不变，物体和木板间的摩擦力也不变。换用质量不同的物体，重复上述实验，发现电流表的示数随所放置物体的质量的变化而变化，电流表的量程为“0～0.6A”，定值电阻R0＝5Ω，电源电压为3V，问：
（1）当滑片移动到ab中间位置时，电流表的示数是0.15A，求此时滑动变阻器的阻值。
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，求R0的实际功率。
（3）（3）向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，此时物体A相对长木板静止，受到的摩擦力为90N。换上物体B，重复实验，当物体B处于平衡状态时，如果电流表的示数是0.1A，则物体B受到的摩擦力为多少？（弹簧始终在弹性限度内，弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比）
参考答案与试题解析
一．选择题（共14小题）
1．如图所示的电路中，电源电压恒定。闭合开关S后，电路正常工作。过了一会儿，两电表的示数突然都变为零，则该电路中出现的故障可能是（　　）
A．灯L1短路
B．灯L1断路
C．灯L2短路
D．灯L2断路
【解答】解：由图知，两个灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量L1两端的电压；
AC、灯L1短路或灯L2短路，则电路仍然是接通的，电路中的电流表的示数不为0，故AC错误；
B、灯L1断路，电压表与电源之间是接通的，则电压表有示数，故B错误；
D、灯L2断路，整个电路断开，电流表和电压表示数都为0，故D正确。
故选：D。
2．如图所示，在电磁铁正上方用弹簧挂着一条形磁铁，开关闭合后，当滑片P从a端向b端滑动过程中，下列说法正确的是（　　）
A．电流表示数变小，电磁铁上端是N极，弹簧长度变短
B．电流表示数变小，电磁铁上端是S极，弹簧长度变长
C．电流表示数变大，电磁铁上端是S极，弹簧长度变长
D．电流表示数变大，电磁铁上端是N极，弹簧长度变短
【解答】解：电流由下方流入，则由右手螺旋定则可知，螺线管上端为N极；
因同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引，所以，两磁铁同名相对，相互排斥；
当滑片P从a端向b端滑动过程中，滑动变阻器接入电阻减小，电路中的总电阻减小，
由I＝可知，电路中电流变大，即电流表的示数变大，此时条形磁铁受向上的力增强，弹簧长度变短，故ABC错误、D正确。
故选：D。
3．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图，图中的GMR是巨磁电阻，以下操作都在保证电路安全的条件下完成。闭合开关S1、S2，则（　　）
A．电磁铁A端是N极
B．向左滑动滑片P，指示灯会变亮
C．向右滑动滑片P，GMR两端的电压减小
D．应用图中的电磁铁原理做成了发电机
【解答】解：
A、利用安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向电磁铁的左端A为N极、右端B为S极，故A错误。
B、由图可知，滑动变阻器的滑片P向左滑动过程中接入电路中电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，此时电磁铁的磁性变强；
由右图可知，巨磁电阻和灯泡串联，因电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小，
所以，此时巨磁电阻的阻值会变小，电路中的总电阻变小，由I＝可知，电路中的电流变大，通过灯泡的电流变大，因P＝I2R、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，故B正确；
C、向右滑动滑片P，滑动变阻器接入电路的阻值变大，则电路的总电阻变大，由欧姆定律可知，电路电流减小，因此电磁铁磁性减弱，周围磁场减弱，GMB的阻值变大，根据串联电路的分压关系可知，GMR两端的电压增大，故C错误；
D、人们利用电磁感应现象制成了发电机，故D错误。
故选：B。
4．在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，电路正常工作。过了一会儿，电压表的示数变大，灯L熄灭，则下列判断中正确的是（　　）
A．可能是灯L短路，电流表示数变大
B．可能是灯L断路，电流表示数变小
C．可能是电阻R短路，电流表示数变大
D．可能是电阻R断路，电流表示数变大
【解答】解：由图可知，该电路为串联电路；电压表测量R两端的电压，电流表测量电路中的电流；
A、灯L短路，电路中只有R，电路中的总电阻变小，电流表的示数应该变大，故A正确；
B、灯L断路，电压表的正负接线柱不能与电源相连，所以电压表无示数，电路中无电流，电流表示数为0，故B错误；
C、电阻R短路，电路中只有灯泡接入电路，电压表将不会有示数，电流表示数会变大，灯泡变亮，故C错误；
D、电阻R断路后，电压表串联在电路中，测量的是电源电压，所以示数变大；电压表电阻很大，由欧姆定律可知，电路中电流接近于零，电流表无示数，灯泡也会熄灭，故D错误。
故选：A。
5．近日，深圳北大医院新洲﹣莲花路口处安装了电子警察，行人违规闯红灯，“电子警察”就会自动抓拍人脸，同时将该人信息显示在路旁电子屏幕上。下列有关说法正确的是（　　）
A．只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B．行人只要经过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
C．只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
D．若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
【解答】解：（1）由图可知：光控开关和压力开关串联，只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄，故AB错误，C正确；
（2）分析可见，只有违章车辆出现，摄像系统电路接通拍摄，所以光控开关和压力开关是相互牵制，相互影响的，因此这两个开关只能串联，不能并联，故D错误。
故选：C。
6．测温模拟电路如图1所示，温度计由量程为3V的电压表改装而成，电源电压U为6V，R的阻值为40Ω，热敏电阻的阻值Rt随温度t变化的关系如图2所示。则当开关S闭合后（　　）
A．电路可测量的最高温度为50℃
B．温度计的0℃应标在电压表零刻度处
C．若增大U，电路可测量的最高温度将增大
D．若U
增大3V，R
增大45Ω，电路可测量的最高温度将增大
【解答】解：由a图可知，R、Rt串联，电压表测Rt两端电压，
A、当电压表的示数最大，即Ut＝3V时，电路允许测量的温度最高，
根据串联电路两端的总电压等于各分电阻两端的电压之和可得：
定值电阻R两端的电压：UR＝U﹣Ut＝6V﹣3V＝3V，
则电路中的电流：
I＝＝＝0.075A，
热敏电阻的阻值：
Rt＝＝＝40Ω，
由图象可知，此电路允许的最高环境温度为30℃，故A错误；
B、当温度计的示数为0℃时，热敏电阻Rt的阻值不为零，根据串联电路的分压作用知，热敏电阻Rt两端的电压不为零，电压表的示数
不为零，故B错误；
C、若增大电源电压U，电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，由欧姆定律I＝知电路的电流增大，热敏电阻的阻值Rt的阻值减小，电路可测量的最高温度减小，故C错误；
D、若U
增大3V，即电源电压为3V+6V＝9V，R
增大45Ω，此时电压表的量程仍为0﹣3V，根据串联电路的分压作用知，定值电阻两端的电压增大，变为9V﹣3V＝6V，由欧姆定律I＝知此时电路的电流为I′＝＝＝A，热敏电阻的阻值Rt的阻值为Rt′＝＝＝42.5Ω，由图2知此时电路可测量的最高温度大于30℃，即电路可测量的最高温度将增大，故D正确。
故选：D。
7．如图所示，两个完全相同的验电器A和B，A带正电，B不带电。现用金属棒连接验电器A和B，则下列说法中正确的是（　　）
A．电荷从验电器A流动到验电器B
B．电荷从验电器B流动到验电器A
C．验电器A得到正电荷
D．验电器B得到正电荷
【解答】解：
AB、由题知，A带正电，B不带电，用带有绝缘柄的金属棒把A和B连接起来，则B上的一部分电子会通过金属棒转移到A上，A得到电子，与正电荷相互抵消一部分，A带的正电荷会减少从而张角变小，而B因为失去电子也带上了正电荷，B的两金属箔带上同种电荷使B金属箔张角变大，故A错误，B正确。
CD、由上面分析知，验电器A得到电子，B失去电子，而不是正电荷的移动，故CD错误。
故选：B。
8．如图所示是重庆一中物理兴趣小组的同学们设计的一种风力测量仪，电源电压恒定不变，是均匀电阻丝，金属丝（电阻忽略不计）的上端固定在O点，下端系有一块型料片A，当风从左向右吹动塑料片时，金属丝向右摆动并与电阻线保持良好的接触。图中仪表的示数随风力增大而增大的有（　　）
A．①②
B．③④
C．②③
D．②④
【解答】解：
①图中R1和R2串联，电流表测量电路中的电流，风力增大时（金属丝向右摆动的幅度增大），滑动变阻器连入电路中的阻值变大，电路中的电流减小，即电流表示数减小，不符合要求；
②图中R1和R2串联，电压表测量R1两端的电压，风力增大时，滑动变阻器连入电路中的阻值变大，由串联分压的规律可知，变阻器两端的电压变大，根据串联电路的电压特点可知，R1两端的电压变小，即电压表示数减小，不符合要求；
③图中R1和R2串联，电流表测量电路中的电流，风力增大时，滑动变阻器连入电路中的阻值变小（注意金属丝右侧的电阻接入电路），电路中的电流增大，即电流表示数增大，符合要求；
④图中R1和R2串联，电压表测量R2左边部分两端的电压，风力增大时，滑动变阻器左边部分的阻值变大，根据串联电路的分压特点可知，左边部分两端的电压变大，即电压表示数变大，符合要求。
综上所述，图中仪表的示数随风力增大而增大的有③④。
故选：B。
9．某校科技小组自制一台可以测量电阻阻值的欧姆表，如图所示，欧姆表电路是由一只灵敏电流表G、定值电阻R0、滑动变阻器和干电池（设电压不变）组成。使用时可把待测电阻接在A、B两端。为了能直接从灵敏电流表盘上读出A、B端接入的电阻的阻值，需在表盘上重新标注A、B间所测的电阻的阻值数。当将A、B两端直接连接在一起时，调节滑动变阻器使灵敏电流表指针偏转到最大位置处（满偏），已知此时灵敏电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为15欧，则下列说法错误的是（　　）
A．在该欧姆表指针满偏的位置处，盘面应标注的示数是0Ω
B．当A、B
间断开时，该欧姆表指针所指的位置处，盘面应标注的示数是∞
C．该欧姆表表盘正中间位置处应标注的示数是30Ω
D．该欧姆表表盘上的刻度值是不均匀的
【解答】解：
A．当AB直接连在一起时，AB间所接电阻为零，此时灵敏电流计满偏，所以满偏位置处盘面应标注的示数为零，故A正确；
B．当A、B间断开时，AB间电阻无穷大，示数最小（零位置），此位置应标电阻值为无穷大，故B正确；
C．指针指在表盘中间位置时，电流表中的电流是指针满偏时的一半，由欧姆定律I＝可知，当U不变时，电流减半，所以此时电路中的总电阻应是满偏时电阻的2倍，而原来的总电阻是15Ω，所以这时AB间连入的电阻也是15Ω，故C错误；
D．设电流表内阻、滑动变阻器的有效值和定值电阻R0的总阻值为R总（15Ω），当接入的待测电阻为Rx时，电路中的电流I＝，可见I与Rx不成正比，所以欧姆表刻度不均匀，故D正确。
故选：C。
10．在图所示的电路中，电压U保持不变，当电键K闭合和断开时电流表的示数之比为4：1，则电阻R1、R2的阻值之比是（　　）
A．4：1
B．3：1
C．1：4
D．1：3
【解答】解：当开关闭合时，电路为R2的简单电路；
电路中的电流为I1＝，
开关断开时，两电阻串联，
电路中的电流为I2＝
所以I1：I2＝：＝4：1
即：（R1+R2）：R2＝4：1，
解得R1：R2＝3：1。
故选：B。
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。
12．小强同学按如图所示电路连接电学器材进行电学实验。已知电源两端电压为6V且保持不变，电流表量程为0～0.6A，电压表量程为0～3V，电阻R1的阻值为10Ω，滑动变阻器R2的规格为“20Ω0.5A”。将开关S闭合后，为保证电路中各元件正常工作，则以下说法中正确的是（　　）
A．滑动变阻器R2接入电路的最小阻值为5Ω
B．电压表示数变化量的最大值为1V
C．通过电阻R1的电流最大值为0.4A
D．滑动变阻器R2调节范围为0～20Ω
【解答】解：（1）由于电流表的量程为0～0.6A，滑动变阻器R0允许通过的最大电流为0.5A，
所以，电路中允许达到的最大电流不能超过0.5A，
又因为电压表的量程为0～3V，P不能滑到左端（连入电阻不能为0），当UR＝3V时，I′＝＝＝0.3A，
所以，电路中的最大电流为0.3A，即当U1＝3V时，所以通过电阻R的电流最大值为0.3A，故C错误；
这时，滑动变阻器两端的电压为U2＝U﹣UR＝6V﹣3V＝3V，
滑动变阻器接入电路的最小电阻为R2最小＝＝＝10Ω，故AD错误；
（2）当滑片P在右端（电阻全连入为20Ω
），此时电路中的电阻最大，电流最小，
则Imin＝＝＝＝0.2A，
由欧姆定律得：U1min＝IminR1＝0.2A×10Ω＝2V，
则电压表示数变化量的最大值为UR﹣Umin＝3V﹣2V＝1V，故B正确。
故选：B。
13．如图所示，电源电压为4.5V且恒定不变，当开关s闭合后，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，三只理想电压表的示数变化的绝对值分别为△U1、△U2、△U3，下列可能出现的情况是（　　）
A．△U1＝0V、△U2＝2V、△U3＝1V
B．△U1＝0V、△U2＝2V、△U3＝2V
C．△U1＝0.5V、△U2＝1V、△U3＝1.5V
D．△U1＝0.2V、△U2＝1V、△U3＝0.8V
【解答】解：由电路图可知，灯泡与滑动变阻器串联，电压表V1测电源的电压，电压表V2测滑动变阻器两端的电压，电压表V3测灯泡两端的电压。
因电源的电压不变，
所以，滑动变阻器的滑片P从a端滑向b端的过程中，电压表V1示数变化的绝对值△U1＝0V，故CD不正确；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，U2＝U﹣U3，U2′＝U﹣U3′，
则△U2＝U2′﹣U2＝（U﹣U3′）﹣（U﹣U3）＝U3﹣U3′＝﹣（U3′﹣U3）＝﹣△U3，
即电压表V2示数变化的绝对值△U2等于电压表V3示数变化的绝对值△U3，结合选项可知B正确，A不正确。
故选：B。
14．灯L1和灯L2连接在电压为6V的电源上（电路中无其他用电器，且电源电压保持不变，L1和L2电阻不随温度变化），L1的电阻为20Ω，两灯均发光时，测得L2中的电流为0.2A，则下列判断正确的是（　　）
①L1和L2两端的电压之比可能是1：1
②L1和L2的电阻之比可能是2：3
③L1和L2的电阻之比可能是2：1
④L1和L2中的电流之比可能是1：1。
A．只有①和②
B．只有③和④
C．只有①②③
D．①②③④均正确
【解答】解：①若两灯串联，
通过两灯的电流：I1＝I2＝0.2A，I1：I2＝1：1；
∵U1＝I1R1＝0.2A×20Ω＝4V，
U2＝U﹣U1＝6V﹣4V＝2V，
∴U1：U2＝4V：2V＝2：1，
R1：R2＝U1：U2＝2：1；
②若两灯并联，
则U1＝U2＝6V，U1：U2＝1：1；
R2＝＝＝30Ω，
R1：R2＝20Ω：30Ω＝2：3，
I1：I2＝R2：R1＝30Ω：20Ω＝3：2；
由上分析可知①②③④都有可能。
故选：D。
二．填空题（共5小题）
15．小明用如图所示电路探究电流与电压的关系，所用电源电压恒为4.5V，闭合开关S后，移动滑动变阻器滑片，发现当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.3A；继续移动滑片，使电压表示数增加了1.2V，则该过程中滑动变阻器R2连入电路的阻值减小了　7.5　Ω。
【解答】解：闭合开关S后，定值电阻和变阻器串联，电压表测量定值电阻两端的电压，电流表测量电路电流。
移动滑动变阻器滑片，发现当电压表示数是1.2V时，电流表示数是0.3A，根据欧姆定律可知定值电阻R1的阻值R1＝＝＝4Ω，
此时变阻器两端的电压U2＝4.5V﹣1.2V＝3.3V，
滑动变阻器连入电路的阻值R2＝＝＝11Ω；
继续移动滑片，使电压表示数增加了1.2V，则定值电阻两端的电压U1′＝1.2V+1.2V＝2.4V，
根据欧姆定律可知电路中的电流I′＝＝＝0.6A，
此时变阻器两端的电压U2′＝4.5V﹣2.4V＝2.1V，
滑动变阻器连入电路的阻值R2′＝＝＝3.5Ω，
则该过程中滑动变阻器连入电路的阻值减小了△R2＝11Ω﹣3.5Ω＝7.5Ω。
故答案为：7.5。
16．如图甲是某身高体重测量仪，当体检者站在台面上时，能自动显示其身高及体重。已知电源电压恒为6V，R1为力敏电阻，其阻值随压力变化如图乙所示，R2为粗细均匀的电阻丝，其阻值为30Ω，滑片P与电阻丝良好接触。当一个质量为50kg的同学站在力敏电阻上时，g取10N/kg。求：
（1）他受到的重力为　500　N；
（2）电流表示数为　0.3　A；
（3）若身高体重测量仪测量身高的范围是1m～2m，那么当电压表示数为3.6V时，该同学的身高为　1.6　m。
【解答】解：由图知两电阻并联，电流表测量R1的电阻，电压表测量R2下半部分的电压，
（1）学生的重力为：
G＝mg＝50kg×10N/kg＝500N；
（2）由图乙知当压力为500N时，R1的电阻为20Ω，
R1的电流为：I1＝＝＝0.3A；
（3）通过R2的电流为：
I2＝＝＝0.2A，
当电压表的示数为3.6V时，
与电压表并联的R2的阻值为：
R2′＝＝＝18Ω，
因为R2为粗细均匀的电阻丝，其阻值为30Ω，体重测量仪测量身高的范围是1m～2m，
所以1m长的电阻为30Ω，即30Ω/m，
当R2′＝18Ω时的长度为：L＝＝0.6m，
因身高为1米的时候滑片刚好在最下端，
所以当电压表示数为3.6V时，该同学的身高为：h＝1m+0.6m＝1.6m。
故答案为：（1）500；（2）0.3；（3）1.6。
17．探究串联电路电压特点实验电路如图甲所示，改变电阻箱R1接入电路的阻值，记录R1的阻值和对应的电压表示数U1、U2，并根据记录绘制出图乙所示的﹣R1图像，则电源电压为　2.5　V，R2的阻值为　10　Ω。
【解答】解：由图1可知：两电阻串联在电路中，电压表V1测量R1两端的电压，电压表V2测量R2两端的电压；
（1）由图2可知：当R1＝0Ω时，＝0.4V﹣1，即U2′＝2.5V，此时电路为R2的简单电路，其两端的电压即为电源电压，故电源电压为U＝U2′＝2.5V；
（2）当R1最大＝40Ω时，＝2V﹣1，即U2＝0.5V，
根据串联电路总电压等于各部分电压之和可知：
R1两端的电压：U1＝U﹣U2＝2.5V﹣0.5V＝2V，
则电路中的电流：I＝＝＝0.05A，
则R2的阻值：R2＝＝＝10Ω；
故答案为：2.5V；10Ω。
18．如图所示，R1：R2＝2：1，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，两表读数之比U甲：U乙＝　3：1　；当开关S断开，甲、乙两表为电流表时，两表的读数之比I甲：I乙＝　2：3　。
【解答】解：设R1＝2R，则R2＝R，R总＝R1+R2＝3R；
第1空：当开关S闭合时，甲、乙两表为电压表时，电路为串联电路；
电压表甲测电源两端的电压，U甲＝U源，电压表乙测R2两端的电压，U乙＝U2；
根据串联电路电流处处相等和欧姆定律可知：＝，
变形得：＝＝＝，
所以＝。
第2空：当断开开关S时，甲、乙两表为电流表时，电路为并联电路；
电流表乙测通过干路的电流，I乙＝I干；电流表乙测通过R2的电流，I甲＝I2；
根据欧姆定律可知：
I1＝＝，I2＝＝，I干＝I1+I2＝+＝，
所以I甲：I乙＝I2：I干＝：＝2：3。
故答案为：3：1；2：3。
19．实验小组在探究电流与电阻的关系中，使用的器材有：电源、电流表、电压表、滑动变阻器各一个，开关一个，五个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω），导线若干，设计了如图所示的电路图，实验小组收集的数据如表。实验中控制定值电阻两端电压为　2　V，分析表中数据，发现第　3　次实验的数据存在错误，反思产生原因，回忆是某次将定值电阻的阻值由　25　Ω变换为错误数据点对应阻值时（实验过程井未按表中序号顺序进行，而是随机选取电阻测出数据填入表格），未调节滑片P就读取电流而造成的根据出现的数据，求出电源的电压是　4　V。
实验序号
1
2
3
4
5
电阻R/Q
5
10
15
20
25
电流I/A
0.40
0.20
0.10
0.10
0.08
【解答】解：（1）研究电流与电阻关系时，要控制电阻的电压大小不变，
由表中数据知：
UV＝IR＝0.40A×5Ω＝0.20A×10Ω＝0.10A×20Ω＝0.08A×25Ω＝2V≠0.10A×15Ω，故分析表中数据，发现第3次实验的数据存在错误；
因电源电压U一定，电压表示数（2V）一定，由串联电路电压的规律，变阻器的电压也是一定的，
故变阻器的电压与定值电阻的电压之比为一定值，由分压原理，定值电阻越大，变阻器连入电路的电阻越大；
第3次实验，正确操作时，电流应为：
I3＝＝≈0.13A＞0.10A，
故变阻器连入的电阻应比正常情况下大，
故只有可能是第4、5次（定值电阻分别为20Ω和25Ω）实验时未调节滑片P就读取电流而造成的，
若是第4次未调节滑片P就读取电流而造成的，根据欧姆定律和串联电路电压的规律，由电源电压不变有：
R滑I4+U4＝R滑I3+U3，
代入数据，但R滑×0.1A+1.5V≠0.1A×R滑+2V，与电源电压相等矛盾，故第4次不符合题意；
若是第5次未调节滑片P就读取电流而造成的，同理有：
U＝R滑×0.1A+1.5V＝0.08A×R滑+2V，
解之：R滑＝25Ω，
电源电压：U＝4V；
故反思产生的原因，回忆是某次将定值电阻的阻值由25Ω变换为错误数据点对应阻值时（实验过程并未按表中序号顺序进行），未调节滑片P就读取电流而造成的，根据现有的数据，求出的电源的电压是4V。
故答案为：2；3；25；4。
三．实验探究题（共2小题）
20．如图甲，是研究小灯泡电阻的实验装置，灯泡的额定电压为2.5V，滑动变阻器最大阻值是50Ω，电源电压保持6V不变。
（1）用笔画线代替导线，将图中的器材连接成完整的电路。
（2）连接完电路后，闭合开关，发现小灯泡发光较暗，且无论怎样移动滑动变阻器滑片P，小灯泡的亮度都不变，则原因可能是　C　。
A．开关开路
B．电压表短路
C．滑动变阻器接的是下端两接线柱
（3）正确连接后，闭合开关，移动滑片P，记下多组对应的电压表和电流表的示数。当滑片P移到某处，电压表示数为1.5V时，要使小灯泡正常发光，应　减小　（选填“增大”或“减小”）滑动变阻器接入电路中的阻值。
（4）将所测数据绘制成如图乙所示的U﹣I图像。由图可知：小灯泡的电阻是变化的，主要是因为小灯泡灯丝的　温度　（选填“温度”、“长度”或“横截面积”）发生了变化；此小灯泡的额定功率是　0.75　W。
（5）利用此装置还可以探究电流与电阻的关系，只需将图甲中的小灯泡换成不同阻值的定值电阻，并使定值电阻两端的电压保持不变，即可进行实验。
①接入某定值电阻后，闭合开关，移动变阻器的滑片P，当电压表的示数为2V时，电流表的示数如图丙所示，为　0.4　A，则接入的定值电阻的阻值为　5　Ω。
②实验时，为了确保不同定值电阻两端的电压能达到并保持2V不变，换用的定值电阻阻值不能大于　25　Ω。
【解答】解：（1）因为灯的额定电压为2.5V，电压表选用小量程与灯并联，滑动变阻器一上一下的串联在电路中，如下所示：
（2）连好电路闭合开关后，发现小灯泡发光较暗，说明电路为通路，电流较小，电阻较大，无论如何移动滑动变阻器滑片P，小灯泡亮度都不变，说明变阻器没有变阻的作用，则原因可能是：将变阻器的下面两个接线柱连入了电路，故C符合题意；
故选：C；
（3）当电压表示数为1.5V时，电压表示数小于灯泡额定电压，要使灯泡正常发光，应向右端移动滑动变阻器滑片来减小滑动变阻器的电阻，从而增大灯泡两端的电压，直到电压表示数等于灯泡额定电压2.5V为止；
（4）小灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化；
如图乙所示的U﹣I图像知，灯的电压为2.5V时，电流大小为0.3A，小灯泡的额定功率是：
PL＝ULIL＝2.5V×0.3A＝0.75W；
（5）①闭合开关，移动变阻器的滑片P，使定值电阻两端的电压为2V，此时电流表的示数如图丙，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，大小为0.4A，由欧姆定律，则定值电阻的阻值为：
R＝＝＝5Ω。
②探究电流与电阻的关系，应保持电阻两端的电压不变，即实验时控制定值电阻两端的电压保持2V不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：
6V﹣2V＝4V，由分压原理，电阻的电压为变阻器电压的
＝，则更换的定值电阻的阻值不能大于
×50Ω＝25Ω。
故答案为：（1）如上所示；（2）C；（3）减小；（4）温度；0.75；（5）①0.4；5；②25。
21．小明在“探究电流与电阻的关系的实验中，所用的器材有：电压恒定为6V的电源、开关、电流表、电压表、五个定值电阻（5Ω，10Ω，15Ω，20Ω，25Ω）、标为“50Ω
1A”字样的滑动变阻器和若干导线。
（1）如图甲是他连接的电路，图中有一根导线连接错误，请你在连接错误的导线上画“×”，并用笔画线代替导线在图中补画出正确的连线。
（2）将5Ω的电阻接入电路，闭合开关，无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表示数均为零，电压表示数接近电源电压，原因是定值电阻发生了　断路　（选填“短路”或“断路”）。
（3）排除故障后，将滑动变阻器的滑片P移到　A　端（选填“A”或“B”），闭合开关，调节滑片P，使电压表的示数为3V，记下电流表的示数：
（4）断开开关，将10Ω的定值电阻替换5Ω的定值电阻，闭合开关，将滑片向　A　端移动（选填“A”或“B”），使电压表示数仍为3V，再次记下电流表的示数，如此重复上述步骤。根据实验所得的五组数据绘制出I﹣R图像，如图乙所示，由图像可得出的结论是　电压一定时，电流与电阻成反比　。
（5）为了使这五个电阻都能为实验所用，应控电压表示数不低于　2　V。
【解答】解：（1）原电路中，电阻R和电压表短路了，R应与变阻器串联，电压表与电阻R并联，改正后如下所示：
（2）若定值电阻短路，电路为通路，电流表有示数，不符合题意；
若定值电阻断路，电流表示数均为零，电压表与电源连通测电源电压，电压表示数接近电源电压，符合题意，故原因是定值电阻发生了断路；
（3）排除故障后，闭合开关前，滑动变阻器的滑片应置于阻值最大处的A端；
（4）根据串联分压原理可知，将定值电阻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，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，由分压原理知，移动滑片P使滑动变阻器接入电路阻值增大，即将滑片向A端移动；
根据如图乙所示的电流I随电阻R变化的图像知，电阻两端的电压始终保持：
UV＝IR＝0.12A×25Ω＝……＝0.6A×5Ω＝3V，
UV为一定值，故由图像可得出结论：电压一定时，电流与电阻成反比；
（5）探究电流与电阻的关系时，要控制电阻的电压不变，由串联电路电压的规律，滑动变阻器两端的电压为：
U滑＝U﹣UV，
根据分压原理有：
＝，即﹣1＝﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①，
因电源电压和电压表示数不变，所以①式左边为一定值，故①式右边也为一定值，当变阻器的最大电阻连入电路中时，对应的定值电阻最大，
即﹣1＝，故UV＝2V，
故他为了使这五个电阻都能为实验所用，应控制定值电阻两端的电压不低于2V。
故答案为：（1）如上所示；（2）断路；（3）A；（4）A；电压一定时，电流与电阻成反比；（5）2V。
四．综合能力题
22．小明乘电梯时，发现电梯超载会自动报警。于是喜好钻研的他对电梯的电路图进行了研究，并设计了以下探究实验，如图甲所示。电源电压恒定不变，R0为定值电阻。用杯中水量调节压敏电阻受到压力的大小，压敏电阻Rx的电流与受到压力大小的关系如图乙所示：
（1）分析图乙I﹣F图象可知：压敏电阻Rx受到的压力增大时，通过它的电流　变大　，Rx的阻值　变小　（选填“变大”“变小”或“不变”）；当压力增大到一定程度时，触点K与　
　接触，电铃响，实现自动报警，图片中Ro的作用是　保护电路　。
（2）某电梯超载报警的Rx﹣F图象如图丙所示，空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，当压力F2＝1×104N时，电梯报警，则此电梯限载　10　人。（设每人质量约为55kg）
【解答】解：
（1）在控制电路中，当压敏电阻Rx受到的压力F增大时，其阻值减小，电路中的总电阻减小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电流增大时电磁铁的磁性增强；
当压力增大到一定程度时，即电梯超载时，压敏电阻Rx受到的压力F增大时，其阻值减小，控制电路中的电流增大，从而使电磁铁的磁性增强，磁性达到一定程度时，衔铁被电磁铁吸住，触点K与触点B接触，电铃报警，电梯不工作；
由图乙知压敏电阻的电流随受到压力大小的增大而增大，给电路串联电阻R0起到分压作用，保护电路；
（2）由图丙知：空载时电梯厢对Rx的压力F1等于电梯厢的重力，大小为F1＝4×103N时，当压力F2＝1×104N时超载，电梯报警，
故电梯中人的重力为：G总＝F2﹣F1＝1×104N﹣4×103N＝6×103N，
一个人的重力：G＝mg＝55kg×10N/kg＝550N，
电梯限载的人数：n＝＝≈10。
故答案为：（1）变大；变小；B；保护电路；（2）10。
23．阅读短文，回答问题：
巨磁电阻效应1988年阿尔贝?费尔和彼得?格林贝格尔发现，在铁、铬相间的三层复合膜电阻中，微弱的磁场可以导致电阻大小的急剧变化，这种现象被命名为“巨磁电阻效应”。更多的实验发现，并非任意两种不同种金属相间的膜都具有“巨磁电阻效应”。组成三层膜的两种金属中，有一种是铁、钴、镍这三种容易被磁化的金属中的一种，另一种是不易被磁化的其他金属，才可能产生“巨磁电阻效应”。进一步研究表明，“巨磁电阻效应”只发生在膜层的厚度为特定值时。用R0表示未加磁场时的电阻，R表示加入磁场后的电阻，科学家测得铁、铬组成的复含膜R与R0之比与膜睽厚度d（三层膜厚度均相同）的关系如图所示。
1994年IBM公司根据“巨磁电阻效应”原理，研制出“新型读出磁头”，将磁场对复合膜阻值的影响转换成电流的变化来读取信息。
（1）以下两种金属组成的三层复合膜可能发生“巨磁电阻效应”的是　
　。
A．铜、银
B．铁、铜
C．铜、铝
D．铁、镍
（2）对铁、铬组成的复合膜，当膜层厚度是1.7nm时，这种复合膜电阻　具有　。（选填“具有”或“不具有”）“巨磁电阻效应”。
（3）“新型读出磁头”可将微弱的　磁　信息转化为电信息。“新型读出磁头”的工作原理是　巨磁电阻效应　。
（4）铁、铬组成的复合膜，发生“巨磁电阻效应”时，其电阻R比未加磁场时的电阻R0　小　。（选填“大”或“小”）得多。
（5）如图是硬盘某区域磁记录的分布情况，其中1表示有磁区域，0表示无磁区域。将“新型读出磁头”组成如图所示电路，当磁头从左向右匀速经过该区域过程中，电流表读数变化情况应是图中的　
　。
【解答】解：（1）由题意知，组成层膜的两种金属有一种是易磁化的金属铁钴镍中的其中一种，另一种是不易被磁化的，故选B；
（2）由图知：当d＝1.7nm时，远小于1，即在施加磁场前后，复合膜的阻值变化较大，符合“巨磁电阻效应”，即此时复合膜具有“巨磁电阻效应”；
（3）“新型读出磁头”是磁场引起复合膜阻值的变化，从而产生电压的变化，该过程并没有产生感应电流，所以该转化过程利用的是巨磁电阻效应；
（4）同（2），由图知：当复合膜发生“巨磁电阻效应”时，＜1，即：R＜R0，因此电阻R要比R0小的多；
（5）在“硬盘的磁信息”中，左数第一、四、五格均为有磁区域，由“巨磁电阻效应”知，此时电阻要变小，相应的电流要变大；而左数第二、三格为无磁区域，电阻没有变化，电流较小；
根据上面的分析知，只有B图符合上述要求，故选B。
故答案为：（1）B；（2）具有；（3）磁；巨磁电阻效应；（4）小；（5）B。
24．某种电子秤的构造及工作原理电路如图所示，其中R0为定值电阻，R1为压敏电阻，R1的阻值与所受压力之间满足关系式F＝﹣5R1+1200（关系式中压力F的单位是N，电阻R1的单位是Ω），电子秤称量由量程为0～3V的电压表改装而成。已知：定值电阻R0的阻值为30Ω，电源电压保持9V不变。求：
（1）空载时电压表的示数为多少？
（2）电子秤的最大称量值为多少千克？
（3）此电压表改装的电子秤刻度是否均匀？试求R0两端电压U0与质量m之间的关系式。
（4）若要使电子秤的最大称量值变为100kg，在不改变电源电压和电压表量程下，R0的阻值应变为多少？
【解答】解：（1）由图可知：电阻R1与R0串联，电压表测量电阻R0两端的电压；
空载时，F＝0，则由F＝﹣5R1+1200可得，R1＝240Ω，
则总电阻R＝R1+R0＝240Ω+30Ω＝270Ω；
此时电路中的电流：I0＝＝＝A，
所以，U0＝I0R0＝A×30Ω＝1V；
（2）由于电压表量程为0～3V，当R0两端的电压为3V时电子秤的称量值最大，
电路中的电流为Imax＝＝＝0.1A，
由I＝可知此时电路的总电阻为：
R总′＝＝＝90Ω，
因串联电路的总电阻等于各电阻之和，所以压敏电阻的阻值为：R1′＝R总﹣R0＝90Ω﹣30Ω＝60Ω，
此时的压力为Fmax＝﹣5R1′+1200＝﹣5×60+1200＝900N，
则电子秤的最大称量为：mmax＝＝＝＝90kg；
（3）由F＝﹣5R1+1200可得：R1＝（1200﹣F）
由于F＝G，则电路中的电流为：I＝＝
所以U0＝IR0＝×30Ω＝，显然电压表改装的电子秤刻度是不均匀的；
（4）当电子称的量程变为100kg时，则压力F2＝G＝mg＝100kg×10N/kg＝1000N，
由F＝﹣5R1+1200可知压敏电阻R1″＝（1200﹣F）＝（1200﹣1000）＝40Ω，
因串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，所以压敏电阻R1″两端的电压U1″＝U﹣U0＝9V﹣3V＝6V，
电路中的电流为I″＝＝＝0.15A，
由I＝得：R0″＝＝＝20Ω。
答：（1）空载时电压表的示数为1V；
（2）电子秤的最大称量值为90kg；
（3）此电压表改装的电子秤刻度不均匀；R0两端电压U0与质量m之间的关系式为U0＝；
（4）若要使电子秤的最大称量值变为100kg，在不改变电源电压和电压表量程下，R0的阻值应变为20Ω。
25．在图所示的电路中，电源电压恒定不变，R1的阻值为30欧，滑动变阻器R2上标有“100Ω
1A”字样，闭合开关S，电压表示数为12伏。
（1）求通过R1的电流I1；
（2）各电表选择合适的量程，在确保电路中各元件正常工作的前提下，要求移动滑片P，能使一个电表示数达到满刻度，求电路总电阻可以变化的范围。
【解答】解：由电路图可知，电阻R1与滑动变阻器R2并联，电压表测电源的电压，电流表A测干路电流，电流表A1测R2所在支路的电流。
（1）并联电路中各支路两端的电压相等，根据欧姆定律可得，通过R1的电流：
I1＝＝0.4A；
（2）要保证滑动变阻器的安全，通过R2的最大电流为1A，此时滑动变阻器接入电路的电阻最小，
R2小＝＝12Ω（最小值）；
因为电源电压为12V，所以电压表应选择大量程，但不能达到满刻度（15V）；
电流表A的最大示数为I＝I1+I2＝0.4A+1A＝1.4A，所以电流表不能达到满刻度（3A），但电流表A选择小里程可以达到满刻度（0.6A），
此时I2′＝I′﹣I1＝0.6A﹣0.4A＝0.2A，
R2′＝＝60Ω（R2的最大值）；
电流表A1选择小里程可以达到满刻度（0.6A），
R2″＝＝20Ω，
故滑动变阻器R2的变阻范围为12Ω～60Ω；
当R2＝12Ω时，，
R总≈8.6Ω；
当R2＝60Ω时，，
R总＝20Ω；
故电路总电阻可以变化的范围为8.6Ω～20Ω。
答：（1）通过R1的电流为0.4A；（2）电路总电阻可以变化的范围为8.6Ω～20Ω。
26．小明设计了如图1所示的实验装置，通过测电流表的示数来探究不同物体在木板上所受摩擦力的大小。将物体放置在水平的长木板上，导电性能良好的弹簧右端与物体及滑动变阻器R1滑片P相连（不计滑片与滑动变阻器线圈间的摩擦）；滑动变阻器总长18cm，其阻值随长度均匀变化；弹簧处于原长时，指针正好指在a端。探究过程中，滑片P始终在a、b间，弹簧的左端固定在墙壁上。当木板沿箭头所示的方向匀速运动时，物体和木板间发生相对滑动，物体处于平衡状态时，电流表的示数稳定不变，物体和木板间的摩擦力也不变。换用质量不同的物体，重复上述实验，发现电流表的示数随所放置物体的质量的变化而变化，电流表的量程为“0～0.6A”，定值电阻R0＝5Ω，电源电压为3V，问：
（1）当滑片移动到ab中间位置时，电流表的示数是0.15A，求此时滑动变阻器的阻值。
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，求R0的实际功率。
（3）向右拉动长木板，当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，此时物体A相对长木板静止，受到的摩擦力为90N。求当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力。换上物体B，重复实验，当物体B处于平衡状态时，如果电流表的示数是0.1A，则物体B受到的摩擦力为多少？（弹簧始终在弹性限度内，弹簧的拉力与弹簧的伸长量成正比）
【解答】解：（1）由图1可知，R1与R0串联，电流表测电路中的电流，
当滑片移动到ab中间位置时，电路中的电流I＝0.15A，
由I＝可得，电路中的总电阻：
R总＝＝＝20Ω，
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得R1接入电路中的电阻：
R中＝R总﹣R0＝20Ω﹣5Ω＝15Ω；
因滑动变阻器总长18cm，其阻值随长度均匀变化，
所以，变阻器R1的最大电阻：
R1＝2R中＝2×15Ω＝30Ω；
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，则R1接入电路中的电阻R′＝×6cm＝10Ω；
R总′＝R′+R0＝10Ω+5Ω＝15Ω，
则此时电路中的电流I′＝＝＝0.2A，
R0的实际功率P0＝I′2R0＝（0.2A）2×5Ω＝0.2W；
（3）当指针P稳定时，指在变阻器离a端15cm处，弹簧的伸长量为△x1＝15cm，
因向右拉动长木板，此时物体A相对长木板静止处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，
则物体受到的拉力F1＝f1＝90N；
当电流表的示数是0.1A时，由I＝可得，电路中的总电阻：
R总″＝＝＝30Ω，
根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得R1接入电路中的电阻：
R″＝R总″﹣R0＝30Ω﹣5Ω＝25Ω；
因滑动变阻器的阻值随长度均匀变化，所以，指针P在变阻器离a端的距离为：
L′＝（30Ω﹣25Ω）×＝3cm，
由于弹簧处于原长时，指针正好指在a端，所以，弹簧的伸长量为△x2＝3cm，
根据弹簧在弹性限度内，拉力与弹簧的伸长量成正比可得：
＝，
解得：F2＝＝×90N＝18N；
换上物体B，重复实验，当物体B处于平衡状态时，如果电流表的示数是0.1A，则弹簧的伸长量仍为△x2＝3cm，所以，物体B受到的拉力也是18N，根据物体B处于平衡状态，受到的摩擦力和拉力是一对平衡力，所以物体B受到的摩擦力为18N。
答：（1）此时滑动变阻器的阻值为15Ω．
（2）当滑片移动到距离b端6cm处时，R0的实际功率为0.2W．
（3）当电流表的示数是0.1A时，物体受到的拉力为18N．物体B受到的摩擦力为18N。
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精品试卷·第
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