课时训练(15)　欧姆定律及其应用.2025年中考物理一轮复习（广西专版）

课时训练(十五)　欧姆定律及其应用 A 基础练 一、选择题 1.(2024南宁校级二模)将一段电阻丝接在3 V的电源上,测得通过它的电流为0.3 A。若把该电阻丝改接在另一个电源上时,测得通过它的电流为0.2 A,则此时的电源电压和该电阻丝的阻值分别为 (　　) A.2 V,15 Ω B.3 V,10 Ω C.2 V,10 Ω D.3 V,15 Ω 2.(2024桂林秀峰区校级一模)如图K15-1所示是导体甲和乙的U-I图像,小阳对图像信息作出的判断中正确的是 (　　) 图K15-1 A.通过导体乙的电流跟它两端的电压成正比 B.当导体甲两端电压为0时,其电阻值为0 C.将甲和乙串联,若电流为0.4 A,则它们两端的总电压为3 V D.将甲和乙并联,若电压为1 V,则它们的干路电流为0.4 A 3.(2024贵港港南区一模)如图K15-2所示,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时,电路中 (　　) 图K15-2 A.电流表的示数变大,小灯泡变亮 B.电流表的示数变小,小灯泡变亮 C.电压表的示数变小,小灯泡不亮 D.电压表的示数变大,小灯泡不亮 4.(2024大庆)如图K15-3所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关S后,滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是(　　) 图K15-3 A.电压表V读数与电流表A1读数的比值变大 B.电流表A2读数与电流表A1读数的差值变大 C.电流表A2读数变小,电压表V读数变大 D.电压表V读数与电流表A2读数的比值变小 5.(2024安徽)如图K15-4所示的电路中,电源两端电压保持不变,R为定值电阻。闭合开关,在保证电路元件安全的前提下,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,电压表V1、电压表V2、电流表A示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI。则 (　　) 图K15-4 A.电流表A的示数变大,电压表V2的示数变大 B.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变小 C.ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值 D.ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值 6.(2024常州)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小。如图K15-5所示电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是 (　　) 图K15-5 7.(2024贵港二模)交通警察部门定期开展交通违法专项治理行动。如图K15-6甲所示是查处饮酒驾驶行为中使用的某酒精测试仪的工作原理图,电源电压恒定,R1为定值电阻,R2为气敏电阻,其阻值随气体酒精浓度的变化情况如图乙所示。闭合开关S,下列说法正确的是 (　　) 图K15-6 A.检测气体的酒精浓度越小,电压表示数越大 B.检测气体的酒精浓度越小,电压表示数越小 C.检测气体的酒精浓度越大,R2的阻值越大 D.检测气体的酒精浓度越大,电路中电流越小 8.(2024扬州)如图K15-7所示,电源电压恒为6 V,敏感元件T的电阻随电流的增大而减小。闭合开关,当电压表示数为2 V时,电流表示数为0.2 A,当电压表示数为2.4 V时,电流表示数可能是 (　　) 图K15-7 A.小于0.18 A B.等于0.18 A C.大于0.18 A,小于0.2 A D.大于0.2 A,小于0.24 A 9.(2024长沙)(多选)如图K15-8所示是科技小组设计的湘江水位监测器的原理图。电源电压不变,红灯工作时的电阻为R1,黄灯工作时的电阻为R2。闭合开关S后,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,电压表示数为U1;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,电压表示数为U2,U1>U2。则下列说法正确的是 (　　) 图K15-8 A.R1>R2 B.水位超过防洪预警线时,红灯亮 C.R1<R2 D.水位低于干旱预警线时,红灯亮 10.(2024南宁二模)(多选)公路检查站的“地磅”可以检测货车是否超载。如图K15-9所示是某种地磅的工作原理图,滑片P可在竖直放置的电阻R上滑动,当货车质量增大时,电表示数随之增大,由电表改装成的显示器的示数也增大。下列说法正确的是 (　　) 图K15-9 A.“显示器”由电流表改装而成 B.接线柱“1”应与“2”连接 C.增大R0可以增大地磅的测量范围 D.若货车质量增大,则电阻R0两端电压减小 二、填空题 11.(2024滨州)如图K15-10所示电路,电源电压为3 V,闭合开关后,电流表A1的示数为0.6 A,电流表A2的示数为0.2 A,则通过灯泡L2的电流为　　　　A,灯泡L1的阻值为　　　　Ω。  图K15-10 12.(2024南宁二模)如图K15-11所示,电源电压保持不变,定值电阻R1=10 Ω,R2=20 Ω,电压表示数为2 V,则电源电压为　　　　V;若将电压表换成电流表,则电流表示数为　　　　A。  图K15-11 13.(2024凉山州)小灯泡上标有“6 V　3 W”的字样,则小灯泡正常发光时的电阻为　　　　Ω。若将小灯泡接在电源电压为9 V的电路中,要使小灯泡正常发光,需要串联一个阻值为　　　　Ω的定值电阻。  14.(2024南充)如图K15-12所示电路,若甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,两表指针位置相同,则R1∶R2=　　　　;若甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,则两表示数之比是　　 　　。(电表每次测量均未超过量程)  图K15-12 15.(2024长沙)小明制作了一款可调亮度的小台灯,电路如图K15-13所示。电源电压保持不变,灯泡的电阻为 10 Ω,不考虑温度对灯丝电阻的影响,滑动变阻器标有“20 Ω　1 A”字样。 图K15-13 (1)闭合开关后,移动滑片使R接入电路的阻值变　　　　时,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮。  (2)当滑动变阻器R接入电路的阻值最大时,通过灯泡的电流为0.15 A,此时灯泡两端的电压为　　　　V。若灯泡两端允许的最大电压为2.5 V,为保证电路安全,滑动变阻器接入电路的最小阻值为　　　　Ω。  三、实验探究题 16.(2024福建)探究电流与电压、电阻的关系,器材有:电源(恒为4 V),电压表(0~3 V),电流表(0~0.6 A),电阻R (5 Ω、10 Ω、20 Ω),滑动变阻器(“20 Ω　2 A”),开关,导线若干。 图K15-14 (1)用笔画线代替导线将图K15-14甲中的实物电路连接完整。闭合开关前,将滑动变阻器的滑片P移到最　　 端,起到　　　　　　的作用。  (2)闭合开关,电流表示数为零,电压表示数等于电源电压,经检查电表完好,则电路故障可能是　　 　　　 　　　　　　。排除故障,继续实验。  (3)探究电流与电压的关系,实验数据如下表所示,其中第3次实验的电压表示数如图乙所示,为　　　　V。分析数据可得:电阻不变时,电流跟电压成　　　　。实验中所选的电阻阻值为　　　　Ω。  序号 电压U/V 电流I/A 1 1.0 0.20 2 1.5 0.30 3 0.40 (4)探究电流与电阻的关系,将5 Ω电阻接入电路,记录电流表示数为0.3 A;将5 Ω电阻更换为10 Ω电阻,移动滑片直至电压表示数为　　　　V,记录电流表示数;再将电阻更换为20 Ω的,发现无法完成实验。从本实验可行性与安全性考虑,应控制电阻两端的电压范围为　　　　　　。  17.(2024山西)实验室里有一个标识不清的定值电阻,小亮设计实验进行测量(电源为两节干电池)。 图K15-15 (1)根据公式　　　　　　可知,通过对电流和电压的测量来间接测出导体的电阻。请用笔画线代替导线将图K15-15甲中的电路连接完整(导线不得交叉)。  (2)连接电路时,开关应　　　　,滑动变阻器的滑片P应放在　　　　(选填“A”或“B”)端。闭合开关,电压表示数接近电源电压,电流表无示数。经检查电流表及各接线处均完好,则电路的故障可能是　 　　　　 　　　　 　　。  (3)排除故障后闭合开关,移动滑片使电压表示数为2.4 V,电流表示数如图乙所示,为　　　　A,则测得电阻为 　　　　Ω。小亮把该数据作为本实验的最终结果,请你作出评价或建议:　  　。  18.(2024宜宾)某探究小组要测量一个标有“2.5 V”字样的小灯泡在正常发光时的电阻,连接了如图K15-16所示的部分电路,已知电源电压恒定,滑动变阻器的规格为“50 Ω　2 A”。 图K15-16 (1)该实验的原理是　　　　　　。  (2)请用笔画线代替导线,将图中的电路补充完整。 (3)若连接电路后,闭合开关S,发现无论怎样调节滑动变阻器,电流表和电压表的示数都不变且较小,出现这种现象的原因是　　　　　　　　　　　 　　　　　　 　。  (4)正确连接电路后,闭合开关S,滑片P向　　　　(选填“左”或“右”)滑动时,小灯泡L变亮。  (5)在移动滑片P的过程中,应该观察　　　　表的示数,使小灯泡L正常发光。  (6)当小灯泡正常发光时,电流表示数为0.25 A,则小灯泡正常发光时的电阻是　　　　Ω。  (7)完成实验后,小组又设计了如图K15-17所示的电路图,测量该灯泡正常发光时的电阻,R0为定值电阻,S2为单刀双掷开关,实验步骤如下: 图K15-17 ①闭合开关S1,将开关S2拨到触点2,移动滑片P,使电压表示数U1=　　　　V;  ②保持滑片P的位置不变,再将开关S2拨到触点1,读出电压表的示数并记为U2; ③该小灯泡正常发光时的电阻RL=　　　　　　(用U1、U2、R0表示)。  四、综合应用题 19.(2024江西)如图K15-18所示,电源两端电压为24 V,电阻R=20 Ω。 (1)只闭合开关S,求通过电阻R的电流。 (2)同时闭合开关S、S1,若通过干路的电流为1.6 A,求通过电阻R1的电流和电阻R1的阻值。 图K15-18 20.物理实践小组为学校智慧农场设计了一款自动灌溉装置,其简化电路如图K15-19甲所示。该自动灌溉装置由控制电路和工作电路两部分组成,湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H的变化关系如图乙所示。当线圈中的电流减小至0.04 A时,衔铁被松开,与触点B、C接通,灌溉系统开始工作;当线圈中的电流增大至0.06 A时,衔铁被吸下,与触点B、C断开,灌溉系统停止工作。控制电路电源电压恒为12 V,线圈电阻不计。问: 图K15-19 (1)湿敏电阻R的阻值随土壤湿度H的增加而　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”),与触点B、C接触的弹片是　　　　(选填“导体”“半导体”或“绝缘体”)。  (2)已知R0为150 Ω的定值电阻,控制土壤的最大湿度为多少? (3)已知灌溉系统是由两个标有“220 V　110 W”字样的抽水泵并联组成的,当灌溉系统正常工作时,工作电路中的干路电流为多大? (4)为了节约水资源,提高土壤的保湿效果,请提出可行性的措施。 B 提升练 21.(2024北京)图K15-20甲为自动气象站中的测温装置,它的测温电路可简化为图乙,其中的“恒流源”是一个特殊电源,电流大小由电源内部结构决定,当电阻R变化时,通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示,通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从20 ℃上升到30 ℃,电压表的示数变化了8 mV。当温度的变化值相同时,电压表示数的变化值越大,该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是 (　　) 图K15-20 A.每升高1 ℃,R的阻值增大1.65 Ω B.通过R的电流为20 mA C.环境温度为20 ℃时,电压表示数为216 mV D.若要增大该测温装置的灵敏度,可换一个电流值更小的恒流源 22.(2024重庆A卷)如图K15-21甲所示,电源电压不变,电流表量程为0~0.6 A,电压表量程为0~3 V,定值电阻R1的阻值大于5 Ω,滑动变阻器R2的规格为“20 Ω　1 A”,通过小灯泡L的电流随其两端电压变化的关系图像如图乙所示。若闭合开关S、S1接1,在电路安全的情况下,变阻器R2允许接入电路的最大阻值为15 Ω,则电源电压为　　　　V;若闭合开关S、S1接2,在电路安全的情况下,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电阻R1的阻值为　　　　Ω。  图K15-21 23.(2024镇江)图K15-22甲是小华设计的天然气浓度测试仪,电源电压U恒为4 V,R为定值电阻,电压表量程为0~3 V,将电压表作为气体浓度的显示装置,气敏电阻Rx的阻值与气体浓度的关系如图乙所示,当气体浓度增加时,Rx的阻值将　　　　,电压表的示数会　　　　,要求将电压表示数为1.5 V处标为气体浓度0.5%,电阻R的阻值应为　　　　Ω,若长时间使用后,电源电压降低,则测量结果　　　　(选填“大于”“小于”或“等于”)实际的气体浓度。  图K15-22 24.(2024河北)如图K15-23所示,电源电压不变,R1、R2均为定值电阻,R1=20 Ω,R2=10 Ω,R为滑动变阻器,电压表V1的量程为0~15 V,V2的量程为0~3 V。闭合开关,滑动变阻器R的滑片置于某一位置A时,电压表V1的示数为14 V,V2的示数为2 V。在保证电路安全的情况下移动R的滑片,两电表均能达到满偏。 (1)求滑片置于A时,电路中的电流。 (2)求电源电压。 (3)用最大阻值为50 Ω的滑动变阻器R0替换电阻R1,不改变其他元件的连接。闭合开关,使电路总功率保持最大,在保证电路安全的情况下,调节R和R0接入电路的阻值,其中R仅可以在替换前的范围内变化,求R0接入电路的阻值范围。 图K15-23 【参考答案】 1.C　[解析]根据欧姆定律I=可得,导体的电阻:R==10 Ω;导体的电阻与两端的电压和通过的电流无关,当通过它的电流为0.2 A时,导体的电阻不变,此时电源的电压:U'=I'R=0.2 A×10 Ω=2 V。 2.C　 3.D　[解析]当开关S断开时,灯L与电阻R串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流; S闭合时,L短路,灯不亮,电路中只有R,此时电压表测电源电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路电压的规律,故电压表示数变大,根据串联电阻的规律,S闭合时电路总电阻变小,根据欧姆定律I=可知,电路中电流变大,电流表示数变大,综上所述,只有D正确,ABC错误。 4.A　[解析]由图可知,闭合开关S时,定值电阻R1和滑动变阻器R2并联,电流表A1测量通过R2的电流,电流表A2测量干路中的电流,电压表测量电源电压,故滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V读数不变;滑动变阻器的滑片P向右移动时,R2接入电路的阻值变大,因为并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以由I=可知,通过通过R2的电流变小,即电流表A1的读数变小,则电压表V读数与电流表A1读数的比值变大,故A正确。因为并联电路各支路互不影响,所以滑动变阻器的滑片P向右移动时,通过R1的电流不变,因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以电流表A2读数与电流表A1读数的差即为通过R1的电流,则该差值不变,故B错误。因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的电流变小,即电流表A2读数变小,电压表V读数不变,则电压表V读数与电流表A2读数的比值变大,故C、D错误。 5.D　[解析]由图可知,电阻R与滑动变阻器串联,将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端,滑动变阻器接入电路的阻值减小,电路总电阻减小,电路中电流变大,电流表的示数变大,电阻R两端的电压即电压表V1的示数变大,变阻器两端的电压即电压表V2的示数变小,A和B均错误;ΔU1与ΔI的比值、ΔU2与ΔI的比值均等于R的阻值,C错误,D正确。 6.A　[解析]图A中,AB和R0串联,电压表测R0两端电压,海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,R0两端的电压越大,即电压表的示数越大,故A正确; 图B中,AB和R0串联,电压表测AB两端电压,海水浓度越大,AB间电阻越小,根据串联分压原理,其分担的电压越小,即电压表的示数越小,故B错误; 图C中,电压表测量电源电压,因电源电压恒定,因此电压表示数不变,故C错误; 图D中,AB和R0并联,电流表测量通过定值电阻R0的电流,电源电压恒定,电阻R0不变,根据I0=得I0不变,即电流表示数不变,故D错误。 7.B　[解析]由图甲可知,R1与R2串联,电压表测量R1两端的电压;由图乙可知,检测气体的酒精浓度越小时,气敏电阻R2的阻值越大,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻会变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流会变小;由公式U=IR可知,定值电阻R1两端的电压变小,电压表示数变小,故B正确、A错误。由图乙可知,检测气体的酒精浓度越大时,气敏电阻R2的阻值越小,根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻会变小,而电源电压不变,再根据欧姆定律可知,电路中的电流会变大,故C、D错误。 8.A　[解析]由实物图可知,敏感元件T与滑动变阻器串联接入电路,电压表测量滑动变阻器两端的电压;当电压表示数为2 V时,电流表示数为0.2 A,敏感元件T的阻值为R1==20 Ω;假设敏感元件T的的阻值不变,当电压表示数为2.4 V时,敏感元件T两端的电压为UT'=U-U滑'=6 V-2.4 V=3.6 V,则通过敏感元件T的电流为I'==0.18 A,由于敏感元件T的电阻随电流的增大而减小,即随电流的减小而增大,所以实际上敏感元件T的电阻会大于20 Ω,则当它两端的电压一定时,由欧姆定律可知,通过敏感元件T的电流会小于0.18 A,即电流表的示数小于0.18 A,故A正确。 9.BC　[解析]由图可知,当水位超过防洪预警线时,浮筒上升带动铜片将CD接通,此时红灯与R0串联,电压表示数为U1,则U1=U;当水位低于干旱预警线时,浮筒下降带动铜片将EF接通,此时黄灯与R0串联,电压表示数为U2,则U2=U;因为U1>U2,可知R1<R2,A错误,C正确;水位超过防洪预警线时,红灯亮,B正确,D错误。 10.AC　[解析]图中电表串联在电路中,所以该显示器由电流表改装而成,故A正确; 接线柱“1”与“3”连接,当货车质量增大时,滑片向下移动,变阻器接入电路的阻值变小,电路的总电阻变小,电流表示数变大,故B错误; 电表量程一定,当增加R0的值,在电源电压不变时,要使电路中的电流达到电表最大示数,变阻器接入电路的电阻要减小,所以可以增大地磅的测量范围,故C正确; 若货车质量增大,变阻器接入电路的电阻减小,根据串联电路的电压与电阻的正比关系,变阻器R分得的电压减小,则电阻R0两端电压增大,故D错误。 11.0.4　15　[解析]由图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,A2测通过L1的电流;则通过灯泡L2的电流为I2=I-I1=0.6 A-0.2 A=0.4 A;灯泡L1的阻值为RL==15 Ω。 12.6　0.3 13.12　6　[解析]小灯泡正常发光时的电阻:RL==12 Ω;将小灯泡接在电源电压为9 V的电路中,要使小灯泡正常发光,则电路中电流为I==0.5 A,需要串联电阻的阻值为R==6 Ω。 14.4∶1　5∶4　[解析]当开关S1闭合、S2断开,甲、乙为电流表时,R1和R2并联,甲电流表测R1支路的电流,乙电流表测干路电流; 因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两表指针位置相同,所以乙电流表的示数是甲电流表示数的5倍,即I甲∶I乙=1∶5; 则通过两电阻的电流之比:I1∶I2=I甲∶(I乙-I甲)=1∶(5-1)=1∶4; 因并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,并联电阻电流之比等于电阻之比的倒数, 则R1∶R2=I2∶I1=4∶1; 当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R1两端的电压,因串联电路中各处的电流相等,所以两电阻两端的电压之比等于电阻之比,即4∶1;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以两电压表的示数之比:U甲∶U乙=(U1+U2)∶U2=(4+1)∶4=5∶4。 15.(1)小　(2)1.5　8 [解析](1)由图可知,闭合开关后,R与L串联,移动滑片使滑动变阻器R接入电路的阻值变小时,通过灯泡的电流变大,灯泡变亮。(2)当滑动变阻器R接入电路的阻值最大为20 Ω时,通过灯泡的电流为0.15 A,此时灯泡两端的电压为UL=IRL=0.15 A×10 Ω=1.5 V;电源电压为U=IR=0.15 A×(10 Ω+20 Ω)=4.5 V;若灯泡两端允许的最大电压为2.5 V,则滑动变阻器两端的最小电压为4.5 V-2.5 V=2 V;电路中电流为I'==0.25 A,滑动变阻器接入电路的最小阻值为R小==8 Ω。 16.(1)如图所示　左　保护电路 (2)电阻R断路(或电阻R接触不良) (3)2　正比　5　(4)1.5　2~3 V 17.(1)R=　如图所示 (2)断开　B　定值电阻处断路 (3)0.3　8　只测量一次数据就得出了未知电阻的阻值,误差较大 18.(1)R=　 (2)如图所示 (3)滑动变阻器下方两个接线柱接入了电路 (4)右　(5)电压　(6)10 (7)①2.5　③ 19.解:(1)只闭合开关S,电路为电阻R的简单电路,通过R的电流:IR==1.2 A。 (2)同时闭合开关S、S1,R和R1并联,通过R1的电流:I1=I-IR=1.6 A-1.2 A=0.4 A; R1的阻值:R1==60 Ω。 20.解:(1)变小　导体 (2)土壤达到最大湿度时,工作电路停止工作,此时控制电路中电流为I大=0.06 A,根据欧姆定律可得:R总==200 Ω;R=R总-R0=200 Ω-150 Ω=50 Ω; 根据图乙可知,控制土壤的最大湿度为80%。 (3)根据P=UI可得,通过一个抽水泵的电流为I==0.5 A; 由于两个抽水泵并联,因此工作电路中干路电流:I总=I+I=0.5 A+0.5 A=1 A。 (4)在土壤表面使用覆盖物,如稻草、木屑或塑料薄膜,可以减少水分蒸发(或采用节水灌溉技术,如滴灌或喷灌,可以减少水分的浪费,或合理安排植物种植密度和使用植物套种模式,避免过度消耗土壤水分等,合理即可)。 21.C　[解析]根据图像,温度上升80 ℃,对应电阻增大32 Ω,故每升高1 ℃,R的阻值增大值为32 Ω÷80=0.4 Ω,故A选项错误。 根据欧姆定律I=,在恒定电流状态下,U与R成正比,故电压变化量ΔU与电阻变化量ΔR成正比,即I=,两者的比值即为恒定电流的值。从20 ℃到30 ℃,电阻增加量为0.4×10 Ω=4 Ω,故恒定电流值为I==2 mA,B选项错误。 环境温度变为20 ℃时,电阻为108 Ω,电流不变仍为2 mA,故电压:U=IR=2 mA×108 Ω=216 mV,C选项正确。 为了增大该装置的灵敏度,应该在温度变化量相同时,变化更大的电压,根据欧姆定律变形公式U=IR可知,恒流状态下,电流I越大,电压U变化量越大,装置更灵敏,故应该换一个电流更大的恒流源,D选项错误。 22.4.5　40 [解析]当闭合开关S、S1接1时,灯泡和变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,电压表量程为0~3 V,根据串联分压知识可知,变阻器最大分压为3 V,当变阻器两端电压为3 V时,通过变阻器的电流大小为I1==0.2 A;由图乙可知,当通过灯泡的电流为0.2 A时,其两端电压为1.5 V。则电源电压为U=U1+U2=3 V+1.5 V=4.5 V。若闭合开关S、S1接2时,定值电阻和变阻器串联,电压表测量变阻器两端电压,电流表测量串联电路中电流。当变阻器接入电路的阻值最大时,电源电压可表示为(R1+Rmax)×Imin=4.5 V　①;当变阻器接入电路的阻值最小,即为0时,电路中电流最大,电路中允许通过的最大电流是最小电流的1.5倍,则电源电压可表示为R1×1.5×Imin=4.5 V　②;联立①②可得,R1=40 Ω,Imin=0.075 A,故R1的阻值为40 Ω。 23.减小　增大　12　小于 [解析]根据图乙可知:当气体浓度增加时,Rx的阻值将减小,电压表测量的是定值电阻R两端的电压,因为电路中的总电阻减小,根据欧姆定律,电路中的电流增大,所以R两端的电压增大,电压表的示数会增大。要求将电压表示数为1.5 V处标为气体浓度0.5%,此时Rx=20 Ω,它两端的电压为4 V-1.5 V=2.5 V,电路中的电流为I==0.125 A; 定值电阻的阻值为R==12 Ω。 若长时间使用后,电源电压降低,此时电路中的电流会偏小,则测量结果会小于实际的气体浓度。 24.解:开关闭合,R、R1、R2串联接入电路,电压表V2测量R2两端电压,电压表V1测量R2、R串联后的电压。 (1)滑片置于A时,电路中的电流为I1==0.2 A。 (2)电源电压为U=U1+=14 V+0.2 A×20 Ω=18 V。 (3)替换前,电路中最大电流为I2==0.3 A,此时R接入电路的阻值为R01==30 Ω, 即R接入电路的最小电阻为30 Ω; R接入电路中的阻值最大时电路中电流为I3==0.15 A, R接入电路的最大阻值为R02==90 Ω; 可得R在替换前阻值变化范围为30~90 Ω。 替换后,使电路总功率保持最大,即电路中电流最大,最大值为0.3 A, 电压表V1的量程为0~15 V,R接入电路的最大阻值为R03==40 Ω; 此时电路的总电阻为R总==60 Ω, 根据电阻的串联可知,R0+R=R总-R2=60 Ω-10 Ω=50 Ω, 因R仅可以在替换前的范围内变化,当R=30 Ω 时,R0=20 Ω,当R=40 Ω时,R0=10 Ω, 故R0接入电路的阻值范围为10~20 Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $$