13．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P 从b 端移到a 端的过程中，电流表示数I 与电压表示数U 的关系如图乙所示。下列说法中 ()
A．电源电压为6V
B．定值电阻R的阻值为10Ω
C．滑动变阻器的最大阻值为10Ω
D．滑片P 在b 端时，通电1min电阻R 产生的热量为27J
【答案】CD
【详解】A．由图甲可知，定值电阻R 与滑动变阻器RP 串联，电压表测R 两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑片P 在a 端时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，此时电路为R的简单电路，电压表测电源电压，由图乙可知，此时电压表示数为4.5V，即电源电压U=4.5V，故A不符合题意；
B．当滑片P 在a 端时，电路中的电流I=0.9A，根据欧姆定律 ，可得定值电阻R的阻值
故B 不符合题意；
C．当滑片P 在b 端时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，此时电路中的电流最小，由图乙可知，此时电流I'=0.3A，R 两端的电压UR。根据串联电路的电压特点，滑动变阻器两端的电压
UP=4.5V-1.5V=3V
再根据欧姆定律可得滑动变阻器的最大阻值 故C 符合题意；
D．滑片P 在b 端时，电路中的电流I'=0.3A，根据焦耳定律Q =I2Rt，可得通电1min电阻R 产生的热量Q=I2Rt=（0.3A）2×5Ω×60s=27J，故D 符合题意。故选CD。
14．如图甲所示为某种跳绳自动计数器的简化原理图。跳绳时，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。信号处理系统相当于一个电压表，能记录AB间每一时刻的电压。若已知电源电压为10V并且保持不变，R2为定值电阻，某一段时间AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是 ( )
A．AB 两端电压为6V时，计数器会计数一次
B．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1与R2阻值之比为2︰3
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为2︰1
D．绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为1︰6【答案】BD
【详解】由图甲可知，R1 与R2 串联，AB之间电压为R2 两端的电压。
A．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。根据串联电路分
压原理可知，R1 分得的电压变大，R2两端电压减小，由图乙可知，此时U2 =UAB= 2V即AB两端电压为2V 时，计数器会计数一次，故A 错误；
B．绳子没有挡住射向R1的红外线时，R1阻值较小，R2两端电压较大，由图乙可知，此时U2 = 6V，根据串联分压的原理 可得，R1与R2 阻值之比 故B 正确；
C．绳子没有挡住射向R1的红外线时，电路中电流为
当绳子挡住射向R1的红外线时，U2 = 2V ，由串联电路分压原理可知 即R'1 = 4R2 。电路中的电流
因此绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时电路中电流之比为 5R2
故C错误；
D．绳子没有挡住射向R1的红外线时和挡住射向R1的红外线时R1的阻值之比为 故D 正确。故选 BD。
15．某种用于检测大件货物质量的装置，其简化电路如图甲所示。电源电压为12V，电路中允许通过的最大电流为30mA。定值电阻R0有100Ω和200Ω两种规格，R为力敏电阻，其阻值与压力F的关系如图乙所示。R 上方有一质量不计的绝缘平板，检测时将货物置于其上。下列说法正确的是( )
A．当货物质量增大时，电路中的电流增大
B．当R0为100Ω时，最大能检测1000kg的货物
C．当R0为200Ω时，最大能检测900kg的货物
D．若电路允许通过的最大电流变为24mA，装置选用两种规格的R0均能检测700kg的货物
【答案】ACD【分析】因为电源电压为12V，电路中允许通过的最大电流为30mA，故电路中最小总电阻R总 又因为由图乙可知压力越大，R阻值越小，即可通过R0的大小来判断R的大小，从而判断所能检测的货物的最大质量。
【详解】A．当货物质量增大时，R 所受压力增大，由图乙可知R阻值变小，电路中的电流增大，故A正确；
B．当R0为100Ω时，R的最小值为400Ω-100Ω=300Ω, 由图乙可知最大能检测的货物重力为8000N，即800kg的货物，故B 错误；
C．当R0为200Ω时，R的最小值为400Ω-200Ω=200Ω, 由图乙可知最大能检测的货物重力为9000N，即900kg的货物，故C正确；
D．当电路允许通过的最大电流为24mA，电路中最小总电阻R总 由图乙，700k的货物置于该装置时，R 为400Ω,故此时两种规格的R0均能满足总电阻不小于500Ω的要求，故D 正确。故选ACD。
三、实验探究题（共28 分）
16．在“探究电流与电阻的关系”的实验中，小强选用了4Ω、8Ω、10Ω、20Ω四个定值电阻，电源电压恒为3V。
(1)按如图甲所示连接电路，闭合开关时，发现电流表无示数，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，造成这一现象的原因可能是电阻R0。
(2)排除电路故障后，闭合开关，移动滑片，当选用4Ω的电阻时，电流表示数如图乙所示，记为A；以后每更换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为V，同时记下对应的电流值。
(3)该电路图还能完成什么电学实验（写一个即可）。
【答案】(1)断路；(2) 0.5 2；(3)探究电流与电压的关系实验
【详解】（1）闭合开关时，发现电流表无示数，说明电路断路，移动滑动变阻器的滑片，电压表示数始终接近电源电压，说明与电压表并联的部分电路断路，即定值电阻R0断路；
（2）[1]由图丙可知，电流表选择的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，此时电流表示数为0.5A。
由 得，电阻R0两端的电压U0 = IR0 =0.5A ×4Ω =2V ，即电压表示数保持2V 不变，以后每更 换一个阻值更大的电阻后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为2V，同时记下对应的电流值。
（3）该实验装置中电压表测电阻两端电压，电流表测量通过电路的电流，所以还可以让电阻不变，通过移动滑片改变电路中的电流和电阻两端的电压，探究电流与电压的关系。
17．【探究名称】探究电路中电流与电阻的关系
【问题】在帮老师整理实验室时，小誉注意到实验室的一些器材：两节新干电池，电阻盒（盒内有25 Ω 、20Ω 、15 Ω 、10 Ω 、5Ω 的电阻各1个），滑动变阻器（铭牌标有“10 Ω 1A”），电流表，电压表，和导线、开关若干。他们想利用这些器材探究“电流与电阻的关系”。
第十四章欧姆定律提升卷（学生版）
电阻R 电流I
5 0.4
10 0.2
20 0.1
25 /
【证据】
(1)小誉同学连接好电路时，将滑片移到最右端，就要闭合开关进行实验，聪明的小亮立即制止，原因是；
(2)解决问题后，移动滑动变阻器的滑片发现电流表指针几乎不偏转，电压表示数为2.98V，则故障原因可能是；
(3)解决问题后，两人进行实验并记录部分数据（如表），边上的小立同学根据表中数据便确定他们每次实验都使电阻R 两端的电压为V不变；同时，小立还发现他们设计的记录数据的表格有一处问题是；
(4)【解释】实验结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成比；
(5)【交流】小誉发现将25 Ω 的定值电阻接入时，无法按要求完成实验，小立建议他把电阻盒里的5Ω的电阻串联到电路中去，其余操作不变，你认为他（选填“可以”或“不可以”）完成实验；
(6)【拓展】借助上述器材，能完成的实验有 ()
A．探究电流与电压的关系B．探究串联电路电流的关系
C．探究并联电路电压的关系
【答案】(1)没有将滑片移至阻值最大处；(2)定值电阻断路；(3) 2 表头物理量没有写上单位
(4)反；(5)可以；(6)ABC
【详解】（1）为了保护电路，闭合开关前，应将滑动变阻器滑片移至阻值最大处，所以题图中滑片应移到最左端，即阻值最大处。
（2）闭合开关后，移动滑动变阻器的滑片发现电流表无示数，说明电路可能断路；电压表示数接近电源电压，说明电压表与电源连通，则与电压表并联的电路以外的电路是完好的，则与电压表并联的电路断路了，即故障原因可能是定值电阻断路。
（3）[1]由表中数据可知，定值电阻两端的电压UV= IR =0.4 A ×5Ω=0.2 A×10Ω=0.1A×20Ω =2 V所以每次实验都使电阻R 两端的电压为2V 不变。
[2]分析表格发现，表头中的物理量没有单位，所以设计的记录数据的表格的问题是表头物理量没有写上单位。
（4）分析表格中的数据发现，通过电阻的电流随电阻增大而减小，电流与电阻的乘积不变，所以由表格中的数据可得出的实验结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流跟导体的电阻成反比。
（5）实验中使用的定值电阻阻值最大为25 Ω ,定值电阻两端的电压始终保持UV= 2 V，电路中的
电流
则需要滑动变阻器的电阻R滑
所以无法完成实验，若加上一个5Ω 的电阻，则10Ω+5Ω=15Ω>12.5Ω ；所以可以完成实验。
（6）A．探究电流与电压的关系时，由控制变量法可知，应控制电阻的阻值不变，改变电压，由于器材中有滑动变阻器、电流表、电压表、多个定值电阻，所以可以完成该实验，故A 符合题意；
B．探究串联电路电流的关系，需要将多个电阻串联，用电流表测量电流，由于器材中有电流表、多个定值电阻，所以可以完成该实验，故B 符合题意；
C．探究并联电路电压的关系，需要将多个电阻并联，用电压表测量电压，由于器材中有电压表、多个定值电阻，所以可以完成该实验，故C 符合题意。故选ABC。
18．在探究“通过导体的电流与电阻的关系”实验中。
(1)请根据图甲所示电路图用笔画线将图乙的实物电路连接完整；
(2)连接电路闭合开关后，发现电流表、电压表示数为0，电路故障可能是 ；
(3)第一次实验取定值电阻为5Ω,闭合开关后，使电压表示数为2.5V，电流表示数如图丙所示，为 A；
(4)若电源电压为6V，要完成此实验变阻器的最大阻值至少应为Ω。【答案】(1)见解析；(2)滑动变阻器断路；(3)0.5；(4)35
【详解】（1）滑动变阻器采用“一上一下”的原则串联在电路中，如下图所示：
（2）电流表示数为零，说明电路可能断路，电压表示数也为零，说明是电压表所测量的定值电阻以外的部分出现的断路，故电路故障可能为滑动变阻器断路。
（3）由图丙可知，电流表的量程为0～0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A。
（4）要探究电流与电阻的实验中，应控制其两端电压不变，由图丁可知，定值电阻两端的电压始终保持U定 = IR= 0.5A×5Ω = 2.5V
根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为U滑 = U -U定 = 6V -2.5V = 3.5V则变阻器两端电压和定值电阻两端电压的倍数为
由图丁可知，实验中使用的定值电阻阻值最大为25Ω,根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为R滑最大= 1.4×25Ω = 35Ω
19．同学们利用如图甲所示电路，探究电流与电压的定量关系。
(1)请用笔画线代替导线，将实物电路连接完整，导线不要交叉，闭合开关前，滑片P移到最端。
(2)正确连接后，闭合开关，电压表有示数，电流表无示数，经检查发现仅1 根导线断路，该导线为（选填序号“a”“b”或“c”）。
(3)排除故障后，闭合开关，移动滑片，测量并记录多组电压表和电流表的示数，其中第3次实验时电流表的示数如图乙所示，示数为A。
电压U/V 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6
电流I/A 0.16 0.20 0.28 0.32
(4)分析表中数据，发现数据间存在的关系是，由此可得：电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成。
(5)为使实验结论更具普遍性，某同学用小灯泡代替电阻R1 重复上述实验，发现无法得出（4）中的结论，原因是灯丝电阻随发生改变。
【答案】(1)
右；(2)b；(3)0.24
(4) =5Ω 正比；(5)温度
【详解】（1）[1]由图可知，滑动变阻器应该串联接入电路中，滑动变阻器连接遵循“一上一下”接
入。如图所示：
[2]为了保护电路，闭合开关前，滑片P 移到最大阻值处，即最右端。
（2）串联电路只有一条电流的路径，电压表看作断开，则电流表没有示数，说明电路中某处断路，电压表有示数，说明与其并联的小灯泡和导线存在断路，由题意知，断路的导线为导线b，应将它更换。
（3）由图可知，电流表量程为0~0.6A，分度值为0.02A，故读数为0.24A。
（4）[1][2]由表格数据可知
可发现数据间存在的关系是 =5Ω ；即电阻一定时，通过导体的电流与导体两端电压成正比。
（5）某同学用小灯泡代替电阻重复实验，不能得出结论，因为小灯泡的灯丝电阻阻值会随温度变化而变化。
20．下图是同学们做过的实验，通过对实验现象的分析得出结论．
图甲：玻璃珠被加热后，小灯泡发光．说明；
图乙：半导体二极管D 接入电路，小灯泡发光，调换电池的正负极后，小灯泡不发光．这说明．
【答案】 导体和绝缘体没有绝对界限 二极管具有单向导电性
【详解】试题分析：甲图中可以说明导体与绝缘体之间没有绝对的界限；乙图中可以说明半导体具有单向导电性．
考点：导体和绝缘体
21．“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/cm2 亮度
A 锰铜合金 0.4 1.0 亮
B 镍铬合金 0.4 1.0 较亮
C 镍铬合金 0.4 0.5 较暗
D 镍铬合金 0.8 0.5 暗
(1)实验中通过观察判断导体电阻的大小，将编号为A、B的电阻丝分别接入电路进行实验，可得出结论：导体的电阻大小与有关。
(2)将编号为C、D的电阻丝分别接入电路进行实验，（填写实验仪器名称）就是这一实 验结论在实际应用中的体现。
(3)将电阻丝D 对折后接入电路中，与电阻丝D 全部接入电路时对比，电灯变亮了，由此得出结论：导体的横截面积越大，电阻越小。这种做法（选填“正确”或“不正确”），理由是：。
(4)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可用代替小灯泡完成实验。
【答案】(1) 小灯亮度 材料；(2)滑动变阻器
(3) 不正确 将电阻丝对折，其长度和横截面积都发生了变化；(4)电流表
【详解】（1）[1]电路接入电阻不同的导体，在电源电压不变的情况下，电路中的电流不同，小灯的亮度就不同。所以观察小灯亮度可以判断导体电阻大小情况。
[2]这两根金属丝长度和横截面积相同，材料不同。分别接入电路，电路中小灯亮度不同，说明电阻大小与材料有关。
（2）这两根电阻丝材料与横截面积相同，但长度不同，接入电路后小灯亮度不同。说明电阻丝电阻大小与长度有关。变阻器就是通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻的。
（3）[1][2]不正确。将导线对折，长度和横截面积都发生了变化。所以不能确定电阻变化是由哪个因素引起的。
（4）若电路中电流变化较小，那么小灯亮度的变化就不明显。可以使用电流表精准地测量电流。
四、科普阅读题（共4 分）
22．高铁作为现代化轨道交通建设的重大成果，已成为一张中国递给世界的“亮丽名片”。后高铁时代，中国应如何继续领跑世界？未来交通——高温超导磁悬浮列车将给出答案。
高温超导体（-180.15℃) 相对低温超导体（-268.95℃) 能在相对更高温区下工作。应用高温超导磁 悬浮技术把车轮改为悬浮装置，可制造如图所示的高温超导磁悬浮列车。
在高温超导磁悬浮列车研究中，我国应用先进的高温超导钉扎磁悬浮技术，利用无形的磁场将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方。这源于超导材料自身的磁通钉扎特性，如图甲所示，下方永磁轨道产生的磁力线能穿透高温超导体，并被钉扎中心“抓”住。这使得高温超导磁悬浮列车具备了自稳定、自悬浮、自导向的优异特性。如图乙所示，高温超导体上方放置的液氮用于冷却，使得列车运行仅依靠液氮冷却超导体，成本极低。
磁悬浮技术虽然消除了传统列车的机械摩擦阻力，但仍存在制约其速度提升的因素，当列车时速超过400 千米时，空气阻力将占列车运行总阻力的80%以上。那么如何降低空气阻力呢？基于真空管道的磁悬浮列车技术应运而生，真空管道的引入大大降低了列车运行时的空气阻力。
目前，我国高温超导磁悬浮列车关键技术已取得重大突破，可以使列车时速实现1000 千米以上。我们期待不久的将来能乘坐这样的列车驰骋在祖国的大地上。
(1)应用高温超导磁悬浮技术，能将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方。
(2)基于的磁悬浮列车技术可以降低列车运行时的空气阻力。
(3)昆明到北京约3000km，若乘坐速度为1000km/h的高温超导磁悬浮列车需要h。
(4)结合所学知识分析列车运行依靠液氮冷却超导体成本极低的原因：。【答案】(1)钉扎；(2)真空管道；(3)3；(4)见解析
【详解】（1）我国应用先进的高温超导钉扎磁悬浮技术，利用无形的磁场将列车上的超导材料牢牢“钉”在轨道上方，这源于超导材料自身的磁通钉扎特性。
（2）列车时速超过400 千米时，空气阻力将占列车运行总阻力的80%以上，基于真空管道的磁悬浮列车技术应运而生，真空管道的引入大大降低了列车运行时的空气阻力。
（3）昆明到北京约3000km，若乘坐速度为1000km/h的高温超导磁悬浮列车需要的时间
（4）液氮冷却超导体成本极低的原因主要是：空气中氮气的含量约为78%，来源广泛；液氮的制取相对简单，通过对空气进行低温液化然后分离即可得到；液氮的沸点约为-196°C，在常压下就能保持低温状态，储存和使用相对方便，所以成本较低。
五、计算题（共8 分。每题4 分）
23．如图所示的电路，电源电压保持不变，电阻R1、R2分别为20Ω和30Ω。当S1闭合、S2接“A”时，电流表的示数为0.3A；求：
(1)电源电压；
(2)当S1闭合、S2接“B”时，电流表的示数。
【答案】(1)6V；(2)0.5A
【详解】（1）当S1闭合、S2接“A”时，电阻R2 被短路，电路为R1 的简单电路，电源电压U= IR1=0.3A×20Ω =6V
（2）当S1闭合、S2接“B”时，两个电阻并联，电流表测量干路电流，电流表的示数
24．图甲所示的电路图，电源电压恒定为8V，小灯泡L 标有“3V3W”的字样，小灯泡的电流随电压的变化曲线如图乙所示，求：
(1)小灯泡正常发光时通过的电流为多少A？
(2)当电流表示数为0.3A时，小灯泡两端的电压为多少V？
(3)当电压表示数为7 V时，电路的总电阻为多少Ω?
【答案】(1)1A；(2)2.5V；(3)40Ω
【详解】（1）根据题意知道，小灯泡正常发光时两端的电压和功率分别是UL额 = 3V，PL额 = 3W ，由P = UI 知道，通过小灯泡的电流
（2）由图像知道，当电流表的示数为0.3A时，灯泡两端的电压为2.5V。
（3）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表示数为7V时，小灯泡两端的电压UL = U- UR=8V-7V=1V