爱动脑的小明想利用物理知识将电流表改装成电子拉力计，图甲是其电路原理图。弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计），定值电阻， a、b是一根长为的均匀电阻丝（其电阻大小与长度成正比），阻值为，电源电压，电流表的量程为；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与所受拉力F的关系如图乙所示。

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1. 爱动脑的小明想利用物理知识将电流表改装成电子拉力计，图甲是其电路原理图。弹簧右端和金属滑片P固定在一起（弹簧的电阻不计），定值电阻 $\text{[math]}$ ， a、b是一根长为 $\text{[math]}$ 的均匀电阻丝（其电阻大小与长度成正比），阻值为 $\text{[math]}$ ，电源电压 $\text{[math]}$ ，电流表的量程为 $\text{[math]}$ ；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 $\text{[math]}$ 与所受拉力F的关系如图乙所示。

(1) 将电流表的表盘改为拉力计的表盘，可以把拉力的大小信息转化为电流信息，更加方便简洁，信息转化的关键环节为：拉力大小变化 $\text{[math]}$ 滑片P的位置变化 $\text{[math]}$ 电路的变化 $\text{[math]}$ 电流的变化。

(2) 当不拉拉环时，电路中的电流是A。

(3) 在电路中连入 $\text{[math]}$ 的目的是。

(4) 为了保证电路安全，还需要对电阻丝 $\text{[math]}$ 接入电路的范围进行限制，其允许接入的阻值范围是 $\text{[math]}$ ，该拉力计能够测量的最大拉力是N。

(5) 在不改变电表的条件下，要增大电子拉力计测量范围，以下调整方案可行的是____。 A. 增大电源电压 B. 减小电阻 $\text{[math]}$ 的阻值 C. 在电路中再串联一个电阻

(6) 在图丙所示的电流表盘上标出拉力为 $\text{[math]}$ 时指针的位置。

(7) 小红同学设计了将电压表改装电子拉力计的电路，如图丁所示，弹簧伸长的长度 $\text{[math]}$ 与所受拉力F的关系如图乙所示，已知电源电压为U，定值电阻的阻值为 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 是长为 $\text{[math]}$ 的均匀电阻丝，阻值为 $\text{[math]}$ ，此方案中的电压表示数 $\text{[math]}$ 与被测拉力F之间的关系式： $\text{[math]}$ V。（用 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 和F表示）。

【考点】

欧姆定律及其应用;

【答案】

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科普阅读题困难

1. 有一种半导体材料的电阻随着光照强度的变化而明显变化，用这种材料制成的电阻称为光敏电阻。物理学上用“光强”这个物理量来表示光的强弱程度，符号为E，国际单位为坎德拉（cd）。某光敏电阻的阻值R随光强E变化的关系的实验数据如下表所示：

实验次数	1	2	3	4	5	6
光强 $\text{[math]}$	1.0	2.0	3.0	4.0	5.0	6.0
光敏电阻 $\text{[math]}$	36.0	18.0	12.0		7.2	6.0

分析上表中的实验数据，根据光敏电阻的阻值R随光强E变化的规律，表格空格处的电阻为 $\text{[math]}$ 。现将该光敏电阻R、电流表（量程为 $\text{[math]}$ ）、电压表（量程为 $\text{[math]}$ ）、滑动变阻器 $\text{[math]}$ （最大阻值为 $\text{[math]}$ ）和电压恒为 $\text{[math]}$ 的电源连接成如图所示的电路。在该电路中，随着光敏电阻阻值的变化，电流可能会超过电流表的量程，滑动变阻器两端的电压可能会超过电压表的量程。若光敏电阻处的光强E在 $\text{[math]}$ 至 $\text{[math]}$ 范围内变化，为保证不超过电表量程，滑动变阻器 $\text{[math]}$ 允许连入电路的阻值范围为 $\text{[math]}$ 。

科普阅读题困难

2. 阅读短文，回答问题：

安全电压

初中物理课本中：“大量实验表明，不高于36V的电压对人体来说一般是安全的。”这个电压绝对安全吗？

人体触电后有无危险受许多因素的影响，主要取决于通过人体电流的大小，而通过人体的电流除与加在人体上的电压有关外，还与人体的电阻有关，人体的电阻又受环境、温度、湿度的影响，并且影响很大，因此人体的安全电流和人体的电阻在不同情况下的差别是很大的，因此，安全电压在理论上不可能有一个确定的值。

我国考虑到人体所处的环境不同，触电的危险性不同，又对四种不同接触状态下的安全电压做了如下规定：第一种情况，人体大部分浸在水中，例如游泳、浴池等场所发生触电后可能导致溺水死，因此，人体可能摆脱的自主电流为5mA，由于人体浸在水中，人体电阻只有500Ω，此时的安全电压应为2.5V；第二种情况，人体显著淋湿的状态，人体一部分经常接触到电气装置金属外壳和构造物的状态，通常指在隧洞或潮湿场所，人体皮肤显著受潮．此时人体电阻仅为500Ω左右，若以安全电流30mA取代，则安全接触电压为15V；第三种情况，上述两种接触外的情况，对人体有接触电压后，危险性高的状态，通常指住宅、工厂、学校等场所，在这种环境中人体皮肤干燥，属正常状态。安全电流最大取值30mA，人体电阻取1700Ω，持续允许接触电压为50V；第四种情况，接触电压后无危险或危险低的情况。对此，不规定安全电压值。由此可见，不高于36V的电压也不是绝对的安全，是有条件的安全。

（1）人体触电后是否有危险，起决定作用的因素是；

（2）下列不影响人体电阻大小的因素是（选填序号）；

A．环境　　B．温度　　C．湿度　　D．气压

（3）某人在水中的电阻为800Ω，若此人正浸在水中作业，则此时的安全电压为V；

（4）生活中一旦发现有人触电，可以采取的有效措施是。

科普阅读题普通

3. 为了参加全国青少年创新大赛，小强运用所学电学知识，设计了一个电子身高测量仪，如题21图所示，其中定值电阻R₁=5Ω，电源电压恒为4.5V，R₂的规格为“15Ω 0.5A”，电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，

(1) R₁在电路中的作用是。

(2) 当被测身高增加时，电压表的示数（选填“变大”、“变小”或“不变”）。

(3) 当变阻器R₂接入电路的阻值是6.25Ω时，电流表的示数为A。

(4) 为了保证电路中各元件安全工作，变阻器接入电路的阻值范围是。

科普阅读题普通