“坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一、图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图，电源电压恒为4.5V，电压表量程为0-3V，定值电阻，滑动变阻器由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成，规格为1Ω/cm，允许通过的最大电流为0.3A。为保护电路安全，滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。测试时，通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动，并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。初三女生测试等级标准不合格合格良好优秀滑片移动距离L/cm

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1. “坐位体前屈”是学生体质健康测试项目之一、图甲是某女生测试示意图。图乙是学习小组设计的测试仪电路原理图，电源电压恒为4.5V，电压表量程为0-3V，定值电阻 $\text{[math]}$ ，滑动变阻器 $\text{[math]}$ 由长为30cm、粗细均匀的电阻棒改装而成，规格为1Ω/cm，允许通过的最大电流为0.3A。为保护电路安全，滑片P的起始位置A点设定在离电阻棒最左端O点5cm处。测试时，通过推动塑料挡板带动滑片P从起始位置A向右移动，并通过电压表的示数反映学生的测试结果。下表是初三女生测试等级与滑片P移动距离L的关系。

初三女生测试等级标准	不合格	合格	良好	优秀
滑片移动距离L/cm	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$	$\text{[math]}$

(1) 当滑片P在起始位置A点时，闭合开关S，通过 $\text{[math]}$ 的电流为0.3A，此时 $\text{[math]}$ 两端电压为V；为保护电路安全，滑片移动的范围为cm；

(2) 该测试仪不能测出表中所有的等级，在保证电路各元件安全的情况下，通过替换 $\text{[math]}$ 来实现最大程度增加测试范围，则替换电阻 $\text{[math]}$ 的最小值为Ω。

【考点】

串联电路的电压规律; 欧姆定律及其应用; 电路的动态分析;

【答案】

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实验探究题普通

1. 酒后驾车是导致车祸的主要原因之一。在综合实践活动中，某兴趣小组设计了如图甲所示的酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U恒为6V， $\text{[math]}$ 为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化关系如图乙所示。使用前，闭合开关S，调节滑动变阻器 $\text{[math]}$ 的滑片对测试仪进行调零，使电压表示数为U₁=5V（此时气体中酒精含量为零），调零后 $\text{[math]}$ 的滑片位置保持不变。

（1）使用酒精测试仪检测时，若气体中酒精含量增大，电压表的示数（选填“增大”或“减小”）；

（2）当电压表示数为U₁=5V时，求 $\text{[math]}$ 接入电路中的阻值；

（3）2024年3月1日实施的国家标准规定，气体中酒精含量大于或等于20mg/100mL且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。求气体中酒精含量等于20mg/100mL时，电压表的示数的大小；

（4）某次检测中，电压表示数为4V，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。

实验探究题困难

2. 某项目式学习小组利用湿敏电阻 $\text{[math]}$ 和电磁继电器为班级种植的植物设计自动送水电路。根据植物的生长习性，设计的土壤湿度为 $\text{[math]}$ 。

（1）利用图甲所示电路探究湿敏电阻 $\text{[math]}$ 阻值随湿度变化的规律。

①用笔画线代替导线，将图甲电路连接完整；

②连接好电路，闭合开关，发现电压表示数接近于电源电压，电流表几乎无示数，则故障为；

③将 $\text{[math]}$ 放入湿度为 $\text{[math]}$ 的土壤内，闭合开关S，移动滑片P，测得多组数据如下表所示。第2组实验数据中电流表示数如图乙所示为A，根据三次实验的数据可得：湿度为 $\text{[math]}$ 的土壤内 $\text{[math]}$ 的阻值为 $\text{[math]}$ ；

实验序号	1	2	3
电压 $\text{[math]}$	1.5	2.7	3.0
电流 $\text{[math]}$	0.1		0.2
阻值 $\text{[math]}$

④将湿敏电阻 $\text{[math]}$ 置于不同湿度的土壤中，重复步骤③，测得的湿敏电阻 $\text{[math]}$ 的阻值随所在土壤湿度变化的图象如图丙所示。分析图像可得：湿敏电阻的阻值随湿度的增大而。

（2）根据上述探究结果，利用定值电阻 $\text{[math]}$ 和电磁继电器设计自动送水电路。已知蓄电池电压恒定，定值电阻 $\text{[math]}$ 的阻值为 $\text{[math]}$ ，线圈电流大于或等于 $\text{[math]}$ 时衔铁被吸下，小于 $\text{[math]}$ 时衔铁被弹回，线圈电阻不计。

①若要求闭合开关S，当土壤湿度低于 $\text{[math]}$ 时，电动机转动送水；当土壤湿度高于或等于 $\text{[math]}$ 时，电动机不转停止送水，那么电动机的A线端应该与定触点连接。

②蓄电池电压应该设置为V。

实验探究题普通

3. 小宁以两节串联的新干电池为电源，用若干定值电阻和一只电压表来“探究串联电路电压特点”，实验电路如下甲图，测得实验数据如下表。

序号	R₁/Ω	U₁/V	R₂/Ω	U₂/V	R_总/Ω	U_ab/V
1	5	1.1	5	1.1	10	2.2
2	5	0.8	10	1.6	15	2.4
3	4	0.5	16	2.0	20	2.5
4	5	0.6	15	1.9	20	2.5
5	8	1.0	12	1.5	20	2.5

（1）分析上述实验数据，除了能得到 $\text{[math]}$ 的规律外，小宁还发现：

①U、U₂与R₁、R₂之间存在着下列关系： $\text{[math]}$ ；（用R₁、R₂表示）

②当R_总不变时，ab两端的电压U_ab大小不变；当R_总发生变化时，U_ab大小（填“会”或“不会”）变化；

（2）在甲的电路图中，断开开关S，拆除R₁、R₂ ，将R₃=20Ω和R₄=20Ω并联后接到ab之间，闭台开关S，求；①ab两点之间的电压为V；②20s内，电流通过R做的功为；

（3）实验小组发现甲实验图中U_ab小于电源电压，通过查阅资料和请教老师，得到的信息是：电池组内部也有电阻为r，在正常情况下r为定值：电池组相当于电压U恒定的理想电源与r组合。实际计算过程中，可以把它看成是由一个电压为U、电阻为0的理想电源与一个电阻值为r的电阻串联而成，如图乙所示。在图丙中，R₁=9Ω，滑动变阻器R的最大值为20Ω，闭合开关S，滑动变阻器的滑片从a调节到b的过程中，电流表示数变化范围为0.1~0.3A，把电源按图乙中的等效方法处理（忽略电流表内阻影响）。请你依据上述数据，帮实验小组计算出r=Ω。

实验探究题普通