抓住歐姆定律本質　從容應對各種儀表

周衛東

生活中常見的電子秤、電子身高測量儀等許多儀器儀表都由簡單電路改裝而來。這些生活中常見的儀器儀表，也時常出現在中考題中，解答這類題目的關鍵是抓住歐姆定律的本質。下面結合2023年中考真題加以分析。

例1 （2023·湖北·宜昌）如圖1是某品牌智能體重秤的電路結構圖，電源電壓恒定，R0為定值電阻，秤盤下方的電阻R為壓敏電阻，其阻值隨所受壓力增大而減小。體重越重時，下列判斷正確的是（ ）。

A.電流表示數越小

B.電壓表示數越小

C.電路消耗的總功率越大

D.電壓表與電流表示數的比值越大

解析：由圖可知，壓敏電阻和定值電阻串聯，電壓表測量定值電阻R0兩端的電壓，電流表測量電路中的電流。體重變重時，壓敏電阻受到的壓力變大，其阻值變小，電路中總電阻變小，根據歐姆定律可知，電路中的電流變大，電流表示數變大；根據U = IR可知，定值電阻兩端電壓變大，即電壓表示數變大；根據P = UI可知，電路消耗的總功率變大；根據[R] = [U/I]可知，電壓表與電流表示數的比值為R0的阻值，大小不變。故答案為C。

點評：本題以智能體重秤為背景，考查了電路的動態分析、歐姆定律的應用和電功率計算公式的應用，解題的關鍵是分析出電流表、電壓表測量的對象。

例2 （2023·甘肅·金昌）學校科技小組設計了一個室內天然氣泄漏檢測儀，原理如圖2所示。其中R是檢測天然氣的電阻（氣敏電阻），天然氣濃度增大時，R減小，R0為定值電阻，電源電壓不變，閉合開關S，下列判斷正確的是（ ）。

A.顯示儀一定是電流表

B.室內有天然氣泄漏時，顯示儀示數變小

C.室內有天然氣泄漏時，電路消耗的電功率變小

D.若調低報警濃度，可將R0換成阻值大一點的電阻

解析：由電路圖可知，兩電阻串聯，顯示儀與定值電阻R0并聯，則顯示儀為電壓表。室內有天然氣泄漏時，天然氣濃度增大，R減小，電路中的總電阻減小，由I = [UR]可知，電路中的電流變大，由U = IR可知，定值電阻R0兩端的電壓變大，即顯示儀示數變大，根據P = UI可知電路消耗的電功率變大。若調低報警濃度，由于天然氣濃度變小，則氣敏電阻的阻值變大，根據串聯電路電壓的規律可知氣敏電阻分壓變大，定值電阻分壓變小，要使顯示儀（電壓表）的示數不變，需要增大定值電阻R0的阻值。故答案為D。

點評：本題以天然氣泄漏檢測儀為背景，考查了電阻的串聯特點、歐姆定律和電功率公式的靈活運用，會分析電路中總電阻與天然氣濃度的變化關系是解答本題的突破口。

例3 （2023·湖北·隨州）某科技小組設計了一個地磅，地磅內部簡化電路如圖3。其工作原理是車輛開上地磅會壓縮彈簧（彈簧處于彈性限度內）引起滑片P移動，當電路的電流I > I0（I0為某一定值）時，電路中電鈴會發出警示聲（電鈴可視為一個小電阻），表明車輛超重了。圓圈處是電壓表，可反映車輛的重量，R0為保護電阻，電源電壓不變，下列說法正確的是（ ）。

A.車輛越重，彈簧的彈性勢能越小

B.車輛越輕，電壓表的示數越小

C.車輛越重，電壓表的示數越小

D.當地磅上無車輛時，電路消耗的總功率最大

解析：車輛越重，彈簧的彈性形變程度越大，彈性勢能越大。根據電路圖可知，R、R0與電鈴串聯在電路中，電壓表測量R0兩端的電壓。車輛越輕，對彈簧的壓力越小，滑片會向上滑動，滑動變阻器接入電路的電阻越大，總電阻越大，根據歐姆定律可知，電路中的電流越小，根據U = IR可知，定值電阻R0兩端的電壓越小，即電壓表示數越小。同理可知，車輛越重時，電壓表示數越大。當地磅上無車輛時，滑動變阻器接入電路的電阻最大，電路的總電阻最大，根據歐姆定律可知，電路中的電流最小。由P = UI可知，電路消耗的電功率最小。故答案為B。

點評：本題以地磅為背景，考查了電路的動態分析，解題的關鍵是根據汽車重力的大小判定滑動變阻器滑片的移動方向。

小結：此類涉及生活中常見儀器儀表電路圖的試題，雖然試題背景看起來比較陌生，在教材中也很少出現，但其本質還是歐姆定律的應用。解題時，首先要厘清電路的串、并聯特點，其次要確定電壓表、電流表的測量對象，最后分析電路電阻的變化情況，并據此運用歐姆定律等分析出電壓、電流、電功率等物理量的變化情況。

綜合實踐

1.（2023·四川·廣安）某科技興趣小組為檢測水流速度變化的情況，設計了檢測水流速度變化的模擬電路，已知電源電壓保持不變，R是定值電阻，機翼狀的探頭始終浸沒在水中，通過連桿帶動滑動變阻器的滑片上下移動。（注：水流速度越大，探頭上、下表面的壓力差越大。）下列能實現水流速度越大，電表示數越大的電路圖是（ ）。

2.（2023·安徽）將一根細金屬絲置入柔性塑料中，可以制成用來檢測物體形變的器件應變片，其結構如圖4所示，將它接入圖5所示的電路，電源電壓不變，R為定值電阻。閉合開關S，當應變片隨被檢測物體發生拉伸形變時，塑料中的金屬絲會被拉長變細，導致電阻變大，則電路中的（ ）。

A.電壓表和電流表示數都變大

B.電壓表示數變小，電流表示數變大

C.電壓表和電流表示數都變小

D.電壓表示數變大，電流表示數變小

答案：1. A 2. D