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A
C
增大
增大电源电压或减小电阻箱$R_0$的阻值
开关
串联
0.5
20
串联一
个电流表
【分析】
首先先判断电路连接方式：观察题图可知EF、FG、GH三段铝片是依次串联接入电路的，首先回忆串联电路的基本特点，串联电路中各处电流相等，可初步判断A选项的合理性。接下来结合电阻定律分析三段铝片的电阻：三段铝片材料都是铝，电阻率ρ相同，厚度均匀即厚度一致，横截面积S=宽度×厚度，因此横截面积大小和铝片的宽度成正比。观察三段铝片：中间FG段宽度均匀且是三段里宽度最大的，因此FG段横截面积最大，电阻最小；EF段从E到F宽度逐渐减小，GH段从G到H宽度逐渐增大，两段长度均为L，宽度变化范围完全一致，因此EF和GH段电阻相等。最后结合欧姆定律判断电压关系，逐个排除错误选项即可得到正确答案。
【解析】
1. 电流判断：由图可知EF、FG、GH三段铝片串联，根据串联电路的电流规律，串联电路中各处电流相等，因此通过三段铝片的电流相等，A选项正确。
2. 电阻判断：根据电阻定律$R=\rho\frac{L}{S}$，三段铝片材料相同（电阻率ρ相同）、厚度均匀，横截面积S与铝片宽度成正比：
FG段宽度均匀且为三段中最大，因此$S_{FG}$最大，$R_{FG}$最小；
EF段和GH段长度均为L，宽度变化范围完全相同，因此两段电阻相等，即$R_{EF}=R_{GH}＞R_{FG}$，因此C选项“三段铝片电阻相等”、D选项“GH段＞EF段＞FG段”均错误。
3. 电压判断：根据欧姆定律$U=IR$，三段电流I相等，电阻R不相等，因此三段铝片两端的电压不相等，B选项错误。
综上，正确选项为A。
【答案】A
【知识点】串联电路电流规律，电阻定律，欧姆定律
【点评】本题结合自制电热切割器的生活化情境，考查串联电路特点和电阻的相关基础知识点，易错点是误判EF和GH段的电阻大小，解题时抓住串联电路电流处处相等的核心特点，结合电阻定律分析横截面积对电阻的影响即可顺利解题。
【难度系数】0.7
【分析】
我们可以按照分步拆解条件的思路来解题：第一步先提取题干给出的两个核心要求：①酒精浓度越高，气敏电阻阻值越小，此时灯泡越亮，说明通过灯泡的电流必须随气敏电阻阻值减小而同步增大；②同时电压表示数也要同步变大。第二步先快速排查不符合第一个要求的电路：如果气敏电阻和灯泡是并联结构，灯泡两端电压始终等于电源电压，通过灯泡的电流完全不受气敏电阻影响，亮度不会发生变化，直接排除所有并联类选项。第三步对剩下的串联电路做进一步判断：串联时气敏电阻阻值减小，总电阻变小，总电流变大，灯泡功率P=I²R灯随之变大，灯泡自然变亮，满足第一个条件；此时再看电压表的测量对象，如果电压表测气敏电阻的电压，根据串联分压规律，气敏电阻阻值变小，它分得的电压会变小，不符合电压表示数变大的要求；只有电压表测量灯泡（或与灯泡串联的定值电阻）的电压时，U=IR，电流变大、被测元件电阻不变，电压才会同步变大，同时满足两个要求，就能选出正确答案。
【解析】
已知条件：酒精浓度越高，气敏电阻阻值越小；电路需要同时满足两个效果：酒精浓度越高→灯泡越亮、电压表示数越大。
1. 排除并联结构选项：
若气敏电阻与灯泡并联，并联支路互不影响，灯泡两端电压始终等于电源电压，由$I=\frac{U}{R_\mathrm{灯}}$可知，通过灯泡的电流固定不变，灯泡亮度不会随气敏电阻阻值变化而变亮，直接排除该类错误选项。
2. 分析串联结构选项：
气敏电阻与灯泡串联时，总电阻$R_\mathrm{总}=R_\mathrm{气敏}+R_\mathrm{灯}$，电源电压恒定，当酒精浓度升高、$R_\mathrm{气敏}$减小时，总电阻减小，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_\mathrm{总}}$，电路总电流增大，灯泡实际功率$P=I^2R_\mathrm{灯}$随之增大，灯泡变亮，满足第一个要求。
若电压表测量气敏电阻两端电压：根据串联分压规律，$U_\mathrm{气敏}=U_\mathrm{总}-IR_\mathrm{灯}$，电流I增大时，气敏电阻分得的电压会减小，电压表示数变小，不符合要求。
若电压表测量灯泡（或与灯泡串联的定值电阻）两端电压：由$U=IR$可知，电流I增大、被测元件阻值不变，其两端电压同步增大，同时满足两个要求，对应正确选项为C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律应用，串联分压规律
【点评】
本题结合酒精检测仪的生活场景考察动态电路分析，易错点是很多同学只关注“灯泡变亮”的条件，忽略了电压表示数同步变大的约束，错选电压表测气敏电阻的串联电路，解题时要把题干的两个要求逐一验证，避免漏看条件出错。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先梳理电路结构：整个半圆弧电阻MN始终全部串联在电路中，总电阻为半圆弧总电阻与R0之和，电源电压不变时电路的总电流是恒定不变的。电压表测量的是MP段电阻两端的电压，题目说明接入的电阻R_MP和滑片旋转角度θ成正比，当θ增大时，R_MP的阻值会同步变大，结合欧姆定律U=IR，电流I不变、R_MP变大，就能推导出电压表示数的变化趋势。
第二问中，测量180°时R_MP等于半圆弧的全部电阻，当前该状态下电压为2V，要让此时电压表刚好满偏，需要增大MP段的分压，结合串联电路的电流规律，要增大分压对应的电流，既可以提升电源总电压，也可以减小串联的R0的阻值，就能实现目标。
【解析】
1. 推导电压随θ的变化：
由电路连接方式可知，半圆弧的全部电阻始终接入串联回路，总电阻$R_总=R_{半圆弧}+R_0$，电源电压不变时，电路电流$I=\frac{U_{电源}}{R_总}$保持恒定。
已知$R_{MP}$与θ成正比，θ增大时$R_{MP}$阻值增大，根据$U=IR_{MP}$，I不变，因此电压表示数随θ增大而增大。
2. 推导满偏的调整方法：
测量180°时，$R_{MP}$等于半圆弧总电阻，当前电压为2V，要让该电压升高至电压表满偏值，需要增大回路总电流：根据$I=\frac{U_{电源}}{R_{半圆弧}+R_0}$，既可以增大电源电压，也可以减小电阻箱$R_0$的阻值，都能提升总电流，最终使180°时电压表的示数达到满偏。
【答案】
增大；增大电源电压或减小电阻箱$R_0$的阻值
【知识点】
欧姆定律应用，串联分压规律
【点评】
本题的易错点是误认为只有MP段电阻接入电路，实际上整个半圆弧始终全部串联在回路中，电路电流恒定是解题的核心突破口，抓住电流不变的条件就能快速推导电压变化规律，第二问结合串联电路的分压调整逻辑即可得出正确结论。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先梳理电路结构：整个半圆弧电阻MN始终全部串联在电路中，总电阻为半圆弧总电阻与R0之和，电源电压不变时电路的总电流是恒定不变的。电压表测量的是MP段电阻两端的电压，题目说明接入的电阻R_MP和滑片旋转角度θ成正比，当θ增大时，R_MP的阻值会同步变大，结合欧姆定律U=IR，电流I不变、R_MP变大，就能推导出电压表示数的变化趋势。
第二问中，测量180°时R_MP等于半圆弧的全部电阻，当前该状态下电压为2V，要让此时电压表刚好满偏，需要增大MP段的分压，结合串联电路的电流规律，要增大分压对应的电流，既可以提升电源总电压，也可以减小串联的R0的阻值，就能实现目标。
【解析】
1. 推导电压随θ的变化：
由电路连接方式可知，半圆弧的全部电阻始终接入串联回路，总电阻$R_总=R_{半圆弧}+R_0$，电源电压不变时，电路电流$I=\frac{U_{电源}}{R_总}$保持恒定。
已知$R_{MP}$与θ成正比，θ增大时$R_{MP}$阻值增大，根据$U=IR_{MP}$，I不变，因此电压表示数随θ增大而增大。
2. 推导满偏的调整方法：
测量180°时，$R_{MP}$等于半圆弧总电阻，当前电压为2V，要让该电压升高至电压表满偏值，需要增大回路总电流：根据$I=\frac{U_{电源}}{R_{半圆弧}+R_0}$，既可以增大电源电压，也可以减小电阻箱$R_0$的阻值，都能提升总电流，最终使180°时电压表的示数达到满偏。
【答案】
增大；增大电源电压或减小电阻箱$R_0$的阻值
【知识点】
欧姆定律应用，串联分压规律
【点评】
本题的易错点是误认为只有MP段电阻接入电路，实际上整个半圆弧始终全部串联在回路中，电路电流恒定是解题的核心突破口，抓住电流不变的条件就能快速推导电压变化规律，第二问结合串联电路的分压调整逻辑即可得出正确结论。
【难度系数】
0.7
【分析】
首先我们按题目设问顺序逐步梳理思考路径：
1. 第一问：观察金属片A和弹簧的功能，它可以控制B、C之间的接通和断开，实现对对应支路通断的控制，和电路中开关的作用完全一致，直接可得出结论。
2. 第二问：当展台上无展品时，弹簧不受压力弹起，金属片A不会接通B、C，灯泡L所在支路不会被短路，电流依次经过电阻R和灯泡L，因此二者是串联关系；已知此时L正常发光，额定电压为6V，从图乙的L的I-U图像中找到U=6V对应的电流为0.5A，串联电路电流处处相等，因此电路电流就是0.5A。
3. 第三问：先利用第二问的串联工作状态推导电源电压：电流0.5A时，从R的I-U图像可知R两端电压为3V，根据串联电压规律得到电源总电压为9V。题目要求L的实际电压不低于3V，从L的I-U图像找到U_L=3V时对应的电路电流为0.3A，此时替换的电阻两端的最大电压为总电压减去L的电压即6V，代入欧姆定律就能算出允许的最大电阻为20Ω，也就是更换的电阻阻值不能超过20Ω。
4. 第四问：展台上有展品时，A接通B、C，灯泡L被短路，所以灯不发光，此时无法判断电路是否通电工作，只需要添加一个能直观显示电路是否有电流的元件即可，比如在干路串联电流表，通过电流表是否有示数就能判断装置是否在工作。
【解析】
(1) 金属片A与弹簧配合，可控制B、C所在电路的通断，起到控制电路通断的作用，相当于电路中的开关。
(2) 闭合开关S，展台无展品时，B、C未被接通，灯泡L未被短路，电流依次经过L、R，二者为串联关系；此时L正常发光，其额定电压为6V，由图乙可知L两端电压为6V时对应的电流为0.5A，串联电路电流处处相等，因此电路中的电流为0.5A。
(3) 由串联电路电压规律可得电源电压：$U=U_L+U_R=6\ \mathrm{V}+3\ \mathrm{V}=9\ \mathrm{V}$。
要满足提示灯亮度要求，L两端实际电压最小为3V，由图乙可知此时电路中的电流$I'=0.3\ \mathrm{A}$，此时替换电阻两端的最大电压：$U_R'=U-U_L'=9\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律，替换电阻的最大阻值：$R'=\dfrac{U_R'}{I'}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$，即需更换阻值不超过20Ω的电阻。
(4) 展台有展品时L被短路，灯不发光，无法判断电路是否通电，因此可在虚线框内的干路串联一个电流表，通过电流表是否有示数判断装置是否处于工作状态。
【答案】
(1) 开关
(2) 串联；0.5
(3) 20
(4) 串联一个电流表（合理即可）
【知识点】
串联电路电压规律；欧姆定律应用；电路优化设计
【点评】
本题结合实际展品提示器的应用场景命题，将电路分析、I-U图像读取、欧姆定律计算和实际电路改进结合起来，既考察了基础电学规律的掌握程度，也锻炼了学生用物理知识解决实际问题的能力，第三问的最大电阻推导需要理清电压电流的对应关系，是本题的易错点。
【难度系数】
0.6
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