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    8．小强同学设计了一个拉力计，图甲是其原理图，弹簧的一端固定在墙上，另一端和金属滑片P固定在一起，弹簧的电阻及重力不计，P与R2接触良好且不计摩擦．定值电阻R1=6Ω，R2是一根长12cm的均匀电阻丝，其阻值为24Ω．下、上两端点为A、B，电源电压为6V，电流表的量程为0-0.6A，电压表的量程为0-15V，当不拉拉环时，滑片P刚好位于A端，已知该弹簧伸长的长度△L与所受拉力F的关系如图乙所示．为了保证电路正常工作，下列说法正确的是（　　）
    A．拉力增大时，两表示数均减小
    B．拉环拉力的最大值为10N
    C．电压表的示数变化范围为1.2V-6V
    D．R1的电功率变化范围为0.24W-2.16W

    分析 由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测量电路中的电流．
    （1）根据拉力的变化可知滑片移动的方向，进一步判断接入电路中电阻的变化，根据欧姆定律可知电路中电流的变化和电压表示数的变化；
    （2）由于电流表的量程为0～0.6A，则电路中的最大电流为0.6A，根据欧姆定律和电阻的串联求出R2连入电路中的最大电阻，根据R2的长度和最大阻值即可判断弹簧的最大伸长量，由图2可知拉环所受拉力的大小；根据U=IR求出电压表的最大示数；利用P=UI求出R1的最大功率；
    （3）当不拉拉环时，R2接入电路中的电阻最大，根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流，再根据U=IR求出电压表的示数；利用P=UI求出R1的最小功率．

    解答 解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测量电路中的电流．
    （1）当拉力增大时，滑片上移，接入电路中的电阻减小，电路中的总电阻减小，
    由I=$\frac{U}{R}$可知，电路中的电流增大，即电流表的示数增大；
    由U=IR可知，R1两端的电压增大，即电压表的示数增大；故A错误；
    （2）由于电源电压为6V，电压表的量程为0-15V，则电压表的示数不会超过量程，则电流表的量程为0～0.6A，则电路中的最大电流为0.6A；
    由I=$\frac{U}{R}$可知，最小总电阻为R总最小=$\frac{U}{{I}_{最大}}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω，
    根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可知：
    滑动变阻器连入电路的最小阻值：
    R2最小=R总最小-R1=10Ω-6Ω=4Ω，
    已知R2是一根长12cm的均匀电阻丝，其阻值为24Ω．
    则R2连入电路的电阻长度为L最小=$\frac{12cm}{24Ω}$×4Ω=2cm，
    则弹簧伸长△L=L-L最小=12cm-2cm=10cm，
    由乙图可知F最大=60N；故B错误；
    此时，电压表的最大示数为：U最大=I最大R1=0.6A×6Ω=3.6V；
    R1的最大功率为P最大=U最大I最大=3.6V×0.6A=2.16W；
    （3）当不拉拉环时，R2接入电路中的电阻最大，
    根据电阻的串联和欧姆定律可知电路中的最小电流为：
    I最小=$\frac{U}{{R}_{1}+{R}_{2}}$=$\frac{6V}{6Ω+24Ω}$=0.2A，
    此时，电压表的最小示数为：U最小=I最小R1=0.2A×6Ω=1.2V；
    电压表的示数变化范围为1.2V-3.6V，故C错误；
    R1的最小功率为P最小=U最小I最小=1.2V×0.2A=0.24W；
    R1的电功率变化范围为0.24W-2.16W，故D正确．
    故选D．

    点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息和正确的表示滑动变阻器接入电路中的电阻是解题的关键．

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    （2）乙图为某磁极附近的磁感线的方向和分布的示意图，由乙图可知，该磁极为N极．
    123
    U/V1.503.004.50
    I/mA3.006.009.00
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    编号材料长度（m）横街面积（mm2）灯泡亮度
    a铜1.01.0较亮
    b铜1.00.5较暗
    c铜0.51.0最亮
    d镍铬合金1.00.5最暗
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    （2）比较金属丝a和c，可得出结论：当材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大．
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