中考物理总复习系列17欧姆定律.docx

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中考物理总复习系列17欧姆定律

第十七章《欧姆定律》

知识点1：

电流与电压和电阻的关系

1.电流与电压的关系：

电阻一定时,导体中的电流跟导体两端的电压成正比

2.电流与电阻的关系：

电压一定时,导体中的电流跟导体的电阻成反比

知识点2：

欧姆定律

1.内容导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比

2.公式：

I＝

3.变形公式U＝IR和R＝

；

4.适用条件：

纯电阻电路（用电器将全部的电能转化为内能的电路）

知识点3：

伏安法测电阻

1.原理：

R＝

2．器材：

学生电源、电压表、电流表、__滑动变阻器__、待测电阻、单刀开关各一个,导线若干

3．电路图：

知识点4：

电阻的串联和并联

1.电阻的串联：

（1）R＝R1＋R2

（2）串联分压：

U1∶U2＝R1∶R2

2.电阻的并联：

（1）

＝

＋

（2）并联分流：

I1∶I2＝R2∶R1　　

★考纲要求：

1.电流、电压和电阻的关系.（探究）

2.欧姆定律及其简单计算.（理解）

【提示】

（1）并联电路的总电阻R＝

计算较为方便。

（2）n个相同的电阻R1串联,总电阻R＝nR1；n个相同的电阻R1并联,总电阻R＝

。

1.考查热点：

欧姆定律的探究实验（探究电流、电压和电阻的关系）,欧姆定律的计算,伏安法测电阻

2.考查题型：

以选择题、填空题、作图题、计算题、实验题为主

3.备考重点：

伏安法测电阻,动态电路分析,欧姆定律的探究实验和计算

考点1：

欧姆定律的理解

例1　1826年,德国物理学家欧姆对电流跟电阻和电压的关系进行了研究,归纳出了欧姆定律：

导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

公式I＝

变形后得R＝

有同学认为“R与U成正比,与I成反比”,这种理解正确吗？

为什么？

答：

导体的电阻是导体本身的一种性质,导体电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关,与导体两端的电压与流过导体的电流无关,因此“R与U成正比,与I成反比”这种理解是错误的。

方法点拨：

定义一个物理量,往往采用比值定义法。

所谓比值定义法就是用两个基本的物理量的比来定义一个新的物理量,如速度v＝

密度ρ＝

等,这种比值定义切忌不能被数学符号形式化,而忽视了物理量本身的物理意义,不能因为R＝

而单纯从数学角度认为R与U成正比,与I成反比。

考点2：

欧姆定律的计算

例2　如图所示电路中,小灯泡标有“6V　6W”字样,当S1、S2闭合,S3断开时,小灯泡正常发光；当S1、S2断开,S3闭合时,电流表示数为0.6A。

（1）求电源电压。

（2）求电阻R的阻值。

（3）若同时闭合S1、S2、S3,会出现什么现象？

解：

（1）当S1、S2闭合,S3断开时,等效电路图如图甲所示。

因为灯泡正常发光,所以电源的电压U

＝UL额＝6V。

（2）当S1、S2断开,S3闭合时,等效电路图如图乙所示。

灯泡的电阻：

RL＝

＝

＝6Ω,

此时电路中的总电阻：

R总＝

＝

＝10Ω,

R＝R总－RL＝10Ω－6Ω＝4Ω。

（3）若同时闭合S1、S2、S3时,会造成电源短路,烧坏电流表和电源。

考点3：

动态电路分析

例3　如图所示,闭合开关S,当滑片P向左移动时,不考虑灯丝电阻受温度影响。

下列说法正确的是（　D　）

A．小灯泡变亮　　　　B．电流表示数变大

C．电压表示数变小　　D．电路的总功率不变

方法点拨：

（1）滑动变阻器引起的动态电路分析。

①若为串联电路,可按以下思路分析：

②若为并联电路,可按以下思路分析：

（2）无论电阻是以何种形式连接,只要其中有一个电阻的阻值增大,则总电阻必定增大（假设电路没有发生短路）。

若当电路中的各个电阻连接情况一时间难以确定而其中有一电阻增大时,则可以快速判

断出电路中的总电流必定减小。

例4　我国刑法规定,驾驶员醉酒后驾车要负刑事责任。

小阳设计了一个酒精浓度检测电路,如图所示,R为气敏电阻,其阻值与酒精气体浓度成反比,R0为定值电阻,电源电压恒定不变,下列说法正确的是（　D　）

A．酒精气体浓度增大,电压表示数变小

B．酒精气体浓度减小,电流表示数变大

C．酒精气体浓度增大,电路消耗的总功率变小

D．酒精气体浓度减小,电压表与电流表示数的比值不变

方法点拨：

敏感元件引起的动态电路分析主要是分析外界因素变化而引起敏感元件阻值的变化,然后再根据串、并联电路的特点和欧姆定律确定电流和电压的变化。

其主要的分析思路仍然与滑动变阻器引起的动态电路分析一样。

实验1：

探究电流与电压和电阻的关系

命题点

1．实验采用控制变量法。

（1）在探究电流与电压的关系时,控制电阻不变,移动滑动变阻器的滑片,记录电流表和电压表的示数。

（2）在探究电流与电阻的关系时,更换不同的定值电阻,移动滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端的电压不变。

2．连接电路时开关应处于断开状态,滑动变阻器接入电路中阻值最大。

3．画电路图或连接实物图。

4．电流表和电压表的使用和读数。

5．滑动变阻器的作用：

（1）保护电路。

（2）在探究电流与电阻的关系时,改变定值电阻的大小,移动滑动变阻器的滑片,保持定值电阻两端电压大小不变。

6．电路故障分析。

7．更换不同的电阻进行实验,目的是多次实验,寻找普遍规律,避免实验的偶然性。

8．实验数据的图象处理：

（1）电压一定时,电流与电阻的关系图象如图甲所示,或可作I－

的图像,如图乙所示,可以更直观地判断I与R成反比。

（2）电阻一定时,电流与电压的关系图像如图丙所示。

9．实验结论

（1）电阻不变时,电流跟电压成正比。

（

2）电压不变时,电流跟电阻成反比。

例5　（2017·毕节中考）某实验小组在探究电流与电阻的关系中,实验器材有：

电源、电流表、电压表、滑动变阻器各一个,开关一个,三个定值电阻（5Ω、10Ω、15Ω）,导线若干。

（1）根据实物图甲,在图乙虚线框内画出实验电路图。

（2）小组在探究时,先将5Ω的电阻连入电路中,闭合开关前,应把滑动变阻器的滑片滑到最__右__（选填”左“或”右“）端。

闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片使电压表的示数为1.5V,并记下电流值。

接着断开开关,将5Ω电阻更换成10Ω电阻（滑动变阻器滑片未动）,闭合开

关后,接下来应进行的操作是__向右移动变阻器的滑片__,直至电压表示数为__1.5__V,并记下此时电流表的示数。

（3）断开开关,将10Ω电阻更换为15Ω电阻实验。

当闭合开关后,发现电流表示数为“0”,电压表示数几乎等于电源电压,造成这一现象的原因是__15__Ω电阻发生断路__（写出一种即可）。

故障排除后完成实验,三次实验所得的数据记录如表。

分析表中数据所得结论是__电压不变时,通过导体的电流与电阻成反比__。

电阻R/Ω

5

10

15

电流I/A

0.30

0.15

0.10

实验2：

测量定值电阻或小灯泡的阻值

命题点

1．实验原理：

R＝

。

2．连接电路时开关应处于断开状态,滑动变阻器接入电路中阻值最大。

3．画电路图或连接实物图。

4．电流表和电压表的使用、量程的选择和读数。

5．滑动变阻器的作用：

（1）保护电路。

（2）测量定值电阻时,改变电流大小,多次测量取平均值减小误差；测量小灯泡电阻时,使小灯泡两端电压等于小灯泡的额定电压。

6．电路故障分析。

7．电阻的计算

定值电阻通过计算平均值来减小实验误差。

在额定电压下计算小灯泡的电阻阻值。

注意小灯泡的电阻不能计算平均值,因为小灯泡的电阻受温度影响作用较大,计算平均值是没有意义的。

8．多次测量定值电阻阻值的目的是求平均值,减小实验误差。

9．实验拓展。

在缺少仪器的时候,通过特殊方法测量定值电阻的阻值。

例6　下面是小聪和小明做“测量定值电阻Rx”的实验。

（1）图甲是小聪设计的测电阻而连接的电路,尚未完成,请用笔画线代替导线,把电路连接好,使滑动变阻器的滑片向右滑动时,电流表的读数变大。

（2）小聪在正确连接后,闭合开关,发现电压表的指针有明显偏转,电流表的指针几乎没有偏转,该故障的原因是__B__（选择下列故障原因的字母代号）。

A．电阻Rx短路　　　B．电阻Rx断路C．电源接线接触不良　D．电流表断路

（3）小聪在排除了电路故障后,先把滑动变阻器的滑片滑到最__左__（选填“左”或“右”）端,闭合开关,再调节滑动变阻器的滑片,测得多组数据,并由这些数据计算得定值电阻Rx的阻值为9.8Ω。

（4）小明在实验时,发现电压表已损坏,他设计了如图乙所示的电路进行实验,先把滑动变阻器的滑片滑到电阻值最大处,闭合开关S1、S2,电流表的读数如图丙所示,为__0.9__A；保持滑动变阻器的滑片不动,闭合开关S1,断开开关S2时,电流表的示数为0.3A,已知滑动变阻器R规格为“20Ω　1A”。

根据小明测得的数据计算出定值电阻Rx的阻值是__10__Ω。

（设电源电压恒定）

（5）比较小聪和小明的实验,你认为__小聪__的实验结果更准确,理由是_小明仅做一次测量,测量误差较大,应移动滑动变阻器滑片,改变被测电阻两端的电压,进行多次测量__。

（6）若将电阻更换成小灯泡,你认为小聪的实验结果正确吗？

为什么？

答：

不正确,因为小灯泡的阻值受温度的影响作用较大,不能通

过计算平均值来计算小灯泡的阻值。

1.（北京）图3所示的电路中,电阻阻值R1

闭合开关S后,电阻R1、R2两端的电压分别为U1、U2,通过两个电阻的电流分别为I1、I2。

下列判断中正确的是（A）

A.I1=I2

B.I1>I2

C.U1=U2

D.U1>U2

2.（北京）小海设计了一种测定油箱内油量的模拟装置,如图5所示,其中电源两端电压保持不变,R0是定值电阻,R是滑动变阻器的电阻片,滑动变阻器的滑片P跟滑杆的一端连接,滑杆可以绕固定轴O转动,另一端固定着一个浮子。

油箱中的油量减少时,浮子随油面下降,带动滑杆使变阻器的滑片P向上移动,从而引起电流表的示数发生变化。

下列说法中正确的是（B）

A．电流表示数变小时,表明油箱中的油量减少

B．电流表示数变小时,电阻R0两端电压变大

C．当油箱中的油量减少时,电流表示数变大

D．当油箱中的油量减少时,变阻器R连入电路的电阻变小

3.（湖北省荆州市）如图所示,将滑动变阻器R1与定值电阻R2接入电源电压不变的电路中.闭合开关S,各表均有一定示数,滑动变阻器的滑片向右滑动到某一位置,电压表V1、V2示数的变化量分别为△U1、△U2.下列说法正确的是（D）

A．V1示数变大,V2示数不变

B．V1示数变大,△U1＞△U2

C．V2示数变小,V2示数和电流表示数之比变小

D．V2示数变小,V2示数和电流表示数之比不变

4.（广东省）如题6-1图所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如题6-2图所示,下列说法不正确的是（C）

A.电源电压是9V

B.定值电阻R的阻值是6Ω

C.滑动变阻器的阻值范围是0～18Ω

D.若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9V

5.（山东聊城）如图,R为光敏电阻,其阻值随光照强度的增大而减小,R1是定值电阻。

闭合开关,逐渐增大光敏电阻上的光照强度,电表示数变化情况是（D）

A．电流表示数变小,电压表示数变大

B．电流表示数变大,电压表示数变小

C．电压表和电流表示数的比值将变小

D．电流表和电压表示数均变大

6.（山东枣庄）在如图所示的电路中,闭合开关,电源电压保持不变,当滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是（C）

A．电流表的示数变小,电压表的示数变大

B．电流表的示数变大,电压表的示数变小

C．电流表的示数不变,电压表的示数不变

D．电流表的示数变小,电压表的示数不变

7.（四川眉山）如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后,两灯都能正常工作,灯L1,L2的电阻之比为R1：

R2=1：

2,此时甲、乙两电表的示数之比为（D）

A．2：

1

B．1：

2

C．3：

2

D．2：

3

8.（天津）如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是（D）

A．两个电流表的示数都变大

B．两个电流表的示数都变小

C．电流表A1示数不变,电流表A2示数变大

D．电流表A1示数不变,电流表A2示数变小

9.（浙江嘉兴）图像法是利用图像这种特殊且形象的工具,表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。

下列从图像中获得的结论错误的是（B）

A．

B．

C．

D．

ρ1＞ρ2R1＞R2υ1＞υ2p1＞p2

10.（浙江省台州市）某同学利用如图甲所示的电路进行实验,电源电压恒为3伏,更换5个定值电阻Rx,得到如图乙所示的图像。

以下有关叙述正确的是（C）

A．该同学研究的是电流和电压的关系B．实验中电压表的示数保持0.5V不变

C．滑动变阻器阻值变化范围为1Ω～5ΩD．将Rx从5Ω换成10Ω后,应将滑片P向左移

11.（广西玉林）为了检测酒驾行为,如图甲所示是小明设计一款酒精浓度检测仪的电路图,其电源电压保持不变,R0为定值电阻,R为酒精气体浓度传感器（气敏电阻）,R的阻值与酒精浓度的关系如图乙所示。

接通电源,当传感器酒精浓度增大时,下列说法正确的是（D）

A．电流表的示数变小

B．电压表的示数变大

C．电流表的示数与电压表的示数的比值变小

D．电流表的示数与电压表的示数的比值变大

12.（呼和浩特）早在19世纪20年代,德国物理学家欧姆就对导体中电流、导体两端电压的关系进行了大量的实验研究,发现对于大多数导体而言,导体中电流跟导体两端电压成正比,并于1827年在《动电电路的数学研究》一书中,把他的实验规律总结成如下公式：

S=γ·E（S表示导体中的电流；E表示导体两端的电压；γ表示导体对电流的传导率,简称电导率）。

关于这一规律,下列说法正确的是（C）

A.对于不同的导体,给它们两端加相同的电压,通过的电流与导体的电导率成反比

B.对于不同的导体,如果通过的电流相同,电压与导体的电导率成正比

C.电导率反映的是导体对电流的导通作用

D.电导率的大小是由加在导体两端的电压与通过导体的电流决定的

13.（四川省德阳市）如图所示,电源的电压不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,下列说法中正确的是（B）

A.电流表A的示数减小,电压表V的示数增大

B.电流表A的示数增大,电压表V的示数减小

C.电流表A和电压表V的示数都减小

D.电流表A和电压表V的示数都增大

14.（四川遂宁）如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向b端移动,则在移动过程中（C）

A.电压表V的示数变小,电流表A1的示数变大

B.电压表V的示数不变,电流表A2的示数变小

C.电压表V的示数与电流表A1的示数的乘积变小

D.电压表V的示数与电流表A1和A2的示数差的比值不变

15.（江苏泰州）如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,调节变阻器,各电表示数变化情况是（D）

A．滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数变大

B．滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变大

C．滑片向左移动,甲表示数变大,乙表示数变小

D．滑片向右移动,甲表示数变小,乙表示数不变

16.（山东东营）如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片向左移动时,下列判断正确的是（B）

A．电压表示数与电流表A1示数的乘积变大

B．电压表示数与电流表A2示数的乘积变大

C．电压表示数与电流表A1示数的比值不变,电流表A2示数变小

D．电压表示数与电流表A1示数的比值变大,电流表A2示数变大

17.（四川达州）甲乙两地相距30km,在甲、乙两地之间沿直线假设了两条输电线,已知输电线的电阻与其长度成正比,现输电线在某处发生了短路,为确定短路位置,甲地检修员先用如图所示的测量仪接入AB时,电流表的示数为0.2A,乙地检测员用相同的测量仪接入CD时,电流表的示数为0.3A．则短路位置离甲地（A）

A．18kmB．15kmC．12kmD．10km

18.（湖南省邵阳市）已知R1∶R2=2∶3,将它们接在如右图所示电源电压为12V的电路中,闭合S则通过它们的电流之比及它们两端的电压之比是（A）

A．I1∶I2=3∶2U1∶U2=1∶1B．I1∶I2=3∶2U1∶U2=3∶2

C．I1∶I2=2∶3U1∶U2=1∶1D．I1∶I2=1∶1U1∶U2=2∶3

19.（湖北武汉）为了能自动记录跳绳的次数,某科技小组设计了一种自动计数器,其简化电路如图甲所示。

R1是一种光敏元件,每当绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的电阻会变大,自动计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB间每一时刻的电压。

若已知电源电压为12V,某一时段AB间的电压随时间变化的图像如图乙所示,则下列说法正确的是（　D　）

A．AB两端电压为6V时,跳绳自动计数器会计数一次

B．绳子挡住了射向R1的红外线时,R1和R2的阻值相等

C．绳子没有挡住射向R1的红外线时,R1的阻值是R2的3倍

D．绳子挡住了射向R1的红外线时,R1的阻值会变为原来的5倍

20.（四川省攀枝花市）如图所示,电源电压保持不变,开关S闭合后,灯L1和L2都正常发光,甲、乙两个电表示数之比为4：

3．此时灯L1和L2的电阻之比为（　A　）

A．1：

3B．3：

1C．3：

4D．4：

3

21.（山东临沂）如图所示,在探究串联电路的电压关系实验时,小明先用电压表测量了电阻R1两端的电压为1V,然后保持电压表接A点不动,将接B点的那一段导线改接到电路中的C点,电压表示数为3V．已知R1=5Ω,则电阻R2两端的电压为V,通过R2的电流为A．如果他保持电压表接B点不动,将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,这种接法是错误的,理由是。

【答案】2；0.2；电流从电压表负接线柱流入了

22.（湖北咸宁）如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,图乙是小灯泡L和定值电阻R1的电流与电压关系的图像。

当只闭合S1、S2时,电压表示数为2V；当只闭合S2、S3时,电压表示数为4V．则电源电压U=V,R2=Ω。

【答案】8；5

23.（湖北襄阳）电阻R1与R2的I﹣U图像如图所示。

当R2上的电压为1.5V时,R2的阻值是Ω；若将它们并联连接到电压为2.5V的电源上,则干路的电流是A。

【答案】10；0.7

24.（江苏淮安）如图甲所示是电阻R和灯泡L的I﹣U图像。

由图可知,电阻R的阻值是Ω．将电阻R和灯泡L接在图乙电路中,S闭合,电流表示数为0.3A,则电源电压为V。

【答案】10；4

25.（四川巴中）如图,闭合开关S,滑片P向右滑动,电流表示数变,电压表示数变（均选填“大”或“小”）,灯泡亮度（选填“变亮”、“变暗”或“不变”）。

【答案】小；大；变亮

26.（四川巴中）R1、R2、R3串联在电压为15V的电路中,R1=R3=5Ω,R2=10Ω．某同学误将电流表并联接在R2两端,发现电流表的示数为A,若用电压表替换电流表并联在R2两端,则电压表示数为V。

【答案】1.5；7.5

27.（贵州贵阳）如图所示电路,电源电压不变。

闭合开关S,移动滑动变阻器的滑片P至某位置时,电流表的示数为I1；移动滑片P至另一位置时,电流表的示数为I2,电压表示数为1V．若I1：

I2=4：

3,前后两次滑动变阻器的阻值之比为2：

3,则电源电压为V。

【答案】4

28.（四川达州市）两个标有“5Ω1A”和“10Ω0.6A”定值电阻,将它们串联起来使用时等效电阻为____Ω,电源电压最多为____V；将它们并联时干路电流最大是_____A．

【答案】15；9；1.5

29.（四川省南充市）一个电压恒定的电源,在其两端只接一只电阻值为120Ω的电阻R1,电流是0.5A。

如果在电阻R1两端并联一个电阻值为8Ω的电阻R2,并联电路的总电流为_______A若将R2改为与R1串联在原电路中,电路中电流为_______A。

【答案】8；0.47。

30.（四川省广安市）如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,则R1两端的电压是V,R1与R2的电阻之比为。

【答案】6；4:

1。

31.（长沙）如图是酒精测试仪的简化电路图．R0为定值电阻,R1为气敏电阻,它的阻值随酒精气体浓度增大而减小．闭合开关,电源电压保持不变,若驾驶员呼出的酒精气体浓度越大,测试仪的电路中电流越________,电压表示数越__________．

【答案】大；大

32.（四川省乐山市）成绵乐高铁开通以来,极大地促进了沿线经济发展,为保障列车安全运行,列车上安装有烟雾报警装置。

如图所示是列车上烟雾报警的简化原理图。

电源电压保持不变,R0为定值电阻,光敏电阻R的阻值随光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。

当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,电流表示数,电压[表示数。

（选填“增大”、“减小”或“不变”）

【答案】减小；增大。

33.（四川省攀枝花市）如图是R1、R2两电阻的电压与电流关系图像,由图可知,电阻R1的阻值为　　Ω,若将两电阻并联后接在3V电源两端,干路电流为　　A。

【答案】12；0.85。

34.（广东省）如题20-1图所示,已知定值电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关时整个电路正常工作,两电流表的指针都在同一位置,示数如题20-2图所示.（设电源电压保持不变）,求：

（1）电源电压U是多少？

（2）通过定值电阻R2的电流是多少？

（3）现用一个未知阻值的定值电阻Rx替换电阻R1或R2,替换后只有一个电流表的示数发生了变化,请判断Rx替换的是电阻R1或R2.

（4）此时替换后电流表示数减少了0.3A,求未知电阻Rx的阻值.

【答案】

（1）9V；

（2）1.2A；（3）R2；（4）10Ω。

35.（山东泰安）某物理兴趣小组设计了一个压力报警装置,工作原理如图所示。

ABO为一水平杠杆,OA长120cm,O为支点,AB：

OB=5：

1；已知报警器R0的阻值恒为10Ω,压力传感器R固定放置,R的阻值随所受压力F变化的关系如表所示。

闭合开关S,水平踏板空载时,电压表的示数为2V；当水平踏板所受压力增大,电压表示数达到5V时,报警器R0开始发出报警信号。

踏板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。

求：

F/N

0

5

10

15

20

25

30

…

R/Ω

45

34

24

18

14

12

10

…

（1）电源电压为多少？

（2）当报警器开始报警时,踏板设定的最大压力值为多少？

（3）若电源电压变为14V,为保证报警器仍在踏板原设定的最大压力值时报警,应在杠杆上水平调节踏板触点B的位置。

试计算说明触点B应向哪个方向移动多少厘米？

【答案】

（1）11V；

（2）150N；（3）应该向左移动8cm。

36.（呼和浩特）传感器可以把力学物理量转化成电学信号,然后通过相互之间的函数关系,直接表现力的大小。

测量压力大小的压力传感器,工作原理如图所示,其中M、N均为绝缘材料。

MN间有可收缩的导线（电阻大小不计）,弹簧上端和滑动变阻器R2的滑片P固定在一起,电源电压恒为12V,已知压力F的大小与