1.如图甲所示,电压表$\mathrm{V}_1$和$\mathrm{V}_2$的示数之比为$1:3$,则定值电阻$R_1:R_2=$

1:2
;若将电阻$R_1$、$R_2$改接为如图乙所示的电路,则电流表$\mathrm{A}_1$和$\mathrm{A}_2$的示数之比为2:3
。答案
1. $R_1:R_2=1:2$;电流表$\mathrm{A}_1$和$\mathrm{A}_2$的示数之比为$2:3$
解析
【分析】
首先分析图甲:R₁与R₂串联,电压表V₁测R₁两端电压,V₂测电源总电压。根据串联电路电流处处相等,结合欧姆定律,电压比等于电阻比,可求出R₁与R₂的比值。再分析图乙:R₁与R₂并联,电流表A₁测R₁支路电流,A₂测干路总电流。根据并联电路各支路电压相等,结合欧姆定律,电流与电阻成反比,可求出两电流表的示数之比。
【解析】
1. 图甲中,R₁、R₂串联,串联电路电流I处处相等。
电压表V₁测R₁两端电压U₁,V₂测电源总电压U,已知U₁:U=1:3,则R₂两端电压U₂=U - U₁,因此U₁:U₂=1:(3-1)=1:2。
根据欧姆定律U=IR,得R₁=U₁/I,R₂=U₂/I,所以R₁:R₂=U₁:U₂=1:2。
2. 图乙中,R₁、R₂并联,并联电路各支路电压等于电源电压U。
电流表A₁测R₁支路电流I₁,故I₁=U/R₁;电流表A₂测干路总电流I总,I总=I₁+I₂,其中I₂=U/R₂。
由R₁:R₂=1:2,得R₂=2R₁,代入得I₂=U/(2R₁),则I总=U/R₁ + U/(2R₁)= 3U/(2R₁)。
因此A₁与A₂的示数之比I₁:I总=(U/R₁):(3U/(2R₁))=2:3。
【答案】
R₁:R₂=1:2;电流表A₁和A₂的示数之比为2:3
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题结合串并联电路特点与欧姆定律,考查学生对电路的分析能力,关键是明确电表测量的对象,难度适中,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.6
首先分析图甲:R₁与R₂串联,电压表V₁测R₁两端电压,V₂测电源总电压。根据串联电路电流处处相等,结合欧姆定律,电压比等于电阻比,可求出R₁与R₂的比值。再分析图乙:R₁与R₂并联,电流表A₁测R₁支路电流,A₂测干路总电流。根据并联电路各支路电压相等,结合欧姆定律,电流与电阻成反比,可求出两电流表的示数之比。
【解析】
1. 图甲中,R₁、R₂串联,串联电路电流I处处相等。
电压表V₁测R₁两端电压U₁,V₂测电源总电压U,已知U₁:U=1:3,则R₂两端电压U₂=U - U₁,因此U₁:U₂=1:(3-1)=1:2。
根据欧姆定律U=IR,得R₁=U₁/I,R₂=U₂/I,所以R₁:R₂=U₁:U₂=1:2。
2. 图乙中,R₁、R₂并联,并联电路各支路电压等于电源电压U。
电流表A₁测R₁支路电流I₁,故I₁=U/R₁;电流表A₂测干路总电流I总,I总=I₁+I₂,其中I₂=U/R₂。
由R₁:R₂=1:2,得R₂=2R₁,代入得I₂=U/(2R₁),则I总=U/R₁ + U/(2R₁)= 3U/(2R₁)。
因此A₁与A₂的示数之比I₁:I总=(U/R₁):(3U/(2R₁))=2:3。
【答案】
R₁:R₂=1:2;电流表A₁和A₂的示数之比为2:3
【知识点】
串联电路电压规律、并联电路电流规律、欧姆定律
【点评】
本题结合串并联电路特点与欧姆定律,考查学生对电路的分析能力,关键是明确电表测量的对象,难度适中,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.6
2. 如图所示,已知$R_1:R_2=2:1$,当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比$U_甲:U_乙=$

1:2
;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比$I_甲:I_乙=$1:2
。(电路中各元件均未损坏)答案
2. $U_甲:U_乙=1:2$;$I_甲:I_乙=1:2$
解析
【分析】
本题需分两种情况分析电路:①开关S闭合,甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,判断R₁与R₂的连接方式及电表测量对象;②开关S断开,甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,再次判断R₁与R₂的连接方式及电表测量对象,结合串并联电路特点和欧姆定律计算比值。
【解析】
1. 当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时:
R₁与R₂串联,串联电路中电流处处相等,设电流为I。
甲电压表并联在R₂两端,测R₂的电压:$U_甲 = IR_2$;
乙电压表并联在R₁两端,测R₁的电压:$U_乙 = IR_1$;
已知$R_1:R_2=2:1$,则$U_甲:U_乙 = (IR_2):(IR_1) = R_2:R_1 = 1:2$。
2. 当开关S断开,甲、乙两表为电流表时:
R₁与R₂并联,并联电路中各支路电压相等,等于电源电压U。
甲电流表与R₁串联,测R₁支路的电流:$I_甲 = \frac{U}{R_1}$;
乙电流表与R₂串联,测R₂支路的电流:$I_乙 = \frac{U}{R_2}$;
则$I_甲:I_乙 = \frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2} = R_2:R_1 = 1:2$。
【答案】
1:2;1:2
【知识点】
串联电路电压规律;并联电路电流规律;欧姆定律
【点评】
本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用,核心是分析开关状态和电表类型变化时的电路连接方式,明确电表测量对象,属于基础电路分析题,需注意电表等效为开路或导线的处理。
【难度系数】
0.3
本题需分两种情况分析电路:①开关S闭合,甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,判断R₁与R₂的连接方式及电表测量对象;②开关S断开,甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,再次判断R₁与R₂的连接方式及电表测量对象,结合串并联电路特点和欧姆定律计算比值。
【解析】
1. 当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时:
R₁与R₂串联,串联电路中电流处处相等,设电流为I。
甲电压表并联在R₂两端,测R₂的电压:$U_甲 = IR_2$;
乙电压表并联在R₁两端,测R₁的电压:$U_乙 = IR_1$;
已知$R_1:R_2=2:1$,则$U_甲:U_乙 = (IR_2):(IR_1) = R_2:R_1 = 1:2$。
2. 当开关S断开,甲、乙两表为电流表时:
R₁与R₂并联,并联电路中各支路电压相等,等于电源电压U。
甲电流表与R₁串联,测R₁支路的电流:$I_甲 = \frac{U}{R_1}$;
乙电流表与R₂串联,测R₂支路的电流:$I_乙 = \frac{U}{R_2}$;
则$I_甲:I_乙 = \frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2} = R_2:R_1 = 1:2$。
【答案】
1:2;1:2
【知识点】
串联电路电压规律;并联电路电流规律;欧姆定律
【点评】
本题考查串并联电路的特点和欧姆定律的应用,核心是分析开关状态和电表类型变化时的电路连接方式,明确电表测量对象,属于基础电路分析题,需注意电表等效为开路或导线的处理。
【难度系数】
0.3
3.如图所示,滑动变阻器$R_1$的最大阻值为100 Ω,电流表$\mathrm{A}_1$的量程是0~0.6 A,电流表$\mathrm{A}_2$的量程是0~3 A,电阻$R_2=7.2$ Ω,电源电压恒定为18 V。闭合开关后,为了保证两个电流表都能正常工作,滑动变阻器接入电路的阻值范围为
36~100
Ω。答案
3. 滑动变阻器接入电路的阻值范围为36~100 Ω
解析
【分析】
首先明确电路连接方式:滑动变阻器$R_1$与定值电阻$R_2$并联,电流表$\mathrm{A}_1$测量$R_1$支路的电流,电流表$\mathrm{A}_2$测量干路总电流。根据并联电路“各支路电压等于电源电压”的特点,先计算$R_2$的固定电流,再结合两个电流表的量程限制,确定$R_1$支路电流的最大值,进而求出滑动变阻器接入的最小阻值,结合其最大阻值即可得到阻值范围。
【解析】
1. 计算$R_2$支路的电流:
并联电路中各支路电压等于电源电压,故$U=U_1=U_2=18\ \mathrm{V}$,根据欧姆定律:
$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{18\ \mathrm{V}}{7.2\ \Omega}=2.5\ \mathrm{A}$。
2. 确定$R_1$支路电流的最大值:
电流表$\mathrm{A}_1$量程为$0~0.6\ \mathrm{A}$,故$I_1≤0.6\ \mathrm{A}$;
电流表$\mathrm{A}_2$量程为$0~3\ \mathrm{A}$,干路电流$I_{\mathrm{总}}=I_1+I_2$,因此$I_1≤ I_{\mathrm{总最大}}-I_2=3\ \mathrm{A}-2.5\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$;
取两个限制中的较小值,得$I_1$的最大值为$0.5\ \mathrm{A}$。
3. 计算滑动变阻器接入的最小阻值:
根据欧姆定律,$R_1$的最小阻值:
$R_{1\mathrm{最小}}=\frac{U}{I_{1\mathrm{最大}}}=\frac{18\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=36\ \Omega$。
4. 确定滑动变阻器的最大阻值:
滑动变阻器最大阻值为$100\ \Omega$,此时$I_1'=\frac{18\ \mathrm{V}}{100\ \Omega}=0.18\ \mathrm{A}$,干路电流$I_{\mathrm{总}}'=2.5\ \mathrm{A}+0.18\ \mathrm{A}=2.68\ \mathrm{A}<3\ \mathrm{A}$,且$I_1'=0.18\ \mathrm{A}<0.6\ \mathrm{A}$,符合电流表量程要求,故$R_1$最大可接入$100\ \Omega$。
综上,滑动变阻器接入电路的阻值范围为$36~100\ \Omega$。
【答案】
36~100
【知识点】
并联电路电流规律、欧姆定律应用
【点评】
本题综合考查并联电路特点与欧姆定律的应用,核心是根据两个电流表的量程限制,确定滑动变阻器支路的最大电流,进而求出其最小阻值,需注意同时满足两个电表的量程要求,避免遗漏条件导致错误。
【难度系数】
0.4
首先明确电路连接方式:滑动变阻器$R_1$与定值电阻$R_2$并联,电流表$\mathrm{A}_1$测量$R_1$支路的电流,电流表$\mathrm{A}_2$测量干路总电流。根据并联电路“各支路电压等于电源电压”的特点,先计算$R_2$的固定电流,再结合两个电流表的量程限制,确定$R_1$支路电流的最大值,进而求出滑动变阻器接入的最小阻值,结合其最大阻值即可得到阻值范围。
【解析】
1. 计算$R_2$支路的电流:
并联电路中各支路电压等于电源电压,故$U=U_1=U_2=18\ \mathrm{V}$,根据欧姆定律:
$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{18\ \mathrm{V}}{7.2\ \Omega}=2.5\ \mathrm{A}$。
2. 确定$R_1$支路电流的最大值:
电流表$\mathrm{A}_1$量程为$0~0.6\ \mathrm{A}$,故$I_1≤0.6\ \mathrm{A}$;
电流表$\mathrm{A}_2$量程为$0~3\ \mathrm{A}$,干路电流$I_{\mathrm{总}}=I_1+I_2$,因此$I_1≤ I_{\mathrm{总最大}}-I_2=3\ \mathrm{A}-2.5\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$;
取两个限制中的较小值,得$I_1$的最大值为$0.5\ \mathrm{A}$。
3. 计算滑动变阻器接入的最小阻值:
根据欧姆定律,$R_1$的最小阻值:
$R_{1\mathrm{最小}}=\frac{U}{I_{1\mathrm{最大}}}=\frac{18\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=36\ \Omega$。
4. 确定滑动变阻器的最大阻值:
滑动变阻器最大阻值为$100\ \Omega$,此时$I_1'=\frac{18\ \mathrm{V}}{100\ \Omega}=0.18\ \mathrm{A}$,干路电流$I_{\mathrm{总}}'=2.5\ \mathrm{A}+0.18\ \mathrm{A}=2.68\ \mathrm{A}<3\ \mathrm{A}$,且$I_1'=0.18\ \mathrm{A}<0.6\ \mathrm{A}$,符合电流表量程要求,故$R_1$最大可接入$100\ \Omega$。
综上,滑动变阻器接入电路的阻值范围为$36~100\ \Omega$。
【答案】
36~100
【知识点】
并联电路电流规律、欧姆定律应用
【点评】
本题综合考查并联电路特点与欧姆定律的应用,核心是根据两个电流表的量程限制,确定滑动变阻器支路的最大电流,进而求出其最小阻值,需注意同时满足两个电表的量程要求,避免遗漏条件导致错误。
【难度系数】
0.4
4.如图所示,电阻$R_1$的阻值为10 Ω,闭合开关后,电流表示数为1.2 A。
(1)求电源电压$U$;
(2)若在电路中接入一个电阻$R_2$,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,求$R_2$的阻值。

(1)求电源电压$U$;
(2)若在电路中接入一个电阻$R_2$,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,求$R_2$的阻值。
答案
4. 解:(1)电源电压$U=I_1R_1=1.2\ \mathrm{A}×10\ \Omega=12\ \mathrm{V}$
(2)若在电路中接入一个电阻$R_2$,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,连接方式有两种:
一是将$R_2$串联在电路中,电路中总电阻变大,电流应减小0.4 A,此时电路中电流$I_串=I_1-0.4\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}$
电路中总电阻$R_总=\dfrac{U}{I_串}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.8\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$
$R_2=R_总-R_1=15\ \Omega-10\ \Omega=5\ \Omega$
二是将$R_2$并联在电路中,电路中总电阻变小,电流应增加0.4 A,根据并联电路的电流特点,增加的0.4 A为通过$R_2$的电流,即$I_2=0.4\ \mathrm{A}$,$R_2=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$
(2)若在电路中接入一个电阻$R_2$,使得接入前后电流表的示数变化0.4 A,连接方式有两种:
一是将$R_2$串联在电路中,电路中总电阻变大,电流应减小0.4 A,此时电路中电流$I_串=I_1-0.4\ \mathrm{A}=1.2\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}$
电路中总电阻$R_总=\dfrac{U}{I_串}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.8\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$
$R_2=R_总-R_1=15\ \Omega-10\ \Omega=5\ \Omega$
二是将$R_2$并联在电路中,电路中总电阻变小,电流应增加0.4 A,根据并联电路的电流特点,增加的0.4 A为通过$R_2$的电流,即$I_2=0.4\ \mathrm{A}$,$R_2=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$
解析
【分析】
首先明确初始电路为R₁的简单电路,电流表测电路电流,利用欧姆定律可直接计算电源电压。接入电阻R₂时,需考虑串联和并联两种连接方式:串联时总电阻变大,电流减小;并联时总电阻变小,电流增大,结合电流变化量,分别运用欧姆定律和串并联电路规律计算R₂的阻值。
【解析】
解:(1) 初始电路为R₁的简单电路,电流表测通过R₁的电流I₁=1.2 A,根据欧姆定律 $ U = I_1R_1 $,代入数据得:
$ U = 1.2\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 12\ \mathrm{V} $。
(2) 接入R₂有两种连接方式:
① 串联接入:串联后总电阻变大,电流减小,电流变化量为0.4 A,故串联后的电流 $ I_串 = I_1 - 0.4\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.8\ \mathrm{A} $。
根据欧姆定律,总电阻 $ R_总 = \frac{U}{I_串} = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.8\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega $,
则 $ R_2 = R_总 - R_1 = 15\ \Omega - 10\ \Omega = 5\ \Omega $。
② 并联接入:并联后总电阻变小,电流增大,电流变化量为0.4 A,故通过R₂的电流 $ I_2 = 0.4\ \mathrm{A} $(并联电路各支路电压等于电源电压),
根据欧姆定律 $ R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega $。
【答案】
(1) 电源电压U为12 V;(2) R₂的阻值为5 Ω或30 Ω。
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题考查欧姆定律及串并联电路的规律,需考虑电阻接入的两种连接方式,体现分类讨论思想,是电学基础应用的典型题目,需掌握相关规律的应用。
【难度系数】
0.6
首先明确初始电路为R₁的简单电路,电流表测电路电流,利用欧姆定律可直接计算电源电压。接入电阻R₂时,需考虑串联和并联两种连接方式:串联时总电阻变大,电流减小;并联时总电阻变小,电流增大,结合电流变化量,分别运用欧姆定律和串并联电路规律计算R₂的阻值。
【解析】
解:(1) 初始电路为R₁的简单电路,电流表测通过R₁的电流I₁=1.2 A,根据欧姆定律 $ U = I_1R_1 $,代入数据得:
$ U = 1.2\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 12\ \mathrm{V} $。
(2) 接入R₂有两种连接方式:
① 串联接入:串联后总电阻变大,电流减小,电流变化量为0.4 A,故串联后的电流 $ I_串 = I_1 - 0.4\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.8\ \mathrm{A} $。
根据欧姆定律,总电阻 $ R_总 = \frac{U}{I_串} = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.8\ \mathrm{A}} = 15\ \Omega $,
则 $ R_2 = R_总 - R_1 = 15\ \Omega - 10\ \Omega = 5\ \Omega $。
② 并联接入:并联后总电阻变小,电流增大,电流变化量为0.4 A,故通过R₂的电流 $ I_2 = 0.4\ \mathrm{A} $(并联电路各支路电压等于电源电压),
根据欧姆定律 $ R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega $。
【答案】
(1) 电源电压U为12 V;(2) R₂的阻值为5 Ω或30 Ω。
【知识点】
欧姆定律、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题考查欧姆定律及串并联电路的规律,需考虑电阻接入的两种连接方式,体现分类讨论思想,是电学基础应用的典型题目,需掌握相关规律的应用。
【难度系数】
0.6
5.已知灯泡L正常发光时两端的电压为2.5 V,通过灯丝的电流与其两端的电压关系如图所示,则灯泡正常发光时的电阻为

10
Ω。把该灯泡与15 Ω的定值电阻并联在电源电压为1.5 V的电路中,则并联电路的总电流是0.3
A。答案
5. 灯泡正常发光时的电阻为10 Ω;并联电路的总电流是0.3 A
解析
【分析】
要解决本题,需分两步分析:①求灯泡正常发光的电阻:先找到灯泡正常发光电压(2.5V)对应的电流,再利用欧姆定律计算电阻;②求并联总电流:并联电路各支路电压等于电源电压,分别找到灯泡和定值电阻在1.5V电压下的电流,再根据并联电路电流规律求和。核心是从I-U图像中准确读取对应电压的电流值。
【解析】
解:
1. 灯泡正常发光时,两端电压为额定电压$ U_{额}=2.5\ \mathrm{V} $,由I-U图像可知,当$ U=2.5\ \mathrm{V} $时,通过灯泡的电流$ I_{额}=0.25\ \mathrm{A} $。
根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,灯泡正常发光时的电阻:
$ R_L=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=10\ \Omega $。
2. 当灯泡与15Ω定值电阻并联在1.5V电源上时,并联电路各支路电压相等,即$ U=U_L'=U_R=1.5\ \mathrm{V} $。
由I-U图像可知,当$ U=1.5\ \mathrm{V} $时,通过灯泡的电流$ I_L'=0.2\ \mathrm{A} $。
定值电阻的电流:$ I_R=\frac{U}{R}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A} $。
根据并联电路电流规律,总电流:
$ I_{总}=I_L'+I_R=0.2\ \mathrm{A}+0.1\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A} $。
【答案】
10;0.3
【知识点】
欧姆定律、I-U图像应用、并联电路电流规律
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律和并联电路的特点,解题关键是从图像中提取对应电压的电流值,属于基础应用题型,需掌握并联电路的电流、电压规律。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分两步分析:①求灯泡正常发光的电阻:先找到灯泡正常发光电压(2.5V)对应的电流,再利用欧姆定律计算电阻;②求并联总电流:并联电路各支路电压等于电源电压,分别找到灯泡和定值电阻在1.5V电压下的电流,再根据并联电路电流规律求和。核心是从I-U图像中准确读取对应电压的电流值。
【解析】
解:
1. 灯泡正常发光时,两端电压为额定电压$ U_{额}=2.5\ \mathrm{V} $,由I-U图像可知,当$ U=2.5\ \mathrm{V} $时,通过灯泡的电流$ I_{额}=0.25\ \mathrm{A} $。
根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,灯泡正常发光时的电阻:
$ R_L=\frac{U_{额}}{I_{额}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.25\ \mathrm{A}}=10\ \Omega $。
2. 当灯泡与15Ω定值电阻并联在1.5V电源上时,并联电路各支路电压相等,即$ U=U_L'=U_R=1.5\ \mathrm{V} $。
由I-U图像可知,当$ U=1.5\ \mathrm{V} $时,通过灯泡的电流$ I_L'=0.2\ \mathrm{A} $。
定值电阻的电流:$ I_R=\frac{U}{R}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A} $。
根据并联电路电流规律,总电流:
$ I_{总}=I_L'+I_R=0.2\ \mathrm{A}+0.1\ \mathrm{A}=0.3\ \mathrm{A} $。
【答案】
10;0.3
【知识点】
欧姆定律、I-U图像应用、并联电路电流规律
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律和并联电路的特点,解题关键是从图像中提取对应电压的电流值,属于基础应用题型,需掌握并联电路的电流、电压规律。
【难度系数】
0.5
6. 如图甲所示的电路中,滑动变阻器的滑片P从a端移到b端,定值电阻$R_1$两端的电压随滑动变阻器$R_2$的阻值变化的图像如图乙所示,则电源电压是

6
V,定值电阻$R_1$的阻值为10
Ω。答案
6. 电源电压是6 V,定值电阻$R_1$的阻值为10 Ω
解析
【分析】
要解决本题,需先明确电路连接:图甲中R₁与R₂串联,电压表测R₁两端电压。当滑动变阻器R₂阻值为0时,电路仅含R₁,此时电压表示数等于电源电压,可从图乙获取该值;再选取某一R₂的阻值,结合串联电路电压规律和欧姆定律,计算R₁的阻值。
【解析】
1. 求电源电压:当滑动变阻器滑片在a端时,R₂阻值为0,电路为R₁的简单电路,电压表测电源电压。由图乙可知,R₂=0Ω时,R₁两端电压为6V,因此电源电压U=6V。
2. 求定值电阻R₁的阻值:当R₂=20Ω时,由图乙得R₁两端电压U₁'=2V。根据串联电路电压规律,R₂两端电压U₂=U - U₁'=6V - 2V=4V。串联电路电流处处相等,电路电流I=U₂/R₂=4V/20Ω=0.2A。由欧姆定律得R₁=U₁'/I=2V/0.2A=10Ω。
【答案】
电源电压是6 V,定值电阻$R_1$的阻值为10 Ω
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用
【点评】
本题结合串联电路特点与欧姆定律,通过图像分析滑动变阻器阻值对应的电压,关键是利用R₂=0时的特殊情况确定电源电压,再选取合适数据计算R₁,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先明确电路连接:图甲中R₁与R₂串联,电压表测R₁两端电压。当滑动变阻器R₂阻值为0时,电路仅含R₁,此时电压表示数等于电源电压,可从图乙获取该值;再选取某一R₂的阻值,结合串联电路电压规律和欧姆定律,计算R₁的阻值。
【解析】
1. 求电源电压:当滑动变阻器滑片在a端时,R₂阻值为0,电路为R₁的简单电路,电压表测电源电压。由图乙可知,R₂=0Ω时,R₁两端电压为6V,因此电源电压U=6V。
2. 求定值电阻R₁的阻值:当R₂=20Ω时,由图乙得R₁两端电压U₁'=2V。根据串联电路电压规律,R₂两端电压U₂=U - U₁'=6V - 2V=4V。串联电路电流处处相等,电路电流I=U₂/R₂=4V/20Ω=0.2A。由欧姆定律得R₁=U₁'/I=2V/0.2A=10Ω。
【答案】
电源电压是6 V,定值电阻$R_1$的阻值为10 Ω
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用
【点评】
本题结合串联电路特点与欧姆定律,通过图像分析滑动变阻器阻值对应的电压,关键是利用R₂=0时的特殊情况确定电源电压,再选取合适数据计算R₁,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.5
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