1. 定值电阻$R_1$、$R_2$的$I-U$图线如图所示.若$R_1$、$R_2$串联后的总电阻为$R$,并联后的总电阻为$R'$,则关于$R$、$R'$的$I-U$图线所在的区域,下列说法中正确的是(

A.$R$在Ⅰ区域,$R'$在Ⅲ区域
B.$R$在Ⅲ区域,$R'$在Ⅰ区域
C.$R$在Ⅰ区域,$R'$在Ⅱ区域
D.$R$在Ⅱ区域,$R'$在Ⅲ区域
A
)A.$R$在Ⅰ区域,$R'$在Ⅲ区域
B.$R$在Ⅲ区域,$R'$在Ⅰ区域
C.$R$在Ⅰ区域,$R'$在Ⅱ区域
D.$R$在Ⅱ区域,$R'$在Ⅲ区域
答案
1. A 解析:由图像可知,当电压一定时,通过$R_{2}$的电流较大,
所以,两电阻的大小关系为$R_{1}>R_{2}$,图像越倾斜,电阻越小;
串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,所以$R$在Ⅰ区域;
并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以$R'$在Ⅲ区域,故A正确.
所以,两电阻的大小关系为$R_{1}>R_{2}$,图像越倾斜,电阻越小;
串联电路的总电阻大于任何一个分电阻,所以$R$在Ⅰ区域;
并联电路的总电阻小于任何一个分电阻,所以$R'$在Ⅲ区域,故A正确.
解析
【分析】
首先我们先明确I-U图像的物理意义:根据欧姆定律I=U/R,变形可得I=(1/R)U,所以I-U图线的斜率k=I/U=1/R,斜率越大,对应的电阻阻值越小。第一步先对比R₁和R₂的大小:取相同的电压,从图中可以看到通过R₂的电流大于通过R₁的电流,因此R₂的斜率更大,电阻更小,也就是R₁>R₂。接下来分析串联总电阻:串联电路总电阻等于两个分电阻之和,因此串联总电阻R一定大于R₁和R₂中更大的那个R₁,它对应的1/R也就是斜率会比R₁的斜率更小,图线比R₁更平缓,所以会落在R₁下方的Ⅰ区域。再分析并联总电阻:并联电路总电阻的倒数等于两个分电阻倒数之和,因此并联总电阻R'一定小于R₁和R₂中更小的那个R₂,它对应的1/R也就是斜率会比R₂的斜率更大,图线比R₂更陡峭,所以会落在R₂上方的Ⅲ区域,对应正确选项。
【解析】
1. 由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,I-U图像的斜率$k=\frac{I}{U}=\frac{1}{R}$,斜率越大,对应电阻的阻值越小。
2. 取相同的电压值,从图中可得通过$R_2$的电流$I_2$大于通过$R_1$的电流$I_1$,代入电阻公式可得$R_2=\frac{U}{I_2} < R_1=\frac{U}{I_1}$,即$R_1>R_2$。
3. 根据串联电阻的规律:串联总电阻$R=R_1+R_2$,总电阻大于任意一个分电阻,因此$R>R_1>R_2$,对应的斜率$\frac{1}{R}<\frac{1}{R_1}<\frac{1}{R_2}$,图线比$R_1$更平缓,位于Ⅰ区域。
4. 根据并联电阻的规律:并联总电阻$R'$满足$\frac{1}{R'}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$,总电阻小于任意一个分电阻,因此$R'<R_2<R_1$,对应的斜率$\frac{1}{R'}>\frac{1}{R_2}>\frac{1}{R_1}$,图线比$R_2$更陡峭,位于Ⅲ区域。
综上可知R在Ⅰ区域,R'在Ⅲ区域,选项A正确。
【答案】
A
【知识点】
I-U图像分析,串联电阻规律,并联电阻规律
【点评】
本题结合I-U图像考察串并联电阻的特点,核心是理解I-U图像斜率和电阻的倒数对应关系,不需要计算具体电阻数值,通过对比斜率大小就能快速判断总电阻对应的图线区域,是欧姆定律图像类的典型基础题型。
【难度系数】
0.7
首先我们先明确I-U图像的物理意义:根据欧姆定律I=U/R,变形可得I=(1/R)U,所以I-U图线的斜率k=I/U=1/R,斜率越大,对应的电阻阻值越小。第一步先对比R₁和R₂的大小:取相同的电压,从图中可以看到通过R₂的电流大于通过R₁的电流,因此R₂的斜率更大,电阻更小,也就是R₁>R₂。接下来分析串联总电阻:串联电路总电阻等于两个分电阻之和,因此串联总电阻R一定大于R₁和R₂中更大的那个R₁,它对应的1/R也就是斜率会比R₁的斜率更小,图线比R₁更平缓,所以会落在R₁下方的Ⅰ区域。再分析并联总电阻:并联电路总电阻的倒数等于两个分电阻倒数之和,因此并联总电阻R'一定小于R₁和R₂中更小的那个R₂,它对应的1/R也就是斜率会比R₂的斜率更大,图线比R₂更陡峭,所以会落在R₂上方的Ⅲ区域,对应正确选项。
【解析】
1. 由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,I-U图像的斜率$k=\frac{I}{U}=\frac{1}{R}$,斜率越大,对应电阻的阻值越小。
2. 取相同的电压值,从图中可得通过$R_2$的电流$I_2$大于通过$R_1$的电流$I_1$,代入电阻公式可得$R_2=\frac{U}{I_2} < R_1=\frac{U}{I_1}$,即$R_1>R_2$。
3. 根据串联电阻的规律:串联总电阻$R=R_1+R_2$,总电阻大于任意一个分电阻,因此$R>R_1>R_2$,对应的斜率$\frac{1}{R}<\frac{1}{R_1}<\frac{1}{R_2}$,图线比$R_1$更平缓,位于Ⅰ区域。
4. 根据并联电阻的规律:并联总电阻$R'$满足$\frac{1}{R'}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$,总电阻小于任意一个分电阻,因此$R'<R_2<R_1$,对应的斜率$\frac{1}{R'}>\frac{1}{R_2}>\frac{1}{R_1}$,图线比$R_2$更陡峭,位于Ⅲ区域。
综上可知R在Ⅰ区域,R'在Ⅲ区域,选项A正确。
【答案】
A
【知识点】
I-U图像分析,串联电阻规律,并联电阻规律
【点评】
本题结合I-U图像考察串并联电阻的特点,核心是理解I-U图像斜率和电阻的倒数对应关系,不需要计算具体电阻数值,通过对比斜率大小就能快速判断总电阻对应的图线区域,是欧姆定律图像类的典型基础题型。
【难度系数】
0.7
2. 如图所示,电源电压不变,闭合开关,当滑动变阻器滑片$ P $向左移动时,下列判断正确的是
$(\quad)$

A.$ \mathrm{A} $示数变大,$ \mathrm{V}_1 $示数变小,$ \mathrm{V}_2 $示数不变
B.$ \mathrm{A} $示数变大,$ \mathrm{V}_1 $示数变小,$ \mathrm{V}_2 $示数变大
C.$ \mathrm{A} $示数变小,$ \mathrm{V}_1 $示数变大,$ \mathrm{V}_2 $示数变小
D.$ \mathrm{A} $示数变小,$ \mathrm{V}_1 $示数变小,$ \mathrm{V}_2 $示数变大
$(\quad)$
A.$ \mathrm{A} $示数变大,$ \mathrm{V}_1 $示数变小,$ \mathrm{V}_2 $示数不变
B.$ \mathrm{A} $示数变大,$ \mathrm{V}_1 $示数变小,$ \mathrm{V}_2 $示数变大
C.$ \mathrm{A} $示数变小,$ \mathrm{V}_1 $示数变大,$ \mathrm{V}_2 $示数变小
D.$ \mathrm{A} $示数变小,$ \mathrm{V}_1 $示数变小,$ \mathrm{V}_2 $示数变大
答案
2. C 解析:电路中电阻$R_{1}$和滑动变阻器$R_{2}$串联,电流表A
测电路电流,电压表$V_{1}$测滑动变阻器$R_{2}$两端的电压,电压
表$V_{2}$测电阻$R_{1}$两端的电压,当滑动变阻器滑片$P$向左移
动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变
大,电源电压不变,由$I=\frac {U}{R}$可知,电路中的电流变小,所以
电流表A的示数变小;根据串联电路分压规律,电阻$R_{1}$两
端的电压变小,因此电压表$V_{2}$示数变小;滑动变阻器$R_{2}$两
端的电压变大,电压表$V_{1}$示数变大,故C正确.
测电路电流,电压表$V_{1}$测滑动变阻器$R_{2}$两端的电压,电压
表$V_{2}$测电阻$R_{1}$两端的电压,当滑动变阻器滑片$P$向左移
动时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路中的总电阻变
大,电源电压不变,由$I=\frac {U}{R}$可知,电路中的电流变小,所以
电流表A的示数变小;根据串联电路分压规律,电阻$R_{1}$两
端的电压变小,因此电压表$V_{2}$示数变小;滑动变阻器$R_{2}$两
端的电压变大,电压表$V_{1}$示数变大,故C正确.
解析
【分析】
我们可以按三步思路解题:第一步先简化电路判断连接关系,把电压表等效为开路、电流表等效为导线,就能看出定值电阻R₁和滑动变阻器R₂是串联的,再逐个确认电表的测量对象:电流表串联在电路里测总电流,V₁并联在R₂两端测滑动变阻器的电压,V₂并联在R₁两端测定值电阻的电压。第二步分析滑片移动的影响:滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,接入阻值变大,电路总电阻也随之变大。第三步结合规律推导电表示数:电源电压不变,根据欧姆定律I=U/R总,总电阻变大则电路电流变小,先得到电流表示数的变化;再用U=IR分析定值电阻R₁的电压变化,得到V₂的示数变化;最后结合串联电路总电压等于各部分电压之和的规律,推导滑动变阻器两端电压也就是V₁的示数变化,最终匹配正确选项。
【解析】
1. 电路识别:由电路图可知,R₁与R₂串联,电流表A测量串联电路的电流,电压表V₁测量滑动变阻器R₂两端的电压,电压表V₂测量定值电阻R₁两端的电压。
2. 电流变化推导:滑片P向左移动时,滑动变阻器R₂接入电路的阻值变大,电路总电阻$R_总=R_1+R_2$变大,电源电压U保持不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_总}$可知,电路中的电流I变小,因此电流表A的示数变小。
3. V₂示数变化推导:R₁是定值电阻,阻值固定不变,由$U_1=IR_1$可知,电路电流I变小时,R₁两端的电压U₁随之变小,即电压表V₂的示数变小。
4. V₁示数变化推导:根据串联电路电压规律,电源总电压$U=U_1+U_2$,总电压U不变,U₁变小,因此滑动变阻器两端的电压$U_2=U-U_1$变大,即电压表V₁的示数变大。
综上,电流表示数变小,V₁示数变大,V₂示数变小,选项C描述正确。
【答案】
C
【知识点】
串联电路欧姆定律,串联分压规律,滑动变阻器应用
【点评】
本题是初中动态电路分析的经典基础题,核心考察串联电路规律和欧姆定律的综合应用,解题关键是先准确识别各电表的测量对象,按照“电阻变化→电流变化→定值电阻电压变化→可变电阻电压变化”的逻辑推导,避免直接用欧姆定律分析变化电阻的电压出现错误,适合巩固动态电路分析的基础解题思路。
【难度系数】
0.7
我们可以按三步思路解题:第一步先简化电路判断连接关系,把电压表等效为开路、电流表等效为导线,就能看出定值电阻R₁和滑动变阻器R₂是串联的,再逐个确认电表的测量对象:电流表串联在电路里测总电流,V₁并联在R₂两端测滑动变阻器的电压,V₂并联在R₁两端测定值电阻的电压。第二步分析滑片移动的影响:滑片P向左移动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝变长,接入阻值变大,电路总电阻也随之变大。第三步结合规律推导电表示数:电源电压不变,根据欧姆定律I=U/R总,总电阻变大则电路电流变小,先得到电流表示数的变化;再用U=IR分析定值电阻R₁的电压变化,得到V₂的示数变化;最后结合串联电路总电压等于各部分电压之和的规律,推导滑动变阻器两端电压也就是V₁的示数变化,最终匹配正确选项。
【解析】
1. 电路识别:由电路图可知,R₁与R₂串联,电流表A测量串联电路的电流,电压表V₁测量滑动变阻器R₂两端的电压,电压表V₂测量定值电阻R₁两端的电压。
2. 电流变化推导:滑片P向左移动时,滑动变阻器R₂接入电路的阻值变大,电路总电阻$R_总=R_1+R_2$变大,电源电压U保持不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R_总}$可知,电路中的电流I变小,因此电流表A的示数变小。
3. V₂示数变化推导:R₁是定值电阻,阻值固定不变,由$U_1=IR_1$可知,电路电流I变小时,R₁两端的电压U₁随之变小,即电压表V₂的示数变小。
4. V₁示数变化推导:根据串联电路电压规律,电源总电压$U=U_1+U_2$,总电压U不变,U₁变小,因此滑动变阻器两端的电压$U_2=U-U_1$变大,即电压表V₁的示数变大。
综上,电流表示数变小,V₁示数变大,V₂示数变小,选项C描述正确。
【答案】
C
【知识点】
串联电路欧姆定律,串联分压规律,滑动变阻器应用
【点评】
本题是初中动态电路分析的经典基础题,核心考察串联电路规律和欧姆定律的综合应用,解题关键是先准确识别各电表的测量对象,按照“电阻变化→电流变化→定值电阻电压变化→可变电阻电压变化”的逻辑推导,避免直接用欧姆定律分析变化电阻的电压出现错误,适合巩固动态电路分析的基础解题思路。
【难度系数】
0.7
3.(2024·常州中考)海水盐浓度越大,其导电性越好,固定间距金属片A、B之间海水的电阻越小.下列电路中,电源电压恒定,$R_0$为定值电阻,闭合开关S,海水盐浓度越大,电表示数越大的是(

A
)答案
3. A 解析:AB.由题意可知,金属片A、B之间海水与定值电
阻$R_{0}$串联,海水盐浓度越大,固定间距金属片A、B之间海
水的电阻越小,根据串联分压原理可得,金属片A、B两端的
电压越小,$R_{0}$两端的电压越大,故A正确,B错误;C.由图可
知,电压表测电源电压,由于电源电压恒定,电压表不变,故
C错误;D.由图可知,金属片A、B之间海水与$R_{0}$并联,电流
表测$R_{0}$的电流,由于电源电压恒定,由$I=\frac {U}{R}$可知,定值电
阻$R_{0}$的电流不变,故D错误.故选A.
阻$R_{0}$串联,海水盐浓度越大,固定间距金属片A、B之间海
水的电阻越小,根据串联分压原理可得,金属片A、B两端的
电压越小,$R_{0}$两端的电压越大,故A正确,B错误;C.由图可
知,电压表测电源电压,由于电源电压恒定,电压表不变,故
C错误;D.由图可知,金属片A、B之间海水与$R_{0}$并联,电流
表测$R_{0}$的电流,由于电源电压恒定,由$I=\frac {U}{R}$可知,定值电
阻$R_{0}$的电流不变,故D错误.故选A.
解析
【分析】
这道题属于动态电路分析题,解题思路可以按以下步骤走:第一步先明确题干给出的核心条件:海水盐浓度越大,金属片A、B之间的海水电阻越小,电源电压恒定。第二步逐个拆解每个选项的电路结构,先判断电路是串联还是并联,再确定电表测量的是哪个用电器的数值。第三步结合串并联电路的规律和欧姆定律,推导当海水电阻变小时,对应电表示数的变化趋势,筛选出符合“盐浓度越大,电表示数越大”要求的选项即可。
【解析】
已知电源电压恒定,海水盐浓度越大,A、B间的海水电阻$R_{\mathrm{海}}$越小,逐一分析选项:
1. 选项A:电路中海水电阻$R_{\mathrm{海}}$和定值电阻$R_0$串联,电压表并联在$R_0$两端,测量$R_0$的电压。当盐浓度变大,$R_{\mathrm{海}}$变小,电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{海}}+R_0$随之变小,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,电路的总电流$I$变大。由于$R_0$是定值电阻,其两端电压$U_0=IR_0$,$I$变大、$R_0$不变,因此$U_0$变大,电压表示数随盐浓度增大而变大,符合要求。
2. 选项B:电路中$R_{\mathrm{海}}$和$R_0$串联,电压表并联在海水电阻两端,测量$R_{\mathrm{海}}$的电压。根据串联分压规律,电阻越小分得的电压越小,当$R_{\mathrm{海}}$变小时,它两端的电压也随之变小,电压表示数随盐浓度增大而变小,不符合要求。
3. 选项C:电压表直接并联在电源两端,测量电源总电压,电源电压始终恒定,因此无论海水电阻如何变化,电压表示数都保持不变,不符合要求。
4. 选项D:电路中$R_{\mathrm{海}}$和$R_0$并联,电流表串联在$R_0$的支路中,测量通过$R_0$的电流。并联电路各支路两端电压等于电源电压,$R_0$是定值电阻,根据$I_0=\frac{U}{R_0}$,$U$和$R_0$都不变,因此通过$R_0$的电流始终不变,电流表示数不随盐浓度变化,不符合要求。
综上只有A选项符合题意。
【答案】
A
【知识点】
串联分压规律,欧姆定律,并联电路特点
【点评】
本题结合海水导电性的实际情境,考察基础动态电路的分析能力,解题核心是先明确电路连接方式和电表测量对象,再结合电阻变化规律推导电表示数的变化,整体难度不高,易错点是误判电压表的测量范围,错选其他选项。
【难度系数】
0.7
这道题属于动态电路分析题,解题思路可以按以下步骤走:第一步先明确题干给出的核心条件:海水盐浓度越大,金属片A、B之间的海水电阻越小,电源电压恒定。第二步逐个拆解每个选项的电路结构,先判断电路是串联还是并联,再确定电表测量的是哪个用电器的数值。第三步结合串并联电路的规律和欧姆定律,推导当海水电阻变小时,对应电表示数的变化趋势,筛选出符合“盐浓度越大,电表示数越大”要求的选项即可。
【解析】
已知电源电压恒定,海水盐浓度越大,A、B间的海水电阻$R_{\mathrm{海}}$越小,逐一分析选项:
1. 选项A:电路中海水电阻$R_{\mathrm{海}}$和定值电阻$R_0$串联,电压表并联在$R_0$两端,测量$R_0$的电压。当盐浓度变大,$R_{\mathrm{海}}$变小,电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_{\mathrm{海}}+R_0$随之变小,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}$,电路的总电流$I$变大。由于$R_0$是定值电阻,其两端电压$U_0=IR_0$,$I$变大、$R_0$不变,因此$U_0$变大,电压表示数随盐浓度增大而变大,符合要求。
2. 选项B:电路中$R_{\mathrm{海}}$和$R_0$串联,电压表并联在海水电阻两端,测量$R_{\mathrm{海}}$的电压。根据串联分压规律,电阻越小分得的电压越小,当$R_{\mathrm{海}}$变小时,它两端的电压也随之变小,电压表示数随盐浓度增大而变小,不符合要求。
3. 选项C:电压表直接并联在电源两端,测量电源总电压,电源电压始终恒定,因此无论海水电阻如何变化,电压表示数都保持不变,不符合要求。
4. 选项D:电路中$R_{\mathrm{海}}$和$R_0$并联,电流表串联在$R_0$的支路中,测量通过$R_0$的电流。并联电路各支路两端电压等于电源电压,$R_0$是定值电阻,根据$I_0=\frac{U}{R_0}$,$U$和$R_0$都不变,因此通过$R_0$的电流始终不变,电流表示数不随盐浓度变化,不符合要求。
综上只有A选项符合题意。
【答案】
A
【知识点】
串联分压规律,欧姆定律,并联电路特点
【点评】
本题结合海水导电性的实际情境,考察基础动态电路的分析能力,解题核心是先明确电路连接方式和电表测量对象,再结合电阻变化规律推导电表示数的变化,整体难度不高,易错点是误判电压表的测量范围,错选其他选项。
【难度系数】
0.7
4. 如图所示为灯泡 L 和定值电阻 R 的 U-I 图像,若将 L 和 R 并联在电源电压为 6 V 的电路中,则整个电路的总电流为

0.9
A;若将其串联在电源电压为 4 V 的电路中,则 L 与 R 的阻值之比为 1:3
.答案
4. 0.9 $1:3$ 解析:将L和R并联在电源电压为6 V的电路
中,L和R两端电压都为6 V,并联电路中,干路电流等于各
支路电流之和,由图可得$I=I_{L}+I_{R}=0.5A+0.4A=0.9A$.将其
串联在电源电压为4 V的电路中,串联电路中各用电器电
压之和等于电源电压,串联电路中电流处处相等,由图可
得,L两端电压为1 V时,电流为0.2 A,R两端电压为3 V
时,电流为0.2 A,则L与R的阻值之比$\frac {R_{L}}{R}=\frac {\frac {1V}{0.2A}}{\frac {3V}{0.2A}}=$
$\frac {5Ω}{15Ω}=\frac {1}{3}.$
中,L和R两端电压都为6 V,并联电路中,干路电流等于各
支路电流之和,由图可得$I=I_{L}+I_{R}=0.5A+0.4A=0.9A$.将其
串联在电源电压为4 V的电路中,串联电路中各用电器电
压之和等于电源电压,串联电路中电流处处相等,由图可
得,L两端电压为1 V时,电流为0.2 A,R两端电压为3 V
时,电流为0.2 A,则L与R的阻值之比$\frac {R_{L}}{R}=\frac {\frac {1V}{0.2A}}{\frac {3V}{0.2A}}=$
$\frac {5Ω}{15Ω}=\frac {1}{3}.$
解析
【分析】
首先思考第一问:并联电路的核心特点是各支路两端电压相等,都等于电源电压,所以L和R两端电压均为6V,我们只需要从U-I图像中分别读出电压为6V时,通过L和R的电流,再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,相加就能得到总电流。
然后思考第二问:串联电路的核心特点是电流处处相等,总电压等于各元件两端电压之和,所以我们需要在图像中找到同一个电流值,使得该电流下L的电压与R的电压相加等于总电源电压4V,找到这个符合条件的电流后,再分别用欧姆定律R=U/I计算出此时L和R的电阻,相比就能得到阻值之比。
【解析】
1. 并联在6V电路的情况:
并联电路中,各支路电压等于电源电压,因此灯泡L和定值电阻R两端电压均为6V。
从给定的U-I图像中读取数据:当电压为6V时,通过R的电流I_R=0.4A,通过L的电流I_L=0.5A。
根据并联电路电流规律,干路总电流I = I_R + I_L = 0.4A + 0.5A = 0.9A。
2. 串联在4V电路的情况:
串联电路中,电流处处相等,且总电压等于各部分电压之和,即满足U_L + U_R = 4V,且通过L和R的电流相等。
观察图像查找符合条件的点:当电路电流为0.2A时,灯泡L两端电压U_L=1V,定值电阻R两端电压U_R=3V,1V+3V=4V,恰好符合电源电压为4V的条件。
根据欧姆定律R=U/I,此时灯泡的电阻R_L = U_L / I = 1V / 0.2A = 5Ω,定值电阻的阻值R = U_R / I = 3V / 0.2A =15Ω,因此两者阻值之比R_L:R = 5Ω:15Ω = 1:3。
【答案】
0.9;1:3
【知识点】
并联电路电流规律
串联电路电压规律
欧姆定律应用
【点评】
本题结合非线性的灯泡U-I图像和线性的定值电阻U-I图像,考查串并联电路特点与欧姆定律的综合应用,解题的关键是利用串并联电路的特性从图像中精准提取对应电压、电流数据,注意灯泡电阻随温度变化,不能直接套用定值电阻的阻值计算不同状态下的灯泡电阻。
【难度系数】
0.6
首先思考第一问:并联电路的核心特点是各支路两端电压相等,都等于电源电压,所以L和R两端电压均为6V,我们只需要从U-I图像中分别读出电压为6V时,通过L和R的电流,再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,相加就能得到总电流。
然后思考第二问:串联电路的核心特点是电流处处相等,总电压等于各元件两端电压之和,所以我们需要在图像中找到同一个电流值,使得该电流下L的电压与R的电压相加等于总电源电压4V,找到这个符合条件的电流后,再分别用欧姆定律R=U/I计算出此时L和R的电阻,相比就能得到阻值之比。
【解析】
1. 并联在6V电路的情况:
并联电路中,各支路电压等于电源电压,因此灯泡L和定值电阻R两端电压均为6V。
从给定的U-I图像中读取数据:当电压为6V时,通过R的电流I_R=0.4A,通过L的电流I_L=0.5A。
根据并联电路电流规律,干路总电流I = I_R + I_L = 0.4A + 0.5A = 0.9A。
2. 串联在4V电路的情况:
串联电路中,电流处处相等,且总电压等于各部分电压之和,即满足U_L + U_R = 4V,且通过L和R的电流相等。
观察图像查找符合条件的点:当电路电流为0.2A时,灯泡L两端电压U_L=1V,定值电阻R两端电压U_R=3V,1V+3V=4V,恰好符合电源电压为4V的条件。
根据欧姆定律R=U/I,此时灯泡的电阻R_L = U_L / I = 1V / 0.2A = 5Ω,定值电阻的阻值R = U_R / I = 3V / 0.2A =15Ω,因此两者阻值之比R_L:R = 5Ω:15Ω = 1:3。
【答案】
0.9;1:3
【知识点】
并联电路电流规律
串联电路电压规律
欧姆定律应用
【点评】
本题结合非线性的灯泡U-I图像和线性的定值电阻U-I图像,考查串并联电路特点与欧姆定律的综合应用,解题的关键是利用串并联电路的特性从图像中精准提取对应电压、电流数据,注意灯泡电阻随温度变化,不能直接套用定值电阻的阻值计算不同状态下的灯泡电阻。
【难度系数】
0.6
5. 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,两表示数之比为$U_{甲}:U_{乙}=$

1:2
;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两表示数之比为$I_{甲}:I_{乙}=$1:2
.(电路中各元件均未损坏)答案
5.$1:2$ $1:2$ 解析:当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表
时,$R_{1}$与$R_{2}$串联,电压表甲测$R_{2}$两端的电压,乙测$R_{1}$两端
电压,串联电路各处电流相等,两表示数之比为$U_{甲}:U_{乙}=$
$IR_{2}:IR_{1}=R_{2}:R_{1}=1:2$.当开关S断开,甲、乙两表均为电
流表,$R_{1}$与$R_{2}$并联,电流表甲测通过$R_{1}$的电流,乙测通过
$R_{2}$的电流,并联电路各支路两端电压相等,两表示数之比为
$I_{甲}:I_{乙}=\frac {U}{R_{1}}:\frac {U}{R_{2}}=R_{2}:R_{1}=1:2.$
时,$R_{1}$与$R_{2}$串联,电压表甲测$R_{2}$两端的电压,乙测$R_{1}$两端
电压,串联电路各处电流相等,两表示数之比为$U_{甲}:U_{乙}=$
$IR_{2}:IR_{1}=R_{2}:R_{1}=1:2$.当开关S断开,甲、乙两表均为电
流表,$R_{1}$与$R_{2}$并联,电流表甲测通过$R_{1}$的电流,乙测通过
$R_{2}$的电流,并联电路各支路两端电压相等,两表示数之比为
$I_{甲}:I_{乙}=\frac {U}{R_{1}}:\frac {U}{R_{2}}=R_{2}:R_{1}=1:2.$
解析
【分析】
我们可以分两种场景逐步推导:首先处理开关S闭合、甲乙均为电压表的情况,电压表相当于开路,先判断电路连接方式为R₁、R₂串联,再明确两个电压表的测量对象,结合串联电路电流处处相等的特点,用欧姆定律U=IR推导电压比值;再处理开关S断开、甲乙均为电流表的情况,电流表相当于导线,判断电路连接方式为R₁、R₂并联,明确两个电流表的测量对象,结合并联电路支路电压相等的特点,用欧姆定律I=U/R推导电流比值,代入已知电阻比即可得到结果。
【解析】
1. 开关S闭合,甲、乙均为电压表时:
电压表内阻极大相当于开路,电流只有一条路径依次经过R₁、R₂,R₁与R₂串联。其中电压表甲并联在R₂两端,测量R₂的电压;电压表乙并联在R₁两端,测量R₁的电压。
串联电路各处电流相等,设电路电流为I,由欧姆定律U=IR可得:
$U_甲=IR_2$,$U_乙=IR_1$
因此$U_甲:U_乙=IR_2:IR_1=R_2:R_1$,已知$R_1:R_2=2:1$,代入得$U_甲:U_乙=1:2$。
2. 开关S断开,甲、乙均为电流表时:
电流表内阻极小相当于导线,电流从电源正极流出后分为两条独立支路,R₁与R₂并联。其中电流表甲串联在R₁支路,测量通过R₁的电流;电流表乙串联在R₂支路,测量通过R₂的电流。
并联电路各支路两端电压相等,设支路电压为U,由欧姆定律I=U/R可得:
$I_甲=\frac{U}{R_1}$,$I_乙=\frac{U}{R_2}$
因此$I_甲:I_乙=\frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2}=R_2:R_1=1:2$。
【答案】
$1:2$;$1:2$
【知识点】
串联电路规律,并联电路规律,欧姆定律应用
【点评】
本题是电表切换类的经典基础题型,解题核心是先根据电压表、电流表的特性判断不同状态下的电路连接方式,准确识别各电表的测量对象,再结合串并联电路的基本规律计算比值,易错点是误判电表测量的物理量,适合巩固串并联电路的基础知识点。
【难度系数】
0.6
我们可以分两种场景逐步推导:首先处理开关S闭合、甲乙均为电压表的情况,电压表相当于开路,先判断电路连接方式为R₁、R₂串联,再明确两个电压表的测量对象,结合串联电路电流处处相等的特点,用欧姆定律U=IR推导电压比值;再处理开关S断开、甲乙均为电流表的情况,电流表相当于导线,判断电路连接方式为R₁、R₂并联,明确两个电流表的测量对象,结合并联电路支路电压相等的特点,用欧姆定律I=U/R推导电流比值,代入已知电阻比即可得到结果。
【解析】
1. 开关S闭合,甲、乙均为电压表时:
电压表内阻极大相当于开路,电流只有一条路径依次经过R₁、R₂,R₁与R₂串联。其中电压表甲并联在R₂两端,测量R₂的电压;电压表乙并联在R₁两端,测量R₁的电压。
串联电路各处电流相等,设电路电流为I,由欧姆定律U=IR可得:
$U_甲=IR_2$,$U_乙=IR_1$
因此$U_甲:U_乙=IR_2:IR_1=R_2:R_1$,已知$R_1:R_2=2:1$,代入得$U_甲:U_乙=1:2$。
2. 开关S断开,甲、乙均为电流表时:
电流表内阻极小相当于导线,电流从电源正极流出后分为两条独立支路,R₁与R₂并联。其中电流表甲串联在R₁支路,测量通过R₁的电流;电流表乙串联在R₂支路,测量通过R₂的电流。
并联电路各支路两端电压相等,设支路电压为U,由欧姆定律I=U/R可得:
$I_甲=\frac{U}{R_1}$,$I_乙=\frac{U}{R_2}$
因此$I_甲:I_乙=\frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2}=R_2:R_1=1:2$。
【答案】
$1:2$;$1:2$
【知识点】
串联电路规律,并联电路规律,欧姆定律应用
【点评】
本题是电表切换类的经典基础题型,解题核心是先根据电压表、电流表的特性判断不同状态下的电路连接方式,准确识别各电表的测量对象,再结合串并联电路的基本规律计算比值,易错点是误判电表测量的物理量,适合巩固串并联电路的基础知识点。
【难度系数】
0.6
6. 如图为初中体育均衡检测中握力计的工作原理简图,电源电压恒为3 V,R的阻值大小与其连入电路的长度成正比,$R_{0}$为保护电阻,弹簧电阻不计.握力F为零时,P在A端;握力F最大时,P在B端.P从A端滑至B端过程中,电流表示数

变小
(填“变大”或“变小”),电路中电流表的示数变化范围是0.1~0.6 A.$R_{0}$的阻值为5
$\Omega$,R连入电路的阻值变化范围是0~25
$\Omega$.答案
6. 变小 5 0~25 解析:由图可知,滑动变阻器R与电阻$R_{0}$
串联,电流表测电路中的电流.滑片$P$从A端滑至B端过程
中,滑动变阻器R的阻值变大,电路中的电流变小,所以电
流表示数变小.当$P$在A端时,R接入电路的电阻最小为
0 Ω,此时电路中的电流最大为0.6 A,此时只有$R_{0}$接入电
路,$R_{0}$的阻值为$R_{0}=\frac {U}{I_{大}}=\frac {3V}{0.6A}=5Ω$;当$P$在B端时,R接入
电路的电阻最大,此时电路中的电流最小为0.1 A,滑动变
阻器R与电阻$R_{0}$串联,电路的总电阻$R_{总}=\frac {U}{I_{小}}=\frac {3V}{0.1A}=$
30 Ω,根据串联电路的电阻规律可得,滑动变阻器R接入电
路的最大阻值为$R_{大}=R_{总}-R_{0}=30Ω-5Ω=25Ω$,所以R连
入电路的阻值变化范围是0~25 Ω.
串联,电流表测电路中的电流.滑片$P$从A端滑至B端过程
中,滑动变阻器R的阻值变大,电路中的电流变小,所以电
流表示数变小.当$P$在A端时,R接入电路的电阻最小为
0 Ω,此时电路中的电流最大为0.6 A,此时只有$R_{0}$接入电
路,$R_{0}$的阻值为$R_{0}=\frac {U}{I_{大}}=\frac {3V}{0.6A}=5Ω$;当$P$在B端时,R接入
电路的电阻最大,此时电路中的电流最小为0.1 A,滑动变
阻器R与电阻$R_{0}$串联,电路的总电阻$R_{总}=\frac {U}{I_{小}}=\frac {3V}{0.1A}=$
30 Ω,根据串联电路的电阻规律可得,滑动变阻器R接入电
路的最大阻值为$R_{大}=R_{总}-R_{0}=30Ω-5Ω=25Ω$,所以R连
入电路的阻值变化范围是0~25 Ω.
解析
【分析】
首先识别电路结构:滑动变阻器R和定值电阻R₀串联,电流表测量电路总电流。第一步先判断滑片移动时的电阻变化规律:握力为零时P在A端,此时滑动变阻器接入电路的电阻丝长度为0,接入阻值最小;当P从A端向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度逐渐变长,接入阻值逐渐变大,电路总电阻随之变大,电源电压恒定,根据欧姆定律I=U/R总,电路电流会变小,因此电流表示数变小。接下来计算R₀的阻值:已知电流变化范围是0.1~0.6A,最大电流0.6A对应总电阻最小的状态,也就是滑动变阻器接入阻值为0的状态,此时电路只有R₀接入,直接用欧姆定律即可算出R₀。最小电流0.1A对应总电阻最大的状态,也就是滑动变阻器全部接入电路的状态,先算出此时电路的总电阻,再根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,用总电阻减去R₀的阻值,就能得到滑动变阻器的最大接入阻值,最终得到R的阻值变化范围。
【解析】
由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R₀串联,电流表测电路中的电流。
1. 分析电流变化:滑片P从A端滑至B端过程中,滑动变阻器R接入电路的电阻丝长度变长,接入阻值变大,电路总电阻R总=R₀+R随之变大,电源电压恒为3V,由欧姆定律I=U/R总可知,电路中的电流变小,因此电流表示数变小。
2. 计算R₀的阻值:当P在A端时,R接入电路的阻值为0,此时电路总电阻最小,电流最大为I大=0.6A,此时电路为R₀的简单电路,由I=U/R得:
$R_0 = \frac{U}{I_大} = \frac{3V}{0.6A} = 5Ω$
3. 计算R的最大接入阻值:当P在B端时,R接入电路的阻值最大,此时电路总电阻最大,电流最小为I小=0.1A,此时电路总电阻:
$R_总 = \frac{U}{I_小} = \frac{3V}{0.1A} = 30Ω$
根据串联电路电阻规律,滑动变阻器的最大接入阻值:
$R_大 = R_总 - R_0 = 30Ω - 5Ω = 25Ω$
因此R连入电路的阻值变化范围是0~25Ω。
【答案】
变小;5;0~25
【知识点】
串联电路电阻规律;欧姆定律应用;滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合握力计的实际应用场景,考察串联电路特点和欧姆定律的基础应用,解题核心是明确电流最大、最小值分别对应的滑动变阻器接入状态,避免出现“最大电流对应滑动变阻器阻值最大”的典型易错点,整体属于电学基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
首先识别电路结构:滑动变阻器R和定值电阻R₀串联,电流表测量电路总电流。第一步先判断滑片移动时的电阻变化规律:握力为零时P在A端,此时滑动变阻器接入电路的电阻丝长度为0,接入阻值最小;当P从A端向B端滑动时,滑动变阻器接入电路的电阻丝长度逐渐变长,接入阻值逐渐变大,电路总电阻随之变大,电源电压恒定,根据欧姆定律I=U/R总,电路电流会变小,因此电流表示数变小。接下来计算R₀的阻值:已知电流变化范围是0.1~0.6A,最大电流0.6A对应总电阻最小的状态,也就是滑动变阻器接入阻值为0的状态,此时电路只有R₀接入,直接用欧姆定律即可算出R₀。最小电流0.1A对应总电阻最大的状态,也就是滑动变阻器全部接入电路的状态,先算出此时电路的总电阻,再根据串联电路总电阻等于各分电阻之和,用总电阻减去R₀的阻值,就能得到滑动变阻器的最大接入阻值,最终得到R的阻值变化范围。
【解析】
由电路图可知,滑动变阻器R与定值电阻R₀串联,电流表测电路中的电流。
1. 分析电流变化:滑片P从A端滑至B端过程中,滑动变阻器R接入电路的电阻丝长度变长,接入阻值变大,电路总电阻R总=R₀+R随之变大,电源电压恒为3V,由欧姆定律I=U/R总可知,电路中的电流变小,因此电流表示数变小。
2. 计算R₀的阻值:当P在A端时,R接入电路的阻值为0,此时电路总电阻最小,电流最大为I大=0.6A,此时电路为R₀的简单电路,由I=U/R得:
$R_0 = \frac{U}{I_大} = \frac{3V}{0.6A} = 5Ω$
3. 计算R的最大接入阻值:当P在B端时,R接入电路的阻值最大,此时电路总电阻最大,电流最小为I小=0.1A,此时电路总电阻:
$R_总 = \frac{U}{I_小} = \frac{3V}{0.1A} = 30Ω$
根据串联电路电阻规律,滑动变阻器的最大接入阻值:
$R_大 = R_总 - R_0 = 30Ω - 5Ω = 25Ω$
因此R连入电路的阻值变化范围是0~25Ω。
【答案】
变小;5;0~25
【知识点】
串联电路电阻规律;欧姆定律应用;滑动变阻器的使用
【点评】
本题结合握力计的实际应用场景,考察串联电路特点和欧姆定律的基础应用,解题核心是明确电流最大、最小值分别对应的滑动变阻器接入状态,避免出现“最大电流对应滑动变阻器阻值最大”的典型易错点,整体属于电学基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
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