1. (2023·陇县期末)小刚学习了“欧姆定律”之后,为了了解铅笔芯电阻的大小,他在一支铅笔芯两端加了3 V电压,测出通过铅笔芯的电流是150 mA,则该铅笔芯电阻为
20
Ω;若加在这支铅笔芯两端的电压增加到6 V时,通过它的电流是 300
mA;若加在这支铅笔芯两端的电压为0 V时,铅笔芯的电阻为 20 Ω
。答案
1. 20 300 20 Ω
解析
【分析】本题考查欧姆定律的应用和电阻的特性,解题思路:①根据已知的电压和电流,利用欧姆定律公式计算铅笔芯的电阻;②明确电阻是导体本身的固有属性,与两端电压、通过的电流无关,因此电压变化时电阻不变,再用欧姆定律计算新的电流;③电压为0时,电阻仍保持导体本身的数值不变。
【解析】
解:①已知铅笔芯两端电压$ U_1=3V $,通过的电流$ I_1=150mA=0.15A $,根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,可得铅笔芯电阻:
$ R=\frac{U_1}{I_1}=\frac{3V}{0.15A}=20\Omega $;
②当电压增加到$ U_2=6V $时,由于电阻是导体本身的性质,不随电压变化,电阻仍为20Ω,此时通过的电流:
$ I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{6V}{20\Omega}=0.3A=300mA $;
③当电压为0V时,铅笔芯的电阻不变,仍为20Ω。
【答案】20 300 20 Ω
【知识点】欧姆定律、电阻的特性
【点评】本题是欧姆定律的基础应用题,核心考查欧姆定律的公式运用及电阻的固有属性,属于电学基础知识点,难度较低,适合巩固欧姆定律的基础应用。
【难度系数】0.6
【解析】
解:①已知铅笔芯两端电压$ U_1=3V $,通过的电流$ I_1=150mA=0.15A $,根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,可得铅笔芯电阻:
$ R=\frac{U_1}{I_1}=\frac{3V}{0.15A}=20\Omega $;
②当电压增加到$ U_2=6V $时,由于电阻是导体本身的性质,不随电压变化,电阻仍为20Ω,此时通过的电流:
$ I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{6V}{20\Omega}=0.3A=300mA $;
③当电压为0V时,铅笔芯的电阻不变,仍为20Ω。
【答案】20 300 20 Ω
【知识点】欧姆定律、电阻的特性
【点评】本题是欧姆定律的基础应用题,核心考查欧姆定律的公式运用及电阻的固有属性,属于电学基础知识点,难度较低,适合巩固欧姆定律的基础应用。
【难度系数】0.6
2. 将三根电阻丝分别接到如图所示的电路中的M、N两点之间时,其电流大小如下表所示,由此判断电阻最大的是

甲
,若三者的材料和长度都相同,则最粗的电阻丝是丙
。答案
2. 甲 丙
解析
【分析】
要判断电阻大小,需利用欧姆定律:电源电压不变时,电流与电阻成反比,电流越小则电阻越大;再结合影响电阻大小的因素:当材料和长度相同时,电阻丝的横截面积越大(越粗),电阻越小,对应电流越大。
【解析】
1. 由电路图可知,M、N两点间的电压等于电源电压,保持不变。根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,变形可得 $ R = \frac{U}{I} $,在电压U一定时,电阻R与电流I成反比。观察表格数据,甲的电流为0.3A,是三者中最小的,因此甲的电阻最大。
2. 已知三根电阻丝的材料和长度都相同,根据电阻的影响因素:当材料和长度相同时,电阻的横截面积越大,电阻越小。丙的电流最大(0.9A),说明丙的电阻最小,因此丙的横截面积最大,即最粗的电阻丝是丙。
【答案】
甲;丙
【知识点】
欧姆定律;影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合欧姆定律和电阻的影响因素考查,属于基础题型,解题关键是明确电压不变时电流与电阻的反比关系,以及电阻与横截面积的关系,侧重考查学生对基础知识点的应用能力。
【难度系数】
0.7
要判断电阻大小,需利用欧姆定律:电源电压不变时,电流与电阻成反比,电流越小则电阻越大;再结合影响电阻大小的因素:当材料和长度相同时,电阻丝的横截面积越大(越粗),电阻越小,对应电流越大。
【解析】
1. 由电路图可知,M、N两点间的电压等于电源电压,保持不变。根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,变形可得 $ R = \frac{U}{I} $,在电压U一定时,电阻R与电流I成反比。观察表格数据,甲的电流为0.3A,是三者中最小的,因此甲的电阻最大。
2. 已知三根电阻丝的材料和长度都相同,根据电阻的影响因素:当材料和长度相同时,电阻的横截面积越大,电阻越小。丙的电流最大(0.9A),说明丙的电阻最小,因此丙的横截面积最大,即最粗的电阻丝是丙。
【答案】
甲;丙
【知识点】
欧姆定律;影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合欧姆定律和电阻的影响因素考查,属于基础题型,解题关键是明确电压不变时电流与电阻的反比关系,以及电阻与横截面积的关系,侧重考查学生对基础知识点的应用能力。
【难度系数】
0.7
3. 如图的电路中,灯$\mathrm{L}_1$标有“6 V 0.5 A”的字样,灯$\mathrm{L}_2$标有“3 V 0.3 A”的字样.该电路长时间工作时只允许灯

L₂
正常发光,且此时的电源电压是6.6
V.答案
3. L₂ 6.6
解析
【分析】
首先观察电路,灯$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$是串联关系,串联电路的核心特点是电流处处相等。为保证电路长时间工作不损坏用电器,电路中的电流不能超过两个灯泡额定电流中较小的那个值。先确定两灯的额定电流,选择合适的工作电流,再通过欧姆定律计算两灯电阻,最后根据串联电路电压规律求出电源电压。
【解析】
由电路图可知,$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联,串联电路电流处处相等。已知$\mathrm{L}_1$的额定电流$I_1=0.5\ \mathrm{A}$,$\mathrm{L}_2$的额定电流$I_2=0.3\ \mathrm{A}$,因为$I_2 < I_1$,所以电路长时间工作时,电流只能取较小的额定电流$I=I_2=0.3\ \mathrm{A}$,此时$\mathrm{L}_2$正常发光。
根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,计算两灯电阻:
$\mathrm{L}_1$的电阻$R_1=\frac{U_{1\mathrm{额}}}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$,
$\mathrm{L}_2$的电阻$R_2=\frac{U_{2\mathrm{额}}}{I_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
串联电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=12\ \Omega+10\ \Omega=22\ \Omega$,
此时电源电压$U=I× R_{\mathrm{总}}=0.3\ \mathrm{A}×22\ \Omega=6.6\ \mathrm{V}$。
【答案】
$\mathrm{L}_2$;6.6
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合串联电路规律和欧姆定律考查用电器的安全工作问题,关键是明确串联电路中电流需匹配额定电流较小的用电器,是电路基础应用的典型题型,需要学生掌握串联电路的基本规律和欧姆定律的灵活运用。
【难度系数】
0.5
首先观察电路,灯$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$是串联关系,串联电路的核心特点是电流处处相等。为保证电路长时间工作不损坏用电器,电路中的电流不能超过两个灯泡额定电流中较小的那个值。先确定两灯的额定电流,选择合适的工作电流,再通过欧姆定律计算两灯电阻,最后根据串联电路电压规律求出电源电压。
【解析】
由电路图可知,$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联,串联电路电流处处相等。已知$\mathrm{L}_1$的额定电流$I_1=0.5\ \mathrm{A}$,$\mathrm{L}_2$的额定电流$I_2=0.3\ \mathrm{A}$,因为$I_2 < I_1$,所以电路长时间工作时,电流只能取较小的额定电流$I=I_2=0.3\ \mathrm{A}$,此时$\mathrm{L}_2$正常发光。
根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,计算两灯电阻:
$\mathrm{L}_1$的电阻$R_1=\frac{U_{1\mathrm{额}}}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$,
$\mathrm{L}_2$的电阻$R_2=\frac{U_{2\mathrm{额}}}{I_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
串联电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=12\ \Omega+10\ \Omega=22\ \Omega$,
此时电源电压$U=I× R_{\mathrm{总}}=0.3\ \mathrm{A}×22\ \Omega=6.6\ \mathrm{V}$。
【答案】
$\mathrm{L}_2$;6.6
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合串联电路规律和欧姆定律考查用电器的安全工作问题,关键是明确串联电路中电流需匹配额定电流较小的用电器,是电路基础应用的典型题型,需要学生掌握串联电路的基本规律和欧姆定律的灵活运用。
【难度系数】
0.5
4. 如图甲所示,电压表测量的是

L₂
(L₁/L₂)两端的电压,电压表的示数如图乙所示,若电源电压为6 V,电压表读数为2.8
V. 若灯泡L₁、L₂的电阻分别为R₁、R₂,则R₁:R₂=8:7
.(灯丝电阻不变)答案
4. L₂ 2.8 8:7
解析
【分析】
首先判断电路连接方式,确定L₁与L₂为串联;再观察电压表并联的用电器,明确其测量对象;接着根据电压表的接线柱选择量程,结合分度值读取电压表示数;最后利用串联电路电压规律求出L₁两端电压,结合串联电路电流特点和欧姆定律,计算两灯泡的电阻比值。
【解析】
1. 电路与电压表测量对象:由图甲可知,L₁和L₂串联,电压表并联在L₂两端,因此电压表测量L₂两端的电压。
2. 电压表示数:电压表选用0~3V量程,该量程分度值为0.1V,指针指向2.8V刻度处,故电压表读数为2.8V。
3. 电阻比值:串联电路总电压等于各部分电压之和,因此L₁两端电压U₁ = U - U₂ = 6V - 2.8V = 3.2V。串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律R = U/I,可得R₁:R₂ = (U₁/I):(U₂/I) = U₁:U₂ = 3.2V:2.8V = 8:7。
【答案】
L₂;2.8;8:7
【知识点】
串联电路电压规律;电压表读数;欧姆定律
【点评】
本题是基础电学综合题,考查串联电路的电压、电流特点,电压表的读数方法,以及欧姆定律的应用,需掌握串联电路中电阻与电压的关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
首先判断电路连接方式,确定L₁与L₂为串联;再观察电压表并联的用电器,明确其测量对象;接着根据电压表的接线柱选择量程,结合分度值读取电压表示数;最后利用串联电路电压规律求出L₁两端电压,结合串联电路电流特点和欧姆定律,计算两灯泡的电阻比值。
【解析】
1. 电路与电压表测量对象:由图甲可知,L₁和L₂串联,电压表并联在L₂两端,因此电压表测量L₂两端的电压。
2. 电压表示数:电压表选用0~3V量程,该量程分度值为0.1V,指针指向2.8V刻度处,故电压表读数为2.8V。
3. 电阻比值:串联电路总电压等于各部分电压之和,因此L₁两端电压U₁ = U - U₂ = 6V - 2.8V = 3.2V。串联电路中电流处处相等,根据欧姆定律R = U/I,可得R₁:R₂ = (U₁/I):(U₂/I) = U₁:U₂ = 3.2V:2.8V = 8:7。
【答案】
L₂;2.8;8:7
【知识点】
串联电路电压规律;电压表读数;欧姆定律
【点评】
本题是基础电学综合题,考查串联电路的电压、电流特点,电压表的读数方法,以及欧姆定律的应用,需掌握串联电路中电阻与电压的关系,难度适中。
【难度系数】
0.5
5. (2023·建湖期末)将四个定值电阻a、b、c、d分别接入不同电路,测出各电阻两端的电压U和通过的电流I,在坐标系中描点如图.阻值最大的是电阻

[图B]
a
;和电阻b的阻值大小相等的是电阻d
;若将a和c并联,通过a的电流小于
通过c的电流.[图B]
答案
5. a d 小于
解析
【分析】要解决本题,需利用欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,明确U-I图像中电阻的意义:某点与原点连线的斜率等于电阻阻值,斜率越大电阻越大;并联电路中各支路电压相等,结合$ I=\frac{U}{R} $可比较电流大小。首先确定四个电阻对应的U、I值,计算阻值后比较,再分析并联时的电流关系。
【解析】根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,U-I图像中电阻等于该点与坐标原点连线的斜率。
1. 设坐标系中每小格代表的电压为$ U_0 $,电流为$ I_0 $,确定四个电阻的U、I:
电阻a:$ U=3U_0 $,$ I=I_0 $,故$ R_a=\frac{3U_0}{I_0} $;
电阻b:$ U=2U_0 $,$ I=4I_0 $,故$ R_b=\frac{2U_0}{4I_0}=\frac{U_0}{2I_0} $;
电阻c:$ U=U_0 $,$ I=4I_0 $,故$ R_c=\frac{U_0}{4I_0} $;
电阻d:$ U=U_0 $,$ I=2I_0 $,故$ R_d=\frac{U_0}{2I_0} $;
比较阻值得:$ R_a>R_b=R_d>R_c $,因此阻值最大的是a,与b阻值相等的是d。
2. 当a和c并联时,两端电压U相等,由$ I=\frac{U}{R} $可知,电压相同时电阻越大电流越小。因$ R_a>R_c $,故通过a的电流小于通过c的电流。
【答案】a;d;小于
【知识点】欧姆定律;U-I图像;并联电路特点
【点评】本题结合U-I图像考查欧姆定律的基础应用,核心是理解U-I图像中电阻的计算方法,以及并联电路电压相等时电流与电阻的反比关系,属于常规基础题型。
【难度系数】0.5
【解析】根据欧姆定律$ R=\frac{U}{I} $,U-I图像中电阻等于该点与坐标原点连线的斜率。
1. 设坐标系中每小格代表的电压为$ U_0 $,电流为$ I_0 $,确定四个电阻的U、I:
电阻a:$ U=3U_0 $,$ I=I_0 $,故$ R_a=\frac{3U_0}{I_0} $;
电阻b:$ U=2U_0 $,$ I=4I_0 $,故$ R_b=\frac{2U_0}{4I_0}=\frac{U_0}{2I_0} $;
电阻c:$ U=U_0 $,$ I=4I_0 $,故$ R_c=\frac{U_0}{4I_0} $;
电阻d:$ U=U_0 $,$ I=2I_0 $,故$ R_d=\frac{U_0}{2I_0} $;
比较阻值得:$ R_a>R_b=R_d>R_c $,因此阻值最大的是a,与b阻值相等的是d。
2. 当a和c并联时,两端电压U相等,由$ I=\frac{U}{R} $可知,电压相同时电阻越大电流越小。因$ R_a>R_c $,故通过a的电流小于通过c的电流。
【答案】a;d;小于
【知识点】欧姆定律;U-I图像;并联电路特点
【点评】本题结合U-I图像考查欧姆定律的基础应用,核心是理解U-I图像中电阻的计算方法,以及并联电路电压相等时电流与电阻的反比关系,属于常规基础题型。
【难度系数】0.5
6. 如图甲,移动滑片使电阻$R_2$的有效阻值从零逐渐变大,$R_1$两端电压$U$的倒数与$R_2$的阻值变化的图象如图乙所示,则电源电压为

4
V,$R_1$的阻值为6
Ω。答案
6. 4 6
解析
【分析】
首先明确电路连接:图甲中$R_1$与$R_2$串联,题目中$U$为$R_1$两端的电压。根据串联电路规律和欧姆定律推导$\frac{1}{U}$与$R_2$的关系,结合图乙的图像特殊点数据,逐步求解电源电压和$R_1$的阻值。
步骤1:当$R_2=0$时,电路为$R_1$的简单电路,此时$R_1$两端电压等于电源电压,从图乙中读取对应$\frac{1}{U}$的值,计算电源电压;
步骤2:当$R_2=18\Omega$时,从图乙读取对应$\frac{1}{U}$的值,得到此时$R_1$两端电压,再根据串联电路电流相等,结合欧姆定律计算$R_1$的阻值。
【解析】
$R_1$与$R_2$串联,设电源电压为$U_总$,电路电流为$I$。
根据欧姆定律,$I=\frac{U_1}{R_1}$,且串联电路总电压等于各部分电压之和,即$U_总=I(R_1+R_2)$,将$I=\frac{U_1}{R_1}$代入得:
$U_总=\frac{U_1}{R_1}(R_1+R_2)$,整理得:$\frac{1}{U_1}=\frac{R_2}{U_总 R_1}+\frac{1}{U_总}$,这是$\frac{1}{U_1}$关于$R_2$的一次函数,对应图乙的图像。
1. 求电源电压:当$R_2=0$时,由图乙知$\frac{1}{U_1}=\frac{1}{4}V^{-1}$,则此时$U_1=4V$,此时电路只有$R_1$,$R_1$两端电压等于电源电压,故电源电压$U_总=4V$。
2. 求$R_1$的阻值:当$R_2=18\Omega$时,由图乙知$\frac{1}{U_1}=1V^{-1}$,则此时$U_1=1V$。
此时电路电流$I=\frac{U_总-U_1}{R_2}=\frac{4V-1V}{18\Omega}=\frac{1}{6}A$,又因为$I=\frac{U_1}{R_1}$,所以$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{1V}{\frac{1}{6}A}=6\Omega$。
【答案】
4;6
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点和欧姆定律,通过推导$\frac{1}{U}$与$R_2$的函数关系,利用图像特殊点的数据求解,关键是理解$R_2=0$时的电路状态,难度适中。
【难度系数】
0.4
首先明确电路连接:图甲中$R_1$与$R_2$串联,题目中$U$为$R_1$两端的电压。根据串联电路规律和欧姆定律推导$\frac{1}{U}$与$R_2$的关系,结合图乙的图像特殊点数据,逐步求解电源电压和$R_1$的阻值。
步骤1:当$R_2=0$时,电路为$R_1$的简单电路,此时$R_1$两端电压等于电源电压,从图乙中读取对应$\frac{1}{U}$的值,计算电源电压;
步骤2:当$R_2=18\Omega$时,从图乙读取对应$\frac{1}{U}$的值,得到此时$R_1$两端电压,再根据串联电路电流相等,结合欧姆定律计算$R_1$的阻值。
【解析】
$R_1$与$R_2$串联,设电源电压为$U_总$,电路电流为$I$。
根据欧姆定律,$I=\frac{U_1}{R_1}$,且串联电路总电压等于各部分电压之和,即$U_总=I(R_1+R_2)$,将$I=\frac{U_1}{R_1}$代入得:
$U_总=\frac{U_1}{R_1}(R_1+R_2)$,整理得:$\frac{1}{U_1}=\frac{R_2}{U_总 R_1}+\frac{1}{U_总}$,这是$\frac{1}{U_1}$关于$R_2$的一次函数,对应图乙的图像。
1. 求电源电压:当$R_2=0$时,由图乙知$\frac{1}{U_1}=\frac{1}{4}V^{-1}$,则此时$U_1=4V$,此时电路只有$R_1$,$R_1$两端电压等于电源电压,故电源电压$U_总=4V$。
2. 求$R_1$的阻值:当$R_2=18\Omega$时,由图乙知$\frac{1}{U_1}=1V^{-1}$,则此时$U_1=1V$。
此时电路电流$I=\frac{U_总-U_1}{R_2}=\frac{4V-1V}{18\Omega}=\frac{1}{6}A$,又因为$I=\frac{U_1}{R_1}$,所以$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{1V}{\frac{1}{6}A}=6\Omega$。
【答案】
4;6
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点和欧姆定律,通过推导$\frac{1}{U}$与$R_2$的函数关系,利用图像特殊点的数据求解,关键是理解$R_2=0$时的电路状态,难度适中。
【难度系数】
0.4
7. 如图所示的电路中添加一根完好的导线连接A、B、C、D四点中的两点:① 为避免实验中电源短路,导线不能连接

AC或BC
两点.② 在避免电源短路的情况下,若导线连接的是AD或CD或BD
两点,则闭合电键S前后,电路中一个电表的示数始终为零.答案
7. AC或BC AD或CD或BD
解析
【分析】
首先明确电路结构:闭合开关S后,灯泡与电阻串联,电流表测电路电流,V₁测电源电压,V₂测电阻两端电压。①电源短路是导线直接连通电源两极或形成无电器的电源通路,A点在开关左侧,若导线连A、C,电流会从电源正极→C→导线→A→开关→电源负极,造成短路;连B、C则直接连通电源两极,也短路,故需避免这两点连接。②要使某电表示数始终为零,需让该电表被短路或所在支路无电流,结合各点连接的电路影响分析即可。
【解析】
① 电源短路是指不经过用电器直接连通电源两极的情况。由图可知,电源负极对应B点,正极对应C点:若导线连接AC,电流路径为电源正极→C→导线→A→开关S→电源负极,形成电源短路;若连接BC,导线直接连通电源两极,也形成电源短路,因此导线不能连接AC或BC两点。
② 在避免电源短路的前提下,分析各连接情况:
连接AD:导线将电流表和灯泡短路,闭合S前电路未通,电流表无示数;闭合S后,电流经导线直接通过,电流表仍无示数,符合要求。
连接CD:导线将电阻短路,V₂测电阻两端电压,闭合S前电路未通,V₂无示数;闭合S后电阻被短路,V₂两端无电压,示数仍为零,符合要求。
连接BD:导线将电阻短路,V₂测电阻两端电压,闭合S前后V₂均无示数,符合要求。
因此导线可连接AD或CD或BD两点。
【答案】
AC或BC;AD或CD或BD
【知识点】
电路短路;电表的使用
【点评】
本题考查电路故障分析,需明确电源短路的危害及电表的测量对象,通过分析导线连接后对电路的影响,判断电表是否始终无示数,需理清各点的电路连接关系,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.4
首先明确电路结构:闭合开关S后,灯泡与电阻串联,电流表测电路电流,V₁测电源电压,V₂测电阻两端电压。①电源短路是导线直接连通电源两极或形成无电器的电源通路,A点在开关左侧,若导线连A、C,电流会从电源正极→C→导线→A→开关→电源负极,造成短路;连B、C则直接连通电源两极,也短路,故需避免这两点连接。②要使某电表示数始终为零,需让该电表被短路或所在支路无电流,结合各点连接的电路影响分析即可。
【解析】
① 电源短路是指不经过用电器直接连通电源两极的情况。由图可知,电源负极对应B点,正极对应C点:若导线连接AC,电流路径为电源正极→C→导线→A→开关S→电源负极,形成电源短路;若连接BC,导线直接连通电源两极,也形成电源短路,因此导线不能连接AC或BC两点。
② 在避免电源短路的前提下,分析各连接情况:
连接AD:导线将电流表和灯泡短路,闭合S前电路未通,电流表无示数;闭合S后,电流经导线直接通过,电流表仍无示数,符合要求。
连接CD:导线将电阻短路,V₂测电阻两端电压,闭合S前电路未通,V₂无示数;闭合S后电阻被短路,V₂两端无电压,示数仍为零,符合要求。
连接BD:导线将电阻短路,V₂测电阻两端电压,闭合S前后V₂均无示数,符合要求。
因此导线可连接AD或CD或BD两点。
【答案】
AC或BC;AD或CD或BD
【知识点】
电路短路;电表的使用
【点评】
本题考查电路故障分析,需明确电源短路的危害及电表的测量对象,通过分析导线连接后对电路的影响,判断电表是否始终无示数,需理清各点的电路连接关系,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】
0.4
8. 小明利用图甲所示的电路探究“通过导体的电流与电阻的关系”,根据实验的数据绘出了$I-\frac{1}{R}$图象,如图乙所示。分析图象可知,当导体的电阻为

10
Ω时,通过它的电流为0.2 A;当电流分别为0.25 A和0.5 A时,接入电路的导体的电阻之比为2:1
;实验过程中,小明控制导体两端的电压为2
V。答案
8. 10 2:1 2
解析
【分析】
探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,需控制导体两端电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,变形可得$I=U·\frac{1}{R}$,因此$I$与$\frac{1}{R}$成正比,图像的斜率即为导体两端的电压。解题时,先从图像中找到对应电流下的$\frac{1}{R}$值,计算电阻;再利用“电压不变时,电阻与电流成反比”分析电阻之比;最后通过图像上的点计算控制的电压。
【解析】
1. 当电流$I=0.2A$时,由图乙可知对应的$\frac{1}{R}=0.1\ \Omega^{-1}$,根据$R=\frac{1}{\frac{1}{R}}$,可得$R=\frac{1}{0.1\ \Omega^{-1}}=10\ \Omega$;
2. 实验中控制导体两端电压$U$不变,由$U=IR$可知,电阻与电流成反比,即$\frac{R_1}{R_2}=\frac{I_2}{I_1}$。当电流分别为$0.25A$和$0.5A$时,电阻之比$\frac{R_1}{R_2}=\frac{0.5A}{0.25A}=\frac{2}{1}$,即$2:1$;
3. 计算控制的电压:取图像上的点,如$I=0.5A$时,$\frac{1}{R}=0.25\ \Omega^{-1}$,则$U=I· R=I·\frac{1}{\frac{1}{R}}=0.5A×\frac{1}{0.25\ \Omega^{-1}}=2V$。
【答案】10;2:1;2
【知识点】欧姆定律、电流与电阻的关系
【点评】本题考查探究电流与电阻关系的实验,核心是控制变量法的应用,以及利用$I-\frac{1}{R}$图像分析物理量的关系,需熟练掌握欧姆定律的变形应用。
【难度系数】0.5
探究“通过导体的电流与电阻的关系”时,需控制导体两端电压不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,变形可得$I=U·\frac{1}{R}$,因此$I$与$\frac{1}{R}$成正比,图像的斜率即为导体两端的电压。解题时,先从图像中找到对应电流下的$\frac{1}{R}$值,计算电阻;再利用“电压不变时,电阻与电流成反比”分析电阻之比;最后通过图像上的点计算控制的电压。
【解析】
1. 当电流$I=0.2A$时,由图乙可知对应的$\frac{1}{R}=0.1\ \Omega^{-1}$,根据$R=\frac{1}{\frac{1}{R}}$,可得$R=\frac{1}{0.1\ \Omega^{-1}}=10\ \Omega$;
2. 实验中控制导体两端电压$U$不变,由$U=IR$可知,电阻与电流成反比,即$\frac{R_1}{R_2}=\frac{I_2}{I_1}$。当电流分别为$0.25A$和$0.5A$时,电阻之比$\frac{R_1}{R_2}=\frac{0.5A}{0.25A}=\frac{2}{1}$,即$2:1$;
3. 计算控制的电压:取图像上的点,如$I=0.5A$时,$\frac{1}{R}=0.25\ \Omega^{-1}$,则$U=I· R=I·\frac{1}{\frac{1}{R}}=0.5A×\frac{1}{0.25\ \Omega^{-1}}=2V$。
【答案】10;2:1;2
【知识点】欧姆定律、电流与电阻的关系
【点评】本题考查探究电流与电阻关系的实验,核心是控制变量法的应用,以及利用$I-\frac{1}{R}$图像分析物理量的关系,需熟练掌握欧姆定律的变形应用。
【难度系数】0.5
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