10. 小灯泡的 $ I - U $ 图像如图甲所示。将小灯泡与定值电阻 $ R $ 并联,如图乙所示。闭合开关 $ S_1 $,电流表的示数为 0.2 A;再闭合开关 $ S_2 $,电流表的示数增加了 0.25 A,则(

A.电源电压为 3 V
B.小灯泡功率为 5 W
C.定值电阻阻值为 8 Ω
D.电路总功率为 0.9 W
D
).A.电源电压为 3 V
B.小灯泡功率为 5 W
C.定值电阻阻值为 8 Ω
D.电路总功率为 0.9 W
答案
D
解析
开关 $ S_1 $ 闭合时,电流表测的是定值电阻 $ R $ 的电流,设为 $ I_R = 0.2 $ A。
再闭合 $ S_2 $ 后,电流表测的是干路电流,即小灯泡和定值电阻的总电流,增加了 0.25 A,所以小灯泡的电流 $ I_L = 0.25 $ A。
从图甲中,找到小灯泡电流为 0.25 A 时对应的电压值。通过观察图甲,当 $ I_L = 0.25 $ A 时,电压 $ U_L \approx 2 $ V(在图上找到接近 0.25 A 的点,对应的电压值约为 2 V)。
由于小灯泡和定值电阻并联,电压相同,所以电源电压 $ U = U_L = 2 $ V。
定值电阻的阻值可以通过欧姆定律计算:
$R = \frac{U}{I_R} = \frac{2}{0.2} = 10 \ \Omega$
小灯泡的功率:
$P_L = U_L × I_L = 2 × 0.25 = 0.5 \ \mathrm{W}$
总功率:
$P_{\mathrm{total}} = U × (I_R + I_L) = 2 × (0.2 + 0.25) = 0.9 \ \mathrm{W}$
综上所述,电源电压为 2 V,小灯泡功率为 0.5 W,定值电阻阻值为 10 Ω,总功率为 0.9 W。因此选项 D 是正确的。
再闭合 $ S_2 $ 后,电流表测的是干路电流,即小灯泡和定值电阻的总电流,增加了 0.25 A,所以小灯泡的电流 $ I_L = 0.25 $ A。
从图甲中,找到小灯泡电流为 0.25 A 时对应的电压值。通过观察图甲,当 $ I_L = 0.25 $ A 时,电压 $ U_L \approx 2 $ V(在图上找到接近 0.25 A 的点,对应的电压值约为 2 V)。
由于小灯泡和定值电阻并联,电压相同,所以电源电压 $ U = U_L = 2 $ V。
定值电阻的阻值可以通过欧姆定律计算:
$R = \frac{U}{I_R} = \frac{2}{0.2} = 10 \ \Omega$
小灯泡的功率:
$P_L = U_L × I_L = 2 × 0.25 = 0.5 \ \mathrm{W}$
总功率:
$P_{\mathrm{total}} = U × (I_R + I_L) = 2 × (0.2 + 0.25) = 0.9 \ \mathrm{W}$
综上所述,电源电压为 2 V,小灯泡功率为 0.5 W,定值电阻阻值为 10 Ω,总功率为 0.9 W。因此选项 D 是正确的。
11. 用验电笔辨别火线和零线时,若验电笔的氖管发光,表明笔尖接触的是
火
线。此时,验电笔与人体之间的连接方式是串
联。答案
火;串
解析
验电笔是用来辨别火线和零线的工具,当笔尖接触火线时,电流经过验电笔、人体与大地形成回路,使氖管发光;若接触零线,零线与大地之间无电压,氖管不发光。所以若验电笔的氖管发光,表明笔尖接触的是火线。此时,验电笔与人体之间的连接方式是串联,因为电流依次经过验电笔和人体。
12. 如图甲所示,开关 S 闭合后,发现灯 L 不亮。现已确定故障原因可能是灯 L 短路或灯 L 断路。为检测出具体故障,小羽做了如图乙所示的检测电路。将故障电路的开关 S 断开,分别把 M、N 接到 a、b 接线柱上,若只有检测灯亮,则故障是

灯L短路
;若检测灯不亮,则故障是灯L断路
。答案
灯L短路;灯L断路
解析
将检测电路的M、N接到故障电路a、b接线柱,原电路开关S断开。若灯L短路,a、b间为导线,检测灯直接接检测电源,检测灯亮;若灯L断路,检测灯与断路的灯L串联,回路断路,检测灯不亮。
13. 两只定值电阻,甲标有“10 Ω 1 A”的字样,乙标有“15 Ω 0.6 A”的字样。把它们串联在同一电路中,总电阻是
25
Ω。电路两端允许加的最大电压为15
V。答案
25;15
解析
串联电路总电阻等于各电阻之和,已知甲电阻为10Ω,乙电阻为15Ω,则总电阻$R = 10\Omega+15\Omega = 25\Omega$。
串联电路中各处的电流相等,为了不损坏电阻,电路中的最大电流应取两电阻允许通过的最大电流中的较小值,即$I = 0.6A$。
根据欧姆定律$U = IR$,可得电路两端允许加的最大电压$U=0.6A×25\Omega = 15V$。
串联电路中各处的电流相等,为了不损坏电阻,电路中的最大电流应取两电阻允许通过的最大电流中的较小值,即$I = 0.6A$。
根据欧姆定律$U = IR$,可得电路两端允许加的最大电压$U=0.6A×25\Omega = 15V$。
14. 如图是定值电阻 $ R $ 和小灯泡 L 的电流随电压变化的图像。若把定值电阻 $ R $ 和小灯泡 L 串联后接在电压为 5 V 的电源上,电路中电流为

0.4
A;若把定值电阻 $ R $ 和小灯泡 L 并联接在 4 V 的电源上,干路中的电流是1.2
A。答案
0.4;1.2
解析
由图像可知,乙为定值电阻(I-U图线为直线),其电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.2A}=10\Omega;$甲为小灯泡(I-U图线为曲线)。
串联时,总电压U=5V,电流I相同,$U=U_{L}+U_{R}=U_{L}+IR。$当I=0.4A时,$U_{R}=0.4A×10\Omega=4V,$由图像得小灯泡电压$U_{L}=1V,$4V+1V=5V,故电流为0.4A。
并联时,电源电压4V\\),U=4V,通过定值电阻的电流$I_{R}=\frac{U}{R}=\frac{2V}{0.2A}=0.4A,$由图像知此时小灯泡电流为0.8A,总电流为0.4A+0.4A=1.2A。
串联时,总电压U=5V,电流I相同,$U=U_{L}+U_{R}=U_{L}+IR。$当I=0.4A时,$U_{R}=0.4A×10\Omega=4V,$由图像得小灯泡电压$U_{L}=1V,$4V+1V=5V,故电流为0.4A。
并联时,电源电压4V\\),U=4V,通过定值电阻的电流$I_{R}=\frac{U}{R}=\frac{2V}{0.2A}=0.4A,$由图像知此时小灯泡电流为0.8A,总电流为0.4A+0.4A=1.2A。
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