9. 电阻器甲和乙的I-U图像如图所示,下列说法错误的是(

A.甲的电阻是20 Ω
B.甲的电阻大于乙的电阻
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1 V时,甲两端的电压为3 V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.1 A时,通过乙的电流为0.2 A
B
)。A.甲的电阻是20 Ω
B.甲的电阻大于乙的电阻
C.甲、乙串联,乙两端的电压为1 V时,甲两端的电压为3 V
D.甲、乙并联,通过甲的电流为0.1 A时,通过乙的电流为0.2 A
答案
9. B
解析
【分析】
要判断各选项的正误,需结合I-U图像特点分析:甲是定值电阻,I-U为直线,可通过欧姆定律计算其电阻;乙是非定值电阻,I-U为曲线,电阻随电压变化。串联电路电流处处相等,并联电路各支路电压相等,据此逐一分析选项。
【解析】
1. 选项A:甲为定值电阻,由图像可知,当甲两端电压U甲=6V时,电流I甲=0.3A,根据欧姆定律R=U/I,甲的电阻R甲=6V/0.3A=20Ω,A正确。
2. 选项B:甲的电阻恒为20Ω;乙是非定值电阻,当电压小于5V时,乙的电流大于同电压下甲的电流,故R乙<R甲;当电压等于5V时,甲、乙电流相同,电阻相等;当电压大于5V时,乙的电流小于同电压下甲的电流,故R乙>R甲。因此甲的电阻并非始终大于乙的电阻,B错误。
3. 选项C:甲、乙串联时电流相等,当乙两端电压为1V时,由图像可知此时电路电流I=0.15A,则甲两端电压U甲=I×R甲=0.15A×20Ω=3V,C正确。
4. 选项D:甲、乙并联时电压相等,当通过甲的电流为0.1A时,甲两端电压U=I甲×R甲=0.1A×20Ω=2V,故乙两端电压也为2V,由图像可知乙在U=2V时电流为0.2A,即通过乙的电流为0.2A,D正确。
【答案】
B
【知识点】
I-U图像、欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律的应用,需明确定值电阻与非定值电阻的I-U图像差异,熟练掌握串并联电路的电流、电压规律是解题关键,易错点在于非定值电阻的电阻随电压变化的特点。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正误,需结合I-U图像特点分析:甲是定值电阻,I-U为直线,可通过欧姆定律计算其电阻;乙是非定值电阻,I-U为曲线,电阻随电压变化。串联电路电流处处相等,并联电路各支路电压相等,据此逐一分析选项。
【解析】
1. 选项A:甲为定值电阻,由图像可知,当甲两端电压U甲=6V时,电流I甲=0.3A,根据欧姆定律R=U/I,甲的电阻R甲=6V/0.3A=20Ω,A正确。
2. 选项B:甲的电阻恒为20Ω;乙是非定值电阻,当电压小于5V时,乙的电流大于同电压下甲的电流,故R乙<R甲;当电压等于5V时,甲、乙电流相同,电阻相等;当电压大于5V时,乙的电流小于同电压下甲的电流,故R乙>R甲。因此甲的电阻并非始终大于乙的电阻,B错误。
3. 选项C:甲、乙串联时电流相等,当乙两端电压为1V时,由图像可知此时电路电流I=0.15A,则甲两端电压U甲=I×R甲=0.15A×20Ω=3V,C正确。
4. 选项D:甲、乙并联时电压相等,当通过甲的电流为0.1A时,甲两端电压U=I甲×R甲=0.1A×20Ω=2V,故乙两端电压也为2V,由图像可知乙在U=2V时电流为0.2A,即通过乙的电流为0.2A,D正确。
【答案】
B
【知识点】
I-U图像、欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题结合I-U图像考查欧姆定律的应用,需明确定值电阻与非定值电阻的I-U图像差异,熟练掌握串并联电路的电流、电压规律是解题关键,易错点在于非定值电阻的电阻随电压变化的特点。
【难度系数】
0.5
10. 有两个电阻为$R_1$和$R_2$的电阻器,当它们两端的电压之比是$4:3$时,通过它们的电流之比是$2:5$,则电阻$R_1:R_2$等于(
A.$5:3$
B.$10:3$
C.$3:5$
D.$8:15$
B
)。A.$5:3$
B.$10:3$
C.$3:5$
D.$8:15$
答案
10. B
解析
【分析】
这道题考查欧姆定律的应用,解题思路是:根据欧姆定律的变形公式$ R=\frac{U}{I} $,分别表示出两个电阻的阻值,再通过比值运算,代入已知的电压之比和电流之比,即可求出电阻之比。
【解析】
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,变形可得电阻公式 $ R = \frac{U}{I} $。
对于电阻 $ R_1 $ 和 $ R_2 $,有:
$ R_1 = \frac{U_1}{I_1} $,$ R_2 = \frac{U_2}{I_2} $
则两电阻的比值为:
$ \frac{R_1}{R_2} = \frac{\frac{U_1}{I_1}}{\frac{U_2}{I_2}} = \frac{U_1}{U_2} × \frac{I_2}{I_1} $
已知 $ U_1:U_2 = 4:3 $,即 $ \frac{U_1}{U_2} = \frac{4}{3} $;$ I_1:I_2 = 2:5 $,即 $ \frac{I_2}{I_1} = \frac{5}{2} $。
代入得:
$ \frac{R_1}{R_2} = \frac{4}{3} × \frac{5}{2} = \frac{20}{6} = \frac{10}{3} $
故 $ R_1:R_2 = 10:3 $,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律,电阻的比值计算
【点评】
本题是欧姆定律的基础应用题,核心是掌握欧姆定律的公式变形,通过比值运算即可快速得出结果,难度较低,适合巩固电学基础知识点。
【难度系数】
0.8
这道题考查欧姆定律的应用,解题思路是:根据欧姆定律的变形公式$ R=\frac{U}{I} $,分别表示出两个电阻的阻值,再通过比值运算,代入已知的电压之比和电流之比,即可求出电阻之比。
【解析】
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,变形可得电阻公式 $ R = \frac{U}{I} $。
对于电阻 $ R_1 $ 和 $ R_2 $,有:
$ R_1 = \frac{U_1}{I_1} $,$ R_2 = \frac{U_2}{I_2} $
则两电阻的比值为:
$ \frac{R_1}{R_2} = \frac{\frac{U_1}{I_1}}{\frac{U_2}{I_2}} = \frac{U_1}{U_2} × \frac{I_2}{I_1} $
已知 $ U_1:U_2 = 4:3 $,即 $ \frac{U_1}{U_2} = \frac{4}{3} $;$ I_1:I_2 = 2:5 $,即 $ \frac{I_2}{I_1} = \frac{5}{2} $。
代入得:
$ \frac{R_1}{R_2} = \frac{4}{3} × \frac{5}{2} = \frac{20}{6} = \frac{10}{3} $
故 $ R_1:R_2 = 10:3 $,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律,电阻的比值计算
【点评】
本题是欧姆定律的基础应用题,核心是掌握欧姆定律的公式变形,通过比值运算即可快速得出结果,难度较低,适合巩固电学基础知识点。
【难度系数】
0.8
11. 某公司设计的快递分拣计数装置的简化电路如图所示,定值电阻的电阻为$R_2$,光敏电阻的电阻为$R_1$(有光照射在光敏电阻上时其电阻会变小)。当激光被遮挡一次,计数器会自动计数一次(计数器可视为电压表)。闭合开关,激光被遮挡瞬间,下列说法正确的是(

A.电阻$R_1$变小
B.通过定值电阻的电流变大
C.光敏电阻两端的电压变大
D.定值电阻两端的电压变大
C
)。A.电阻$R_1$变小
B.通过定值电阻的电流变大
C.光敏电阻两端的电压变大
D.定值电阻两端的电压变大
答案
11. C
解析
【分析】
首先明确电路结构:光敏电阻$R_1$与定值电阻$R_2$串联,计数器(电压表)测量$R_1$两端的电压。解题思路:根据题意,激光被遮挡时光敏电阻$R_1$的阻值变化(有光时$R_1$变小,遮挡后$R_1$增大);再结合串联电路的电阻、电流、电压规律,逐一分析各选项的物理量变化。
【解析】
闭合开关,激光被遮挡瞬间:
1. 光敏电阻特性:有光照射时$R_1$变小,遮挡后光消失,故$R_1$阻值变大,因此A选项错误;
2. 电路总电阻:总电阻$R_{总}=R_1+R_2$,$R_1$变大则总电阻变大,电源电压$U$不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流变小,即通过$R_2$的电流变小,B选项错误;
3. 定值电阻电压:$R_2$两端电压$U_2=IR_2$,电流$I$变小、$R_2$不变,故$U_2$变小;
4. 光敏电阻电压:串联电路总电压$U=U_1+U_2$,因此$U_1=U-U_2$,$U$不变、$U_2$变小,所以$U_1$变大,C选项正确;
5. 定值电阻电压:由上述分析,$R_2$两端电压变小,D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;光敏电阻特性
【点评】
本题结合光敏电阻特性考查串联电路动态分析,需先明确光敏电阻的阻值变化,再利用欧姆定律和串联电路电压规律推导各物理量变化,是电路分析的典型题型。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构:光敏电阻$R_1$与定值电阻$R_2$串联,计数器(电压表)测量$R_1$两端的电压。解题思路:根据题意,激光被遮挡时光敏电阻$R_1$的阻值变化(有光时$R_1$变小,遮挡后$R_1$增大);再结合串联电路的电阻、电流、电压规律,逐一分析各选项的物理量变化。
【解析】
闭合开关,激光被遮挡瞬间:
1. 光敏电阻特性:有光照射时$R_1$变小,遮挡后光消失,故$R_1$阻值变大,因此A选项错误;
2. 电路总电阻:总电阻$R_{总}=R_1+R_2$,$R_1$变大则总电阻变大,电源电压$U$不变,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R_{总}}$,电路电流变小,即通过$R_2$的电流变小,B选项错误;
3. 定值电阻电压:$R_2$两端电压$U_2=IR_2$,电流$I$变小、$R_2$不变,故$U_2$变小;
4. 光敏电阻电压:串联电路总电压$U=U_1+U_2$,因此$U_1=U-U_2$,$U$不变、$U_2$变小,所以$U_1$变大,C选项正确;
5. 定值电阻电压:由上述分析,$R_2$两端电压变小,D选项错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律;欧姆定律;光敏电阻特性
【点评】
本题结合光敏电阻特性考查串联电路动态分析,需先明确光敏电阻的阻值变化,再利用欧姆定律和串联电路电压规律推导各物理量变化,是电路分析的典型题型。
【难度系数】
0.5
12. 如图所示,现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统,要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时,系统报警。提供的器材有:热敏电阻(其电阻随温度的升高而减小,在60 ℃时其电阻为650.0 Ω),报警器(内阻很小,通过的电流超过10 mA时就会报警,超过20 mA时可能损坏),电阻箱(最大阻值为999.9 Ω,在此范围内可调节出准确可读的电阻),电源(电压为18 V),滑动变阻器(最大阻值为2000 Ω),单刀双掷开关S,导线若干。

(1) 电路接通前,应先将滑动变阻器的滑片P置于
(2) 将开关S向
(3) 保持滑动变阻器的滑片P位置不变,将开关S向另一端闭合,报警系统可正常使用。
(1) 电路接通前,应先将滑动变阻器的滑片P置于
b
(填“a”或“b”)端,再将电阻箱的电阻调到一定的值,该值为650.0
Ω。(2) 将开关S向
c
(填“c”或“d”)端闭合,缓慢移动滑动变阻器的滑片P,直至报警器开始报警
。(3) 保持滑动变阻器的滑片P位置不变,将开关S向另一端闭合,报警系统可正常使用。
答案
12. (1) $b$ 650.0 (2) $c$ 报警器开始报警
解析
【分析】
要组装热敏电阻控制的报警系统,需利用等效替代法确定滑动变阻器的位置,同时遵循电路接通前滑动变阻器调至最大阻值以保护电路的原则。首先明确临界温度(60℃)对应的热敏电阻阻值为650.0Ω,先通过电阻箱模拟该阻值,调节滑动变阻器使报警器刚好报警,固定滑动变阻器位置后,接入热敏电阻即可实现温度达标报警。
【解析】
(1) 电路接通前,为防止电流过大损坏元件,滑动变阻器应接入最大阻值,滑片P置于b端(此时滑动变阻器接入电路的电阻最大);60℃时热敏电阻阻值为650.0Ω,因此电阻箱需调到该值,用于后续等效替代。
(2) 将开关S向c端闭合,此时电路为电阻箱、滑动变阻器、报警器串联,缓慢移动滑片P,直至报警器开始报警,说明此时电路电流刚好达到报警电流(10mA),滑动变阻器的位置即被固定,后续接入热敏电阻后,当温度达到60℃时,热敏电阻阻值等于650Ω,电路电流相同,报警器报警。
【答案】
(1) $b$;$650.0$ (2) $c$;报警器开始报警
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律、等效替代法
【点评】
本题结合报警系统的组装,考查滑动变阻器的保护作用、欧姆定律的应用及等效替代法的物理思想,需要理解临界条件的处理,是电路知识在实际中的典型应用。
【难度系数】
0.5
要组装热敏电阻控制的报警系统,需利用等效替代法确定滑动变阻器的位置,同时遵循电路接通前滑动变阻器调至最大阻值以保护电路的原则。首先明确临界温度(60℃)对应的热敏电阻阻值为650.0Ω,先通过电阻箱模拟该阻值,调节滑动变阻器使报警器刚好报警,固定滑动变阻器位置后,接入热敏电阻即可实现温度达标报警。
【解析】
(1) 电路接通前,为防止电流过大损坏元件,滑动变阻器应接入最大阻值,滑片P置于b端(此时滑动变阻器接入电路的电阻最大);60℃时热敏电阻阻值为650.0Ω,因此电阻箱需调到该值,用于后续等效替代。
(2) 将开关S向c端闭合,此时电路为电阻箱、滑动变阻器、报警器串联,缓慢移动滑片P,直至报警器开始报警,说明此时电路电流刚好达到报警电流(10mA),滑动变阻器的位置即被固定,后续接入热敏电阻后,当温度达到60℃时,热敏电阻阻值等于650Ω,电路电流相同,报警器报警。
【答案】
(1) $b$;$650.0$ (2) $c$;报警器开始报警
【知识点】
滑动变阻器的使用、欧姆定律、等效替代法
【点评】
本题结合报警系统的组装,考查滑动变阻器的保护作用、欧姆定律的应用及等效替代法的物理思想,需要理解临界条件的处理,是电路知识在实际中的典型应用。
【难度系数】
0.5
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