2. 如图14-2-3所示,电源电压不变,闭合开关后,电流表$\mathrm{A}_1$的示数为0.5 A,电流表$\mathrm{A}_2$的示数为0.3 A,则$R_1:R_2=$
$3:5$
。答案
2. $3:5$
解析
【分析】首先观察电路图,确定$R_1$与$R_2$为并联连接,电流表$\mathrm{A}_1$测量通过$R_1$的电流,电流表$\mathrm{A}_2$测量通过$R_2$的电流。并联电路的核心特点是各支路两端电压相等,等于电源电压。接下来利用欧姆定律,结合电压相等的条件推导$R_1$与$R_2$的比值,需明确电流表对应的电流,再代入公式计算。
【解析】因为$R_1$和$R_2$并联,所以两电阻两端的电压相等,即$U_1=U_2=U$。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,变形可得$R=\frac{U}{I}$,因此$R_1=\frac{U}{I_1}$,$R_2=\frac{U}{I_2}$。则$R_1$与$R_2$的比值为:
$R_1:R_2=\frac{U}{I_1}:\frac{U}{I_2}=I_2:I_1$
已知$\mathrm{A}_1$的示数$I_1=0.5\ \mathrm{A}$(即$R_1$的电流),$\mathrm{A}_2$的示数$I_2=0.3\ \mathrm{A}$(即$R_2$的电流),代入得:
$R_1:R_2=0.3\ \mathrm{A}:0.5\ \mathrm{A}=3:5$
【答案】$3:5$
【知识点】并联电路电压特点、欧姆定律
【点评】本题是并联电路与欧姆定律结合的基础题,关键在于明确电流表测量的支路电流,利用并联电路电压相等的条件简化计算,难度较低,适合基础阶段学生练习。
【难度系数】0.7
【解析】因为$R_1$和$R_2$并联,所以两电阻两端的电压相等,即$U_1=U_2=U$。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,变形可得$R=\frac{U}{I}$,因此$R_1=\frac{U}{I_1}$,$R_2=\frac{U}{I_2}$。则$R_1$与$R_2$的比值为:
$R_1:R_2=\frac{U}{I_1}:\frac{U}{I_2}=I_2:I_1$
已知$\mathrm{A}_1$的示数$I_1=0.5\ \mathrm{A}$(即$R_1$的电流),$\mathrm{A}_2$的示数$I_2=0.3\ \mathrm{A}$(即$R_2$的电流),代入得:
$R_1:R_2=0.3\ \mathrm{A}:0.5\ \mathrm{A}=3:5$
【答案】$3:5$
【知识点】并联电路电压特点、欧姆定律
【点评】本题是并联电路与欧姆定律结合的基础题,关键在于明确电流表测量的支路电流,利用并联电路电压相等的条件简化计算,难度较低,适合基础阶段学生练习。
【难度系数】0.7
3. 一段导体两端电压是6 V,通过导体的电流是0.2 A,若导体两端的电压变为3 V,则通过导体的电流是
$0.1$
A。当没有电流通过时,导体的电阻为$30$
Ω。答案
3. 0.1 30
解析
【分析】
要解决这道题,需掌握欧姆定律和电阻的特性:导体的电阻是本身的固有属性,不随两端电压、通过电流的变化而改变。解题分三步:①根据已知初始电压和电流,用欧姆定律计算导体电阻;②电压变化后,电阻不变,再用欧姆定律计算新电流;③明确无电流时电阻仍保持原值,因为电阻与电流无关。
【解析】
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,变形得导体电阻 $ R = \frac{U_1}{I_1} $。已知初始电压 $ U_1 = 6\ \mathrm{V} $,初始电流 $ I_1 = 0.2\ \mathrm{A} $,代入得:$ R = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega $。当导体两端电压变为 $ U_2 = 3\ \mathrm{V} $ 时,电阻是导体本身的性质,不随电压变化,仍为 $ 30\ \Omega $,此时电流 $ I_2 = \frac{U_2}{R} = \frac{3\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.1\ \mathrm{A} $。无电流通过时,导体电阻仍为 $ 30\ \Omega $(电阻与电流无关)。
【答案】
0.1;30
【知识点】
欧姆定律、电阻的特性
【点评】
本题是初中电学基础应用题,重点考查对电阻特性的理解,结合欧姆公式即可解答,属于常规易得分题。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需掌握欧姆定律和电阻的特性:导体的电阻是本身的固有属性,不随两端电压、通过电流的变化而改变。解题分三步:①根据已知初始电压和电流,用欧姆定律计算导体电阻;②电压变化后,电阻不变,再用欧姆定律计算新电流;③明确无电流时电阻仍保持原值,因为电阻与电流无关。
【解析】
根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $,变形得导体电阻 $ R = \frac{U_1}{I_1} $。已知初始电压 $ U_1 = 6\ \mathrm{V} $,初始电流 $ I_1 = 0.2\ \mathrm{A} $,代入得:$ R = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 30\ \Omega $。当导体两端电压变为 $ U_2 = 3\ \mathrm{V} $ 时,电阻是导体本身的性质,不随电压变化,仍为 $ 30\ \Omega $,此时电流 $ I_2 = \frac{U_2}{R} = \frac{3\ \mathrm{V}}{30\ \Omega} = 0.1\ \mathrm{A} $。无电流通过时,导体电阻仍为 $ 30\ \Omega $(电阻与电流无关)。
【答案】
0.1;30
【知识点】
欧姆定律、电阻的特性
【点评】
本题是初中电学基础应用题,重点考查对电阻特性的理解,结合欧姆公式即可解答,属于常规易得分题。
【难度系数】
0.7
4. 如图14-2-4(a)所示的电路中,电灯$\mathrm{L}_1$的电阻为$10\ \Omega$,开关闭合后,电压表$\mathrm{V}_1$和$\mathrm{V}_2$的示数分别如图14-2-4(b)所示,则$\mathrm{L}_2$两端的电压为

$2.5$
V,通过$\mathrm{L}_1$的电流为$0.3$
A。答案
4. 2.5 0.3
解析
【分析】首先分析电路连接:电灯$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测量电源(或$\mathrm{L}_1$和$\mathrm{L}_2$两端)的总电压,电压表$\mathrm{V}_2$测量$\mathrm{L}_2$两端的电压。根据串联电路电压规律,总电压等于各部分电压之和,因此$\mathrm{V}_1$的示数一定大于$\mathrm{V}_2$的示数,由此确定两电压表的量程,再读取电压表示数,最后结合欧姆定律计算通过$\mathrm{L}_1$的电流。
【解析】1. 确定电压表量程:串联电路总电压大于各部分电压,故$\mathrm{V}_1$用$0∼15\ \mathrm{V}$量程,分度值$0.5\ \mathrm{V}$,读数为$5.5\ \mathrm{V}$;$\mathrm{V}_2$用$0∼3\ \mathrm{V}$量程,分度值$0.1\ \mathrm{V}$,读数为$2.5\ \mathrm{V}$,即$\mathrm{L}_2$两端电压$U_2=2.5\ \mathrm{V}$。
2. 计算$\mathrm{L}_1$两端电压:根据串联电路电压规律,$U_1=U_{\mathrm{总}}-U_2=5.5\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$。
3. 计算通过$\mathrm{L}_1$的电流:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
【答案】2.5;0.3
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、电压表读数
【点评】本题考查串联电路的电压规律和欧姆定律的应用,关键是正确判断电压表的测量对象及量程,属于基础应用题型,难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】1. 确定电压表量程:串联电路总电压大于各部分电压,故$\mathrm{V}_1$用$0∼15\ \mathrm{V}$量程,分度值$0.5\ \mathrm{V}$,读数为$5.5\ \mathrm{V}$;$\mathrm{V}_2$用$0∼3\ \mathrm{V}$量程,分度值$0.1\ \mathrm{V}$,读数为$2.5\ \mathrm{V}$,即$\mathrm{L}_2$两端电压$U_2=2.5\ \mathrm{V}$。
2. 计算$\mathrm{L}_1$两端电压:根据串联电路电压规律,$U_1=U_{\mathrm{总}}-U_2=5.5\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3\ \mathrm{V}$。
3. 计算通过$\mathrm{L}_1$的电流:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,$I=\frac{U_1}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
【答案】2.5;0.3
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、电压表读数
【点评】本题考查串联电路的电压规律和欧姆定律的应用,关键是正确判断电压表的测量对象及量程,属于基础应用题型,难度适中。
【难度系数】0.5
5. 如图14-2-5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$
。答案
5. $1:2$ $1:2$
解析
【分析】
本题需分两种电路状态分析:①开关S闭合,甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,R₁与R₂串联,需判断两电压表测量的电压,结合串联电路电压与电阻的关系求比值;②开关S断开,甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,R₁与R₂并联,需判断两电流表测量的电流,结合并联电路电流与电阻的关系求比值。
【解析】
1. 当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时:
电压表内阻极大,相当于开路,R₁与R₂串联,串联电路电流处处相等,根据欧姆定律U=IR,电压与电阻成正比,即U₁:U₂=R₁:R₂=2:1。由电路结构可知,甲电压表测R₂两端电压,乙电压表测R₁两端电压,因此U甲:U乙=U₂:U₁=1:2。
2. 当开关S断开,甲、乙两表为电流表时:
电流表内阻极小,相当于导线,R₁与R₂并联,并联电路各支路电压相等,根据欧姆定律I=U/R,电流与电阻成反比,即I₁:I₂=R₂:R₁=1:2。由电路结构可知,甲电流表测R₁支路电流,乙电流表测R₂支路电流,因此I甲:I乙=I₁:I₂=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】
本题核心是明确开关通断及电表类型对应的电路连接方式,判断电表测量对象,结合串并联电路规律和欧姆定律求解,需注意电表类型对电路的影响,难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需分两种电路状态分析:①开关S闭合,甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,R₁与R₂串联,需判断两电压表测量的电压,结合串联电路电压与电阻的关系求比值;②开关S断开,甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,R₁与R₂并联,需判断两电流表测量的电流,结合并联电路电流与电阻的关系求比值。
【解析】
1. 当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时:
电压表内阻极大,相当于开路,R₁与R₂串联,串联电路电流处处相等,根据欧姆定律U=IR,电压与电阻成正比,即U₁:U₂=R₁:R₂=2:1。由电路结构可知,甲电压表测R₂两端电压,乙电压表测R₁两端电压,因此U甲:U乙=U₂:U₁=1:2。
2. 当开关S断开,甲、乙两表为电流表时:
电流表内阻极小,相当于导线,R₁与R₂并联,并联电路各支路电压相等,根据欧姆定律I=U/R,电流与电阻成反比,即I₁:I₂=R₂:R₁=1:2。由电路结构可知,甲电流表测R₁支路电流,乙电流表测R₂支路电流,因此I甲:I乙=I₁:I₂=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】
本题核心是明确开关通断及电表类型对应的电路连接方式,判断电表测量对象,结合串并联电路规律和欧姆定律求解,需注意电表类型对电路的影响,难度适中。
【难度系数】
0.5
6. 如图14-2-6所示的电路中,电阻$R_0=12\ \Omega$。闭合开关$\mathrm{S}_1$,将单刀双掷开关$\mathrm{S}_2$掷于$a$端,电压表示数为$2.5\ \mathrm{V}$;将$\mathrm{S}_2$切换到$b$端,电压表示数为$1.5\ \mathrm{V}$,则电阻$R_x$的阻值为
$8$
$\Omega$。答案
6. 8
解析
【分析】首先明确不同开关状态下电压表的测量对象:闭合$\mathrm{S}_1$,$\mathrm{S}_2$接$a$时,电压表测电源电压;$\mathrm{S}_2$接$b$时,电压表测定值电阻$R_0$两端的电压。接着利用串联电路电压规律求出$R_x$两端的电压,再根据串联电路电流处处相等,结合欧姆定律算出电路电流,最后通过欧姆定律计算$R_x$的阻值。
【解析】解:当闭合开关$\mathrm{S}_1$,$\mathrm{S}_2$掷于$a$端时,电压表测量电源电压,因此电源电压$U=2.5\ \mathrm{V}$;
当$\mathrm{S}_2$切换到$b$端时,电压表测量$R_0$两端的电压,即$U_0=1.5\ \mathrm{V}$;
根据串联电路的电压规律,$R_x$两端的电压:$U_x=U - U_0=2.5\ \mathrm{V} - 1.5\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$;
串联电路中电流处处相等,电路中的电流:$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{12\ \Omega}=0.125\ \mathrm{A}$;
则$R_x$的阻值:$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.125\ \mathrm{A}}=8\ \Omega$。
【答案】8
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,核心是准确判断不同开关状态下电压表的测量对象,属于基础电路计算题,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】解:当闭合开关$\mathrm{S}_1$,$\mathrm{S}_2$掷于$a$端时,电压表测量电源电压,因此电源电压$U=2.5\ \mathrm{V}$;
当$\mathrm{S}_2$切换到$b$端时,电压表测量$R_0$两端的电压,即$U_0=1.5\ \mathrm{V}$;
根据串联电路的电压规律,$R_x$两端的电压:$U_x=U - U_0=2.5\ \mathrm{V} - 1.5\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$;
串联电路中电流处处相等,电路中的电流:$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1.5\ \mathrm{V}}{12\ \Omega}=0.125\ \mathrm{A}$;
则$R_x$的阻值:$R_x=\frac{U_x}{I}=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.125\ \mathrm{A}}=8\ \Omega$。
【答案】8
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,核心是准确判断不同开关状态下电压表的测量对象,属于基础电路计算题,难度适中。
【难度系数】0.6
7. 如图14-2-7所示,在探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”的实验中,当我们将电阻由5 Ω换成10 Ω后,接下来的操作正确的是(
A.将滑动变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将滑动变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C.将滑动变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将滑动变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
C
)。A.将滑动变阻器滑片P向左移动,保持电压表示数不变
B.将滑动变阻器滑片P向左移动,保持电流表示数不变
C.将滑动变阻器滑片P向右移动,保持电压表示数不变
D.将滑动变阻器滑片P向右移动,保持电流表示数不变
答案
7. C
解析
【分析】
探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”时,需采用控制变量法,保持定值电阻两端的电压不变。当定值电阻由5Ω换成10Ω后,根据串联电路分压规律,定值电阻阻值变大,其两端电压会升高,超过设定的控制电压,因此需要调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压回到原来的数值。调节时需增大滑动变阻器接入电路的电阻,让滑动变阻器分担更多电压,从而降低定值电阻两端电压,滑动变阻器接入电阻变大时,滑片应向右移动。
【解析】
在探究电流与电阻的关系实验中,控制定值电阻两端电压不变是关键。当电阻由5Ω换为10Ω时,定值电阻阻值增大,根据串联电路分压原理,定值电阻两端电压会变大,电压表示数偏离控制值。为保持定值电阻两端电压不变,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,使滑动变阻器分压增大,定值电阻分压减小至原来的数值。滑动变阻器接入电阻变大时,滑片应向右移动,操作目的是保持电压表示数不变,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
探究电流与电阻的关系、串联电路分压规律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查电学实验的核心操作,重点考查控制变量法的应用和串联电路分压规律的理解,需明确实验中滑动变阻器的调节目的是控制定值电阻两端电压不变,是电学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
探究“通过导体的电流与电阻之间的关系”时,需采用控制变量法,保持定值电阻两端的电压不变。当定值电阻由5Ω换成10Ω后,根据串联电路分压规律,定值电阻阻值变大,其两端电压会升高,超过设定的控制电压,因此需要调节滑动变阻器,使定值电阻两端电压回到原来的数值。调节时需增大滑动变阻器接入电路的电阻,让滑动变阻器分担更多电压,从而降低定值电阻两端电压,滑动变阻器接入电阻变大时,滑片应向右移动。
【解析】
在探究电流与电阻的关系实验中,控制定值电阻两端电压不变是关键。当电阻由5Ω换为10Ω时,定值电阻阻值增大,根据串联电路分压原理,定值电阻两端电压会变大,电压表示数偏离控制值。为保持定值电阻两端电压不变,需增大滑动变阻器接入电路的电阻,使滑动变阻器分压增大,定值电阻分压减小至原来的数值。滑动变阻器接入电阻变大时,滑片应向右移动,操作目的是保持电压表示数不变,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
探究电流与电阻的关系、串联电路分压规律、滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查电学实验的核心操作,重点考查控制变量法的应用和串联电路分压规律的理解,需明确实验中滑动变阻器的调节目的是控制定值电阻两端电压不变,是电学实验的基础题型。
【难度系数】
0.5
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