【典型例题】如图所示,将电阻$R_1$为$30\ \Omega$的电阻器与电阻为$R_2$的电阻器接入电源电压恒定的电路中。闭合$S_1$、断开$S_2$时,电流表的示数为$0.4\ \mathrm{A}$;闭合$S_1$和$S_2$时,电流表的示数为$0.5\ \mathrm{A}$。电源电压为

思路导引 由题图可知,当闭合$S_1$、断开$S_2$时,电路为电阻为$R_1$的电阻器的简单电路,电流表的示数是$0.4\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可知,电源电压$U=U_1=I_1R_1=0.4\ \mathrm{A} × 30\ \Omega=12\ \mathrm{V}$。当$S_1$、$S_2$均闭合时,两电阻器并联接入电路,电流表测干路电流,电流表的示数是$0.5\ \mathrm{A}$,因为并联电路中各支路两端的电压与电源两端的电压相等,所以电阻为$R_1$的电阻器两端的电压没有变化,根据欧姆定律可知,通过电阻为$R_1$的电阻器的电流不变,仍为$0.4\ \mathrm{A}$。根据并联电路的电流规律可知,通过电阻为$R_2$的电阻器的电流$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.1\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可得,$R_2=\dfrac{U_2}{I_2}=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=120\ \Omega$。
答案 12 120
12
V,$R_2$为120
Ω。思路导引 由题图可知,当闭合$S_1$、断开$S_2$时,电路为电阻为$R_1$的电阻器的简单电路,电流表的示数是$0.4\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可知,电源电压$U=U_1=I_1R_1=0.4\ \mathrm{A} × 30\ \Omega=12\ \mathrm{V}$。当$S_1$、$S_2$均闭合时,两电阻器并联接入电路,电流表测干路电流,电流表的示数是$0.5\ \mathrm{A}$,因为并联电路中各支路两端的电压与电源两端的电压相等,所以电阻为$R_1$的电阻器两端的电压没有变化,根据欧姆定律可知,通过电阻为$R_1$的电阻器的电流不变,仍为$0.4\ \mathrm{A}$。根据并联电路的电流规律可知,通过电阻为$R_2$的电阻器的电流$I_2=I-I_1=0.5\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.1\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可得,$R_2=\dfrac{U_2}{I_2}=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{12\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=120\ \Omega$。
答案 12 120
答案
1.12 2.120
解析
【分析】首先分析开关不同状态下的电路结构:当闭合S₁、断开S₂时,电路为R₁的简单电路,电流表测量通过R₁的电流;当闭合S₁和S₂时,R₁与R₂并联,电流表测量干路电流。解题时先利用第一种状态结合欧姆定律求出电源电压,再利用并联电路的电流规律和欧姆定律求出R₂的阻值。
【解析】1. 闭合S₁、断开S₂时,电路为R₁的简单电路,根据欧姆定律 $ U = I_1R_1 $,代入数据得电源电压 $ U = 0.4\ \mathrm{A} × 30\ \Omega = 12\ \mathrm{V} $;2. 闭合S₁和S₂时,R₁与R₂并联,并联电路中各支路电压等于电源电压,因此通过R₁的电流不变(仍为0.4A),根据并联电路电流规律,通过R₂的电流 $ I_2 = I - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.1\ \mathrm{A} $,再由欧姆定律 $ R_2 = \frac{U}{I_2} $,代入数据得 $ R_2 = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} = 120\ \Omega $。
【答案】12;120
【知识点】欧姆定律、并联电路电流规律、并联电路电压规律
【点评】本题是基础电学计算题,核心是正确识别电路连接方式,灵活运用并联电路的规律和欧姆定律,步骤清晰,难度适中,适合初中电学基础阶段的练习。
【难度系数】0.7
【解析】1. 闭合S₁、断开S₂时,电路为R₁的简单电路,根据欧姆定律 $ U = I_1R_1 $,代入数据得电源电压 $ U = 0.4\ \mathrm{A} × 30\ \Omega = 12\ \mathrm{V} $;2. 闭合S₁和S₂时,R₁与R₂并联,并联电路中各支路电压等于电源电压,因此通过R₁的电流不变(仍为0.4A),根据并联电路电流规律,通过R₂的电流 $ I_2 = I - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.1\ \mathrm{A} $,再由欧姆定律 $ R_2 = \frac{U}{I_2} $,代入数据得 $ R_2 = \frac{12\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} = 120\ \Omega $。
【答案】12;120
【知识点】欧姆定律、并联电路电流规律、并联电路电压规律
【点评】本题是基础电学计算题,核心是正确识别电路连接方式,灵活运用并联电路的规律和欧姆定律,步骤清晰,难度适中,适合初中电学基础阶段的练习。
【难度系数】0.7
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