2.如图所示,灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$(灯丝电阻不变)分别标有“2.5 V 0.5 A”和“3 V 0.5 A”字样,$R=5\ \Omega$,电源电压恒定。若$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合,$\mathrm{L}_2$正常发光,电流表示数为$I_1$,则电源电压为

3
V;若只闭合$\mathrm{S}$,电流表示数为$I_2$,则$I_1:I_2=$2:1
。答案
2. 3 $2:1$ 【解析】三个开关均闭合时,$\mathrm{L}_1$被短路,$R$与$\mathrm{L}_2$并联,且$\mathrm{L}_2$正常发光,由并联电路电压的规律可得电源电压$U=U_2=3\ \mathrm{V}$。电流表测量通过$R$的电流,其示数$I_1=\frac{U}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$。只闭合开关S时,$\mathrm{L}_2$断路,$\mathrm{L}_1$与$R$串联,$\mathrm{L}_1$的电阻$R_1=\frac{U_{\mathrm{L}1}}{I_{\mathrm{L}1}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,电路中的总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R=5\ \Omega+5\ \Omega=10\ \Omega$,电流表的示数$I_2=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,则$I_1:I_2=0.6\ \mathrm{A}:0.3\ \mathrm{A}=2:1$。
解析
【分析】
首先明确不同开关状态下的电路连接:当$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合时,$\mathrm{L}_1$被短路,$R$与$\mathrm{L}_2$并联,$\mathrm{L}_2$正常发光,此时并联电路各支路电压等于电源电压,结合$\mathrm{L}_2$的额定电压可求电源电压;当只闭合$\mathrm{S}$时,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$断开,$\mathrm{L}_2$断路,$\mathrm{L}_1$与$R$串联,先根据$\mathrm{L}_1$的额定参数计算其电阻,再利用欧姆定律分别求出$I_1$和$I_2$,最后计算电流比值。
【解析】
1. 求电源电压:当$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合时,$\mathrm{L}_1$被短路,$R$与$\mathrm{L}_2$并联,$\mathrm{L}_2$正常发光,根据并联电路电压规律,电源电压等于$\mathrm{L}_2$的额定电压,即$U = U_{2额}=3\ \mathrm{V}$。
2. 计算$I_1$:电流表测量$R$支路的电流,由欧姆定律得:$I_1=\frac{U}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$。
3. 计算$\mathrm{L}_1$的电阻:由$\mathrm{L}_1$的额定参数,根据欧姆定律变形公式得:$R_1=\frac{U_{1额}}{I_{1额}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。
4. 计算$I_2$:只闭合$\mathrm{S}$时,$\mathrm{L}_1$与$R$串联,总电阻$R_{总}=R_1+R=5\ \Omega+5\ \Omega=10\ \Omega$,由欧姆定律得:$I_2=\frac{U}{R_{总}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
5. 求电流比值:$I_1:I_2=0.6\ \mathrm{A}:0.3\ \mathrm{A}=2:1$。
【答案】
3;$2:1$
【知识点】
并联电路电压规律;欧姆定律;串联电路电阻计算
【点评】
本题核心是分析不同开关状态下的电路结构,结合用电器额定参数计算电阻,再利用串并联电路特点和欧姆定律求解,需掌握电路分析的基本方法,属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.6
首先明确不同开关状态下的电路连接:当$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合时,$\mathrm{L}_1$被短路,$R$与$\mathrm{L}_2$并联,$\mathrm{L}_2$正常发光,此时并联电路各支路电压等于电源电压,结合$\mathrm{L}_2$的额定电压可求电源电压;当只闭合$\mathrm{S}$时,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$断开,$\mathrm{L}_2$断路,$\mathrm{L}_1$与$R$串联,先根据$\mathrm{L}_1$的额定参数计算其电阻,再利用欧姆定律分别求出$I_1$和$I_2$,最后计算电流比值。
【解析】
1. 求电源电压:当$\mathrm{S}$、$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_2$均闭合时,$\mathrm{L}_1$被短路,$R$与$\mathrm{L}_2$并联,$\mathrm{L}_2$正常发光,根据并联电路电压规律,电源电压等于$\mathrm{L}_2$的额定电压,即$U = U_{2额}=3\ \mathrm{V}$。
2. 计算$I_1$:电流表测量$R$支路的电流,由欧姆定律得:$I_1=\frac{U}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$。
3. 计算$\mathrm{L}_1$的电阻:由$\mathrm{L}_1$的额定参数,根据欧姆定律变形公式得:$R_1=\frac{U_{1额}}{I_{1额}}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。
4. 计算$I_2$:只闭合$\mathrm{S}$时,$\mathrm{L}_1$与$R$串联,总电阻$R_{总}=R_1+R=5\ \Omega+5\ \Omega=10\ \Omega$,由欧姆定律得:$I_2=\frac{U}{R_{总}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
5. 求电流比值:$I_1:I_2=0.6\ \mathrm{A}:0.3\ \mathrm{A}=2:1$。
【答案】
3;$2:1$
【知识点】
并联电路电压规律;欧姆定律;串联电路电阻计算
【点评】
本题核心是分析不同开关状态下的电路结构,结合用电器额定参数计算电阻,再利用串并联电路特点和欧姆定律求解,需掌握电路分析的基本方法,属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为 20 Ω。闭合开关 S,当滑动变阻器的滑片 P 移到 a 端时,电流表的示数为 0.8 A,此时电阻 R 两端的电压为

0
V;当滑动变阻器的滑片 P 移到 b 端时,通过 R 的电流为 1.6 A,则电流表的示数为 2.4
A,电阻 R 的阻值为 10
Ω。答案
3. 0 2.4 10 【解析】当滑动变阻器的滑片P移到a端时,电阻R被短路,此时电阻R两端电压为0 V。当滑片P移到a端时,电路为$R_{ab}$的简单电路,电流表测电路中的电流,根据$I=\frac{U}{R}$可得电源电压为$U=I_{ab}R_{ab}=0.8\ \mathrm{A} × 20\ \Omega=16\ \mathrm{V}$。当滑动变阻器的滑片P移到b端时,R与$R_{ab}$并联,电流表测干路电流,因滑动变阻器两端的电压不变、阻值不变,故通过滑动变阻器的电流仍为$I_{ab}=0.8\ \mathrm{A}$,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可得干路的电流为$I=I_R+I_{ab}=1.6\ \mathrm{A}+0.8\ \mathrm{A}=2.4\ \mathrm{A}$。因为并联电路中各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得电阻R的阻值为$R=\frac{U}{I_R}=\frac{16\ \mathrm{V}}{1.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
解析
【分析】
要解决这道题,需先明确滑动变阻器滑片在不同位置时的电路连接方式:当滑片P移到a端时,电阻R被短路,电路为滑动变阻器的简单电路;当滑片P移到b端时,电阻R与滑动变阻器的全部电阻并联,电流表测干路电流。再结合欧姆定律和并联电路的电流、电压特点逐步计算各物理量。
【解析】
1. 当滑片P移到a端时,电阻R被短路,因此电阻R两端的电压为0 V;此时电路为滑动变阻器(最大阻值20 Ω)的简单电路,电流表测电路电流,根据欧姆定律可得电源电压:$ U = I_{ab}R_{ab} = 0.8\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 16\ \mathrm{V} $。
2. 当滑片P移到b端时,R与滑动变阻器并联,并联电路各支路电压等于电源电压,滑动变阻器的电压和阻值不变,因此通过滑动变阻器的电流仍为0.8 A;电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,可得电流表的示数:$ I = I_R + I_{ab} = 1.6\ \mathrm{A} + 0.8\ \mathrm{A} = 2.4\ \mathrm{A} $。
3. 并联电路各支路电压相等,等于电源电压,因此电阻R的阻值:$ R = \frac{U}{I_R} = \frac{16\ \mathrm{V}}{1.6\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $。
【答案】
0;2.4;10
【知识点】
电路动态分析、欧姆定律、并联电路特点
【点评】
本题结合滑动变阻器的动态变化,考查欧姆定律和并联电路规律的应用,关键是明确不同滑片位置的电路结构,属于基础应用类题目,需准确分析电路连接方式。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需先明确滑动变阻器滑片在不同位置时的电路连接方式:当滑片P移到a端时,电阻R被短路,电路为滑动变阻器的简单电路;当滑片P移到b端时,电阻R与滑动变阻器的全部电阻并联,电流表测干路电流。再结合欧姆定律和并联电路的电流、电压特点逐步计算各物理量。
【解析】
1. 当滑片P移到a端时,电阻R被短路,因此电阻R两端的电压为0 V;此时电路为滑动变阻器(最大阻值20 Ω)的简单电路,电流表测电路电流,根据欧姆定律可得电源电压:$ U = I_{ab}R_{ab} = 0.8\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 16\ \mathrm{V} $。
2. 当滑片P移到b端时,R与滑动变阻器并联,并联电路各支路电压等于电源电压,滑动变阻器的电压和阻值不变,因此通过滑动变阻器的电流仍为0.8 A;电流表测干路电流,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,可得电流表的示数:$ I = I_R + I_{ab} = 1.6\ \mathrm{A} + 0.8\ \mathrm{A} = 2.4\ \mathrm{A} $。
3. 并联电路各支路电压相等,等于电源电压,因此电阻R的阻值:$ R = \frac{U}{I_R} = \frac{16\ \mathrm{V}}{1.6\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $。
【答案】
0;2.4;10
【知识点】
电路动态分析、欧姆定律、并联电路特点
【点评】
本题结合滑动变阻器的动态变化,考查欧姆定律和并联电路规律的应用,关键是明确不同滑片位置的电路结构,属于基础应用类题目,需准确分析电路连接方式。
【难度系数】
0.6
4.在如图所示的电路中,a、b、c分别是三个电表(电压表或电流表),$R_1=10\ \Omega,R_2=20\ \Omega,$电源电压恒为6 V。闭合开关S,当a、b为电流表,c为电压表时,电表a的示数为

0.3
A;当a、b为电压表,c为电流表时,电表b的示数为4
V。答案
4. 0.3 4 【解析】闭合开关S,当a、b为电流表,c为电压表时,$R_1$、$R_2$并联,电表a测量$R_2$所在支路的电流,电表b测量干路电流;根据并联电路的电压特点可知,$R_2$两端的电压$U_2=U=6\ \mathrm{V}$,所以通过$R_2$的电流$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,即电表a的示数为0.3 A。当电表a、b为电压表,c为电流表时,$R_1$、$R_2$串联,电表a测量电源电压,电表b测量$R_2$两端的电压;根据串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻$R=R_1+R_2=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$,电路中的电流$I=\frac{U}{R}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$;根据串联电路的电流特点可知,通过$R_2$的电流$I_2'=I=0.2\ \mathrm{A}$;根据欧姆定律可知,$R_2$两端的电压$U_2'=I_2'R_2=0.2\ \mathrm{A} × 20\ \Omega=4\ \mathrm{V}$,即电表b的示数为4 V。
解析
【分析】
要解决此题,需根据电表的使用规则(电流表串联在电路中,相当于导线;电压表并联在电路中,相当于开路),分两种情况判断电路连接方式和电表测量对象:
1. 当a、b为电流表,c为电压表时,电流表相当于导线,电压表相当于开路,此时$R_1$与$R_2$并联,电表a与$R_2$串联,测量$R_2$支路的电流;
2. 当a、b为电压表,c为电流表时,电压表相当于开路,电流表相当于导线,此时$R_1$与$R_2$串联,电表b与$R_2$并联,测量$R_2$两端的电压。再结合串并联电路特点和欧姆定律计算电表的示数。
【解析】
情况1:a、b为电流表,c为电压表时
此时$R_1$、$R_2$并联,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,并联电路各支路电压等于电源电压,故$R_2$两端电压$U_2=U=6\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律,电表a测量$R_2$支路的电流,其示数为:
$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
情况2:a、b为电压表,c为电流表时
此时$R_1$、$R_2$串联,串联电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$。
电路中的电流:$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$。
串联电路电流处处相等,电表b测量$R_2$两端的电压,其示数为:
$U_2'=IR_2=0.2\ \mathrm{A}×20\ \Omega=4\ \mathrm{V}$。
【答案】
0.3;4
【知识点】
并联电路规律、串联电路规律、欧姆定律
【点评】
本题考查电路识别、电表作用及串并联电路规律、欧姆定律的应用,关键是正确判断不同电表类型下的电路连接方式和电表测量对象,需熟练掌握电表使用规则和电路计算方法。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需根据电表的使用规则(电流表串联在电路中,相当于导线;电压表并联在电路中,相当于开路),分两种情况判断电路连接方式和电表测量对象:
1. 当a、b为电流表,c为电压表时,电流表相当于导线,电压表相当于开路,此时$R_1$与$R_2$并联,电表a与$R_2$串联,测量$R_2$支路的电流;
2. 当a、b为电压表,c为电流表时,电压表相当于开路,电流表相当于导线,此时$R_1$与$R_2$串联,电表b与$R_2$并联,测量$R_2$两端的电压。再结合串并联电路特点和欧姆定律计算电表的示数。
【解析】
情况1:a、b为电流表,c为电压表时
此时$R_1$、$R_2$并联,电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,并联电路各支路电压等于电源电压,故$R_2$两端电压$U_2=U=6\ \mathrm{V}$。
根据欧姆定律,电表a测量$R_2$支路的电流,其示数为:
$I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。
情况2:a、b为电压表,c为电流表时
此时$R_1$、$R_2$串联,串联电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+20\ \Omega=30\ \Omega$。
电路中的电流:$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$。
串联电路电流处处相等,电表b测量$R_2$两端的电压,其示数为:
$U_2'=IR_2=0.2\ \mathrm{A}×20\ \Omega=4\ \mathrm{V}$。
【答案】
0.3;4
【知识点】
并联电路规律、串联电路规律、欧姆定律
【点评】
本题考查电路识别、电表作用及串并联电路规律、欧姆定律的应用,关键是正确判断不同电表类型下的电路连接方式和电表测量对象,需熟练掌握电表使用规则和电路计算方法。
【难度系数】
0.5
5. 如下图所示,a、b、c为同一种材料做成的电阻,b与a的长度相等但横截面积是a的两倍;c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后,三个电压表的示数关系是(

A.$\mathrm{V}_1$的示数是$\mathrm{V}_3$的2倍
B.$\mathrm{V}_1$的示数是$\mathrm{V}_2$的2倍
C.$\mathrm{V}_2$的示数是$\mathrm{V}_1$的2倍
D.$\mathrm{V}_2$的示数是$\mathrm{V}_3$的2倍
B
)A.$\mathrm{V}_1$的示数是$\mathrm{V}_3$的2倍
B.$\mathrm{V}_1$的示数是$\mathrm{V}_2$的2倍
C.$\mathrm{V}_2$的示数是$\mathrm{V}_1$的2倍
D.$\mathrm{V}_2$的示数是$\mathrm{V}_3$的2倍
答案
5. B
解析
【分析】首先明确a、b、c三个电阻串联在电路中,串联电路电流处处相等。接着根据电阻定律计算三个电阻的阻值,再利用欧姆定律,结合电流相等的条件,得出三个电压表的示数关系,最后对比选项选出正确答案。
【解析】设电阻a的长度为$ L $,横截面积为$ S $,材料电阻率为$ \rho $。根据电阻定律$ R=\rho\frac{L}{S} $:
1. 电阻a的阻值:$ R_a=\rho\frac{L}{S} $;
2. 电阻b与a长度相等,横截面积为a的2倍,故$ R_b=\rho\frac{L}{2S}=\frac{1}{2}R_a $;
3. 电阻c与a横截面积相等,长度为a的2倍,故$ R_c=\rho\frac{2L}{S}=2R_a $。
由于a、b、c串联,电路中电流$ I $处处相等,根据欧姆定律$ U=IR $,三个电压表的示数为:
$ U_1=IR_a $,$ U_2=IR_b=\frac{1}{2}IR_a $,$ U_3=IR_c=2IR_a $。
由此可得$ U_1=2U_2 $,对比选项,只有B选项符合。
【答案】B
【知识点】电阻定律、欧姆定律、串联电路特点
【点评】本题结合电阻定律和串联电路的欧姆定律,考查对电阻影响因素及串联电压规律的应用,关键是正确推导各电阻的阻值关系,再结合电流相等分析电压关系,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
【解析】设电阻a的长度为$ L $,横截面积为$ S $,材料电阻率为$ \rho $。根据电阻定律$ R=\rho\frac{L}{S} $:
1. 电阻a的阻值:$ R_a=\rho\frac{L}{S} $;
2. 电阻b与a长度相等,横截面积为a的2倍,故$ R_b=\rho\frac{L}{2S}=\frac{1}{2}R_a $;
3. 电阻c与a横截面积相等,长度为a的2倍,故$ R_c=\rho\frac{2L}{S}=2R_a $。
由于a、b、c串联,电路中电流$ I $处处相等,根据欧姆定律$ U=IR $,三个电压表的示数为:
$ U_1=IR_a $,$ U_2=IR_b=\frac{1}{2}IR_a $,$ U_3=IR_c=2IR_a $。
由此可得$ U_1=2U_2 $,对比选项,只有B选项符合。
【答案】B
【知识点】电阻定律、欧姆定律、串联电路特点
【点评】本题结合电阻定律和串联电路的欧姆定律,考查对电阻影响因素及串联电压规律的应用,关键是正确推导各电阻的阻值关系,再结合电流相等分析电压关系,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
6. 下图所示的是元件甲和乙的$U-I$图像。小明依据图像信息作出的判断,正确的是 (

A. 当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B. 当乙两端电压为2.5 V时,其电阻为10 Ω
C. 将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则甲、乙两端的电压之和为2 V
D. 将甲和乙并联,若电压为1 V,则干路电流为0.4 A
变式 下图所示的是灯泡L与电阻R的电流与电压的关系图像。下列说法错误的是 (

A. 电阻R的阻值是10 Ω
B. 灯泡L的阻值随电压的增大而增大
C. 若L与R并联在电源上,通过干路的电流是0.6 A,则此时电源电压为2 V
D. 若L与R串联在5 V的电源上,则电路中的电流为0.4 A
C
)A. 当甲两端电压为0.5 V时,通过它的电流为0.3 A
B. 当乙两端电压为2.5 V时,其电阻为10 Ω
C. 将甲和乙串联,若电流为0.3 A,则甲、乙两端的电压之和为2 V
D. 将甲和乙并联,若电压为1 V,则干路电流为0.4 A
变式 下图所示的是灯泡L与电阻R的电流与电压的关系图像。下列说法错误的是 (
C
)A. 电阻R的阻值是10 Ω
B. 灯泡L的阻值随电压的增大而增大
C. 若L与R并联在电源上,通过干路的电流是0.6 A,则此时电源电压为2 V
D. 若L与R串联在5 V的电源上,则电路中的电流为0.4 A
答案
6. C 变式 C 【解析】根据欧姆定律可知电阻R的阻值是$R=\frac{U_1}{I_1}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,故A正确。由图可知,当灯泡两端的电压分别为1 V、2 V时,通过灯泡的电流分别为0.4 A、0.6 A,根据欧姆定律可知灯泡的阻值分别为$\frac{1\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$,$\frac{2\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}} \approx 3.3\ \Omega$,灯泡的阻值随电压的增大而增大,故B正确。L与R并联在2 V的电源上时,根据并联电路的电压规律可知L与R两端的电压均为2 V,由图可知通过R的电流$I_R=0.2\ \mathrm{A}$,通过L的电流$I_L=0.6\ \mathrm{A}$,由并联电路的电流规律可得干路电流$I=I_R+I_L=0.2\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}$,故C错误。由图可知,L与R串联时,若电路中的电流为$I'=0.4\ \mathrm{A}$,则灯泡两端的电压为$U_L=1\ \mathrm{V}$,电阻R两端的电压为$U_R=4\ \mathrm{V}$,根据串联电路的电压规律可得串联电路的总电压$U=U_L+U_R=1\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$;所以L与R串联在5 V的电源上时,电路中的电流是0.4 A,故D正确。
解析
【分析】
本题为U-I图像结合欧姆定律、串并联电路规律的电学题,解题思路:1. 明确U-I图像中横坐标为电压、纵坐标为电流,定值电阻的图像为直线,灯泡等非线性元件的图像为曲线;2. 对每个选项,从图像提取对应电压下的电流或对应电流下的电压,结合欧姆定律($R=\frac{U}{I}$)、串并联电路的电流(串联电流相等、并联干路电流等于支路电流和)、电压(串联总电压等于各部分电压和、并联各支路电压相等)规律逐一分析判断。
【解析】
原题6题分析:
选项A:由图像可知,甲两端电压为0.5V时,通过的电流为0.1A,而非0.3A,A错误;
选项B:乙两端电压为2.5V时,通过的电流为0.5A,根据欧姆定律,电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,而非10Ω,B错误;
选项C:甲、乙串联时电流相等,当电流为0.3A时,从图像得甲两端电压为1.5V,乙两端电压为0.5V,总电压$U=1.5\ \mathrm{V}+0.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,C正确;
选项D:甲、乙并联时电压相等,当电压为1V时,甲的电流为0.2A,乙的电流为0.4A,干路电流$I=0.2\ \mathrm{A}+0.4\ \mathrm{A}=0.6\ \mathrm{A}$,而非0.4A,D错误;故原题6选C。
变式题分析:
选项A:电阻R为定值,由图像知$U=4\ \mathrm{V}$时$I=0.4\ \mathrm{A}$,$R=\frac{U}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,A正确;
选项B:灯泡L的阻值随温度变化,电压1V时$R=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$,电压2V时$R=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}\approx3.3\ \Omega$,阻值随电压增大而增大,B正确;
选项C:L与R并联时电压相等,若干路电流为0.6A,电源电压为2V时,通过R的电流$I_R=\frac{2\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,通过L的电流$I_L=0.6\ \mathrm{A}$,干路电流$I=0.2\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}≠0.6\ \mathrm{A}$,C错误;
选项D:L与R串联时电流相等,当电流为0.4A时,L的电压为1V,R的电压为4V,总电压$U=1\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$,故串联在5V电源上电流为0.4A,D正确;故变式题选C。
【答案】
6. C 变式 C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路规律
【点评】
本题考查U-I图像的应用,需准确提取图像中的电压、电流信息,结合欧姆定律和串并联电路规律分析,区分定值电阻与非线性元件(如灯泡)的图像特点,是电学基础题型,需细心分析每个选项。
【难度系数】
0.5
本题为U-I图像结合欧姆定律、串并联电路规律的电学题,解题思路:1. 明确U-I图像中横坐标为电压、纵坐标为电流,定值电阻的图像为直线,灯泡等非线性元件的图像为曲线;2. 对每个选项,从图像提取对应电压下的电流或对应电流下的电压,结合欧姆定律($R=\frac{U}{I}$)、串并联电路的电流(串联电流相等、并联干路电流等于支路电流和)、电压(串联总电压等于各部分电压和、并联各支路电压相等)规律逐一分析判断。
【解析】
原题6题分析:
选项A:由图像可知,甲两端电压为0.5V时,通过的电流为0.1A,而非0.3A,A错误;
选项B:乙两端电压为2.5V时,通过的电流为0.5A,根据欧姆定律,电阻$R=\frac{U}{I}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$,而非10Ω,B错误;
选项C:甲、乙串联时电流相等,当电流为0.3A时,从图像得甲两端电压为1.5V,乙两端电压为0.5V,总电压$U=1.5\ \mathrm{V}+0.5\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$,C正确;
选项D:甲、乙并联时电压相等,当电压为1V时,甲的电流为0.2A,乙的电流为0.4A,干路电流$I=0.2\ \mathrm{A}+0.4\ \mathrm{A}=0.6\ \mathrm{A}$,而非0.4A,D错误;故原题6选C。
变式题分析:
选项A:电阻R为定值,由图像知$U=4\ \mathrm{V}$时$I=0.4\ \mathrm{A}$,$R=\frac{U}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$,A正确;
选项B:灯泡L的阻值随温度变化,电压1V时$R=\frac{1\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=2.5\ \Omega$,电压2V时$R=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}\approx3.3\ \Omega$,阻值随电压增大而增大,B正确;
选项C:L与R并联时电压相等,若干路电流为0.6A,电源电压为2V时,通过R的电流$I_R=\frac{2\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,通过L的电流$I_L=0.6\ \mathrm{A}$,干路电流$I=0.2\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}≠0.6\ \mathrm{A}$,C错误;
选项D:L与R串联时电流相等,当电流为0.4A时,L的电压为1V,R的电压为4V,总电压$U=1\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$,故串联在5V电源上电流为0.4A,D正确;故变式题选C。
【答案】
6. C 变式 C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路规律
【点评】
本题考查U-I图像的应用,需准确提取图像中的电压、电流信息,结合欧姆定律和串并联电路规律分析,区分定值电阻与非线性元件(如灯泡)的图像特点,是电学基础题型,需细心分析每个选项。
【难度系数】
0.5
7.(多选)图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,$R_1$、$R_2$的$I-U$关系图像如图乙所示。下列判断正确的是
(

A.图线B是电阻$R_1$的$I-U$关系图像
B.$R_1$的阻值是$10\ \Omega$
C.电源电压为$16\ \mathrm{V}$
D.滑动变阻器$R_2$的最大阻值为$70\ \Omega$
(
AD
)A.图线B是电阻$R_1$的$I-U$关系图像
B.$R_1$的阻值是$10\ \Omega$
C.电源电压为$16\ \mathrm{V}$
D.滑动变阻器$R_2$的最大阻值为$70\ \Omega$
答案
7. AD 【解析】由电路图可知,$R_1$、$R_2$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端的电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端的电压,电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路为$R_1$的简单电路,电路中的电流最大,$R_1$两端的电压最大,$R_2$两端的电压为0。由图像可知,图线A为滑动变阻器$R_2$的$I-U$关系图像,图线B为电阻$R_1$的$I-U$关系图像,故A正确。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图像可知,电路中的最小电流$I=0.2\ \mathrm{A}$,此时$R_1$两端的电压$U_1=4\ \mathrm{V}$,$R_2$两端的电压$U_2=14\ \mathrm{V}$,$R_1$的阻值$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,故B错误。因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源电压$U=U_1+U_2=4\ \mathrm{V}+14\ \mathrm{V}=18\ \mathrm{V}$,故C错误。由$I=\frac{U}{R}$可知,滑动变阻器的最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=\frac{U_2}{I}=\frac{14\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=70\ \Omega$,故D正确。
解析
【分析】
首先明确电路为$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。当滑动变阻器滑片从右端滑到左端时,$R_2$接入电阻减小,电路电流增大;根据串联分压规律,$R_2$两端电压随电流增大而减小,$R_1$两端电压随电流增大而增大,据此判断$\mathrm{I-U}$图像对应的电阻,再结合串联电路电压规律和欧姆定律分析各选项。
【解析】
由图甲可知,$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。
1. 图线判断:当滑动变阻器接入电阻为0时,$R_2$两端电压为0,电路电流最大,此时$R_1$两端电压等于电源电压;当滑动变阻器接入电阻增大时,电路电流减小,$R_2$两端电压增大,$R_1$两端电压减小。因此,电压随电流增大而减小的图线A是$R_2$的$\mathrm{I-U}$关系图像,电压随电流增大而增大的图线B是$R_1$的$\mathrm{I-U}$关系图像,故A选项正确。
2. $R_1$阻值计算:当滑动变阻器接入电阻最大时,电路电流最小,由图乙可知最小电流$I=0.2\ \mathrm{A}$,此时$R_1$两端电压$U_1=4\ \mathrm{V}$,根据欧姆定律$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,故B选项错误。
3. 电源电压计算:串联电路总电压等于各分电压之和,当电流$I=0.2\ \mathrm{A}$时,$R_2$两端电压$U_2=14\ \mathrm{V}$,因此电源电压$U=U_1+U_2=4\ \mathrm{V}+14\ \mathrm{V}=18\ \mathrm{V}$,故C选项错误。
4. 滑动变阻器最大阻值计算:当电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,此时$U_2=14\ \mathrm{V}$,$I=0.2\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律,$R_2$的最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=\frac{U_2}{I}=\frac{14\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=70\ \Omega$,故D选项正确。
【答案】
AD
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、I-U图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点和$\mathrm{I-U}$图像考查欧姆定律的应用,核心是根据图像变化规律判断对应电阻的$\mathrm{I-U}$关系,再结合电路规律计算,需要学生具备图像分析和公式应用能力,属于中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.5
首先明确电路为$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。当滑动变阻器滑片从右端滑到左端时,$R_2$接入电阻减小,电路电流增大;根据串联分压规律,$R_2$两端电压随电流增大而减小,$R_1$两端电压随电流增大而增大,据此判断$\mathrm{I-U}$图像对应的电阻,再结合串联电路电压规律和欧姆定律分析各选项。
【解析】
由图甲可知,$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,$\mathrm{V}_1$测$R_1$两端电压,$\mathrm{V}_2$测$R_2$两端电压。
1. 图线判断:当滑动变阻器接入电阻为0时,$R_2$两端电压为0,电路电流最大,此时$R_1$两端电压等于电源电压;当滑动变阻器接入电阻增大时,电路电流减小,$R_2$两端电压增大,$R_1$两端电压减小。因此,电压随电流增大而减小的图线A是$R_2$的$\mathrm{I-U}$关系图像,电压随电流增大而增大的图线B是$R_1$的$\mathrm{I-U}$关系图像,故A选项正确。
2. $R_1$阻值计算:当滑动变阻器接入电阻最大时,电路电流最小,由图乙可知最小电流$I=0.2\ \mathrm{A}$,此时$R_1$两端电压$U_1=4\ \mathrm{V}$,根据欧姆定律$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,故B选项错误。
3. 电源电压计算:串联电路总电压等于各分电压之和,当电流$I=0.2\ \mathrm{A}$时,$R_2$两端电压$U_2=14\ \mathrm{V}$,因此电源电压$U=U_1+U_2=4\ \mathrm{V}+14\ \mathrm{V}=18\ \mathrm{V}$,故C选项错误。
4. 滑动变阻器最大阻值计算:当电流最小时,滑动变阻器接入电阻最大,此时$U_2=14\ \mathrm{V}$,$I=0.2\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律,$R_2$的最大阻值$R_{2\mathrm{大}}=\frac{U_2}{I}=\frac{14\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=70\ \Omega$,故D选项正确。
【答案】
AD
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、I-U图像分析
【点评】
本题结合串联电路特点和$\mathrm{I-U}$图像考查欧姆定律的应用,核心是根据图像变化规律判断对应电阻的$\mathrm{I-U}$关系,再结合电路规律计算,需要学生具备图像分析和公式应用能力,属于中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.5
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