6. 小灯泡 L 和定值电阻 R 接在如图甲所示的电路中,两者的 I-U 关系图像如图乙所示,下列说法正确的是(

A.图乙中曲线 A 表示定值电阻 R 的 I-U 关系图像
B.电阻 R 的阻值为$20\ \Omega$
C.当电源电压为 4 V 时,通过小灯泡的电流为 0.4 A
D.当电流表示数为 0.25 A 时,电源电压为 2 V
D
)A.图乙中曲线 A 表示定值电阻 R 的 I-U 关系图像
B.电阻 R 的阻值为$20\ \Omega$
C.当电源电压为 4 V 时,通过小灯泡的电流为 0.4 A
D.当电流表示数为 0.25 A 时,电源电压为 2 V
答案
6. D 解析:由题图甲可知,L与R并联,电流表测干路电流.由欧姆定律可知,通过定值电阻的电流与其两端的电压成正比,即定值电阻R的I-U关系图像是一条直线,曲线B表示电阻R的I-U关系图像,A错误;由题图乙可知,电阻R的阻值$R = \frac{U_R}{I} = \frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$,B错误;由题图乙可知,当电源电压为4 V时,通过小灯泡的电流为0.3 A,C错误;由题图乙可知,当电源电压为2 V时,通过L和R的电流分别为$I_\mathrm{L}=0.2\ \mathrm{A}$、$I_R=0.05\ \mathrm{A}$,干路电流$I_\mathrm{总} = I_\mathrm{L} + I_R = 0.2\ \mathrm{A} + 0.05\ \mathrm{A} = 0.25\ \mathrm{A}$,即电流表示数为0.25 A,D正确.
解析
【分析】
首先先观察图甲的电路,判断出小灯泡L和定值电阻R是并联关系,电流表测量干路的总电流。接下来回忆两个元件的I-U图像特点:定值电阻的阻值恒定,根据欧姆定律,通过它的电流和两端电压成正比,因此I-U图像是过原点的直线;小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,因此它的I-U图像是曲线。先据此区分图乙中A、B两条曲线分别对应的元件,再逐个对四个选项进行验证:先判断A选项的图像对应关系是否正确,再代入欧姆定律计算定值电阻的阻值判断B选项,再利用并联电路各支路电压等于电源电压的特点,读取对应电压下灯泡的电流判断C选项,最后利用并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律,验证干路电流为0.25A时对应的电源电压,判断D选项的正误。
【解析】
解:由图甲可知,灯泡L与定值电阻R并联,电流表测干路的总电流。
1. 分析选项A:定值电阻的阻值不变,通过它的电流与两端电压成正比,I-U图像为过原点的直线,因此图乙中直线B是定值电阻R的I-U关系图像,曲线A是小灯泡L的I-U关系图像,A错误。
2. 分析选项B:从R的I-U图像(直线B)取点,当R两端电压为8V时,对应的电流为0.2A,根据欧姆定律$R=\frac{U_R}{I_R}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,并非20Ω,B错误。
3. 分析选项C:并联电路各支路电压等于电源电压,当电源电压为4V时,小灯泡两端电压也为4V,从曲线A读取对应电流为0.3A,并非0.4A,C错误。
4. 分析选项D:当电流表示数为0.25A,即干路总电流为0.25A时,说明同一电源电压下,通过L和R的电流之和为0.25A。当电源电压为2V时,从曲线A得通过小灯泡的电流$I_L=0.2\ \mathrm{A}$,通过定值电阻R的电流$I_R=\frac{U}{R}=\frac{2\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.05\ \mathrm{A}$,干路总电流$I_{\mathrm{总}}=I_L+I_R=0.2\ \mathrm{A}+0.05\ \mathrm{A}=0.25\ \mathrm{A}$,符合条件,D正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路规律,欧姆定律,I-U图像识别
【点评】
本题结合并联电路的特点和元件的I-U特性图像进行考查,易错点是混淆小灯泡和定值电阻的I-U图像特征,部分同学容易忽略并联电路干路电流等于两支路电流之和的规律,直接从图像上找0.25A对应的电压导致错选,解题时要明确并联电路电压、电流的对应关系,准确从图像中读取所需的物理量。
【难度系数】
0.6
首先先观察图甲的电路,判断出小灯泡L和定值电阻R是并联关系,电流表测量干路的总电流。接下来回忆两个元件的I-U图像特点:定值电阻的阻值恒定,根据欧姆定律,通过它的电流和两端电压成正比,因此I-U图像是过原点的直线;小灯泡的灯丝电阻随温度升高而增大,因此它的I-U图像是曲线。先据此区分图乙中A、B两条曲线分别对应的元件,再逐个对四个选项进行验证:先判断A选项的图像对应关系是否正确,再代入欧姆定律计算定值电阻的阻值判断B选项,再利用并联电路各支路电压等于电源电压的特点,读取对应电压下灯泡的电流判断C选项,最后利用并联电路干路电流等于各支路电流之和的规律,验证干路电流为0.25A时对应的电源电压,判断D选项的正误。
【解析】
解:由图甲可知,灯泡L与定值电阻R并联,电流表测干路的总电流。
1. 分析选项A:定值电阻的阻值不变,通过它的电流与两端电压成正比,I-U图像为过原点的直线,因此图乙中直线B是定值电阻R的I-U关系图像,曲线A是小灯泡L的I-U关系图像,A错误。
2. 分析选项B:从R的I-U图像(直线B)取点,当R两端电压为8V时,对应的电流为0.2A,根据欧姆定律$R=\frac{U_R}{I_R}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$,并非20Ω,B错误。
3. 分析选项C:并联电路各支路电压等于电源电压,当电源电压为4V时,小灯泡两端电压也为4V,从曲线A读取对应电流为0.3A,并非0.4A,C错误。
4. 分析选项D:当电流表示数为0.25A,即干路总电流为0.25A时,说明同一电源电压下,通过L和R的电流之和为0.25A。当电源电压为2V时,从曲线A得通过小灯泡的电流$I_L=0.2\ \mathrm{A}$,通过定值电阻R的电流$I_R=\frac{U}{R}=\frac{2\ \mathrm{V}}{40\ \Omega}=0.05\ \mathrm{A}$,干路总电流$I_{\mathrm{总}}=I_L+I_R=0.2\ \mathrm{A}+0.05\ \mathrm{A}=0.25\ \mathrm{A}$,符合条件,D正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路规律,欧姆定律,I-U图像识别
【点评】
本题结合并联电路的特点和元件的I-U特性图像进行考查,易错点是混淆小灯泡和定值电阻的I-U图像特征,部分同学容易忽略并联电路干路电流等于两支路电流之和的规律,直接从图像上找0.25A对应的电压导致错选,解题时要明确并联电路电压、电流的对应关系,准确从图像中读取所需的物理量。
【难度系数】
0.6
7. 如图所示,$R_1$ 是阻值范围为 $0 ∼ 20\ \Omega$ 的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为6 V,电流表 $\mathrm{A}_1$ 的示数是1.5 A,电流表 $\mathrm{A}_2$ 的示数是0.5 A。电流表 $\mathrm{A}_1$ 的量程是 $0 ∼ 3\ \mathrm{A}$,电流表 $\mathrm{A}_2$ 的量程是 $0 ∼ 0.6\ \mathrm{A}$。
(1) 求 $R_2$ 的阻值和滑动变阻器 $R_1$ 接入电路的阻值。
(2) 为使电表不损坏,求通过滑动变阻器 $R_1$ 的最大电流。
(3) 为使电表不损坏,求滑动变阻器 $R_1$ 接入电路的最小阻值。

(1) 求 $R_2$ 的阻值和滑动变阻器 $R_1$ 接入电路的阻值。
(2) 为使电表不损坏,求通过滑动变阻器 $R_1$ 的最大电流。
(3) 为使电表不损坏,求滑动变阻器 $R_1$ 接入电路的最小阻值。
答案
7. (1)$R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 12\ \Omega$ $R_1 = \frac{U}{I_1} = \frac{U}{I-I_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}-0.5\ \mathrm{A}} = 6\ \Omega$ (2)$I_{1\mathrm{max}} = I_{\mathrm{max}} - I_2 = 3\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 2.5\ \mathrm{A}$ (3)$R_{1\mathrm{min}} = \frac{U}{I_{1\mathrm{max}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}} = 2.4\ \Omega$ 解析:(1)由题图可知,电阻$R_2$与滑动变阻器$R_1$并联,电压表测电源电压,电流表$\mathrm{A}_1$测干路电流,电流表$\mathrm{A}_2$测$R_2$所在支路的电流.并联电路中总电压与各支路两端的电压相等,根据欧姆定律可得,$R_2$的阻值$R_2 = \frac{U}{I_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 12\ \Omega$;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,通过滑动变阻器$R_1$的电流$I_1=I-I_2=1.5\ \mathrm{A}-0.5\ \mathrm{A}=1\ \mathrm{A}$,滑动变阻器$R_1$接入电路的阻值$R_1 = \frac{U}{I_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 6\ \Omega$.(2)并联电路中各支路独立工作、互不影响,移动滑片时,通过$R_2$的电流不变,即$I_2=0.5\ \mathrm{A}$,当电流表$\mathrm{A}_1$的示数为3 A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过滑动变阻器$R_1$的电流最大,为$I_{1\mathrm{max}} = I_{\mathrm{max}} - I_2 = 3\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 2.5\ \mathrm{A}$.(3)滑动变阻器接入电路的最小阻值$R_{1\mathrm{min}} = \frac{U}{I_{1\mathrm{max}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}} = 2.4\ \Omega$.
解析
【分析】
首先第一步先识别电路连接方式:由图可知R₁与R₂是并联关系,电压表测量电源电压,电流表A₁测干路总电流,电流表A₂测量R₂支路的电流。
第(1)问:已知电压表示数为6V,说明并联电路各支路两端电压都等于电源电压6V,A₂的示数是R₂的电流0.5A,直接用欧姆定律R=U/I就能算出R₂的阻值;再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,用干路A₁的示数减去R₂的电流,得到通过R₁的电流,再次用欧姆定律就能算出此时R₁接入的阻值。
第(2)问:分析电表安全的限制条件:R₂是定值电阻,它两端电压始终等于电源电压,所以通过R₂的电流始终是0.5A,小于A₂的0~0.6A量程上限,因此A₂不会损坏,电路的电流限制来自A₁的0~3A量程,干路最大允许电流是3A,用干路最大电流减去R₂的恒定电流,就得到R₁允许通过的最大电流。
第(3)问:R₁两端电压始终等于电源电压6V,已经算出R₁允许的最大电流,根据欧姆定律R=U/I,电压不变时电流越大电阻越小,代入数值就能算出R₁接入的最小阻值。
【解析】
(1) 由电路图可知,R₁与R₂并联,电压表测电源电压,即U=6V。
并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压:U₁=U₂=U=6V。
电流表A₂测R₂支路电流I₂=0.5A,根据欧姆定律可得:
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 12\ \Omega$
并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表A₁测干路总电流I=1.5A,因此通过R₁的电流:
$I_1 = I - I_2 = 1.5\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{A}$
则R₁接入电路的阻值:
$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 6\ \Omega$
(2) 并联电路各支路独立工作互不影响,移动滑片时R₂的电流始终为I₂=0.5A,该值小于A₂的量程上限0.6A,因此A₂始终安全。
电流表A₁量程为0~3A,因此干路允许的最大总电流$I_{\mathrm{max}}=3\ \mathrm{A}$,此时通过R₁的电流最大:
$I_{1\mathrm{max}} = I_{\mathrm{max}} - I_2 = 3\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 2.5\ \mathrm{A}$
(3) R₁两端电压始终为U=6V,根据欧姆定律,当R₁通过最大电流$I_{1\mathrm{max}}=2.5\ \mathrm{A}$时,接入的阻值最小:
$R_{1\mathrm{min}} = \frac{U}{I_{1\mathrm{max}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}} = 2.4\ \Omega$
【答案】
(1) $R_2$的阻值为$12\ \Omega$,滑动变阻器$R_1$接入电路的阻值为$6\ \Omega$;
(2) 通过滑动变阻器$R_1$的最大电流为$2.5\ \mathrm{A}$;
(3) 滑动变阻器$R_1$接入电路的最小阻值为$2.4\ \Omega$。
【知识点】
并联电路电流规律,欧姆定律应用,电路安全分析
【点评】
本题是并联电路欧姆定律的常规应用题,核心考点是并联电路的电压、电流特点,难点是电路安全极值的判断,需要注意定值电阻R₂的支路电流不受滑动变阻器调节影响,不会超过电流表A₂的量程,解题时要先逐一分析各电表的安全约束再推导极值,避免误判限制条件。
【难度系数】
0.7
首先第一步先识别电路连接方式:由图可知R₁与R₂是并联关系,电压表测量电源电压,电流表A₁测干路总电流,电流表A₂测量R₂支路的电流。
第(1)问:已知电压表示数为6V,说明并联电路各支路两端电压都等于电源电压6V,A₂的示数是R₂的电流0.5A,直接用欧姆定律R=U/I就能算出R₂的阻值;再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,用干路A₁的示数减去R₂的电流,得到通过R₁的电流,再次用欧姆定律就能算出此时R₁接入的阻值。
第(2)问:分析电表安全的限制条件:R₂是定值电阻,它两端电压始终等于电源电压,所以通过R₂的电流始终是0.5A,小于A₂的0~0.6A量程上限,因此A₂不会损坏,电路的电流限制来自A₁的0~3A量程,干路最大允许电流是3A,用干路最大电流减去R₂的恒定电流,就得到R₁允许通过的最大电流。
第(3)问:R₁两端电压始终等于电源电压6V,已经算出R₁允许的最大电流,根据欧姆定律R=U/I,电压不变时电流越大电阻越小,代入数值就能算出R₁接入的最小阻值。
【解析】
(1) 由电路图可知,R₁与R₂并联,电压表测电源电压,即U=6V。
并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压:U₁=U₂=U=6V。
电流表A₂测R₂支路电流I₂=0.5A,根据欧姆定律可得:
$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 12\ \Omega$
并联电路干路电流等于各支路电流之和,电流表A₁测干路总电流I=1.5A,因此通过R₁的电流:
$I_1 = I - I_2 = 1.5\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 1\ \mathrm{A}$
则R₁接入电路的阻值:
$R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 6\ \Omega$
(2) 并联电路各支路独立工作互不影响,移动滑片时R₂的电流始终为I₂=0.5A,该值小于A₂的量程上限0.6A,因此A₂始终安全。
电流表A₁量程为0~3A,因此干路允许的最大总电流$I_{\mathrm{max}}=3\ \mathrm{A}$,此时通过R₁的电流最大:
$I_{1\mathrm{max}} = I_{\mathrm{max}} - I_2 = 3\ \mathrm{A} - 0.5\ \mathrm{A} = 2.5\ \mathrm{A}$
(3) R₁两端电压始终为U=6V,根据欧姆定律,当R₁通过最大电流$I_{1\mathrm{max}}=2.5\ \mathrm{A}$时,接入的阻值最小:
$R_{1\mathrm{min}} = \frac{U}{I_{1\mathrm{max}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{2.5\ \mathrm{A}} = 2.4\ \Omega$
【答案】
(1) $R_2$的阻值为$12\ \Omega$,滑动变阻器$R_1$接入电路的阻值为$6\ \Omega$;
(2) 通过滑动变阻器$R_1$的最大电流为$2.5\ \mathrm{A}$;
(3) 滑动变阻器$R_1$接入电路的最小阻值为$2.4\ \Omega$。
【知识点】
并联电路电流规律,欧姆定律应用,电路安全分析
【点评】
本题是并联电路欧姆定律的常规应用题,核心考点是并联电路的电压、电流特点,难点是电路安全极值的判断,需要注意定值电阻R₂的支路电流不受滑动变阻器调节影响,不会超过电流表A₂的量程,解题时要先逐一分析各电表的安全约束再推导极值,避免误判限制条件。
【难度系数】
0.7
8. 在如图所示的电路中,电源电压恒定,$R_{1}=20\ \Omega$,$R_{2}=10\ \Omega$.当开关$\mathrm{S}_{1}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,电流表的示数为$\quantity{0.6}{A}$,则电源电压为

6
$\mathrm{V}$;当开关$\mathrm{S}_{2}$闭合,$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,电流表示数为0.2
$\mathrm{A}$;当开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$断开时,电流表示数为0.9
$\mathrm{A}$.答案
8. 6 0.2 0.9 解析:由题图可知,当开关$\mathrm{S}_1$闭合,$\mathrm{S}_2$、$\mathrm{S}_3$断开时,电路为$R_2$的简单电路,电流表测电路中的电流,由$I=\frac{U}{R}$可得,电源电压$U=U_2=I_2R_2=0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$;当开关$\mathrm{S}_2$闭合,$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路中的电流,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻$R=R_1+R_2=20\ \Omega+10\ \Omega=30\ \Omega$,则电流表示数$I=\frac{U}{R}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$;当开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$闭合,$\mathrm{S}_2$断开时,$R_1$与$R_2$并联,电流表测干路电流,由并联电路电压特点可知,$U=U_1=U_2=6\ \mathrm{V}$,由并联电路的电流特点和欧姆定律可得,电流表示数$I'=I_1+I_2=\frac{U}{R_1}+I_2=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$.
解析
【分析】
这是典型的多开关动态电路计算问题,解题的核心思路是先通过电流流向法,逐个分析不同开关通断组合下的电路连接方式:
1. 第一种状态:S₁闭合,S₂、S₃断开时,电流从电源正极出发,仅经过S₁、R₂、电流表回到电源负极,只有R₂接入电路,属于简单电路,直接用欧姆定律U=IR就能算出电源电压。
2. 第二种状态:S₂闭合,S₁、S₃断开时,电流从电源正极出发,依次经过S₂、R₁、R₂、电流表回到电源负极,R₁和R₂首尾顺次连接,属于串联电路,先算出总电阻,再用电源电压除以总电阻得到电路电流。
3. 第三种状态:S₁、S₃闭合,S₂断开时,电流从电源正极流出后分成两条支路,一条经过S₁、R₂,另一条经过R₁、S₃,最后汇合经过电流表回到电源负极,R₁和R₂两端都直接接电源两端,属于并联电路,分别算出两个支路的电流,相加得到干路电流表的示数。
【解析】
① 当开关$\mathrm{S}_{1}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,电路为$R_2$的简单电路,电流表测量电路电流:
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得电源电压:
$U=I_2R_2=0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
② 当开关$\mathrm{S}_{2}$闭合,$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电流表测量串联电路的电流:
串联电路总电阻等于各分电阻之和,总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=20\ \Omega+10\ \Omega=30\ \Omega$,
此时电路电流$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,即电流表示数为0.2A。
③ 当开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$断开时,$R_1$与$R_2$并联,电流表测量干路总电流:
并联电路各支路两端电压等于电源电压,因此$U_1=U_2=U=6\ \mathrm{V}$,
通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,
通过$R_2$的电流仍为0.6A,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,总电流$I'=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$,即电流表示数为0.9A。
【答案】
6;0.2;0.9
【知识点】
欧姆定律,串联电路特点,并联电路特点
【点评】
本题属于电学基础常考题,重点考察多开关场景下的电路识别能力,只要能准确区分不同开关状态下电阻的串并联关系,结合欧姆定律和串并联电路的基本规律即可顺利求解,适合用来巩固动态电路的基础分析方法。
【难度系数】
0.7
这是典型的多开关动态电路计算问题,解题的核心思路是先通过电流流向法,逐个分析不同开关通断组合下的电路连接方式:
1. 第一种状态:S₁闭合,S₂、S₃断开时,电流从电源正极出发,仅经过S₁、R₂、电流表回到电源负极,只有R₂接入电路,属于简单电路,直接用欧姆定律U=IR就能算出电源电压。
2. 第二种状态:S₂闭合,S₁、S₃断开时,电流从电源正极出发,依次经过S₂、R₁、R₂、电流表回到电源负极,R₁和R₂首尾顺次连接,属于串联电路,先算出总电阻,再用电源电压除以总电阻得到电路电流。
3. 第三种状态:S₁、S₃闭合,S₂断开时,电流从电源正极流出后分成两条支路,一条经过S₁、R₂,另一条经过R₁、S₃,最后汇合经过电流表回到电源负极,R₁和R₂两端都直接接电源两端,属于并联电路,分别算出两个支路的电流,相加得到干路电流表的示数。
【解析】
① 当开关$\mathrm{S}_{1}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,电路为$R_2$的简单电路,电流表测量电路电流:
根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得电源电压:
$U=I_2R_2=0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
② 当开关$\mathrm{S}_{2}$闭合,$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电流表测量串联电路的电流:
串联电路总电阻等于各分电阻之和,总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=20\ \Omega+10\ \Omega=30\ \Omega$,
此时电路电流$I=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,即电流表示数为0.2A。
③ 当开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{3}$闭合,$\mathrm{S}_{2}$断开时,$R_1$与$R_2$并联,电流表测量干路总电流:
并联电路各支路两端电压等于电源电压,因此$U_1=U_2=U=6\ \mathrm{V}$,
通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,
通过$R_2$的电流仍为0.6A,
根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,总电流$I'=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$,即电流表示数为0.9A。
【答案】
6;0.2;0.9
【知识点】
欧姆定律,串联电路特点,并联电路特点
【点评】
本题属于电学基础常考题,重点考察多开关场景下的电路识别能力,只要能准确区分不同开关状态下电阻的串并联关系,结合欧姆定律和串并联电路的基本规律即可顺利求解,适合用来巩固动态电路的基础分析方法。
【难度系数】
0.7
9. 在如图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,电压表V的示数将

不变
,电流表A的示数将变小
,电压表V的示数与电流表A和$\mathrm{A}_1$的示数差的比值将不变
.(以上均选填“变小”“不变”或“变大”)答案
9. 不变 变小 不变 解析:由题图可知,$R_1$和$R_2$并联,当闭合开关S时,电压表测量电源电压,因此电压表V的示数不变,电流表$\mathrm{A}_1$测通过$R_1$的电流,电流表A测干路电流;当滑动变阻器的滑片P向右移动时,$R_1$接入电路的电阻变大,通过$R_1$的电流变小,通过$R_2$的电流不变,根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,电流表A的示数变小;电压表V的示数与电流表A与$\mathrm{A}_1$的示数差的比值等于$R_2$的阻值,故其比值不变.
解析
【分析】
首先第一步先识别电路连接方式:将电压表等效为开路后,可判断出R₁和R₂为并联关系。接下来逐个明确各电表的测量对象:电压表V并联在电源两端,测量电源总电压;电流表A₁和滑动变阻器R₁串联,测通过R₁支路的电流;电流表A串联在干路,测干路总电流。
第一步判断电压表示数:电源电压保持不变,并联电路各支路电压都等于电源电压,可直接得到电压表V的示数变化。
第二步判断电流表A的示数:滑片P向右移动时,滑动变阻器R₁接入电路的电阻变大,根据欧姆定律I=U/R,R₁两端电压不变,所以通过R₁的电流变小;而R₂是定值电阻,它两端电压始终等于电源电压、自身阻值不变,所以通过R₂的电流不变。并联电路干路总电流等于两支路电流之和,一支路电流变小、另一支路电流不变,因此干路总电流变小,即可得到电流表A的示数变化。
第三步判断第三个比值:电流表A的示数减去A₁的示数,正好等于通过R₂的电流,电压表V的示数是电源电压也就是R₂两端的电压,电压和通过R₂的电流的比值就是R₂的阻值,R₂是定值电阻,因此比值不变。
【解析】
1. 电压表示数判断:由题图可知R₁与R₂并联,电压表V直接测量电源电压,题目明确电源电压保持不变,因此滑片移动时电压表V的示数不变。
2. 干路电流表示数判断:滑片P向右移动时,滑动变阻器R₁接入电路的阻值变大,由于R₁两端电压等于电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,通过R₁的电流变小,即电流表A₁的示数变小;并联电路各支路独立工作、互不影响,R₂是定值电阻,其两端电压和自身阻值都不变,因此通过R₂的电流保持不变。干路电流表A的示数等于两支路电流之和,因此干路电流随R₁支路电流变小而变小,即电流表A的示数变小。
3. 比值判断:电流表A和A₁的示数差$I_A - I_{A1} = I_2$,也就是通过R₂的电流,电压表V的示数U与该差值的比值为$\frac{U}{I_2}=R_2$,R₂是定值电阻,因此该比值保持不变。
【答案】
不变;变小;不变
【知识点】
并联电路特点;欧姆定律;动态电路分析
【点评】
本题是并联电路动态分析的基础题型,核心考点是并联电路各支路独立工作、互不影响的特性,解题的关键是先明确所有电表的测量对象,推导第三个空的比值时,先把两个电流的差值对应的物理量转化为R₂的支路电流,就能快速判断出比值等于定值电阻R₂的阻值,无需复杂计算。
【难度系数】
0.7
首先第一步先识别电路连接方式:将电压表等效为开路后,可判断出R₁和R₂为并联关系。接下来逐个明确各电表的测量对象:电压表V并联在电源两端,测量电源总电压;电流表A₁和滑动变阻器R₁串联,测通过R₁支路的电流;电流表A串联在干路,测干路总电流。
第一步判断电压表示数:电源电压保持不变,并联电路各支路电压都等于电源电压,可直接得到电压表V的示数变化。
第二步判断电流表A的示数:滑片P向右移动时,滑动变阻器R₁接入电路的电阻变大,根据欧姆定律I=U/R,R₁两端电压不变,所以通过R₁的电流变小;而R₂是定值电阻,它两端电压始终等于电源电压、自身阻值不变,所以通过R₂的电流不变。并联电路干路总电流等于两支路电流之和,一支路电流变小、另一支路电流不变,因此干路总电流变小,即可得到电流表A的示数变化。
第三步判断第三个比值:电流表A的示数减去A₁的示数,正好等于通过R₂的电流,电压表V的示数是电源电压也就是R₂两端的电压,电压和通过R₂的电流的比值就是R₂的阻值,R₂是定值电阻,因此比值不变。
【解析】
1. 电压表示数判断:由题图可知R₁与R₂并联,电压表V直接测量电源电压,题目明确电源电压保持不变,因此滑片移动时电压表V的示数不变。
2. 干路电流表示数判断:滑片P向右移动时,滑动变阻器R₁接入电路的阻值变大,由于R₁两端电压等于电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,通过R₁的电流变小,即电流表A₁的示数变小;并联电路各支路独立工作、互不影响,R₂是定值电阻,其两端电压和自身阻值都不变,因此通过R₂的电流保持不变。干路电流表A的示数等于两支路电流之和,因此干路电流随R₁支路电流变小而变小,即电流表A的示数变小。
3. 比值判断:电流表A和A₁的示数差$I_A - I_{A1} = I_2$,也就是通过R₂的电流,电压表V的示数U与该差值的比值为$\frac{U}{I_2}=R_2$,R₂是定值电阻,因此该比值保持不变。
【答案】
不变;变小;不变
【知识点】
并联电路特点;欧姆定律;动态电路分析
【点评】
本题是并联电路动态分析的基础题型,核心考点是并联电路各支路独立工作、互不影响的特性,解题的关键是先明确所有电表的测量对象,推导第三个空的比值时,先把两个电流的差值对应的物理量转化为R₂的支路电流,就能快速判断出比值等于定值电阻R₂的阻值,无需复杂计算。
【难度系数】
0.7
10. 在城市交通中,电动自行车超载行驶会严重影响行车安全.为此,学校物理兴趣小组设计了一个简易超载报警系统,其原理图如图甲所示. 当通过报警器的电流达到或超过0.5 A时,报警器(其电阻不计)将自动报警. 电路中的电源电压为6 V,定值电阻$R_0 = 15\ \Omega$,则通过$R_0$的电流为

0.4
A;已知力敏电阻$R$的阻值与其所受压力$F$的关系图像如图乙所示,力敏电阻$R$受到的压力$F$小于1 200
N时才不会触发报警.答案
10. 0.4 1 200 解析:由题图甲可知,闭合开关,两个电阻并联,根据欧姆定律可得,通过定值电阻$R_0$的电流$I_0 = \frac{U}{R_0} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$;报警器在干路中,触发报警时,干路电流$I=0.5\ \mathrm{A}$,根据并联电路的电流特点可知,通过力敏电阻$R$的电流$I_R = I - I_0 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.1\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律可得,此时力敏电阻$R$的阻值$R = \frac{U}{I_R} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} = 60\ \Omega$,由题图乙可知,此时$R$受到的压力大小为1 200 N,而$R$的阻值随压力$F$的增大而减小,故$R$受到的压力$F$小于1 200 N时才不会触发报警.
解析
【分析】
首先观察图甲的电路结构,确定R和R0为并联关系,报警器串联在干路中,并联电路各支路两端电压等于电源电压。第一空计算通过R0的电流,直接代入欧姆定律即可求解;第二空先根据报警的干路电流阈值,结合并联电路电流规律算出允许通过力敏电阻R的最大电流,再用欧姆定律求出此时R的最小阻值,最后对照图乙的R-F图像,结合R随压力增大而减小的变化趋势,判断出不会触发报警的压力范围。
【解析】
1. 计算通过R0的电流:
由图甲可知,R与R0并联,并联电路各支路电压等于电源电压,即U=U0=6V。
根据欧姆定律,通过定值电阻R0的电流:
$I_0 = \frac{U}{R_0} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$。
2. 推导不触发报警的压力范围:
报警器报警的条件是干路电流$I≥0.5\ \mathrm{A}$,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,允许通过力敏电阻R的最大电流为:
$I_R = I - I_0 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.1\ \mathrm{A}$。
此时对应的力敏电阻的最小阻值为:
$R = \frac{U}{I_R} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} = 60\ \Omega$。
观察图乙的R-F关系图像,当$R=60\ \Omega$时,对应的压力$F=1200\ \mathrm{N}$;且由图像可知力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,因此当压力F小于1200N时,R的阻值大于60Ω,通过R的电流小于0.1A,干路总电流小于0.5A,不会触发报警。
【答案】
0.4;1200
【知识点】
并联电路电流规律,欧姆定律应用,力敏电阻特性
【点评】
本题结合生活中的超载报警场景命题,综合考察并联电路规律和欧姆定律的应用,易错点是忽略力敏电阻随压力的变化趋势,误将不报警的压力范围判断为大于1200N,解题时要注意结合图像分析电阻和压力的对应关系。
【难度系数】
0.6
首先观察图甲的电路结构,确定R和R0为并联关系,报警器串联在干路中,并联电路各支路两端电压等于电源电压。第一空计算通过R0的电流,直接代入欧姆定律即可求解;第二空先根据报警的干路电流阈值,结合并联电路电流规律算出允许通过力敏电阻R的最大电流,再用欧姆定律求出此时R的最小阻值,最后对照图乙的R-F图像,结合R随压力增大而减小的变化趋势,判断出不会触发报警的压力范围。
【解析】
1. 计算通过R0的电流:
由图甲可知,R与R0并联,并联电路各支路电压等于电源电压,即U=U0=6V。
根据欧姆定律,通过定值电阻R0的电流:
$I_0 = \frac{U}{R_0} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} = 0.4\ \mathrm{A}$。
2. 推导不触发报警的压力范围:
报警器报警的条件是干路电流$I≥0.5\ \mathrm{A}$,根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,允许通过力敏电阻R的最大电流为:
$I_R = I - I_0 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.1\ \mathrm{A}$。
此时对应的力敏电阻的最小阻值为:
$R = \frac{U}{I_R} = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}} = 60\ \Omega$。
观察图乙的R-F关系图像,当$R=60\ \Omega$时,对应的压力$F=1200\ \mathrm{N}$;且由图像可知力敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小,因此当压力F小于1200N时,R的阻值大于60Ω,通过R的电流小于0.1A,干路总电流小于0.5A,不会触发报警。
【答案】
0.4;1200
【知识点】
并联电路电流规律,欧姆定律应用,力敏电阻特性
【点评】
本题结合生活中的超载报警场景命题,综合考察并联电路规律和欧姆定律的应用,易错点是忽略力敏电阻随压力的变化趋势,误将不报警的压力范围判断为大于1200N,解题时要注意结合图像分析电阻和压力的对应关系。
【难度系数】
0.6
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