登录
4.如图所示的电路的电源电压为9 V,电流表使用0~0.6 A的测量范围,电压表使用0~3 V的测量范围,阻值为10 Ω的定值电阻允许通过的最大电流为0.5 A。为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的最大阻值应大于(
A.20 Ω
B.10 Ω
C.8 Ω
D.5 Ω
A
)A.20 Ω
B.10 Ω
C.8 Ω
D.5 Ω
答案
4. A
解析
【分析】
首先明确电路为滑动变阻器与定值电阻R串联，电流表测电路总电流，电压表测定值电阻R两端电压。要保证各元件安全，需先确定电路允许的最大电流，该电流由电压表、电流表、定值电阻三者中限制最严格的元件决定，再结合欧姆定律计算总电阻，进而求出滑动变阻器的最小阻值，即可得出答案。
【解析】
1. 确定电路允许的最大电流：
电压表量程为0~3V，定值电阻R=10Ω，当电压表达到最大电压时，电路电流$I_1=\frac{U_{Vmax}}{R}=\frac{3V}{10Ω}=0.3A$；
电流表量程0~0.6A，允许最大电流0.6A；定值电阻允许最大电流0.5A；
三者中最小的电流为0.3A，即电路允许的最大电流$I_{max}=0.3A$，否则电压表会超量程损坏。
2. 计算总电阻：
电源电压$U=9V$，根据欧姆定律，电路总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{9V}{0.3A}=30Ω$。
3. 计算滑动变阻器的阻值：
串联电路总电阻等于各电阻之和，因此滑动变阻器的阻值$R_{滑}=R_{总}-R=30Ω-10Ω=20Ω$。
为保证各元件安全，滑动变阻器接入电路的阻值至少为20Ω，即滑动变阻器的最大阻值应大于20Ω。
【答案】
A
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电路安全问题
【点评】
本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，核心是确定电路允许的最大电流，需兼顾所有元件的安全限制，是电路安全类的典型基础题。
【难度系数】
0.5
首先明确电路为滑动变阻器与定值电阻R串联，电流表测电路总电流，电压表测定值电阻R两端电压。要保证各元件安全，需先确定电路允许的最大电流，该电流由电压表、电流表、定值电阻三者中限制最严格的元件决定，再结合欧姆定律计算总电阻，进而求出滑动变阻器的最小阻值，即可得出答案。
【解析】
1. 确定电路允许的最大电流：
电压表量程为0~3V，定值电阻R=10Ω，当电压表达到最大电压时，电路电流$I_1=\frac{U_{Vmax}}{R}=\frac{3V}{10Ω}=0.3A$；
电流表量程0~0.6A，允许最大电流0.6A；定值电阻允许最大电流0.5A；
三者中最小的电流为0.3A，即电路允许的最大电流$I_{max}=0.3A$，否则电压表会超量程损坏。
2. 计算总电阻：
电源电压$U=9V$，根据欧姆定律，电路总电阻$R_{总}=\frac{U}{I_{max}}=\frac{9V}{0.3A}=30Ω$。
3. 计算滑动变阻器的阻值：
串联电路总电阻等于各电阻之和，因此滑动变阻器的阻值$R_{滑}=R_{总}-R=30Ω-10Ω=20Ω$。
为保证各元件安全，滑动变阻器接入电路的阻值至少为20Ω，即滑动变阻器的最大阻值应大于20Ω。
【答案】
A
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、电路安全问题
【点评】
本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用，核心是确定电路允许的最大电流，需兼顾所有元件的安全限制，是电路安全类的典型基础题。
【难度系数】
0.5
5. 如图所示，电源电压为3 V，闭合开关后，电流表A₁的示数为0.6 A，电流表A₂的示数为0.2 A，则通过灯泡L₂的电流为
0.4
A，灯泡L₁的阻值为15
Ω。答案
5. 0.4 15
解析
【分析】首先分析电路图，确定灯泡L₁与L₂为并联连接，电流表A₁测量干路总电流，电流表A₂测量通过L₁的支路电流。根据并联电路的电流规律可求出通过L₂的电流；再结合并联电路的电压规律和欧姆定律，即可计算出灯泡L₁的阻值。
【解析】
1. 求通过L₂的电流：由电路可知，L₁与L₂并联，干路电流$ I_{\mathrm{总}} = 0.6\,\mathrm{A} $，通过L₁的电流$ I_1 = 0.2\,\mathrm{A} $。根据并联电路电流规律$ I_{\mathrm{总}} = I_1 + I_2 $，可得通过L₂的电流：$ I_2 = I_{\mathrm{总}} - I_1 = 0.6\,\mathrm{A} - 0.2\,\mathrm{A} = 0.4\,\mathrm{A} $。
2. 求L₁的阻值：并联电路中各支路电压等于电源电压，因此L₁两端电压$ U_1 = U = 3\,\mathrm{V} $。根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $，可得L₁的阻值：$ R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{3\,\mathrm{V}}{0.2\,\mathrm{A}} = 15\,\Omega $。
【答案】0.4；15
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、并联电路电压规律
【点评】本题考查并联电路的电流、电压特点及欧姆定律的应用，解题关键是正确分析电路，明确电流表的测量对象，属于初中电学基础题型，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
1. 求通过L₂的电流：由电路可知，L₁与L₂并联，干路电流$ I_{\mathrm{总}} = 0.6\,\mathrm{A} $，通过L₁的电流$ I_1 = 0.2\,\mathrm{A} $。根据并联电路电流规律$ I_{\mathrm{总}} = I_1 + I_2 $，可得通过L₂的电流：$ I_2 = I_{\mathrm{总}} - I_1 = 0.6\,\mathrm{A} - 0.2\,\mathrm{A} = 0.4\,\mathrm{A} $。
2. 求L₁的阻值：并联电路中各支路电压等于电源电压，因此L₁两端电压$ U_1 = U = 3\,\mathrm{V} $。根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $，可得L₁的阻值：$ R_1 = \frac{U_1}{I_1} = \frac{3\,\mathrm{V}}{0.2\,\mathrm{A}} = 15\,\Omega $。
【答案】0.4；15
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、并联电路电压规律
【点评】本题考查并联电路的电流、电压特点及欧姆定律的应用，解题关键是正确分析电路，明确电流表的测量对象，属于初中电学基础题型，难度适中。
【难度系数】0.5
6. 下图为灯泡L和阻值为R的定值电阻的U-I图像，若将L和此定值电阻并联在电源电压为6 V的电路中，则整个电路的总电流为
0.9
A；若将它们串联在电源电压为4 V的电路中，则L与此定值电阻的阻值之比为1:3
。答案
6. 0.9 1:3
解析
【分析】
解决本题需结合串并联电路的特点，利用U-I图像提取对应电压、电流值。并联电路中各支路电压等于电源电压，因此电源电压为6V时，从图像找到R和L在6V下的电流，相加得总电流；串联电路中电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，需找到使R和L电压和为4V的电流，再通过欧姆定律计算电阻比。
【解析】
1. 并联在6V电源时：
并联电路各支路电压等于电源电压，即U=6V。从U-I图像可知，当U=6V时，定值电阻R对应的电流I_R=0.5A，灯泡L对应的电流I_L=0.4A。根据并联电路电流规律，总电流I总=I_R+I_L=0.5A+0.4A=0.9A。
2. 串联在4V电源时：
串联电路各处电流相等，总电压等于各用电器电压之和，即U总=U_R+U_L=4V。从U-I图像中，当电流I=0.2A时，R的电压U_R=3V，L的电压U_L=1V，满足U_R+U_L=3V+1V=4V。根据欧姆定律，R=U_R/I=3V/0.2A=15Ω，R_L=U_L/I=1V/0.2A=5Ω，故L与R的阻值之比为5Ω:15Ω=1:3。
【答案】
0.9；1:3
【知识点】
U-I图像应用、串并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合U-I图像考查电学综合知识，关键是从图像中准确提取对应物理量，熟练运用串并联电路规律和欧姆定律即可解题，属于中等难度的电学题。
【难度系数】
0.5
解决本题需结合串并联电路的特点，利用U-I图像提取对应电压、电流值。并联电路中各支路电压等于电源电压，因此电源电压为6V时，从图像找到R和L在6V下的电流，相加得总电流；串联电路中电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，需找到使R和L电压和为4V的电流，再通过欧姆定律计算电阻比。
【解析】
1. 并联在6V电源时：
并联电路各支路电压等于电源电压，即U=6V。从U-I图像可知，当U=6V时，定值电阻R对应的电流I_R=0.5A，灯泡L对应的电流I_L=0.4A。根据并联电路电流规律，总电流I总=I_R+I_L=0.5A+0.4A=0.9A。
2. 串联在4V电源时：
串联电路各处电流相等，总电压等于各用电器电压之和，即U总=U_R+U_L=4V。从U-I图像中，当电流I=0.2A时，R的电压U_R=3V，L的电压U_L=1V，满足U_R+U_L=3V+1V=4V。根据欧姆定律，R=U_R/I=3V/0.2A=15Ω，R_L=U_L/I=1V/0.2A=5Ω，故L与R的阻值之比为5Ω:15Ω=1:3。
【答案】
0.9；1:3
【知识点】
U-I图像应用、串并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合U-I图像考查电学综合知识，关键是从图像中准确提取对应物理量，熟练运用串并联电路规律和欧姆定律即可解题，属于中等难度的电学题。
【难度系数】
0.5
7.(2024·江西中考)如图所示，电源两端的电压为24 V，其中一个电阻器的电阻R为20 Ω。
(1)只闭合开关S，求通过电阻为R的电阻器的电流。
(2)同时闭合开关S、S₁，若通过干路的电流为1.6 A，求通过电阻为R₁的电阻器的电流和电阻R₁的值。
(1)只闭合开关S，求通过电阻为R的电阻器的电流。
(2)同时闭合开关S、S₁，若通过干路的电流为1.6 A，求通过电阻为R₁的电阻器的电流和电阻R₁的值。
答案
7. (1)1.2 A (2)0.4 A 60 Ω
解析
【分析】
首先明确不同开关状态下的电路结构：只闭合S时，电路为电阻R的简单电路，R两端电压等于电源电压；同时闭合S、S₁时，R与R₁并联，并联电路各支路电压等于电源电压，干路电流等于各支路电流之和。解题时先利用欧姆定律计算R的电流，再结合并联电路电流规律求解R₁的电流和电阻。
【解析】
(1) 只闭合开关S时，电路为电阻R的简单电路，R两端电压等于电源电压，即$ U = 24\ \mathrm{V} $。根据欧姆定律$ I = \frac{U}{R} $，通过电阻R的电流：
$ I_R = \frac{U}{R} = \frac{24\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 1.2\ \mathrm{A} $。
(2) 同时闭合开关S、S₁时，R与R₁并联，并联电路各支路电压相等，均等于电源电压，因此R的电流仍为1.2 A。根据并联电路电流规律：干路电流等于各支路电流之和，即$ I = I_R + I_1 $，则通过R₁的电流：
$ I_1 = I - I_R = 1.6\ \mathrm{A} - 1.2\ \mathrm{A} = 0.4\ \mathrm{A} $。
再根据欧姆定律，电阻R₁的阻值：
$ R_1 = \frac{U}{I_1} = \frac{24\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 60\ \Omega $。
【答案】
(1) 1.2 A；(2) 通过R₁的电流为0.4 A，R₁的阻值为60 Ω
【知识点】
并联电路电流规律；欧姆定律
【点评】
本题是基础电学计算题，考查并联电路特点和欧姆定律的应用，解题关键是明确开关控制的电路连接方式，熟练运用相关规律即可求解，难度较低。
【难度系数】
0.8
首先明确不同开关状态下的电路结构：只闭合S时，电路为电阻R的简单电路，R两端电压等于电源电压；同时闭合S、S₁时，R与R₁并联，并联电路各支路电压等于电源电压，干路电流等于各支路电流之和。解题时先利用欧姆定律计算R的电流，再结合并联电路电流规律求解R₁的电流和电阻。
【解析】
(1) 只闭合开关S时，电路为电阻R的简单电路，R两端电压等于电源电压，即$ U = 24\ \mathrm{V} $。根据欧姆定律$ I = \frac{U}{R} $，通过电阻R的电流：
$ I_R = \frac{U}{R} = \frac{24\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 1.2\ \mathrm{A} $。
(2) 同时闭合开关S、S₁时，R与R₁并联，并联电路各支路电压相等，均等于电源电压，因此R的电流仍为1.2 A。根据并联电路电流规律：干路电流等于各支路电流之和，即$ I = I_R + I_1 $，则通过R₁的电流：
$ I_1 = I - I_R = 1.6\ \mathrm{A} - 1.2\ \mathrm{A} = 0.4\ \mathrm{A} $。
再根据欧姆定律，电阻R₁的阻值：
$ R_1 = \frac{U}{I_1} = \frac{24\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}} = 60\ \Omega $。
【答案】
(1) 1.2 A；(2) 通过R₁的电流为0.4 A，R₁的阻值为60 Ω
【知识点】
并联电路电流规律；欧姆定律
【点评】
本题是基础电学计算题，考查并联电路特点和欧姆定律的应用，解题关键是明确开关控制的电路连接方式，熟练运用相关规律即可求解，难度较低。
【难度系数】
0.8
