1.有甲、乙两根镍铬合金丝,甲和乙等长,乙粗些,把它们并联在同一电路中,它们两端的电压分别为$U_甲$、$U_乙$,通过它们的电流分别为$I_甲$、$I_乙$。则$I_甲$
<
$I_乙$,则$U_甲$ =
$U_乙$(两空均填“>”“<”或“=”)。答案
1.< =
解析
【分析】
要解决这道题,需分三步思考:①根据电阻的影响因素判断甲、乙合金丝的电阻大小;②利用并联电路的电压规律确定两者的电压关系;③结合欧姆定律推导电流关系。
首先,电阻的大小由材料、长度、横截面积决定:同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小。因此可先比较R甲和R乙;其次,并联电路的核心特点是各支路两端电压相等,由此确定U甲和U乙的关系;最后,根据欧姆定律I=U/R,在电压相同时,电流与电阻成反比,结合R甲和R乙的大小关系,就能得出I甲和I乙的关系。
【解析】
1. 比较电阻大小:甲、乙为同种材料(镍铬合金),长度相同,乙的横截面积更大,根据电阻的影响因素可知,横截面积越大电阻越小,因此R甲>R乙。
2. 比较电压大小:甲、乙并联在同一电路中,根据并联电路的电压规律,各支路两端电压相等,故U甲=U乙。
3. 比较电流大小:根据欧姆定律I=U/R,当电压U相同时,电流I与电阻R成反比。由于R甲>R乙,所以I甲<I乙。
【答案】
<;=
【知识点】
电阻的影响因素、并联电路的电压规律、欧姆定律
【点评】
本题综合考查了电阻的影响因素、并联电路特点和欧姆定律的应用,属于电学基础题型,需准确掌握相关物理规律,理清各物理量间的关系即可正确解答。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,需分三步思考:①根据电阻的影响因素判断甲、乙合金丝的电阻大小;②利用并联电路的电压规律确定两者的电压关系;③结合欧姆定律推导电流关系。
首先,电阻的大小由材料、长度、横截面积决定:同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小。因此可先比较R甲和R乙;其次,并联电路的核心特点是各支路两端电压相等,由此确定U甲和U乙的关系;最后,根据欧姆定律I=U/R,在电压相同时,电流与电阻成反比,结合R甲和R乙的大小关系,就能得出I甲和I乙的关系。
【解析】
1. 比较电阻大小:甲、乙为同种材料(镍铬合金),长度相同,乙的横截面积更大,根据电阻的影响因素可知,横截面积越大电阻越小,因此R甲>R乙。
2. 比较电压大小:甲、乙并联在同一电路中,根据并联电路的电压规律,各支路两端电压相等,故U甲=U乙。
3. 比较电流大小:根据欧姆定律I=U/R,当电压U相同时,电流I与电阻R成反比。由于R甲>R乙,所以I甲<I乙。
【答案】
<;=
【知识点】
电阻的影响因素、并联电路的电压规律、欧姆定律
【点评】
本题综合考查了电阻的影响因素、并联电路特点和欧姆定律的应用,属于电学基础题型,需准确掌握相关物理规律,理清各物理量间的关系即可正确解答。
【难度系数】
0.7
2. 由欧姆定律的变形公式$R=\frac{U}{I}$可知 (
A.导体电阻的阻值等于它两端电压和通过它的电流的比值
B.导体电阻跟通过它的电流成反比
C.导体电阻跟它两端的电压成正比
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
A
)A.导体电阻的阻值等于它两端电压和通过它的电流的比值
B.导体电阻跟通过它的电流成反比
C.导体电阻跟它两端的电压成正比
D.导体两端的电压为零时,电阻值也为零
答案
2.A
解析
【分析】
本题考查对电阻概念及欧姆定律变形公式的理解,核心需明确:导体电阻是本身的固有属性,仅与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端电压、通过的电流无关;公式$R=\frac{U}{I}$是电阻的计算式,而非决定式,仅用于计算电阻大小,不决定电阻的实际值。需逐一分析选项判断对错。
【解析】
选项A:公式$R=\frac{U}{I}$的物理意义就是导体电阻等于其两端电压与通过电流的比值,该表述正确;
选项B:导体电阻与通过的电流无关,不会随电流变化成反比,错误;
选项C:导体电阻与两端电压无关,不会随电压变化成正比,错误;
选项D:电压为零时,导体电阻仍为本身的固有值,不会为零,错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电阻的概念、欧姆定律变形公式
【点评】
本题易混淆电阻的决定因素与计算式,需牢记电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关,$R=\frac{U}{I}$仅用于计算电阻大小,而非决定电阻。
【难度系数】
0.6
本题考查对电阻概念及欧姆定律变形公式的理解,核心需明确:导体电阻是本身的固有属性,仅与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端电压、通过的电流无关;公式$R=\frac{U}{I}$是电阻的计算式,而非决定式,仅用于计算电阻大小,不决定电阻的实际值。需逐一分析选项判断对错。
【解析】
选项A:公式$R=\frac{U}{I}$的物理意义就是导体电阻等于其两端电压与通过电流的比值,该表述正确;
选项B:导体电阻与通过的电流无关,不会随电流变化成反比,错误;
选项C:导体电阻与两端电压无关,不会随电压变化成正比,错误;
选项D:电压为零时,导体电阻仍为本身的固有值,不会为零,错误。
综上,正确答案为A。
【答案】
A
【知识点】
电阻的概念、欧姆定律变形公式
【点评】
本题易混淆电阻的决定因素与计算式,需牢记电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关,$R=\frac{U}{I}$仅用于计算电阻大小,而非决定电阻。
【难度系数】
0.6
3.某定值电阻两端加上10 V的电压时,测得通过它的电流为2 A,则其阻值为
5
Ω,若电压为0,则它的阻值为5
Ω。答案
3.5 5
解析
【分析】
要解决这道题,首先需利用欧姆定律计算定值电阻的阻值,欧姆定律公式为$R=\frac{U}{I}$;其次要明确定值电阻的阻值是导体本身的固有属性,与两端电压、通过的电流无关,据此判断电压为0时的阻值。
【解析】
1. 根据欧姆定律,已知定值电阻两端电压$U=10V$,通过的电流$I=2A$,代入公式计算阻值:$R=\frac{U}{I}=\frac{10V}{2A}=5Ω$。
2. 定值电阻的阻值只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端电压、通过的电流无关,所以当电压为0时,该定值电阻的阻值仍为5Ω。
【答案】
5 5
【知识点】
欧姆定律;电阻的特性
【点评】
本题考查欧姆定律的应用和电阻的基本特性,属于初中物理基础题,需牢记电阻是导体本身的属性,不随电压、电流变化。
【难度系数】
0.8
要解决这道题,首先需利用欧姆定律计算定值电阻的阻值,欧姆定律公式为$R=\frac{U}{I}$;其次要明确定值电阻的阻值是导体本身的固有属性,与两端电压、通过的电流无关,据此判断电压为0时的阻值。
【解析】
1. 根据欧姆定律,已知定值电阻两端电压$U=10V$,通过的电流$I=2A$,代入公式计算阻值:$R=\frac{U}{I}=\frac{10V}{2A}=5Ω$。
2. 定值电阻的阻值只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端电压、通过的电流无关,所以当电压为0时,该定值电阻的阻值仍为5Ω。
【答案】
5 5
【知识点】
欧姆定律;电阻的特性
【点评】
本题考查欧姆定律的应用和电阻的基本特性,属于初中物理基础题,需牢记电阻是导体本身的属性,不随电压、电流变化。
【难度系数】
0.8
4.一只普通照明灯泡,接在家庭电路上,测得其工作电流为 0.18 A,则它工作时的电阻为
1222
Ω;不考虑温度对电阻的影响,若接在110
V 的电源上时,通过它的电流为0.09 A。(结果保留整数部分)答案
4.1222 110
解析
【分析】本题需运用欧姆定律解题,首先明确家庭电路电压为220V(隐含已知条件)。第一空已知家庭电路电压和灯泡工作电流,根据欧姆定律计算电阻;第二空因电阻不随温度变化,保持不变,已知电流后再次用欧姆定律计算对应电源电压,计算结果需保留整数。
【解析】家庭电路电压U₁=220V,灯泡工作电流I₁=0.18A,根据欧姆定律R=U/I,可得灯泡电阻R=U₁/I₁=220V/0.18A≈1222Ω;不考虑温度对电阻的影响,电阻R不变,当电流I₂=0.09A时,电源电压U₂=I₂R=0.09A×1222Ω≈110V。
【答案】1222;110
【知识点】欧姆定律、电阻的特性
【点评】本题是欧姆定律的基础应用题,关键是牢记家庭电路电压的常识,以及电阻与电压、电流无关的性质,计算过程简单,属于易得分题目。
【难度系数】0.8
【解析】家庭电路电压U₁=220V,灯泡工作电流I₁=0.18A,根据欧姆定律R=U/I,可得灯泡电阻R=U₁/I₁=220V/0.18A≈1222Ω;不考虑温度对电阻的影响,电阻R不变,当电流I₂=0.09A时,电源电压U₂=I₂R=0.09A×1222Ω≈110V。
【答案】1222;110
【知识点】欧姆定律、电阻的特性
【点评】本题是欧姆定律的基础应用题,关键是牢记家庭电路电压的常识,以及电阻与电压、电流无关的性质,计算过程简单,属于易得分题目。
【难度系数】0.8
[变式训练]
一只小灯泡的正常工作电压为8 V,正常发光时通过它的电流为0.5 A。若将该灯泡接在12 V的电源上,要使其正常发光,下列方法可行的是(
A.串联一个8 Ω的电阻
B.串联一个16 Ω的电阻
C.并联一个8 Ω的电阻
D.并联一个16 Ω的电阻
一只小灯泡的正常工作电压为8 V,正常发光时通过它的电流为0.5 A。若将该灯泡接在12 V的电源上,要使其正常发光,下列方法可行的是(
A
)A.串联一个8 Ω的电阻
B.串联一个16 Ω的电阻
C.并联一个8 Ω的电阻
D.并联一个16 Ω的电阻
答案
[变式训练]A
解析
【分析】
首先,灯泡正常发光时额定电压为8V,而电源电压12V高于灯泡额定电压,要让灯泡正常工作需分压。由于并联电阻会使灯泡两端电压等于电源电压(超过额定电压),无法正常发光,所以应选择串联电阻分压。接下来计算串联电阻需分担的电压,再根据串联电路电流相等的特点,结合欧姆定律计算所需电阻阻值,即可得出答案。
【解析】
要使小灯泡正常发光,需保证其两端电压为额定电压8V,电源电压为12V,因此需串联电阻分压(并联电阻会使灯泡电压等于电源电压,不符合要求,排除C、D选项)。
1. 计算串联电阻两端的电压:根据串联电路电压规律,$ U_R = U - U_{额} = 12V - 8V = 4V $;
2. 确定串联电路的电流:串联电路中电流处处相等,因此通过串联电阻的电流等于灯泡的额定电流,即$ I_R = I_{额} = 0.5A $;
3. 计算串联电阻的阻值:根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $,可得$ R = \frac{U_R}{I_R} = \frac{4V}{0.5A} = 8Ω $,因此应串联一个8Ω的电阻,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题为串联分压的基础应用题,主要考察学生对串联电路电压、电流规律及欧姆定律的掌握,解题关键是先判断电阻的连接方式,再结合电路规律计算电阻阻值,难度适中,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
首先,灯泡正常发光时额定电压为8V,而电源电压12V高于灯泡额定电压,要让灯泡正常工作需分压。由于并联电阻会使灯泡两端电压等于电源电压(超过额定电压),无法正常发光,所以应选择串联电阻分压。接下来计算串联电阻需分担的电压,再根据串联电路电流相等的特点,结合欧姆定律计算所需电阻阻值,即可得出答案。
【解析】
要使小灯泡正常发光,需保证其两端电压为额定电压8V,电源电压为12V,因此需串联电阻分压(并联电阻会使灯泡电压等于电源电压,不符合要求,排除C、D选项)。
1. 计算串联电阻两端的电压:根据串联电路电压规律,$ U_R = U - U_{额} = 12V - 8V = 4V $;
2. 确定串联电路的电流:串联电路中电流处处相等,因此通过串联电阻的电流等于灯泡的额定电流,即$ I_R = I_{额} = 0.5A $;
3. 计算串联电阻的阻值:根据欧姆定律$ R = \frac{U}{I} $,可得$ R = \frac{U_R}{I_R} = \frac{4V}{0.5A} = 8Ω $,因此应串联一个8Ω的电阻,对应选项A。
【答案】
A
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题为串联分压的基础应用题,主要考察学生对串联电路电压、电流规律及欧姆定律的掌握,解题关键是先判断电阻的连接方式,再结合电路规律计算电阻阻值,难度适中,属于基础题型。
【难度系数】
0.6
5.当一导体两端的电压是6 V时,通过的电流是0.6 A,则该导体的电阻是(
A.10 Ω
B.3.6 Ω
C.6.6 Ω
D.5.4 Ω
A
)A.10 Ω
B.3.6 Ω
C.6.6 Ω
D.5.4 Ω
答案
5.A
解析
【分析】本题考查欧姆定律的应用,已知导体两端的电压和通过导体的电流,要求导体的电阻。解题思路是回忆欧姆定律的公式,将公式变形为电阻的表达式,再代入已知的电压和电流数值进行计算,最后对比选项选出正确答案。
【解析】根据欧姆定律公式 $ I = \frac{U}{R} $,变形可得电阻的计算公式 $ R = \frac{U}{I} $。将题目中已知的电压 $ U = 6\ \mathrm{V} $、电流 $ I = 0.6\ \mathrm{A} $ 代入公式,计算得:$ R = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $,对应选项A。
【答案】A
【知识点】欧姆定律、电阻的计算
【点评】本题为电学基础题,直接利用欧姆定律公式变形即可求解,计算过程简单,主要考察学生对欧姆定律的基本掌握和简单运算能力,属于容易得分的题目。
【难度系数】0.9
【解析】根据欧姆定律公式 $ I = \frac{U}{R} $,变形可得电阻的计算公式 $ R = \frac{U}{I} $。将题目中已知的电压 $ U = 6\ \mathrm{V} $、电流 $ I = 0.6\ \mathrm{A} $ 代入公式,计算得:$ R = \frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}} = 10\ \Omega $,对应选项A。
【答案】A
【知识点】欧姆定律、电阻的计算
【点评】本题为电学基础题,直接利用欧姆定律公式变形即可求解,计算过程简单,主要考察学生对欧姆定律的基本掌握和简单运算能力,属于容易得分的题目。
【难度系数】0.9
6.[跨学科·数学]在某一温度下,连接在电路中的两段导体甲和乙的电流与其两端电压的关系如图所示,由图中信息可知 (

A.甲导体的电阻为 $10\ \Omega$
B.乙导体的电阻为 $5\ \Omega$
C.甲导体两端电压为 $3\ \mathrm{V}$ 时,通过甲导体的电流为 $0.3\ \mathrm{A}$
D.通过乙导体的电流为 $0.2\ \mathrm{A}$ 时,乙导体两端电压为 $2\ \mathrm{V}$
D
)A.甲导体的电阻为 $10\ \Omega$
B.乙导体的电阻为 $5\ \Omega$
C.甲导体两端电压为 $3\ \mathrm{V}$ 时,通过甲导体的电流为 $0.3\ \mathrm{A}$
D.通过乙导体的电流为 $0.2\ \mathrm{A}$ 时,乙导体两端电压为 $2\ \mathrm{V}$
答案
6.D
解析
【分析】
要解决本题,需理解U-I图像的含义:定值电阻的U-I图像是过原点的直线,电阻可通过公式$R=\frac{U}{I}$计算。我们需从图像中提取甲、乙导体对应的电压和电流值,计算各自电阻后,逐一分析选项的正误。
【解析】
1. 计算甲、乙导体的电阻:
对甲导体,从图像取点:当$U_甲=3V$时,$I_甲=0.6A$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,得$R_甲=\frac{U_甲}{I_甲}=\frac{3V}{0.6A}=5\Omega$。
对乙导体,从图像取点:当$U_乙=3V$时,$I_乙=0.3A$,同理得$R_乙=\frac{U_乙}{I_乙}=\frac{3V}{0.3A}=10\Omega$。
2. 分析各选项:
A选项:甲导体电阻为$10\Omega$,与计算的$5\Omega$不符,错误。
B选项:乙导体电阻为$5\Omega$,与计算的$10\Omega$不符,错误。
C选项:甲两端电压为$3V$时,对应电流为$0.6A$,不是$0.3A$,错误。
D选项:观察乙的图像,当$I_乙=0.2A$时,对应的电压为$2V$,符合图像信息,正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律;U-I图像
【点评】
本题考查欧姆定律在U-I图像中的基础应用,核心是能从图像中读取对应电压、电流值,结合欧姆定律分析选项,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
要解决本题,需理解U-I图像的含义:定值电阻的U-I图像是过原点的直线,电阻可通过公式$R=\frac{U}{I}$计算。我们需从图像中提取甲、乙导体对应的电压和电流值,计算各自电阻后,逐一分析选项的正误。
【解析】
1. 计算甲、乙导体的电阻:
对甲导体,从图像取点:当$U_甲=3V$时,$I_甲=0.6A$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,得$R_甲=\frac{U_甲}{I_甲}=\frac{3V}{0.6A}=5\Omega$。
对乙导体,从图像取点:当$U_乙=3V$时,$I_乙=0.3A$,同理得$R_乙=\frac{U_乙}{I_乙}=\frac{3V}{0.3A}=10\Omega$。
2. 分析各选项:
A选项:甲导体电阻为$10\Omega$,与计算的$5\Omega$不符,错误。
B选项:乙导体电阻为$5\Omega$,与计算的$10\Omega$不符,错误。
C选项:甲两端电压为$3V$时,对应电流为$0.6A$,不是$0.3A$,错误。
D选项:观察乙的图像,当$I_乙=0.2A$时,对应的电压为$2V$,符合图像信息,正确。
【答案】
D
【知识点】
欧姆定律;U-I图像
【点评】
本题考查欧姆定律在U-I图像中的基础应用,核心是能从图像中读取对应电压、电流值,结合欧姆定律分析选项,属于常规基础题。
【难度系数】
0.6
7.[易错题]如图所示,电源电压可调,甲、乙可以为电流表或电压表,电流表的量程均为0~0.6 A,电压表的量程均为0~15 V,灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$分别标有“6 Ω 1 A”、“3 Ω 1.5 A”的字样(忽略灯丝电阻受温度的影响),当开关S闭合时,$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$都能发光,则乙表的最大示数为

9
V;若当开关S断开时,灯$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$都能发光,则电源电压最大为4.5
V。答案
7.9 4.5 [解析]根据题意可知,当开关S闭合时,L₁、L₂都能发光,乙并联在电源的两端为电压表,甲与灯泡L₂并联,为电压表;灯泡L₁、L₂分别标有“6 Ω 1 A”、“3 Ω 1.5 A”的字样,由于串联电路中电流处处相同,所以电路中的最大电流I=1 A,则电源电压U=I(R₁+R₂)=1 A×(6 Ω+3 Ω)=9 V,则乙表的最大示数为9 V;若当开关S断开时,灯L₁、L₂都能发光,甲串联接入电路中,为电流表,测量的是干路中的电流;乙串联接入电路中,为电流表,测量的是灯泡L₂的电流;并联电路中,各支路两端的电压相同;因为灯L₁正常发光时的电压U₁=I₁R₁=1 A×6 Ω=6 V,灯L₂正常发光时的电压U₂=I₂R₂=1.5 A×3 Ω=4.5 V,所以最大电源电压为4.5 V。
解析
【分析】
本题需分两种开关状态分析电路:
1. 开关S闭合时,先判断甲、乙的电表类型(电流表串联、电压表并联),确定L₁与L₂的连接方式为串联,乙表测电源电压;结合两灯额定电流确定串联电路最大电流,再计算总电压即乙表最大示数。
2. 开关S断开时,判断甲、乙为电流表,确定L₁与L₂为并联,并联电路各支路电压相等;结合两灯额定电压,取较小值作为电源最大电压,保证两灯安全工作。
【解析】
1. 开关S闭合时:
甲、乙为电压表,L₁与L₂串联,乙电压表测电源电压。
由灯泡参数得:L₁额定电流I₁额=1A,L₂额定电流I₂额=1.5A,串联电路电流处处相等,故电路最大电流I=I₁额=1A。
总电阻R总=R₁+R₂=6Ω+3Ω=9Ω,电源电压U=I×R总=1A×9Ω=9V,因此乙表的最大示数为9V。
2. 开关S断开时:
甲、乙为电流表,L₁与L₂并联,并联电路各支路电压相等。
计算两灯额定电压:U₁额=I₁额R₁=1A×6Ω=6V,U₂额=I₂额R₂=1.5A×3Ω=4.5V。
为保证两灯都安全工作,电源电压不能超过较小的额定电压,故电源最大电压为4.5V。
【答案】
9;4.5
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题为电路动态分析易错题,核心是先根据开关状态判断电表类型和电路连接方式,再结合串并联规律与灯泡额定参数计算,需注意不同状态下电路结构的差异,避免电表类型判断错误导致解题失误。
【难度系数】
0.4
本题需分两种开关状态分析电路:
1. 开关S闭合时,先判断甲、乙的电表类型(电流表串联、电压表并联),确定L₁与L₂的连接方式为串联,乙表测电源电压;结合两灯额定电流确定串联电路最大电流,再计算总电压即乙表最大示数。
2. 开关S断开时,判断甲、乙为电流表,确定L₁与L₂为并联,并联电路各支路电压相等;结合两灯额定电压,取较小值作为电源最大电压,保证两灯安全工作。
【解析】
1. 开关S闭合时:
甲、乙为电压表,L₁与L₂串联,乙电压表测电源电压。
由灯泡参数得:L₁额定电流I₁额=1A,L₂额定电流I₂额=1.5A,串联电路电流处处相等,故电路最大电流I=I₁额=1A。
总电阻R总=R₁+R₂=6Ω+3Ω=9Ω,电源电压U=I×R总=1A×9Ω=9V,因此乙表的最大示数为9V。
2. 开关S断开时:
甲、乙为电流表,L₁与L₂并联,并联电路各支路电压相等。
计算两灯额定电压:U₁额=I₁额R₁=1A×6Ω=6V,U₂额=I₂额R₂=1.5A×3Ω=4.5V。
为保证两灯都安全工作,电源电压不能超过较小的额定电压,故电源最大电压为4.5V。
【答案】
9;4.5
【知识点】
串联电路特点、并联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题为电路动态分析易错题,核心是先根据开关状态判断电表类型和电路连接方式,再结合串并联规律与灯泡额定参数计算,需注意不同状态下电路结构的差异,避免电表类型判断错误导致解题失误。
【难度系数】
0.4
8. 灯泡的$I-U$图像如图甲所示,电阻$R_2=5\ \Omega$。在图乙所示的电路中,若只闭合$S_1$和$S_2$时,电压表的示数为4 V,电源电压为

8
V;若只闭合$S_1$和$S_3$时,电压表示数为2 V,$R_1$的阻值为10
Ω。答案
8.8 10
解析
【分析】
首先明确两种开关状态下的电路连接:只闭合$S_1$和$S_2$时,$R_2$与灯泡$L$串联,电压表测$R_2$两端电压;只闭合$S_1$和$S_3$时,$R_1$与灯泡$L$串联,电压表测灯泡$L$两端电压。解题需结合欧姆定律、串联电路的电流/电压规律,从灯泡的$I-U$图像中提取对应电流、电压值进行计算。
【解析】
1. 计算电源电压:
只闭合$S_1$和$S_2$时,$R_2$与$L$串联,电压表测$R_2$两端电压$U_2=4\ \mathrm{V}$,已知$R_2=5\ \Omega$,根据欧姆定律得电路电流:
$I=I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{4\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.8\ \mathrm{A}$。
由图甲的灯泡$I-U$图像可知,当电流$I=0.8\ \mathrm{A}$时,灯泡两端电压$U_L=4\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律,电源电压:
$U=U_2+U_L=4\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=8\ \mathrm{V}$。
2. 计算$R_1$的阻值:
只闭合$S_1$和$S_3$时,$R_1$与$L$串联,电压表测$L$两端电压$U_L'=2\ \mathrm{V}$。由图甲可知,当$U_L'=2\ \mathrm{V}$时,电路电流$I'=I_L'=0.6\ \mathrm{A}$。
根据串联电路电压规律,$R_1$两端电压:
$U_1=U-U_L'=8\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$。
再根据欧姆定律,$R_1$的阻值:
$R_1=\frac{U_1}{I'}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
【答案】
8;10
【知识点】
欧姆定律;串联电路规律;I-U图像应用
【点评】
本题结合电路分析、欧姆定律和灯泡的特性图像,考查串联电路的综合计算,关键是准确判断电路连接方式,并从图像中获取对应电流、电压值,难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确两种开关状态下的电路连接:只闭合$S_1$和$S_2$时,$R_2$与灯泡$L$串联,电压表测$R_2$两端电压;只闭合$S_1$和$S_3$时,$R_1$与灯泡$L$串联,电压表测灯泡$L$两端电压。解题需结合欧姆定律、串联电路的电流/电压规律,从灯泡的$I-U$图像中提取对应电流、电压值进行计算。
【解析】
1. 计算电源电压:
只闭合$S_1$和$S_2$时,$R_2$与$L$串联,电压表测$R_2$两端电压$U_2=4\ \mathrm{V}$,已知$R_2=5\ \Omega$,根据欧姆定律得电路电流:
$I=I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{4\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.8\ \mathrm{A}$。
由图甲的灯泡$I-U$图像可知,当电流$I=0.8\ \mathrm{A}$时,灯泡两端电压$U_L=4\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律,电源电压:
$U=U_2+U_L=4\ \mathrm{V}+4\ \mathrm{V}=8\ \mathrm{V}$。
2. 计算$R_1$的阻值:
只闭合$S_1$和$S_3$时,$R_1$与$L$串联,电压表测$L$两端电压$U_L'=2\ \mathrm{V}$。由图甲可知,当$U_L'=2\ \mathrm{V}$时,电路电流$I'=I_L'=0.6\ \mathrm{A}$。
根据串联电路电压规律,$R_1$两端电压:
$U_1=U-U_L'=8\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$。
再根据欧姆定律,$R_1$的阻值:
$R_1=\frac{U_1}{I'}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
【答案】
8;10
【知识点】
欧姆定律;串联电路规律;I-U图像应用
【点评】
本题结合电路分析、欧姆定律和灯泡的特性图像,考查串联电路的综合计算,关键是准确判断电路连接方式,并从图像中获取对应电流、电压值,难度适中。
【难度系数】
0.5
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