1. 某同学研究串联电路电阻规律的时候,通过计算电压表与电流表数据得出如表,分析表中实验数据后,得出结论:R=

R₁+R₂
。答案
$R_1+R_2$ 解析:根据表格可知:15 Ω=5 Ω+10 Ω;25 Ω=10 Ω+15 Ω;35 Ω=15 Ω+20 Ω……65 Ω=30 Ω+35 Ω,即:$R=R_1+R_2$,串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。此结论也可以由串联电路的电压和电流特点推导出:串联电路电流处处相等:电流为I;串联电路总电压等于各部分电压之和:$U=U_1+U_2$,则有:$IR=IR_1+IR_2$,可得:$R=R_1+R_2$。
解析
【分析】要得出R的表达式,需观察表格中R、R₁、R₂的数值关系,计算每组数据中R与R₁、R₂的和,寻找其中的规律即可。
【解析】观察表格中的数据:当R=15Ω时,R₁=5Ω,R₂=10Ω,5Ω+10Ω=15Ω;当R=25Ω时,R₁=10Ω,R₂=15Ω,10Ω+15Ω=25Ω;其余各组数据均满足R=R₁+R₂,由此可总结出规律。
【答案】$R_1+R_2$
【知识点】串联电路电阻规律、欧姆定律
【点评】本题通过表格数据考查串联电路总电阻与分电阻的关系,难度较低,重点考查学生的数据分析和规律总结能力,属于基础题型。
【难度系数】0.8
【解析】观察表格中的数据:当R=15Ω时,R₁=5Ω,R₂=10Ω,5Ω+10Ω=15Ω;当R=25Ω时,R₁=10Ω,R₂=15Ω,10Ω+15Ω=25Ω;其余各组数据均满足R=R₁+R₂,由此可总结出规律。
【答案】$R_1+R_2$
【知识点】串联电路电阻规律、欧姆定律
【点评】本题通过表格数据考查串联电路总电阻与分电阻的关系,难度较低,重点考查学生的数据分析和规律总结能力,属于基础题型。
【难度系数】0.8
2. 甲、乙两个电阻分别标有“6 Ω 0.5 A”“10 Ω 1 A”。
(1)将两个电阻串联,相当于增加了导体的
(2)将它们串联起来,电路中的电流不能超过
(1)将两个电阻串联,相当于增加了导体的
长度
(填“长度”或“横截面积”),电路中的总电阻大小为16
Ω。(2)将它们串联起来,电路中的电流不能超过
0.5
A,电路两端允许加的最大电压是8
V。答案
(1)长度 16 (2)0.5 8 解析:(1)将两个电阻串联,相当于增加了导体的长度,此时电路的总电阻:$R_总=R_甲+R_乙=6\ \Omega+10\ \Omega=16\ \Omega$。(2)由题可知,两个电阻允许通过的最大电流分别为$I_甲=0.5\ \mathrm{A}$、$I_乙=1\ \mathrm{A}$,因串联电路中各处的电流相等,且$I_甲<I_乙$,所以,将它们串联时,为了让每一个电阻都能工作,则电路中的电流不能超过$I_甲=0.5\ \mathrm{A}$,即该串联电路的最大电流为$I_大=I_甲=0.5\ \mathrm{A}$,由欧姆定律可得该电路两端允许加的最大电压为:$U_大=I_大R_总=0.5\ \mathrm{A}×16\ \Omega=8\ \mathrm{V}$。
解析
【分析】
解决本题需掌握电阻串联的特点:电阻串联相当于增加导体的长度,总电阻等于各串联电阻之和;串联电路的电流规律是各处电流相等,结合欧姆定律分析最大电流和最大电压。步骤:(1)先明确电阻串联的原理,计算总电阻;(2)串联时电流不能超过任一电阻的额定电流,取较小值,再用总电阻和最大电流计算最大电压。
【解析】
(1) 电阻的大小与导体长度有关,串联两个电阻时,相当于增加了导体的长度;根据串联电阻的规律,总电阻 $ R_{总}=R_甲+R_乙=6\ \Omega+10\ \Omega=16\ \Omega $。
(2) 已知甲电阻允许的最大电流 $ I_甲=0.5\ \mathrm{A} $,乙电阻允许的最大电流 $ I_乙=1\ \mathrm{A} $;因串联电路中各处电流相等,为保证两个电阻都安全工作,电路中的电流不能超过较小的额定电流,即最大电流 $ I_{大}=I_甲=0.5\ \mathrm{A} $;根据欧姆定律,电路两端允许加的最大电压 $ U_{大}=I_{大}R_{总}=0.5\ \mathrm{A}×16\ \Omega=8\ \mathrm{V} $。
【答案】
(1)长度;16 (2)0.5;8
【知识点】
电阻的串联、欧姆定律的应用
【点评】
本题考查电阻串联的特点及欧姆定律的应用,核心是理解串联电路电流的规律,确定串联时的最大电流,属于初中电学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.7
解决本题需掌握电阻串联的特点:电阻串联相当于增加导体的长度,总电阻等于各串联电阻之和;串联电路的电流规律是各处电流相等,结合欧姆定律分析最大电流和最大电压。步骤:(1)先明确电阻串联的原理,计算总电阻;(2)串联时电流不能超过任一电阻的额定电流,取较小值,再用总电阻和最大电流计算最大电压。
【解析】
(1) 电阻的大小与导体长度有关,串联两个电阻时,相当于增加了导体的长度;根据串联电阻的规律,总电阻 $ R_{总}=R_甲+R_乙=6\ \Omega+10\ \Omega=16\ \Omega $。
(2) 已知甲电阻允许的最大电流 $ I_甲=0.5\ \mathrm{A} $,乙电阻允许的最大电流 $ I_乙=1\ \mathrm{A} $;因串联电路中各处电流相等,为保证两个电阻都安全工作,电路中的电流不能超过较小的额定电流,即最大电流 $ I_{大}=I_甲=0.5\ \mathrm{A} $;根据欧姆定律,电路两端允许加的最大电压 $ U_{大}=I_{大}R_{总}=0.5\ \mathrm{A}×16\ \Omega=8\ \mathrm{V} $。
【答案】
(1)长度;16 (2)0.5;8
【知识点】
电阻的串联、欧姆定律的应用
【点评】
本题考查电阻串联的特点及欧姆定律的应用,核心是理解串联电路电流的规律,确定串联时的最大电流,属于初中电学基础题型,难度适中。
【难度系数】
0.7
3. 一个灯泡正常发光时的电流为0.2 A,电压为3 V。现要把它接在4 V电源上仍能正常发光,该灯泡必须
(
A.串联一个10 Ω电阻
B.并联一个10 Ω电阻
C.串联一个5 Ω电阻
D.并联一个5 Ω电阻
(
C
)A.串联一个10 Ω电阻
B.并联一个10 Ω电阻
C.串联一个5 Ω电阻
D.并联一个5 Ω电阻
答案
C 解析:灯泡正常发光时的电阻为:$R_\mathrm{L}=\dfrac{U_\mathrm{L}}{I_\mathrm{L}}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=15\ \Omega$,电路中的总电阻:$R=\dfrac{U}{I}=\dfrac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,根据串联电路具有分压作用可知,应该串联电阻:$R'=R-R_\mathrm{L}=20\ \Omega-15\ \Omega=5\ \Omega$。
解析
【分析】要使灯泡接在4V电源上仍正常发光,需保证灯泡的电流和电压都为额定值(0.2A、3V)。由于电源电压高于灯泡额定电压,根据串联电路分压的特点,应串联一个电阻来分担多余的电压(4V-3V=1V),且串联电路中电流处处相等,所以通过串联电阻的电流等于灯泡的额定电流(0.2A),再结合欧姆定律即可算出串联电阻的阻值;同时并联电阻会使灯泡电压等于电源电压,超过额定值,可排除并联选项。
【解析】已知灯泡额定电流$I_L=0.2A$,额定电压$U_L=3V$,电源电压$U=4V$。因电源电压大于灯泡额定电压,需串联电阻分压(并联电阻不符合要求,排除B、D)。串联电阻需分担的电压:$U_R = U - U_L = 4V - 3V = 1V$;串联电路电流相等,故通过电阻的电流$I_R = I_L = 0.2A$;根据欧姆定律,串联电阻阻值:$R = \frac{U_R}{I_R} = \frac{1V}{0.2A} = 5Ω$,因此选C。
【答案】C
【知识点】欧姆定律、串联电路的分压规律
【点评】本题结合实际应用考查欧姆定律和串联电路特点,解题关键是明确串联电阻的分压作用及电流关系,计算时需注意电压、电流的对应性,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】已知灯泡额定电流$I_L=0.2A$,额定电压$U_L=3V$,电源电压$U=4V$。因电源电压大于灯泡额定电压,需串联电阻分压(并联电阻不符合要求,排除B、D)。串联电阻需分担的电压:$U_R = U - U_L = 4V - 3V = 1V$;串联电路电流相等,故通过电阻的电流$I_R = I_L = 0.2A$;根据欧姆定律,串联电阻阻值:$R = \frac{U_R}{I_R} = \frac{1V}{0.2A} = 5Ω$,因此选C。
【答案】C
【知识点】欧姆定律、串联电路的分压规律
【点评】本题结合实际应用考查欧姆定律和串联电路特点,解题关键是明确串联电阻的分压作用及电流关系,计算时需注意电压、电流的对应性,属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
4. 回归教材 概念 实验和理论推导都证明:并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体电阻的
倒数之和
。几个导体并联起来,总电阻小于
(填“大于”“等于”或“小于”)任何一个导体的电阻,这是因为相当于增加了导体的横截面积
。答案
倒数之和 小于 横截面积 解析:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和;几个导体并联起来,相当于增加了导体的横截面积,即导体变粗了,所以电阻变小,总电阻小于任何一个导体的电阻。
解析
【分析】
本题考查并联电路电阻的相关概念,解题时需回忆教材中并联电路总电阻与分电阻的关系结论,以及影响电阻大小的因素。先明确并联电路总电阻的倒数与各并联电阻倒数的关系,再结合影响电阻的因素分析并联时导体的变化,进而判断总电阻与分电阻的大小关系。
【解析】
根据教材中并联电路的规律,并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和;从影响电阻的因素来看,导体的横截面积越大,电阻越小,几个导体并联相当于增加了导体的横截面积,因此总电阻小于任何一个并联导体的电阻。
【答案】
倒数之和;小于;横截面积
【知识点】
并联电路的电阻规律;影响电阻大小的因素
【点评】
本题是教材基础概念题,直接考查并联电路电阻的规律及影响电阻的因素,属于对基础知识的识记与理解,难度较低。
【难度系数】
0.9
本题考查并联电路电阻的相关概念,解题时需回忆教材中并联电路总电阻与分电阻的关系结论,以及影响电阻大小的因素。先明确并联电路总电阻的倒数与各并联电阻倒数的关系,再结合影响电阻的因素分析并联时导体的变化,进而判断总电阻与分电阻的大小关系。
【解析】
根据教材中并联电路的规律,并联电路的总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和;从影响电阻的因素来看,导体的横截面积越大,电阻越小,几个导体并联相当于增加了导体的横截面积,因此总电阻小于任何一个并联导体的电阻。
【答案】
倒数之和;小于;横截面积
【知识点】
并联电路的电阻规律;影响电阻大小的因素
【点评】
本题是教材基础概念题,直接考查并联电路电阻的规律及影响电阻的因素,属于对基础知识的识记与理解,难度较低。
【难度系数】
0.9
5. (2025·太和县三模)如图所示的电路中,电源电压恒为$3\ \mathrm{V}$,定值电阻$R_1=30\ \Omega$,电流表的量程是$0∼0.6\ \mathrm{A}$,滑动变阻器$R_2$的规格为“$50\ \Omega\ \ 2\ \mathrm{A}$”。闭合开关$\mathrm{S}$,滑动变阻器$R_2$允许接入电路的最小阻值为
6
$\Omega$。答案
6 解析:根据电路图可知,两电阻并联,由欧姆定律可知,通过定值电阻$R_1$的电流$I_1=\dfrac{U}{R_1}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,电流表量程是0~0.6 A,干路的最大电流为0.6 A,滑动变阻器$R_2$允许接入电路的阻值最小时,通过滑动变阻器的电流最大是$I_2=I-I_1=0.6\ \mathrm{A}-0.1\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$,滑动变阻器$R_2$允许接入电路的最小阻值为$R_2=\dfrac{U}{I_2}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$。
解析
【分析】
首先明确电路结构:R₁与R₂并联,电流表测量干路电流。根据并联电路的特点,各支路两端电压等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和。要确定滑动变阻器R₂允许接入的最小阻值,需先根据电流表量程确定干路的最大电流,再算出通过R₂的最大电流,最后利用欧姆定律计算R₂的最小阻值。
【解析】
1. 电路为R₁与R₂并联,电源电压U=3V,电流表量程为0~0.6A,因此干路允许的最大电流I_max=0.6A。
2. 由欧姆定律,通过定值电阻R₁的电流:$I_1=\dfrac{U}{R_1}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$。
3. 根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此通过R₂的最大电流:$I_{2\mathrm{max}}=I_{\mathrm{max}}-I_1=0.6\ \mathrm{A}-0.1\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$。
4. 再由欧姆定律,滑动变阻器R₂接入的最小阻值:$R_{2\mathrm{min}}=\dfrac{U}{I_{2\mathrm{max}}}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$。
【答案】
6
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合并联电路的电流、电压规律和欧姆定律进行计算,关键是明确干路最大电流由电流表量程限制,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构:R₁与R₂并联,电流表测量干路电流。根据并联电路的特点,各支路两端电压等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和。要确定滑动变阻器R₂允许接入的最小阻值,需先根据电流表量程确定干路的最大电流,再算出通过R₂的最大电流,最后利用欧姆定律计算R₂的最小阻值。
【解析】
1. 电路为R₁与R₂并联,电源电压U=3V,电流表量程为0~0.6A,因此干路允许的最大电流I_max=0.6A。
2. 由欧姆定律,通过定值电阻R₁的电流:$I_1=\dfrac{U}{R_1}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{30\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$。
3. 根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此通过R₂的最大电流:$I_{2\mathrm{max}}=I_{\mathrm{max}}-I_1=0.6\ \mathrm{A}-0.1\ \mathrm{A}=0.5\ \mathrm{A}$。
4. 再由欧姆定律,滑动变阻器R₂接入的最小阻值:$R_{2\mathrm{min}}=\dfrac{U}{I_{2\mathrm{max}}}=\dfrac{3\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$。
【答案】
6
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合并联电路的电流、电压规律和欧姆定律进行计算,关键是明确干路最大电流由电流表量程限制,属于基础应用题型。
【难度系数】
0.5
6. 有两个阻值不同的定值电阻$ R_1 $、$ R_2 $,它们的电流随电压变化的$ I-U $图线如图所示。如果$ R_1 $、$ R_2 $串联的总电阻为$ R $,并联后的总电阻为$ R' $,则关于$ R $、$ R' $的$ I-U $图线所在的区域,下列说法中正确的是(

A.$ R $在Ⅰ区域,$ R' $在Ⅲ区域
B.$ R $在Ⅱ区域,$ R' $在Ⅰ区域
C.$ R $在Ⅲ区域,$ R' $在Ⅰ区域
D.$ R $在Ⅰ区域,$ R' $在Ⅱ区域
C
)A.$ R $在Ⅰ区域,$ R' $在Ⅲ区域
B.$ R $在Ⅱ区域,$ R' $在Ⅰ区域
C.$ R $在Ⅲ区域,$ R' $在Ⅰ区域
D.$ R $在Ⅰ区域,$ R' $在Ⅱ区域
答案
C 解析:在串联电路中,总电阻等于各电阻之和,所以比任何一个分电阻都大;在并联电路中,总电阻小于任何一个电阻,如题图是$I-U$图像,Ⅰ区域的阻值最小,比两个分电阻都小,所以并联电路的总电阻的$I-U$图线在此区域;Ⅲ区域阻值最大,比任何一个分电阻的阻值都大,所以串联电路的总电阻的$I-U$图线在此区域,Ⅱ区域是介于两电阻阻值之间。故选C。
解析
【分析】
要解决本题,需先明确I-U图像中电阻的判断方法:根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,相同电压下,电流越大,电阻越小;再结合串并联电阻的大小规律:串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻,据此判断总电阻对应的I-U区域。
【解析】
1. 判断$R_1$和$R_2$的大小:在I-U图像中,取相同电压$U$,由图可知$I_1>I_2$,根据$R=\frac{U}{I}$,可得$R_1=\frac{U}{I_1}<R_2=\frac{U}{I_2}$,即$R_1<R_2$。
2. 分析串联总电阻$R$的区域:串联总电阻$R=R_1+R_2$,因此$R$比$R_2$更大,是三个电阻中最大的。当电压相同时,总电阻越大,电流$I=\frac{U}{R}$越小,对应图像中电流最小的区域,即Ⅲ区域。
3. 分析并联总电阻$R'$的区域:并联总电阻满足$\frac{1}{R'}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$,因此$R'$小于$R_1$,是三个电阻中最小的。当电压相同时,总电阻越小,电流$I=\frac{U}{R}$越大,对应图像中电流最大的区域,即Ⅰ区域。
综上,串联总电阻$R$在Ⅲ区域,并联总电阻$R'$在Ⅰ区域,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
I-U图像与电阻、串联电阻规律、并联电阻规律
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电阻的特点,核心是掌握电阻在I-U图像中的判断方法,需将图像分析与串并联电阻的大小关系结合,是基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先明确I-U图像中电阻的判断方法:根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,相同电压下,电流越大,电阻越小;再结合串并联电阻的大小规律:串联总电阻大于任何一个分电阻,并联总电阻小于任何一个分电阻,据此判断总电阻对应的I-U区域。
【解析】
1. 判断$R_1$和$R_2$的大小:在I-U图像中,取相同电压$U$,由图可知$I_1>I_2$,根据$R=\frac{U}{I}$,可得$R_1=\frac{U}{I_1}<R_2=\frac{U}{I_2}$,即$R_1<R_2$。
2. 分析串联总电阻$R$的区域:串联总电阻$R=R_1+R_2$,因此$R$比$R_2$更大,是三个电阻中最大的。当电压相同时,总电阻越大,电流$I=\frac{U}{R}$越小,对应图像中电流最小的区域,即Ⅲ区域。
3. 分析并联总电阻$R'$的区域:并联总电阻满足$\frac{1}{R'}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}$,因此$R'$小于$R_1$,是三个电阻中最小的。当电压相同时,总电阻越小,电流$I=\frac{U}{R}$越大,对应图像中电流最大的区域,即Ⅰ区域。
综上,串联总电阻$R$在Ⅲ区域,并联总电阻$R'$在Ⅰ区域,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
I-U图像与电阻、串联电阻规律、并联电阻规律
【点评】
本题结合I-U图像考查串并联电阻的特点,核心是掌握电阻在I-U图像中的判断方法,需将图像分析与串并联电阻的大小关系结合,是基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
7. 如图所示的电路中,电源两端电压不变,当甲、乙都为电流表时,只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$,$R_{1}$与$R_{2}$两个电阻是

并
(填“串”或“并”)联,此时甲、乙两表的示数比是$2:3$。如果把甲、乙全部换成电压表,再闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$,则甲、乙两表示数之比是3:1
。答案
并 3:1 解析:当甲、乙都为电流表时,只闭合开关$\mathrm{S}_1$,由图可知,此时电流有两条流经路径,一条从电源正极出发,经过$R_1$,再经过乙电流表回到电源负极,一条从电源正极出发,经过甲电流表,再经过$R_2$,然后经过乙电流表,最后回到电源负极,可知此时$R_1$与$R_2$两个电阻是并联的。由电路图可知,此时甲电流表测过$R_2$支路的电流,乙电流表测干路电流,此时两表的示数之比为2:3,因干路电流等于各支路电流之和,故可知流过$R_1$和$R_2$支路的电流之比为$I_1:I_2=1:2$,因并联电路两端电压相等,故由欧姆定律可得,$R_1$和$R_2$的电阻之比为$R_1:R_2=2:1$,如果把甲、乙全部换成电压表,再闭合$\mathrm{S}_1$和$\mathrm{S}_2$,由图可知,此时$R_1$和$R_2$串联,甲电压表测$R_1$和$R_2$两端电压之和,乙电压表测$R_2$两端电压,因串联电路中电流相等,故由欧姆定律可得,此时甲、乙两电压表示数之比等于$R_1$与$R_2$电阻之和与$R_2$的电阻之比,即$U_1:U_2=(R_1+R_2):R_2=3:1$。
解析
【分析】
要解决这道题,需分两种情况分析电路:①当甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,需判断电流路径确定$R_1$与$R_2$的连接方式,明确两电流表测量的电流,结合并联电路特点和欧姆定律求出电阻比;②当甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,判断电路连接方式,明确两电压表测量的电压,结合串联电路特点和欧姆定律求出电压比。
【解析】
1. 当甲、乙都为电流表,只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时:
电流表相当于导线,电流从电源正极流出分为两条支路:一条经$R_1$、乙电流表回到电源负极;另一条经甲电流表、$R_2$、乙电流表回到电源负极,因此$R_1$与$R_2$是并联。
此时甲电流表测$R_2$支路的电流$I_2$,乙电流表测干路电流$I$,已知$I:I_2=2:3$,根据并联电路电流规律$I=I_1+I_2$,可得$R_1$支路的电流$I_1=I-I_2=3-2=1$份,故$I_1:I_2=1:2$。
并联电路各支路电压相等,由欧姆定律$U=IR$得:$R_1=\frac{U}{I_1}$,$R_2=\frac{U}{I_2}$,因此$R_1:R_2=I_2:I_1=2:1$。
2. 当甲、乙全部换成电压表,闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$时:
电压表相当于开路,电流路径为电源正极→$R_1$→$R_2$→$\mathrm{S}_{1}$→电源负极,因此$R_1$与$R_2$串联。
此时甲电压表测$R_1$和$R_2$的总电压$U$,乙电压表测$R_2$两端的电压$U_2$。
串联电路电流处处相等,设电流为$I'$,由欧姆定律得:总电压$U=I'(R_1+R_2)$,$R_2$两端电压$U_2=I'R_2$,因此甲、乙两表示数之比$\frac{U}{U_2}=\frac{R_1+R_2}{R_2}=\frac{2+1}{1}=\frac{3}{1}$,即示数比为$3:1$。
【答案】
并;$3:1$
【知识点】
并联电路特点、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合电流表、电压表的特性,考查串并联电路的判断及欧姆定律的应用,需准确分析不同电表类型下的电路结构,是电路部分的典型综合题,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需分两种情况分析电路:①当甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,需判断电流路径确定$R_1$与$R_2$的连接方式,明确两电流表测量的电流,结合并联电路特点和欧姆定律求出电阻比;②当甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,判断电路连接方式,明确两电压表测量的电压,结合串联电路特点和欧姆定律求出电压比。
【解析】
1. 当甲、乙都为电流表,只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$时:
电流表相当于导线,电流从电源正极流出分为两条支路:一条经$R_1$、乙电流表回到电源负极;另一条经甲电流表、$R_2$、乙电流表回到电源负极,因此$R_1$与$R_2$是并联。
此时甲电流表测$R_2$支路的电流$I_2$,乙电流表测干路电流$I$,已知$I:I_2=2:3$,根据并联电路电流规律$I=I_1+I_2$,可得$R_1$支路的电流$I_1=I-I_2=3-2=1$份,故$I_1:I_2=1:2$。
并联电路各支路电压相等,由欧姆定律$U=IR$得:$R_1=\frac{U}{I_1}$,$R_2=\frac{U}{I_2}$,因此$R_1:R_2=I_2:I_1=2:1$。
2. 当甲、乙全部换成电压表,闭合$\mathrm{S}_{1}$和$\mathrm{S}_{2}$时:
电压表相当于开路,电流路径为电源正极→$R_1$→$R_2$→$\mathrm{S}_{1}$→电源负极,因此$R_1$与$R_2$串联。
此时甲电压表测$R_1$和$R_2$的总电压$U$,乙电压表测$R_2$两端的电压$U_2$。
串联电路电流处处相等,设电流为$I'$,由欧姆定律得:总电压$U=I'(R_1+R_2)$,$R_2$两端电压$U_2=I'R_2$,因此甲、乙两表示数之比$\frac{U}{U_2}=\frac{R_1+R_2}{R_2}=\frac{2+1}{1}=\frac{3}{1}$,即示数比为$3:1$。
【答案】
并;$3:1$
【知识点】
并联电路特点、串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合电流表、电压表的特性,考查串并联电路的判断及欧姆定律的应用,需准确分析不同电表类型下的电路结构,是电路部分的典型综合题,难度适中。
【难度系数】
0.6
8. (2025·合肥市包河区三模)如图所示,电源电压为6 V且保持不变,闭合开关S时,电压表的示数为2.5 V,电流表的示数为0.4 A,则定值电阻$R_1$的阻值为
6.25
Ω。答案
6.25 解析:闭合开关,$R_1$、$R_0$串联,电流表测量电路电流,电压表测量$R_1$两端的电压。根据欧姆定律可知定值电阻$R_1$的阻值:$R_1=\dfrac{U_1}{I}=\dfrac{2.5\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=6.25\ \Omega$。
解析
【分析】首先观察电路,闭合开关S后,$R_0$与$R_1$串联,电流表测量串联电路的电流,电压表并联在$R_1$两端,测量$R_1$两端的电压。要求$R_1$的阻值,根据欧姆定律,需知道$R_1$两端的电压和通过$R_1$的电流;题目中给出电压表的示数(即$R_1$的电压)和电流表的示数(即电路电流,串联电路电流处处相等,等于通过$R_1$的电流),因此可利用欧姆定律计算$R_1$的阻值。
【解析】闭合开关S时,$R_1$与$R_0$串联,电流表测电路电流,根据串联电路电流处处相等,可知通过$R_1$的电流$I_1=I=0.4\ \mathrm{A}$;电压表测$R_1$两端的电压,即$U_1=2.5\ \mathrm{V}$。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,变形得$R_1=\frac{U_1}{I_1}$,代入数值计算:$R_1=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=6.25\ \Omega$。
【答案】6.25
【知识点】欧姆定律、串联电路特点
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的基础应用,解题关键是正确判断电路连接方式及电表的测量对象,难度较低,适合基础巩固练习。
【难度系数】0.8
【解析】闭合开关S时,$R_1$与$R_0$串联,电流表测电路电流,根据串联电路电流处处相等,可知通过$R_1$的电流$I_1=I=0.4\ \mathrm{A}$;电压表测$R_1$两端的电压,即$U_1=2.5\ \mathrm{V}$。根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,变形得$R_1=\frac{U_1}{I_1}$,代入数值计算:$R_1=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{0.4\ \mathrm{A}}=6.25\ \Omega$。
【答案】6.25
【知识点】欧姆定律、串联电路特点
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的基础应用,解题关键是正确判断电路连接方式及电表的测量对象,难度较低,适合基础巩固练习。
【难度系数】0.8
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