7.如图所示为电阻$R_1$和$R_2$的$I-U$图像,由图像可知(

A.$R_1$与$R_2$两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.$R_1$与$R_2$的电阻之比为$2:1$
C.将$R_1$与$R_2$串联接入电路,通电后$R_1$与$R_2$两端的电压之比为$1:2$
D.将$R_1$与$R_2$并联接入电路,通电后通过$R_1$与$R_2$的电流之比为$1:2$
C
)A.$R_1$与$R_2$两端的电压为0时,它们的电阻也为0
B.$R_1$与$R_2$的电阻之比为$2:1$
C.将$R_1$与$R_2$串联接入电路,通电后$R_1$与$R_2$两端的电压之比为$1:2$
D.将$R_1$与$R_2$并联接入电路,通电后通过$R_1$与$R_2$的电流之比为$1:2$
答案
7.C
解析
【分析】
要解决这道题,需结合I-U图像的物理意义、电阻的定义以及串并联电路的特点分析各选项:首先明确电阻是导体本身的性质,与两端电压和通过的电流无关;其次利用公式$R=\frac{U}{I}$,从图像中选取相同电压下的电流值计算$R_1$和$R_2$的电阻,判断选项B;再根据串联电路电流相等、并联电路电压相等的规律,结合$U=IR$和$I=\frac{U}{R}$分别分析选项C和D。
【解析】
1. 计算$R_1$和$R_2$的电阻:从图像中取$U=3V$时,$R_1$对应的电流$I_1=0.6A$,根据$R=\frac{U}{I}$,得$R_1=\frac{3V}{0.6A}=5Ω$;$R_2$对应的电流$I_2=0.3A$,得$R_2=\frac{3V}{0.3A}=10Ω$。
2. 分析选项A:电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关,当电压为0时,$R_1$和$R_2$的电阻仍为$5Ω$和$10Ω$,A错误。
3. 分析选项B:$R_1$与$R_2$的电阻之比为$5Ω:10Ω=1:2$,不是$2:1$,B错误。
4. 分析选项C:串联电路中电流处处相等,根据$U=IR$,$R_1$与$R_2$两端电压之比$U_1:U_2=IR_1:IR_2=R_1:R_2=1:2$,C正确。
5. 分析选项D:并联电路中各支路电压相等,根据$I=\frac{U}{R}$,通过$R_1$与$R_2$的电流之比$I_1:I_2=\frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2}=R_2:R_1=2:1$,不是$1:2$,D错误。
【答案】
C
【知识点】
I-U图像、电阻计算、串并联电路特点
【点评】
本题考查I-U图像的应用及串并联电路的规律,需掌握电阻的本质和串并联电路中电压、电流与电阻的关系,属于基础电学题,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,需结合I-U图像的物理意义、电阻的定义以及串并联电路的特点分析各选项:首先明确电阻是导体本身的性质,与两端电压和通过的电流无关;其次利用公式$R=\frac{U}{I}$,从图像中选取相同电压下的电流值计算$R_1$和$R_2$的电阻,判断选项B;再根据串联电路电流相等、并联电路电压相等的规律,结合$U=IR$和$I=\frac{U}{R}$分别分析选项C和D。
【解析】
1. 计算$R_1$和$R_2$的电阻:从图像中取$U=3V$时,$R_1$对应的电流$I_1=0.6A$,根据$R=\frac{U}{I}$,得$R_1=\frac{3V}{0.6A}=5Ω$;$R_2$对应的电流$I_2=0.3A$,得$R_2=\frac{3V}{0.3A}=10Ω$。
2. 分析选项A:电阻是导体本身的属性,与电压、电流无关,当电压为0时,$R_1$和$R_2$的电阻仍为$5Ω$和$10Ω$,A错误。
3. 分析选项B:$R_1$与$R_2$的电阻之比为$5Ω:10Ω=1:2$,不是$2:1$,B错误。
4. 分析选项C:串联电路中电流处处相等,根据$U=IR$,$R_1$与$R_2$两端电压之比$U_1:U_2=IR_1:IR_2=R_1:R_2=1:2$,C正确。
5. 分析选项D:并联电路中各支路电压相等,根据$I=\frac{U}{R}$,通过$R_1$与$R_2$的电流之比$I_1:I_2=\frac{U}{R_1}:\frac{U}{R_2}=R_2:R_1=2:1$,不是$1:2$,D错误。
【答案】
C
【知识点】
I-U图像、电阻计算、串并联电路特点
【点评】
本题考查I-U图像的应用及串并联电路的规律,需掌握电阻的本质和串并联电路中电压、电流与电阻的关系,属于基础电学题,难度适中。
【难度系数】
0.6
8. 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关时,滑动变阻器滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数U与电流表示数I的变化关系如图乙所示,下列说法不正确的是(

A. 电源电压是9 V
B. 定值电阻R的阻值是6 Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D. 若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9 V
【变式】如图甲所示电路中,电源电压不变,$R_1$为定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器$R_2$的滑片从A端移到某一位置B时,根据两表示数作出的U-I图像如图乙所示。则下列判断正确的是(

A. 滑片移动过程中,滑动变阻器$R_2$接入电路阻值变大
B. 滑动变阻器的最大阻值为10 Ω
C. 电源电压为2.5 V
D. 定值电阻$R_1$的阻值为10 Ω
C
)A. 电源电压是9 V
B. 定值电阻R的阻值是6 Ω
C. 滑动变阻器的阻值范围是0~18 Ω
D. 若定值电阻R出现接触不良时,电流表示数为0,电压表示数为9 V
【变式】如图甲所示电路中,电源电压不变,$R_1$为定值电阻,闭合开关,将滑动变阻器$R_2$的滑片从A端移到某一位置B时,根据两表示数作出的U-I图像如图乙所示。则下列判断正确的是(
C
)A. 滑片移动过程中,滑动变阻器$R_2$接入电路阻值变大
B. 滑动变阻器的最大阻值为10 Ω
C. 电源电压为2.5 V
D. 定值电阻$R_1$的阻值为10 Ω
答案
8.C 【变式】C
解析
【分析】
第8题:首先明确电路为定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻R两端电压,电流表测电路电流。当滑片P在a端时,滑动变阻器接入阻值为0,电路总电阻最小、电流最大,此时电压表示数等于电源电压,结合图乙最大电流可求电源电压;再用欧姆定律计算定值电阻R的阻值。当滑片P在b端时,滑动变阻器接入阻值最大,电流最小,结合电源电压和最小电流算出总电阻,进而得到滑动变阻器的最大阻值,判断其阻值范围。对于选项D,定值电阻接触不良时相当于断路,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源电压,据此判断。
变式题:电路为定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联,滑片移动时,滑动变阻器接入阻值变化,电流和定值电阻R₁的电压随之变化,U-I图像中电压随电流增大而增大的线对应定值电阻。当滑动变阻器接入阻值为0时,电流最大,此时电压表示数等于电源电压,据此判断电源电压,再结合串联电路特点和欧姆定律分析各选项。
【解析】
第8题:
1. 滑片P在a端时,滑动变阻器阻值为0,电路为R的简单电路,电流最大,由图乙知最大电流I₁=1.5A,电压表示数为9V,即电源电压U总=9V,A正确。
2. 定值电阻R的阻值:R=U/I₁=9V/1.5A=6Ω,B正确。
3. 滑片P在b端时,滑动变阻器阻值最大,电流最小,由图乙知最小电流I₂=0.5A,总电阻R总=U总/I₂=9V/0.5A=18Ω,滑动变阻器最大阻值R滑max=R总-R=18Ω-6Ω=12Ω,即滑动变阻器阻值范围为0~12Ω,C错误。
4. 定值电阻R接触不良时,电路断路,电流表示数为0,电压表串联测电源电压,示数为9V,D正确。因此第8题选C。
变式题:
1. 滑片移动时,滑动变阻器接入阻值减小,电路电流增大,定值电阻R₁两端电压增大,U-I图像中电压随电流增大而增大的线为R₁的图像。当滑动变阻器接入阻值为0时,电流最大,此时电压表示数等于电源电压,由图乙知最大电压为2.5V,即电源电压为2.5V,C正确。
2. 滑片从A到B,滑动变阻器阻值变小,A错误;定值电阻R₁=U/I(最小电流时),计算得R₁远小于10Ω,D错误;滑动变阻器最大阻值也不等于10Ω,B错误。因此变式题选C。
【答案】
8.C 【变式】C
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律
【点评】
本题考查串联电路的欧姆定律应用,核心是从U-I图像中提取滑片在两端的电流、电压信息,结合串联电路特点分析各物理量,需掌握电路故障分析方法,是电学基础题型。
【难度系数】
0.5
第8题:首先明确电路为定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻R两端电压,电流表测电路电流。当滑片P在a端时,滑动变阻器接入阻值为0,电路总电阻最小、电流最大,此时电压表示数等于电源电压,结合图乙最大电流可求电源电压;再用欧姆定律计算定值电阻R的阻值。当滑片P在b端时,滑动变阻器接入阻值最大,电流最小,结合电源电压和最小电流算出总电阻,进而得到滑动变阻器的最大阻值,判断其阻值范围。对于选项D,定值电阻接触不良时相当于断路,电流表无示数,电压表串联在电路中测电源电压,据此判断。
变式题:电路为定值电阻R₁与滑动变阻器R₂串联,滑片移动时,滑动变阻器接入阻值变化,电流和定值电阻R₁的电压随之变化,U-I图像中电压随电流增大而增大的线对应定值电阻。当滑动变阻器接入阻值为0时,电流最大,此时电压表示数等于电源电压,据此判断电源电压,再结合串联电路特点和欧姆定律分析各选项。
【解析】
第8题:
1. 滑片P在a端时,滑动变阻器阻值为0,电路为R的简单电路,电流最大,由图乙知最大电流I₁=1.5A,电压表示数为9V,即电源电压U总=9V,A正确。
2. 定值电阻R的阻值:R=U/I₁=9V/1.5A=6Ω,B正确。
3. 滑片P在b端时,滑动变阻器阻值最大,电流最小,由图乙知最小电流I₂=0.5A,总电阻R总=U总/I₂=9V/0.5A=18Ω,滑动变阻器最大阻值R滑max=R总-R=18Ω-6Ω=12Ω,即滑动变阻器阻值范围为0~12Ω,C错误。
4. 定值电阻R接触不良时,电路断路,电流表示数为0,电压表串联测电源电压,示数为9V,D正确。因此第8题选C。
变式题:
1. 滑片移动时,滑动变阻器接入阻值减小,电路电流增大,定值电阻R₁两端电压增大,U-I图像中电压随电流增大而增大的线为R₁的图像。当滑动变阻器接入阻值为0时,电流最大,此时电压表示数等于电源电压,由图乙知最大电压为2.5V,即电源电压为2.5V,C正确。
2. 滑片从A到B,滑动变阻器阻值变小,A错误;定值电阻R₁=U/I(最小电流时),计算得R₁远小于10Ω,D错误;滑动变阻器最大阻值也不等于10Ω,B错误。因此变式题选C。
【答案】
8.C 【变式】C
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律
【点评】
本题考查串联电路的欧姆定律应用,核心是从U-I图像中提取滑片在两端的电流、电压信息,结合串联电路特点分析各物理量,需掌握电路故障分析方法,是电学基础题型。
【难度系数】
0.5
9.如图甲是电阻R与小灯泡L的U-I图像.由图像可知,当R两端的电压为0时,R的阻值为

10
Ω.现把R和小灯泡L接入图乙所示电路中,电源电压为6 V,闭合开关S,电流表的示数为0.6 A,则通过电源的电流是1.2
A,此时滑动变阻器接入电路的电阻是5
Ω.答案
9.10 1.2 5
解析
【分析】
要解决本题,需结合U-I图像和电路特点分析:首先,定值电阻的阻值不变,从其U-I图像中读取一组电压和电流,用欧姆定律计算R的阻值;其次,分析图乙的电路,R与滑动变阻器和灯泡L的串联电路并联,电源电压为6V,因此R两端电压等于电源电压,可算出通过R的电流;电流表测L支路电流,已知其示数为0.6A,即通过L的电流为0.6A,从L的U-I图像中找到对应电压;再根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压,结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电阻;最后,电源总电流等于各支路电流之和。
【解析】
1. 计算电阻R的阻值:
由图甲可知,R为定值电阻,其U-I图像是过原点的直线,当R两端电压$ U_R=8V $时,通过的电流$ I_R=0.8A $,根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $,得:
$ R = \frac{8V}{0.8A} = 10\Omega $;
2. 计算通过电源的总电流:
图乙中,R与滑动变阻器、灯泡L的串联电路并联,电源电压$ U=6V $,因此R两端电压 $ U_R' = U = 6V $,此时通过R的电流:
$ I_R' = \frac{U_R'}{R} = \frac{6V}{10\Omega} = 0.6A $;
电流表测L支路的电流,即通过L的电流 $ I_L = 0.6A $,根据并联电路电流规律,电源总电流:
$ I_{总} = I_R' + I_L = 0.6A + 0.6A = 1.2A $;
3. 计算滑动变阻器接入的电阻:
由图甲可知,当通过L的电流 $ I_L = 0.6A $ 时,L两端的电压 $ U_L = 3V $;
L与滑动变阻器串联,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压:
$ U_{滑} = U - U_L = 6V - 3V = 3V $;
根据欧姆定律,滑动变阻器接入的电阻:
$ R_{滑} = \frac{U_{滑}}{I_L} = \frac{3V}{0.6A} = 5\Omega $;
【答案】
10;1.2;5
【知识点】
欧姆定律;并联电路电流规律;U-I图像应用
【点评】
本题结合U-I图像与串并联电路特点,考查欧姆定律的综合应用,关键是从图像提取对应电压、电流值,理清电路连接方式,难度适中,需学生具备图像分析与电路计算的结合能力。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需结合U-I图像和电路特点分析:首先,定值电阻的阻值不变,从其U-I图像中读取一组电压和电流,用欧姆定律计算R的阻值;其次,分析图乙的电路,R与滑动变阻器和灯泡L的串联电路并联,电源电压为6V,因此R两端电压等于电源电压,可算出通过R的电流;电流表测L支路电流,已知其示数为0.6A,即通过L的电流为0.6A,从L的U-I图像中找到对应电压;再根据串联电路电压规律算出滑动变阻器两端电压,结合欧姆定律求出滑动变阻器接入电阻;最后,电源总电流等于各支路电流之和。
【解析】
1. 计算电阻R的阻值:
由图甲可知,R为定值电阻,其U-I图像是过原点的直线,当R两端电压$ U_R=8V $时,通过的电流$ I_R=0.8A $,根据欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $,得:
$ R = \frac{8V}{0.8A} = 10\Omega $;
2. 计算通过电源的总电流:
图乙中,R与滑动变阻器、灯泡L的串联电路并联,电源电压$ U=6V $,因此R两端电压 $ U_R' = U = 6V $,此时通过R的电流:
$ I_R' = \frac{U_R'}{R} = \frac{6V}{10\Omega} = 0.6A $;
电流表测L支路的电流,即通过L的电流 $ I_L = 0.6A $,根据并联电路电流规律,电源总电流:
$ I_{总} = I_R' + I_L = 0.6A + 0.6A = 1.2A $;
3. 计算滑动变阻器接入的电阻:
由图甲可知,当通过L的电流 $ I_L = 0.6A $ 时,L两端的电压 $ U_L = 3V $;
L与滑动变阻器串联,根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端的电压:
$ U_{滑} = U - U_L = 6V - 3V = 3V $;
根据欧姆定律,滑动变阻器接入的电阻:
$ R_{滑} = \frac{U_{滑}}{I_L} = \frac{3V}{0.6A} = 5\Omega $;
【答案】
10;1.2;5
【知识点】
欧姆定律;并联电路电流规律;U-I图像应用
【点评】
本题结合U-I图像与串并联电路特点,考查欧姆定律的综合应用,关键是从图像提取对应电压、电流值,理清电路连接方式,难度适中,需学生具备图像分析与电路计算的结合能力。
【难度系数】
0.5
10.如图甲所示的电路,$R_0$为定值电阻,闭合开关,调节滑动变阻器$R$的阻值,记录电压表、电流表的示数,作出$U-I$关系图像如图乙①所示。已知某小灯泡的$U-I$图像如图乙②所示,现用该小灯泡替换图甲中的滑动变阻器,电路其他元件不变,则此时小灯泡的电阻为

5
$\Omega$,电源电压为3
$\mathrm{V}$。答案
10.5 3
解析
【分析】
首先分析原电路:图甲中定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R$两端电压,电流表测电路电流。利用图乙中滑动变阻器的$U-I$图像,结合串联电路电压规律和电源电压不变,求出定值电阻$R_0$和电源电压;再将滑动变阻器替换为小灯泡后,电路仍为$R_0$与小灯泡串联,根据总电压等于电源电压,结合小灯泡的$U-I$图像找到对应电流和电压,进而计算小灯泡电阻。
【解析】
1. 求电源电压和定值电阻$R_0$:
原电路中,电源电压$U$恒定。当滑动变阻器接入阻值为0时,电路电流$I_1=0.3\mathrm{A}$,电压表示数为0,故$U=I_1R_0=0.3\mathrm{A} × R_0$;当电流$I_2=0.2\mathrm{A}$时,电压表示数$U_R=1\mathrm{V}$,根据串联电路电压规律,$U=I_2R_0 + U_R=0.2\mathrm{A} × R_0 +1\mathrm{V}$。联立两式:
$0.3R_0 = 0.2R_0 +1$,解得$R_0=10\Omega$,电源电压$U=0.3\mathrm{A} ×10\Omega=3\mathrm{V}$。
2. 求替换后小灯泡的电阻:
替换后,小灯泡与$R_0$串联,总电压$U=U_L + IR_0=3\mathrm{V}$,即$U_L +10I=3\mathrm{V}$。结合小灯泡的$U-I$图像(图乙②),当$I=0.2\mathrm{A}$时,$U_L=1\mathrm{V}$,代入验证:$1\mathrm{V} +10\Omega ×0.2\mathrm{A}=3\mathrm{V}$,符合条件。此时小灯泡电阻$R_L=\frac{U_L}{I}=\frac{1\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=5\Omega$。
【答案】
5;3
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路特点和U-I图像,先通过原电路求出电源电压和定值电阻,再利用替换后电路的电压关系,结合小灯泡的U-I图像找到对应状态计算电阻,考查学生对电路分析和图像的理解应用能力,需理清电路变化前后的规律。
【难度系数】
0.5
首先分析原电路:图甲中定值电阻$R_0$与滑动变阻器$R$串联,电压表测$R$两端电压,电流表测电路电流。利用图乙中滑动变阻器的$U-I$图像,结合串联电路电压规律和电源电压不变,求出定值电阻$R_0$和电源电压;再将滑动变阻器替换为小灯泡后,电路仍为$R_0$与小灯泡串联,根据总电压等于电源电压,结合小灯泡的$U-I$图像找到对应电流和电压,进而计算小灯泡电阻。
【解析】
1. 求电源电压和定值电阻$R_0$:
原电路中,电源电压$U$恒定。当滑动变阻器接入阻值为0时,电路电流$I_1=0.3\mathrm{A}$,电压表示数为0,故$U=I_1R_0=0.3\mathrm{A} × R_0$;当电流$I_2=0.2\mathrm{A}$时,电压表示数$U_R=1\mathrm{V}$,根据串联电路电压规律,$U=I_2R_0 + U_R=0.2\mathrm{A} × R_0 +1\mathrm{V}$。联立两式:
$0.3R_0 = 0.2R_0 +1$,解得$R_0=10\Omega$,电源电压$U=0.3\mathrm{A} ×10\Omega=3\mathrm{V}$。
2. 求替换后小灯泡的电阻:
替换后,小灯泡与$R_0$串联,总电压$U=U_L + IR_0=3\mathrm{V}$,即$U_L +10I=3\mathrm{V}$。结合小灯泡的$U-I$图像(图乙②),当$I=0.2\mathrm{A}$时,$U_L=1\mathrm{V}$,代入验证:$1\mathrm{V} +10\Omega ×0.2\mathrm{A}=3\mathrm{V}$,符合条件。此时小灯泡电阻$R_L=\frac{U_L}{I}=\frac{1\mathrm{V}}{0.2\mathrm{A}}=5\Omega$。
【答案】
5;3
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、U-I图像应用
【点评】
本题结合串联电路特点和U-I图像,先通过原电路求出电源电压和定值电阻,再利用替换后电路的电压关系,结合小灯泡的U-I图像找到对应状态计算电阻,考查学生对电路分析和图像的理解应用能力,需理清电路变化前后的规律。
【难度系数】
0.5
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