1.如图所示的电路,电源电压为9 V,电流表使用0~0.6 A量程,电压表使用0~3 V量程,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,滑动变阻器接入电路的最小阻值不能小于(

A.5 Ω
B.8 Ω
C.10 Ω
D.20 Ω
D
)A.5 Ω
B.8 Ω
C.10 Ω
D.20 Ω
答案
1.D 【解析】由电路图可知,定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流。电压表使用0~3 V量程,当电压表示数$U_R=3\ \mathrm{V}$时,电路中的电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$。定值电阻允许通过的最大电流为0.5 A,电流表的量程为0~0.6 A,所以,电路中的最大电流应为0.3 A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,该最小电阻$R_{\mathrm{滑}\min}=\frac{U-U_R}{I}=\frac{9\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
解析
【分析】首先明确电路为定值电阻R与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路电流。要保证各元件安全,需确定电路允许的最大电流:需同时考虑电压表量程(0~3V,即R两端最大电压3V)、电流表量程(0~0.6A)、定值电阻允许的最大电流(0.5A),取三者对应的最小电流作为电路的最大电流,再结合欧姆定律计算滑动变阻器的最小阻值。
【解析】由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。
1. 计算定值电阻R两端电压最大为3V时的电流:$I_R=\frac{U_R}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$;
2. 对比各元件的最大允许电流:电流表最大允许电流为0.6A,定值电阻最大允许电流为0.5A,电压表限制的电流为0.3A,因此电路允许的最大电流$I_{\mathrm{max}}=0.3\ \mathrm{A}$(取最小的安全电流);
3. 计算电路总电阻:$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I_{\mathrm{max}}}=\frac{9\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$;
4. 计算滑动变阻器的最小阻值:$R_{\mathrm{滑}\min}=R_{\mathrm{总}}-R=30\ \Omega-10\ \Omega=20\ \Omega$。
【答案】D
【知识点】串联电路特点、欧姆定律应用、电路安全分析
【点评】本题是电路安全的典型题,需综合多个元件的安全限制确定电路最大电流,避免因忽略电压表量程限制而错解,考查学生对串联电路规律和欧姆定律的综合应用能力。
【难度系数】0.4
【解析】由电路图可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。
1. 计算定值电阻R两端电压最大为3V时的电流:$I_R=\frac{U_R}{R}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$;
2. 对比各元件的最大允许电流:电流表最大允许电流为0.6A,定值电阻最大允许电流为0.5A,电压表限制的电流为0.3A,因此电路允许的最大电流$I_{\mathrm{max}}=0.3\ \mathrm{A}$(取最小的安全电流);
3. 计算电路总电阻:$R_{\mathrm{总}}=\frac{U}{I_{\mathrm{max}}}=\frac{9\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=30\ \Omega$;
4. 计算滑动变阻器的最小阻值:$R_{\mathrm{滑}\min}=R_{\mathrm{总}}-R=30\ \Omega-10\ \Omega=20\ \Omega$。
【答案】D
【知识点】串联电路特点、欧姆定律应用、电路安全分析
【点评】本题是电路安全的典型题,需综合多个元件的安全限制确定电路最大电流,避免因忽略电压表量程限制而错解,考查学生对串联电路规律和欧姆定律的综合应用能力。
【难度系数】0.4
2.(2025·烟台龙口期中)测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示,R为定值电阻,$R_0$是光敏电阻,电源电压为3 V。闭合开关S,无人通过时,电压表示数为2.5 V,有人通过时,挡住入射到光敏电阻上的光,光敏电阻阻值变为10 Ω,电压表示数变为2 V,装置计数一次。下列说法正确的是(

A.有人通过时,$R_0$的阻值变小
B.有人通过时,电路中的电流变小
C.无人通过时,R的阻值为25 Ω
D.无人通过时,$R_0$的阻值为20 Ω
B
)A.有人通过时,$R_0$的阻值变小
B.有人通过时,电路中的电流变小
C.无人通过时,R的阻值为25 Ω
D.无人通过时,$R_0$的阻值为20 Ω
答案
2.B 【解析】闭合开关S,光敏电阻$R_0$和定值电阻R串联,电压表测量定值电阻R两端的电压。有人通过时,电压表示数为2 V,即R两端电压$U_R=2\ \mathrm{V}$,电源电压$U=3\ \mathrm{V}$,$R_0$两端电压$U_0=U-U_R=3\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$,此时电路中的电流$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$,定值电阻R的阻值$R=\frac{U_R}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。无人通过时,电压表示数为2.5 V,R两端的电压为$U_R'=2.5\ \mathrm{V}$,此时电路中的电流$I'=\frac{U_R'}{R}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.125\ \mathrm{A}$,此时$R_0$两端的电压$U_0'=U-U_R'=3\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.5\ \mathrm{V}$,$R_0$的阻值$R_0=\frac{U_0'}{I'}=\frac{0.5\ \mathrm{V}}{0.125\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$。综上可知,有人通过时,$R_0$的阻值变大,电路中的电流变小,故A错误,B正确;无人通过时,定值电阻R的阻值仍然为20 Ω,故C错误;无人通过时,$R_0$的阻值为4 Ω,故D错误。
解析
【分析】首先明确电路为定值电阻R与光敏电阻R₀串联,电压表测量R两端的电压。解题时,先利用有人通过时的已知条件,结合串联电路电压规律、欧姆定律求出定值电阻R的阻值;再计算无人通过时电路的电流和R₀的阻值,最后逐一分析各选项的正误。
【解析】由图可知,R与R₀串联,电压表测R两端的电压,电源电压U=3V。
1. 有人通过时:电压表示数(R两端电压)$U_R=2\ \mathrm{V}$,此时$R_0=10\ \Omega$。
根据串联电路电压规律,$R_0$两端电压$U_0=U - U_R=3\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$;
电路中的电流$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$;
定值电阻R的阻值$R=\frac{U_R}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
2. 无人通过时:电压表示数$U_R'=2.5\ \mathrm{V}$,定值电阻R阻值不变(仍为20Ω)。
电路中的电流$I'=\frac{U_R'}{R}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.125\ \mathrm{A}$;
$R_0$两端电压$U_0'=U - U_R'=3\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.5\ \mathrm{V}$;
此时$R_0$的阻值$R_0'=\frac{U_0'}{I'}=\frac{0.5\ \mathrm{V}}{0.125\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$。
对选项逐一分析:
A选项:有人通过时$R_0=10\ \Omega$,无人通过时$R_0=4\ \Omega$,故有人通过时$R_0$阻值变大,A错误;
B选项:有人通过时电流$I=0.1\ \mathrm{A}$,无人通过时电流$I'=0.125\ \mathrm{A}$,故有人通过时电路电流变小,B正确;
C选项:计算得$R=20\ \Omega$,不是25Ω,C错误;
D选项:无人通过时$R_0=4\ \Omega$,不是20Ω,D错误。
【答案】B
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、光敏电阻特性
【点评】本题结合光敏电阻考查串联电路规律与欧姆定律的应用,关键是明确电路连接方式,区分有人、无人通过时的电路参数变化,需细心计算各物理量,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
【解析】由图可知,R与R₀串联,电压表测R两端的电压,电源电压U=3V。
1. 有人通过时:电压表示数(R两端电压)$U_R=2\ \mathrm{V}$,此时$R_0=10\ \Omega$。
根据串联电路电压规律,$R_0$两端电压$U_0=U - U_R=3\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}=1\ \mathrm{V}$;
电路中的电流$I=\frac{U_0}{R_0}=\frac{1\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.1\ \mathrm{A}$;
定值电阻R的阻值$R=\frac{U_R}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.1\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
2. 无人通过时:电压表示数$U_R'=2.5\ \mathrm{V}$,定值电阻R阻值不变(仍为20Ω)。
电路中的电流$I'=\frac{U_R'}{R}=\frac{2.5\ \mathrm{V}}{20\ \Omega}=0.125\ \mathrm{A}$;
$R_0$两端电压$U_0'=U - U_R'=3\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=0.5\ \mathrm{V}$;
此时$R_0$的阻值$R_0'=\frac{U_0'}{I'}=\frac{0.5\ \mathrm{V}}{0.125\ \mathrm{A}}=4\ \Omega$。
对选项逐一分析:
A选项:有人通过时$R_0=10\ \Omega$,无人通过时$R_0=4\ \Omega$,故有人通过时$R_0$阻值变大,A错误;
B选项:有人通过时电流$I=0.1\ \mathrm{A}$,无人通过时电流$I'=0.125\ \mathrm{A}$,故有人通过时电路电流变小,B正确;
C选项:计算得$R=20\ \Omega$,不是25Ω,C错误;
D选项:无人通过时$R_0=4\ \Omega$,不是20Ω,D错误。
【答案】B
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、光敏电阻特性
【点评】本题结合光敏电阻考查串联电路规律与欧姆定律的应用,关键是明确电路连接方式,区分有人、无人通过时的电路参数变化,需细心计算各物理量,属于中等难度的电路分析题。
【难度系数】0.5
3. (2025·聊城东昌府区校级期中)在如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关断开时,发现电压表示数为6 V;闭合开关后,发现电压表示数变为2 V。则开关闭合后,下列说法正确的是 (

A.电源电压为8 V
B.通过$R_1$的电流与通过$R_2$的电流之比为$2:1$
C.$R_1$的电阻与$R_2$的电阻之比为$2:1$
D.$R_1$两端电压与$R_2$两端电压之比为$3:1$
C
)A.电源电压为8 V
B.通过$R_1$的电流与通过$R_2$的电流之比为$2:1$
C.$R_1$的电阻与$R_2$的电阻之比为$2:1$
D.$R_1$两端电压与$R_2$两端电压之比为$3:1$
答案
3.C
解析
【分析】
首先分析开关断开时的电路:开关S断开,电路断路,电压表串联在电路中,此时电压表测量电源电压,因此电源电压等于电压表示数,为6V。接着分析开关闭合后的电路:开关闭合后,R₁与R₂串联,电压表并联在R₂两端,测量R₂两端的电压,即U₂=2V。根据串联电路电压规律,总电压等于各部分电压之和,可算出R₁两端的电压U₁=U总 - U₂=4V。串联电路中电流处处相等,结合欧姆定律R=U/I,可推导电阻之比等于电压之比,进而判断各选项。
【解析】
1. 开关断开时:电路断路,电压表串联,测量电源电压,故电源电压U总=6V,因此选项A(电源电压为8V)错误。
2. 开关闭合后:R₁与R₂串联,电压表测R₂两端电压,U₂=2V;根据串联电路电压规律,R₁两端电压U₁=U总 - U₂=6V - 2V=4V。
3. 串联电路电流处处相等,即I₁=I₂,因此通过R₁与R₂的电流之比为1:1,选项B(电流比为2:1)错误。
4. 根据欧姆定律R=U/I,电流I相同,故电阻之比R₁/R₂=U₁/I : U₂/I = U₁/U₂=4V/2V=2:1,选项C正确。
5. R₁与R₂两端电压之比U₁:U₂=4V:2V=2:1,选项D(电压比为3:1)错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电路分析
【点评】
本题考查串联电路特点与欧姆定律的应用,核心是判断开关断开、闭合时电压表的测量对象,属于基础电路分析题,需掌握电路结构的分析方法。
【难度系数】
0.6
首先分析开关断开时的电路:开关S断开,电路断路,电压表串联在电路中,此时电压表测量电源电压,因此电源电压等于电压表示数,为6V。接着分析开关闭合后的电路:开关闭合后,R₁与R₂串联,电压表并联在R₂两端,测量R₂两端的电压,即U₂=2V。根据串联电路电压规律,总电压等于各部分电压之和,可算出R₁两端的电压U₁=U总 - U₂=4V。串联电路中电流处处相等,结合欧姆定律R=U/I,可推导电阻之比等于电压之比,进而判断各选项。
【解析】
1. 开关断开时:电路断路,电压表串联,测量电源电压,故电源电压U总=6V,因此选项A(电源电压为8V)错误。
2. 开关闭合后:R₁与R₂串联,电压表测R₂两端电压,U₂=2V;根据串联电路电压规律,R₁两端电压U₁=U总 - U₂=6V - 2V=4V。
3. 串联电路电流处处相等,即I₁=I₂,因此通过R₁与R₂的电流之比为1:1,选项B(电流比为2:1)错误。
4. 根据欧姆定律R=U/I,电流I相同,故电阻之比R₁/R₂=U₁/I : U₂/I = U₁/U₂=4V/2V=2:1,选项C正确。
5. R₁与R₂两端电压之比U₁:U₂=4V:2V=2:1,选项D(电压比为3:1)错误。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电路分析
【点评】
本题考查串联电路特点与欧姆定律的应用,核心是判断开关断开、闭合时电压表的测量对象,属于基础电路分析题,需掌握电路结构的分析方法。
【难度系数】
0.6
4.(2025·烟台莱州期中)如图所示,电源电压恒定,$R_1$的阻值为$10\ \Omega$,当开关$S_1$闭合,开关$S_2$、$S_3$断开时,电压表示数为$3\ \mathrm{V}$,电流表$\mathrm{A}_1$的示数为$0.6\ \mathrm{A}$,则$R_2$的电阻为

5
$\Omega$;当开关$S_2$闭合,开关$S_1$、$S_3$断开时,电压表示数为1
$\mathrm{V}$;当开关$S_1$、$S_3$闭合,开关$S_2$断开时,电流表$\mathrm{A}_1$与$\mathrm{A}_2$示数之比为3:2
。答案
4.5 1 3:2 【解析】当开关$S_1$闭合,开关$S_2$、$S_3$断开时,只有$R_2$连入电路,电压表测量电源电压,电流表$\mathrm{A}_1$、$\mathrm{A}_2$都测量电路中的电流,$R_2$的电阻$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。当开关$S_2$闭合,开关$S_1$、$S_3$断开时,两电阻串联,电压表测量$R_2$两端的电压,电流表$\mathrm{A}_1$、$\mathrm{A}_2$都测量电路中的电流,此时电路中的电流$I'=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+5\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,$R_2$两端的电压$U_2=I'R_2=0.2\ \mathrm{A}×5\ \Omega=1\ \mathrm{V}$。当开关$S_1$、$S_3$闭合,开关$S_2$断开时,两电阻并联,电流表$\mathrm{A}_1$测量干路中的电流,电流表$\mathrm{A}_2$测量通过$R_2$的电流,电流表$\mathrm{A}_1$与电流表$\mathrm{A}_2$示数之比为$\frac{I_1+I_2}{I_2}=\frac{\frac{U}{R_1}+\frac{U}{R_2}}{\frac{U}{R_2}}=\frac{\frac{1}{10\ \Omega}+\frac{1}{5\ \Omega}}{\frac{1}{5\ \Omega}}=\frac{3}{2}$。
解析
【分析】
要解决本题,需先根据不同开关的通断情况判断电路连接方式,明确各电表测量对象,再结合欧姆定律和串并联电路特点计算。第一步分析S₁闭合、S₂和S₃断开时的简单电路,确定电源电压和R₂阻值;第二步分析S₂闭合、S₁和S₃断开时的串联电路,计算电流和电压表示数;第三步分析S₁、S₃闭合、S₂断开时的并联电路,计算电流比值。
【解析】
1. 当开关$S_1$闭合,开关$S_2$、$S_3$断开时,电路为$R_2$的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路电流。已知电压表示数为$3\ \mathrm{V}$(即电源电压$U=3\ \mathrm{V}$),电流$I=0.6\ \mathrm{A}$,由欧姆定律得:$R_2=\frac{U}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。
2. 当开关$S_2$闭合,开关$S_1$、$S_3$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电流表测串联电流,电压表测$R_2$两端电压。串联总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+5\ \Omega=15\ \Omega$,电路电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,则电压表示数($R_2$两端电压):$U_2=I'R_2=0.2\ \mathrm{A}×5\ \Omega=1\ \mathrm{V}$。
3. 当开关$S_1$、$S_3$闭合,开关$S_2$断开时,$R_1$与$R_2$并联,$\mathrm{A}_1$测干路电流,$\mathrm{A}_2$测$R_2$支路电流。并联时各支路电压等于电源电压,通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,通过$R_2$的电流$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$,干路电流$I_{\mathrm{干}}=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$,故$\mathrm{A}_1$与$\mathrm{A}_2$示数之比:$\frac{I_{\mathrm{干}}}{I_2}=\frac{0.9\ \mathrm{A}}{0.6\ \mathrm{A}}=\frac{3}{2}$。
【答案】
5;1;3:2
【知识点】
欧姆定律应用、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题通过开关切换改变电路结构,考查串并联电路规律和欧姆定律的应用,核心是正确分析不同状态下的电路连接,明确电表测量对象,属于中等难度的电路分析题,需学生掌握基础电路分析方法。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需先根据不同开关的通断情况判断电路连接方式,明确各电表测量对象,再结合欧姆定律和串并联电路特点计算。第一步分析S₁闭合、S₂和S₃断开时的简单电路,确定电源电压和R₂阻值;第二步分析S₂闭合、S₁和S₃断开时的串联电路,计算电流和电压表示数;第三步分析S₁、S₃闭合、S₂断开时的并联电路,计算电流比值。
【解析】
1. 当开关$S_1$闭合,开关$S_2$、$S_3$断开时,电路为$R_2$的简单电路,电压表测电源电压,电流表测电路电流。已知电压表示数为$3\ \mathrm{V}$(即电源电压$U=3\ \mathrm{V}$),电流$I=0.6\ \mathrm{A}$,由欧姆定律得:$R_2=\frac{U}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=5\ \Omega$。
2. 当开关$S_2$闭合,开关$S_1$、$S_3$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电流表测串联电流,电压表测$R_2$两端电压。串联总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+5\ \Omega=15\ \Omega$,电路电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{15\ \Omega}=0.2\ \mathrm{A}$,则电压表示数($R_2$两端电压):$U_2=I'R_2=0.2\ \mathrm{A}×5\ \Omega=1\ \mathrm{V}$。
3. 当开关$S_1$、$S_3$闭合,开关$S_2$断开时,$R_1$与$R_2$并联,$\mathrm{A}_1$测干路电流,$\mathrm{A}_2$测$R_2$支路电流。并联时各支路电压等于电源电压,通过$R_1$的电流$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{3\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.3\ \mathrm{A}$,通过$R_2$的电流$I_2=\frac{U}{R_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$,干路电流$I_{\mathrm{干}}=I_1+I_2=0.3\ \mathrm{A}+0.6\ \mathrm{A}=0.9\ \mathrm{A}$,故$\mathrm{A}_1$与$\mathrm{A}_2$示数之比:$\frac{I_{\mathrm{干}}}{I_2}=\frac{0.9\ \mathrm{A}}{0.6\ \mathrm{A}}=\frac{3}{2}$。
【答案】
5;1;3:2
【知识点】
欧姆定律应用、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题通过开关切换改变电路结构,考查串并联电路规律和欧姆定律的应用,核心是正确分析不同状态下的电路连接,明确电表测量对象,属于中等难度的电路分析题,需学生掌握基础电路分析方法。
【难度系数】
0.5
5. (2025·泰安东平县期中)如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端移动到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,下列说法中 (

①电源电压为12 V ②定值电阻R的阻值为6 Ω ③滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
④滑片P在b端时,滑动变阻器两端的电压为6 V
A.只有②③正确
B.只有①③正确
C.只有②③④正确
D.只有①②④正确
C
)①电源电压为12 V ②定值电阻R的阻值为6 Ω ③滑动变阻器的最大阻值为12 Ω
④滑片P在b端时,滑动变阻器两端的电压为6 V
A.只有②③正确
B.只有①③正确
C.只有②③④正确
D.只有①②④正确
答案
5.C 【解析】由电路图可知,滑片P在a端时,只有R连入电路,此时电路中的电阻最小,电流最大,由图乙可知,$U_a=9\ \mathrm{V}$,$I_a=1.5\ \mathrm{A}$,电源电压为9 V,R的阻值$R=\frac{U_a}{I_a}=\frac{9\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$,故①错误,②正确;滑片P在b端时,R、$R_{ab}$串联,滑动变阻器接入电路中的阻值最大,电路中的电流最小,由图乙可知,此时$U_b=3\ \mathrm{V}$,$I_b=0.5\ \mathrm{A}$,滑动变阻器两端的电压$U_{ab}=U-U_b=9\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$,由$\frac{U_{ab}}{R_{ab}}=\frac{U_b}{R}$可知$\frac{6\ \mathrm{V}}{R_{ab}}=\frac{3\ \mathrm{V}}{6\ \Omega}$,滑动变阻器的最大阻值$R_{ab}=12\ \Omega$,故③④正确。
解析
【分析】
要解决这道题,需先分析滑动变阻器滑片在不同位置时的电路状态:滑片在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路中只有定值电阻R,此时电流最大,电压表示数等于电源电压;滑片在b端时,滑动变阻器接入最大阻值,R与滑动变阻器串联,电流最小,电压表示数为R两端的电压。再结合图乙的U-I图像读取对应数据,利用欧姆定律和串联电路规律计算各物理量,判断四个说法的正误。
【解析】
由图甲可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。
1. 滑片P在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路中只有R,此时电流最大,由图乙得:$I_a=1.5\ \mathrm{A}$,R两端电压$U_a=9\ \mathrm{V}$,即电源电压$U=U_a=9\ \mathrm{V}$,故①“电源电压为12 V”错误;
2. 定值电阻R的阻值:根据欧姆定律$R=\frac{U_a}{I_a}=\frac{9\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$,故②正确;
3. 滑片P在b端时,滑动变阻器接入最大阻值,电路电流最小,由图乙得:$I_b=0.5\ \mathrm{A}$,R两端电压$U_b=3\ \mathrm{V}$;
滑动变阻器两端电压:$U_{滑}=U-U_b=9\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$,故④正确;
滑动变阻器最大阻值:$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_b}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$,故③正确;
综上,②③④正确,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、滑动变阻器的应用
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,核心是分析滑片在不同位置时的电路状态,需准确读取图像数据并结合公式计算,是电学基础题型,注重对电路分析能力的考查。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先分析滑动变阻器滑片在不同位置时的电路状态:滑片在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路中只有定值电阻R,此时电流最大,电压表示数等于电源电压;滑片在b端时,滑动变阻器接入最大阻值,R与滑动变阻器串联,电流最小,电压表示数为R两端的电压。再结合图乙的U-I图像读取对应数据,利用欧姆定律和串联电路规律计算各物理量,判断四个说法的正误。
【解析】
由图甲可知,R与滑动变阻器串联,电压表测R两端电压,电流表测电路电流。
1. 滑片P在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,电路中只有R,此时电流最大,由图乙得:$I_a=1.5\ \mathrm{A}$,R两端电压$U_a=9\ \mathrm{V}$,即电源电压$U=U_a=9\ \mathrm{V}$,故①“电源电压为12 V”错误;
2. 定值电阻R的阻值:根据欧姆定律$R=\frac{U_a}{I_a}=\frac{9\ \mathrm{V}}{1.5\ \mathrm{A}}=6\ \Omega$,故②正确;
3. 滑片P在b端时,滑动变阻器接入最大阻值,电路电流最小,由图乙得:$I_b=0.5\ \mathrm{A}$,R两端电压$U_b=3\ \mathrm{V}$;
滑动变阻器两端电压:$U_{滑}=U-U_b=9\ \mathrm{V}-3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$,故④正确;
滑动变阻器最大阻值:$R_{滑}=\frac{U_{滑}}{I_b}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=12\ \Omega$,故③正确;
综上,②③④正确,对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串联电路电压规律、滑动变阻器的应用
【点评】
本题结合U-I图像考查串联电路的特点和欧姆定律的应用,核心是分析滑片在不同位置时的电路状态,需准确读取图像数据并结合公式计算,是电学基础题型,注重对电路分析能力的考查。
【难度系数】
0.5
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