7.(贵州中考)如图所示电路,电源电压恒定,定值电阻R阻值为20 Ω,灯泡L标有“6 V 3 W”字样。当闭合开关S、S₁,L正常发光,滑片P在a端时,干路电流为I;当闭合开关S、断开S₁,滑动变阻器接入的阻值为10 Ω时,电路中电流为I',则I:I'=

4:1
。答案
7. 4:1
解析
【分析】
要解决该问题,需分两种状态分析电路:首先根据灯泡正常发光确定电源电压;再分别计算两种状态下的电流,最后求电流比值。第一步,当闭合S、S₁且滑片P在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,灯泡L与定值电阻R并联,利用灯泡额定参数和欧姆定律计算两支路电流,相加得干路电流I;第二步,当闭合S、断开S₁时,定值电阻R与滑动变阻器串联,根据串联电阻规律和欧姆定律计算电流I';最后代入比值公式求解。
【解析】
1. 确定电源电压:灯泡L正常发光,其额定电压为6V,故电源电压$U = 6V$。
2. 计算闭合S、S₁,P在a端时的干路电流$I$:
灯泡L的额定电流:$I_L = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3W}{6V} = 0.5A$;
定值电阻R支路的电流:$I_R = \frac{U}{R} = \frac{6V}{20Ω} = 0.3A$;
干路电流:$I = I_L + I_R = 0.5A + 0.3A = 0.8A$。
3. 计算闭合S、断开S₁,滑动变阻器接入10Ω时的电流$I'$:
串联总电阻:$R_{总} = R + R_{滑} = 20Ω + 10Ω = 30Ω$;
电路电流:$I' = \frac{U}{R_{总}} = \frac{6V}{30Ω} = 0.2A$。
4. 求电流比值:$I:I' = 0.8A:0.2A = 4:1$。
【答案】
4:1
【知识点】
并联电路电流规律、串联电路电阻规律、欧姆定律
【点评】
本题结合开关状态和滑动变阻器位置变化分析电路,综合考查了欧姆定律、电功率的应用,需要学生准确判断电路连接方式,属于电学中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
要解决该问题,需分两种状态分析电路:首先根据灯泡正常发光确定电源电压;再分别计算两种状态下的电流,最后求电流比值。第一步,当闭合S、S₁且滑片P在a端时,滑动变阻器接入电阻为0,灯泡L与定值电阻R并联,利用灯泡额定参数和欧姆定律计算两支路电流,相加得干路电流I;第二步,当闭合S、断开S₁时,定值电阻R与滑动变阻器串联,根据串联电阻规律和欧姆定律计算电流I';最后代入比值公式求解。
【解析】
1. 确定电源电压:灯泡L正常发光,其额定电压为6V,故电源电压$U = 6V$。
2. 计算闭合S、S₁,P在a端时的干路电流$I$:
灯泡L的额定电流:$I_L = \frac{P_{额}}{U_{额}} = \frac{3W}{6V} = 0.5A$;
定值电阻R支路的电流:$I_R = \frac{U}{R} = \frac{6V}{20Ω} = 0.3A$;
干路电流:$I = I_L + I_R = 0.5A + 0.3A = 0.8A$。
3. 计算闭合S、断开S₁,滑动变阻器接入10Ω时的电流$I'$:
串联总电阻:$R_{总} = R + R_{滑} = 20Ω + 10Ω = 30Ω$;
电路电流:$I' = \frac{U}{R_{总}} = \frac{6V}{30Ω} = 0.2A$。
4. 求电流比值:$I:I' = 0.8A:0.2A = 4:1$。
【答案】
4:1
【知识点】
并联电路电流规律、串联电路电阻规律、欧姆定律
【点评】
本题结合开关状态和滑动变阻器位置变化分析电路,综合考查了欧姆定律、电功率的应用,需要学生准确判断电路连接方式,属于电学中等难度的基础应用题。
【难度系数】
0.5
8.(凉山州中考)如图所示的电路中$R_1:R_2=1:2$,当开关S闭合,甲、乙两表均为电压表时,两电压表示数之比为
3:2
;当开关S断开,甲、乙两表均为电流表时,两电流表示数之比为1:3
。答案
8. 3:2 1:3
解析
【分析】
这道题需分两种电路状态分析:
1. 当开关S闭合,甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,R₁与R₂串联。甲测电源总电压,乙测R₂两端电压,利用串联电路电压与电阻的关系计算电压比。
2. 当开关S断开,甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,R₁与R₂并联。甲测R₂支路电流,乙测干路总电流,利用并联电路电流与电阻的关系计算电流比。
【解析】
1. 开关S闭合,甲、乙为电压表时,R₁与R₂串联,电路电流I处处相等。
根据欧姆定律U=IR,得U₁=IR₁,U₂=IR₂,故U₁:U₂=R₁:R₂=1:2。
甲电压表测总电压U=U₁+U₂,乙电压表测U₂,因此U甲:U乙=(U₁+U₂):U₂=(1+2):2=3:2。
2. 开关S断开,甲、乙为电流表时,R₁与R₂并联,各支路电压U相等。
根据欧姆定律I=U/R,得I₁=U/R₁,I₂=U/R₂,故I₁:I₂=R₂:R₁=2:1。
甲电流表测I₂,乙电流表测干路电流I=I₁+I₂,因此I甲:I乙=I₂:(I₁+I₂)=1:(2+1)=1:3。
【答案】
3:2;1:3
【知识点】
串联电路电压规律;并联电路电流规律;欧姆定律
【点评】
本题结合开关通断和电表类型变化,考查串并联电路的规律及欧姆定律的应用,核心是判断电路连接方式,属于电路动态分析的典型基础题。
【难度系数】
0.4
这道题需分两种电路状态分析:
1. 当开关S闭合,甲、乙为电压表时,电压表相当于开路,R₁与R₂串联。甲测电源总电压,乙测R₂两端电压,利用串联电路电压与电阻的关系计算电压比。
2. 当开关S断开,甲、乙为电流表时,电流表相当于导线,R₁与R₂并联。甲测R₂支路电流,乙测干路总电流,利用并联电路电流与电阻的关系计算电流比。
【解析】
1. 开关S闭合,甲、乙为电压表时,R₁与R₂串联,电路电流I处处相等。
根据欧姆定律U=IR,得U₁=IR₁,U₂=IR₂,故U₁:U₂=R₁:R₂=1:2。
甲电压表测总电压U=U₁+U₂,乙电压表测U₂,因此U甲:U乙=(U₁+U₂):U₂=(1+2):2=3:2。
2. 开关S断开,甲、乙为电流表时,R₁与R₂并联,各支路电压U相等。
根据欧姆定律I=U/R,得I₁=U/R₁,I₂=U/R₂,故I₁:I₂=R₂:R₁=2:1。
甲电流表测I₂,乙电流表测干路电流I=I₁+I₂,因此I甲:I乙=I₂:(I₁+I₂)=1:(2+1)=1:3。
【答案】
3:2;1:3
【知识点】
串联电路电压规律;并联电路电流规律;欧姆定律
【点评】
本题结合开关通断和电表类型变化,考查串并联电路的规律及欧姆定律的应用,核心是判断电路连接方式,属于电路动态分析的典型基础题。
【难度系数】
0.4
9. 如图甲所示电路,闭合开关S,两电流表指针均指在同一位置,示数如图乙所示,则通过$R_2$的电流为
1.12
A,两电阻之比$R_1:R_2=$4:1
;把$R_1$和$R_2$重新连接成如图丙所示电路,闭合开关,则两电压表$\mathrm{V}_1$、$\mathrm{V}_2$示数之比$U_1:U_2=$1:5
。答案
9. 1.12 4:1 1:5
解析
【分析】
首先分析甲图电路:R₁与R₂并联,根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此两电流表中,干路电流表量程为0~3A,支路电流表量程为0~0.6A,指针位置相同时,大量程读数是小量程的5倍。接着根据图乙的电流表读数,结合电流关系求出通过R₂的电流;再利用并联电路电压相等,结合欧姆定律求出电阻比。最后分析丙图电路:R₁与R₂串联,判断电压表测量对象,根据串联电路电流规律和欧姆定律求出电压比。
【解析】
1. 甲图中,R₁、R₂并联,电流表A₁测干路电流,电流表A₂测R₁支路电流。因并联电路干路电流大于支路电流,且两表指针位置相同,故A₁用0~3A量程,A₂用0~0.6A量程,大量程读数是小量程的5倍。
2. 图乙中,A₂(0~0.6A量程)的分度值为0.02A,读数I₁=0.28A;则干路电流I=5I₁=5×0.28A=1.4A,通过R₂的电流I₂=I - I₁=1.4A - 0.28A=1.12A。
3. 并联电路各支路电压相等,即U=I₁R₁=I₂R₂,故电阻比R₁:R₂=I₂:I₁=1.12A:0.28A=4:1。
4. 丙图中,R₁、R₂串联,电压表V₁测R₂两端电压,V₂测电源总电压。串联电路电流处处相等,设电流为I',则V₁示数U₁=I'R₂,V₂示数U₂=I'(R₁+R₂),故U₁:U₂=R₂:(R₁+R₂)=R₂:(4R₂+R₂)=1:5。
【答案】
1.12;4:1;1:5
【知识点】
并联电路电流规律、欧姆定律、串联电路电压规律
【点评】
本题综合考查串并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的应用,关键是正确判断电流表的量程和电压表的测量对象,需熟练掌握电路分析方法,难度适中。
【难度系数】
0.6
首先分析甲图电路:R₁与R₂并联,根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,因此两电流表中,干路电流表量程为0~3A,支路电流表量程为0~0.6A,指针位置相同时,大量程读数是小量程的5倍。接着根据图乙的电流表读数,结合电流关系求出通过R₂的电流;再利用并联电路电压相等,结合欧姆定律求出电阻比。最后分析丙图电路:R₁与R₂串联,判断电压表测量对象,根据串联电路电流规律和欧姆定律求出电压比。
【解析】
1. 甲图中,R₁、R₂并联,电流表A₁测干路电流,电流表A₂测R₁支路电流。因并联电路干路电流大于支路电流,且两表指针位置相同,故A₁用0~3A量程,A₂用0~0.6A量程,大量程读数是小量程的5倍。
2. 图乙中,A₂(0~0.6A量程)的分度值为0.02A,读数I₁=0.28A;则干路电流I=5I₁=5×0.28A=1.4A,通过R₂的电流I₂=I - I₁=1.4A - 0.28A=1.12A。
3. 并联电路各支路电压相等,即U=I₁R₁=I₂R₂,故电阻比R₁:R₂=I₂:I₁=1.12A:0.28A=4:1。
4. 丙图中,R₁、R₂串联,电压表V₁测R₂两端电压,V₂测电源总电压。串联电路电流处处相等,设电流为I',则V₁示数U₁=I'R₂,V₂示数U₂=I'(R₁+R₂),故U₁:U₂=R₂:(R₁+R₂)=R₂:(4R₂+R₂)=1:5。
【答案】
1.12;4:1;1:5
【知识点】
并联电路电流规律、欧姆定律、串联电路电压规律
【点评】
本题综合考查串并联电路的电流、电压规律及欧姆定律的应用,关键是正确判断电流表的量程和电压表的测量对象,需熟练掌握电路分析方法,难度适中。
【难度系数】
0.6
10. 如图所示的电路中,下列说法正确的是 (

A.断开S₁、S₂,电流表A无示数
B.先闭合S₁,再闭合S₂,电流表A的示数变小
C.先闭合S₂、再闭合S₁,电压表V的示数变大
D.只闭合S₁时,若灯L₁的灯丝突然烧断,则电压表V的示数将变大
D
)A.断开S₁、S₂,电流表A无示数
B.先闭合S₁,再闭合S₂,电流表A的示数变小
C.先闭合S₂、再闭合S₁,电压表V的示数变大
D.只闭合S₁时,若灯L₁的灯丝突然烧断,则电压表V的示数将变大
答案
10. D
解析
【分析】
要判断各选项的正误,需先明确不同开关状态下的电路结构,确定电流表、电压表的测量对象,再结合欧姆定律分析电流、电压的变化,同时考虑断路故障对电压表示数的影响。
【解析】
选项A:断开S₁、S₂时,L₁与L₂串联,电流表测串联电路的电流,因此电流表有示数,A错误。
选项B:先闭合S₁,再闭合S₂。先闭合S₁时,S₂断开,电路为L₁与L₂串联;再闭合S₂时,L₂被短路,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,电流变大,即电流表示数变大,B错误。
选项C:先闭合S₂,再闭合S₁。先闭合S₂时,S₁断开,电路为L₁与L₂串联,电压表测L₁两端电压,示数小于电源电压;再闭合S₁时,电压表被短路,示数变为0,因此电压表示数变小,C错误。
选项D:只闭合S₁时,S₂断开,电路为L₁与电压表串联,电压表内阻极大,此时电压表的示数接近电源电压(L₁分压可忽略);若灯L₁的灯丝突然烧断,电压表的两端通过L₁的断点、S₁分别接电源正负极,电压表直接测电源电压,示数变大,D正确。
【答案】
D
【知识点】
电路分析、欧姆定律、电压表使用
【点评】
本题考查电路动态分析,需明确不同开关状态下的电路连接方式,结合欧姆定律分析电表示数变化,同时要理解电压表串联的特点及断路故障的电压变化,需仔细分析各开关状态的电路结构,避免混淆测量对象。
【难度系数】
0.5
要判断各选项的正误,需先明确不同开关状态下的电路结构,确定电流表、电压表的测量对象,再结合欧姆定律分析电流、电压的变化,同时考虑断路故障对电压表示数的影响。
【解析】
选项A:断开S₁、S₂时,L₁与L₂串联,电流表测串联电路的电流,因此电流表有示数,A错误。
选项B:先闭合S₁,再闭合S₂。先闭合S₁时,S₂断开,电路为L₁与L₂串联;再闭合S₂时,L₂被短路,电路总电阻变小,电源电压不变,由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知,电流变大,即电流表示数变大,B错误。
选项C:先闭合S₂,再闭合S₁。先闭合S₂时,S₁断开,电路为L₁与L₂串联,电压表测L₁两端电压,示数小于电源电压;再闭合S₁时,电压表被短路,示数变为0,因此电压表示数变小,C错误。
选项D:只闭合S₁时,S₂断开,电路为L₁与电压表串联,电压表内阻极大,此时电压表的示数接近电源电压(L₁分压可忽略);若灯L₁的灯丝突然烧断,电压表的两端通过L₁的断点、S₁分别接电源正负极,电压表直接测电源电压,示数变大,D正确。
【答案】
D
【知识点】
电路分析、欧姆定律、电压表使用
【点评】
本题考查电路动态分析,需明确不同开关状态下的电路连接方式,结合欧姆定律分析电表示数变化,同时要理解电压表串联的特点及断路故障的电压变化,需仔细分析各开关状态的电路结构,避免混淆测量对象。
【难度系数】
0.5
11. 如图所示,电源电压不变,只闭合开关$\mathrm{S}_{1}$后,电流表的示数为0.4 A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$均闭合后,电流表的示数为0.6 A,电压表的示数为6 V。下列说法正确的是(
A.电阻$R_{1}$的阻值为15 Ω
B.电阻$R_{2}$的阻值为10 Ω
C.两表位置互换前后,电阻$R_{1}$两端的电压之比为$2:3$
D.两表位置互换前后,通过电阻$R_{2}$的电流之比为$1:2$
C
)A.电阻$R_{1}$的阻值为15 Ω
B.电阻$R_{2}$的阻值为10 Ω
C.两表位置互换前后,电阻$R_{1}$两端的电压之比为$2:3$
D.两表位置互换前后,通过电阻$R_{2}$的电流之比为$1:2$
答案
11. C
解析
【分析】
首先明确两种开关状态下的电路连接方式:①只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,电流表相当于导线、电压表相当于开路,$R_1$与$R_2$串联,电流表测串联电路电流;②互换两表位置后,闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$时,电流表相当于导线、电压表相当于开路,$R_1$与$R_2$并联,电压表测电源电压,电流表测$R_1$的电流。先根据并联状态的电压、电流算出电源电压和$R_1$阻值,再结合串联状态的电流算出$R_2$阻值,最后逐一分析选项。
【解析】
1. 推导电源电压与$R_1$阻值:
互换两表位置后,闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$,$R_1$与$R_2$并联,电压表测电源电压,故电源电压$U=6\ \mathrm{V}$;电流表测$R_1$的电流$I_1=0.6\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律得$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
2. 推导$R_2$阻值:
只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,$R_1$与$R_2$串联,电流$I_{\mathrm{串}}=0.4\ \mathrm{A}$,电源电压$U=I_{\mathrm{串}}(R_1+R_2)$,代入数据得$6\ \mathrm{V}=0.4\ \mathrm{A}×(10\ \Omega+R_2)$,解得$R_2=5\ \Omega$。
3. 分析选项:
A选项:$R_1=10\ \Omega≠15\ \Omega$,错误;
B选项:$R_2=5\ \Omega≠10\ \Omega$,错误;
C选项:串联时$R_1$两端电压$U_{1\mathrm{串}}=I_{\mathrm{串}}R_1=0.4\ \mathrm{A}×10\ \Omega=4\ \mathrm{V}$,并联时$R_1$两端电压$U_{1\mathrm{并}}=U=6\ \mathrm{V}$,电压比为$4\ \mathrm{V}:6\ \mathrm{V}=2:3$,正确;
D选项:串联时通过$R_2$的电流$I_{2\mathrm{串}}=I_{\mathrm{串}}=0.4\ \mathrm{A}$,并联时通过$R_2$的电流$I_{2\mathrm{并}}=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=1.2\ \mathrm{A}$,电流比为$0.4\ \mathrm{A}:1.2\ \mathrm{A}=1:3≠1:2$,错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路的判断与欧姆定律的应用,核心是区分两种开关状态下的电路连接,需熟练运用电流表、电压表的电路作用分析,逐步推导计算各物理量。
【难度系数】
0.5
首先明确两种开关状态下的电路连接方式:①只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,电流表相当于导线、电压表相当于开路,$R_1$与$R_2$串联,电流表测串联电路电流;②互换两表位置后,闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$时,电流表相当于导线、电压表相当于开路,$R_1$与$R_2$并联,电压表测电源电压,电流表测$R_1$的电流。先根据并联状态的电压、电流算出电源电压和$R_1$阻值,再结合串联状态的电流算出$R_2$阻值,最后逐一分析选项。
【解析】
1. 推导电源电压与$R_1$阻值:
互换两表位置后,闭合$\mathrm{S}_{1}$、$\mathrm{S}_{2}$,$R_1$与$R_2$并联,电压表测电源电压,故电源电压$U=6\ \mathrm{V}$;电流表测$R_1$的电流$I_1=0.6\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律得$R_1=\frac{U}{I_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.6\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
2. 推导$R_2$阻值:
只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,$R_1$与$R_2$串联,电流$I_{\mathrm{串}}=0.4\ \mathrm{A}$,电源电压$U=I_{\mathrm{串}}(R_1+R_2)$,代入数据得$6\ \mathrm{V}=0.4\ \mathrm{A}×(10\ \Omega+R_2)$,解得$R_2=5\ \Omega$。
3. 分析选项:
A选项:$R_1=10\ \Omega≠15\ \Omega$,错误;
B选项:$R_2=5\ \Omega≠10\ \Omega$,错误;
C选项:串联时$R_1$两端电压$U_{1\mathrm{串}}=I_{\mathrm{串}}R_1=0.4\ \mathrm{A}×10\ \Omega=4\ \mathrm{V}$,并联时$R_1$两端电压$U_{1\mathrm{并}}=U=6\ \mathrm{V}$,电压比为$4\ \mathrm{V}:6\ \mathrm{V}=2:3$,正确;
D选项:串联时通过$R_2$的电流$I_{2\mathrm{串}}=I_{\mathrm{串}}=0.4\ \mathrm{A}$,并联时通过$R_2$的电流$I_{2\mathrm{并}}=\frac{U}{R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=1.2\ \mathrm{A}$,电流比为$0.4\ \mathrm{A}:1.2\ \mathrm{A}=1:3≠1:2$,错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、串并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路的判断与欧姆定律的应用,核心是区分两种开关状态下的电路连接,需熟练运用电流表、电压表的电路作用分析,逐步推导计算各物理量。
【难度系数】
0.5
12. 如图(a)所示为电阻甲和乙的I—U图像;(b)(c)是它们的部分电路连接示意图,下列说法错误的是 (
A.当电阻乙两端电压为2.5 V时,它的阻值和甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3 V时,乙的电阻为5 Ω
C.图(c)中,当电压U为2 V时,干路总电流为0.6 A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
B
)A.当电阻乙两端电压为2.5 V时,它的阻值和甲的阻值相等
B.图(b)中,当电压U为3 V时,乙的电阻为5 Ω
C.图(c)中,当电压U为2 V时,干路总电流为0.6 A
D.图(c)中,在电压U从0增大到2.5 V的过程中,通过甲、乙两电阻的电流之差先变大后变小
答案
12. B
解析
【分析】
要解决这道题,需先从电阻甲、乙的I-U图像中获取不同电压下的电流,利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算电阻,再结合图(b)的串联电路特点(电流相等、总电压等于各部分电压之和)和图(c)的并联电路特点(电压相等、干路电流等于各支路电流之和),逐一分析选项,找出错误选项。
【解析】
首先分析图(a)的I-U图像:甲为定值电阻,当$U_甲=2V$时,$I_甲=0.2A$,故$R_甲=\frac{U_甲}{I_甲}=\frac{2V}{0.2A}=10Ω$;乙为非线性电阻,I-U图像为曲线。
选项A:当乙两端电压为2.5V时,若乙阻值与甲相等($R=10Ω$),则乙的电流$I_乙=\frac{U_乙}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A$,此时甲在$U=2.5V$时电流也为0.25A,符合描述,A正确。
选项B:图(b)为串联电路,电流处处相等,总电压$U=3V$时,设电流为$I$,则$U_甲+U_乙=I×R_甲 + I×R_乙=3V$。若乙电阻为5Ω,则$I×10Ω + I×5Ω=3V$,解得$I=0.2A$,此时乙的电压$U_乙=0.2A×5Ω=1V$,但结合乙的I-U图像(并联时$U=2V$对应电流0.4A),该状态下乙的电阻并非5Ω,B错误。
选项C:图(c)为并联电路,各支路电压相等,当$U=2V$时,从I-U图像得$I_甲=0.2A$,$I_乙=0.4A$,干路总电流$I=I_甲+I_乙=0.2A+0.4A=0.6A$,C正确。
选项D:图(c)中,电压$U$从0增大到2.5V时,甲、乙电流差值$\Delta I=|I_甲-I_乙|$:$U=0$时$\Delta I=0$;$U=2V$时$\Delta I=0.2A$;$U=2.5V$时甲、乙电流均为0.25A,$\Delta I=0$,故差值先变大后变小,D正确。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、I-U图像、串并联电路规律
【点评】
本题结合I-U图像考查电学核心知识,需学生熟练运用欧姆定律和串并联电路特点分析,关键是从图像提取对应电压下的电流值,区分定值电阻与非线性电阻的图像差异,是电学综合题的典型题型。
【难度系数】
0.5
要解决这道题,需先从电阻甲、乙的I-U图像中获取不同电压下的电流,利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算电阻,再结合图(b)的串联电路特点(电流相等、总电压等于各部分电压之和)和图(c)的并联电路特点(电压相等、干路电流等于各支路电流之和),逐一分析选项,找出错误选项。
【解析】
首先分析图(a)的I-U图像:甲为定值电阻,当$U_甲=2V$时,$I_甲=0.2A$,故$R_甲=\frac{U_甲}{I_甲}=\frac{2V}{0.2A}=10Ω$;乙为非线性电阻,I-U图像为曲线。
选项A:当乙两端电压为2.5V时,若乙阻值与甲相等($R=10Ω$),则乙的电流$I_乙=\frac{U_乙}{R}=\frac{2.5V}{10Ω}=0.25A$,此时甲在$U=2.5V$时电流也为0.25A,符合描述,A正确。
选项B:图(b)为串联电路,电流处处相等,总电压$U=3V$时,设电流为$I$,则$U_甲+U_乙=I×R_甲 + I×R_乙=3V$。若乙电阻为5Ω,则$I×10Ω + I×5Ω=3V$,解得$I=0.2A$,此时乙的电压$U_乙=0.2A×5Ω=1V$,但结合乙的I-U图像(并联时$U=2V$对应电流0.4A),该状态下乙的电阻并非5Ω,B错误。
选项C:图(c)为并联电路,各支路电压相等,当$U=2V$时,从I-U图像得$I_甲=0.2A$,$I_乙=0.4A$,干路总电流$I=I_甲+I_乙=0.2A+0.4A=0.6A$,C正确。
选项D:图(c)中,电压$U$从0增大到2.5V时,甲、乙电流差值$\Delta I=|I_甲-I_乙|$:$U=0$时$\Delta I=0$;$U=2V$时$\Delta I=0.2A$;$U=2.5V$时甲、乙电流均为0.25A,$\Delta I=0$,故差值先变大后变小,D正确。
【答案】
B
【知识点】
欧姆定律、I-U图像、串并联电路规律
【点评】
本题结合I-U图像考查电学核心知识,需学生熟练运用欧姆定律和串并联电路特点分析,关键是从图像提取对应电压下的电流值,区分定值电阻与非线性电阻的图像差异,是电学综合题的典型题型。
【难度系数】
0.5
登录