例2 将电阻$ R_1=10\ \Omega $的电阻器与另一电阻为$ R_2 $的电阻器接入电路,如图所示。
闭合开关S,电流表$ A_1 $的示数为0.45 A,电流表$ A_2 $的示数为0.30 A。
(1)电源电压是多少?
(2)电阻$ R_2 $是多少?
解析(1)由题图可知,两电阻器并联。
电阻为$ R_1 $的电阻器两端的电压$ U_1=I_1R_1=0.30\ \mathrm{A}×10\ \Omega=3\ \mathrm{V} $,电源电压$ U=U_2=U_1=3\ \mathrm{V} $。
(2)通过电阻为$ R_2 $的电阻器的电流$ I_2=I-I_1=0.45\ \mathrm{A} - 0.30\ \mathrm{A}=0.15\ \mathrm{A} $,
$ R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega $。
答案(1)3 V (2)20 Ω
规律总结
关于电路的计算题,先判断出开关断开或闭合后电路的连接情况,然后根据相关物理量求出电源电压,因为不管电路发生怎样的变化,电源电压是不变的,求出的电源电压可以作为已知量使用,最后再根据电路特点求解。
(1)电源电压是多少?
(2)电阻$ R_2 $是多少?
解析(1)由题图可知,两电阻器并联。
电阻为$ R_1 $的电阻器两端的电压$ U_1=I_1R_1=0.30\ \mathrm{A}×10\ \Omega=3\ \mathrm{V} $,电源电压$ U=U_2=U_1=3\ \mathrm{V} $。
(2)通过电阻为$ R_2 $的电阻器的电流$ I_2=I-I_1=0.45\ \mathrm{A} - 0.30\ \mathrm{A}=0.15\ \mathrm{A} $,
$ R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega $。
答案(1)3 V (2)20 Ω
规律总结
关于电路的计算题,先判断出开关断开或闭合后电路的连接情况,然后根据相关物理量求出电源电压,因为不管电路发生怎样的变化,电源电压是不变的,求出的电源电压可以作为已知量使用,最后再根据电路特点求解。
答案
(1)3 V (2)20 Ω
解析
【分析】首先观察电路图,确定$R_1$与$R_2$并联,电流表$A_1$测干路总电流,电流表$A_2$测$R_1$支路的电流。解题思路:利用并联电路“各支路电压等于电源电压,干路电流等于各支路电流之和”的特点,结合欧姆定律逐步求解:先通过$R_1$的电流和电阻算出$R_1$两端电压,即电源电压;再用干路电流减去$R_1$的电流得到$R_2$的电流,最后用欧姆定律算出$R_2$的阻值。
【解析】(1)由题图可知,$R_1$与$R_2$并联,电流表$A_1$测干路电流$I=0.45\ \mathrm{A}$,电流表$A_2$测$R_1$支路的电流$I_1=0.30\ \mathrm{A}$。根据欧姆定律,$R_1$两端的电压$U_1=I_1R_1=0.30\ \mathrm{A}×10\ \Omega=3\ \mathrm{V}$。因为并联电路中各支路两端的电压等于电源电压,所以电源电压$U=U_1=3\ \mathrm{V}$。
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此通过$R_2$的电流$I_2=I - I_1=0.45\ \mathrm{A} - 0.30\ \mathrm{A}=0.15\ \mathrm{A}$。再根据欧姆定律,$R_2$的阻值$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
【答案】(1)3 V;(2)20 Ω
【知识点】并联电路特点、欧姆定律
【点评】本题是基础电路计算题,核心是正确判断电流表的测量对象,利用并联电路的电流、电压规律结合欧姆定律求解,难度不大,注重基础知识点的应用。
【难度系数】0.7
【解析】(1)由题图可知,$R_1$与$R_2$并联,电流表$A_1$测干路电流$I=0.45\ \mathrm{A}$,电流表$A_2$测$R_1$支路的电流$I_1=0.30\ \mathrm{A}$。根据欧姆定律,$R_1$两端的电压$U_1=I_1R_1=0.30\ \mathrm{A}×10\ \Omega=3\ \mathrm{V}$。因为并联电路中各支路两端的电压等于电源电压,所以电源电压$U=U_1=3\ \mathrm{V}$。
(2)并联电路中干路电流等于各支路电流之和,因此通过$R_2$的电流$I_2=I - I_1=0.45\ \mathrm{A} - 0.30\ \mathrm{A}=0.15\ \mathrm{A}$。再根据欧姆定律,$R_2$的阻值$R_2=\frac{U}{I_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{0.15\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
【答案】(1)3 V;(2)20 Ω
【知识点】并联电路特点、欧姆定律
【点评】本题是基础电路计算题,核心是正确判断电流表的测量对象,利用并联电路的电流、电压规律结合欧姆定律求解,难度不大,注重基础知识点的应用。
【难度系数】0.7
1.(多选)如图所示电路,闭合开关,滑动变阻器滑片从最上端向中点移动,在此过程中,下列说法正确的是
(
A.电压表V的示数变小
B.电流表A₁的示数变大
C.电流表A₂的示数不变
D.电压表V与电流表A₂示数的比值变大
BC
)A.电压表V的示数变小
B.电流表A₁的示数变大
C.电流表A₂的示数不变
D.电压表V与电流表A₂示数的比值变大
答案
1. BC
解析
【分析】首先明确电路结构:滑动变阻器与定值电阻$R_0$并联,电流表$A_1$测干路总电流,电流表$A_2$测$R_0$支路电流,电压表$V$测电源电压。解题时,利用并联电路“各支路电压等于电源电压、支路间独立工作”的特点,结合欧姆定律分析各电表示数变化:先判断电压表的示数,再分析定值电阻支路的电流,最后结合滑动变阻器的电阻变化分析干路电流,同时分析电压表与$A_2$示数的比值。
【解析】
解:由电路图可知,滑动变阻器与$R_0$并联,$A_1$测干路电流,$A_2$测$R_0$支路电流,$V$测电源电压。
1. 电压表$V$的示数:电源电压不变,并联电路各支路电压等于电源电压,因此$V$的示数不变,故A错误;
2. 电流表$A_2$的示数:$R_0$是定值电阻,其两端电压等于电源电压,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,$R_0$的电流不变,即$A_2$示数不变,故C正确;
3. 电流表$A_1$的示数:滑片向中点移动时,滑动变阻器接入电阻变小,该支路电流变大;干路电流等于各支路电流之和,$R_0$支路电流不变,滑动变阻器支路电流变大,因此干路电流$A_1$的示数变大,故B正确;
4. 电压表$V$与$A_2$示数的比值:该比值等于$R_0$的电阻,定值电阻阻值不变,所以比值不变,故D错误。
综上,正确选项为BC。
【答案】BC
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、电表测量对象
【点评】本题为电路动态分析基础题,核心是正确识别并联电路结构,明确各电表测量对象,结合并联电路规律和欧姆定律分析电表示数变化,需注意定值电阻支路的电流不受滑动变阻器影响,难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
解:由电路图可知,滑动变阻器与$R_0$并联,$A_1$测干路电流,$A_2$测$R_0$支路电流,$V$测电源电压。
1. 电压表$V$的示数:电源电压不变,并联电路各支路电压等于电源电压,因此$V$的示数不变,故A错误;
2. 电流表$A_2$的示数:$R_0$是定值电阻,其两端电压等于电源电压,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,$R_0$的电流不变,即$A_2$示数不变,故C正确;
3. 电流表$A_1$的示数:滑片向中点移动时,滑动变阻器接入电阻变小,该支路电流变大;干路电流等于各支路电流之和,$R_0$支路电流不变,滑动变阻器支路电流变大,因此干路电流$A_1$的示数变大,故B正确;
4. 电压表$V$与$A_2$示数的比值:该比值等于$R_0$的电阻,定值电阻阻值不变,所以比值不变,故D错误。
综上,正确选项为BC。
【答案】BC
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、电表测量对象
【点评】本题为电路动态分析基础题,核心是正确识别并联电路结构,明确各电表测量对象,结合并联电路规律和欧姆定律分析电表示数变化,需注意定值电阻支路的电流不受滑动变阻器影响,难度适中。
【难度系数】0.5
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