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2. 如图为标有“2.5 V”字样的小灯泡L与定值电阻R的U-I图像。若将它们串联接入电路,小灯泡L恰好正常发光,由图可知 (
A.电源电压为5 V
B.小灯泡正常发光时的阻值比定值电阻小
C.定值电阻的阻值为10 Ω
D.若将它们并联接入2.5 V的电路中,干路电流为0.8 A
2 题图
D
)。A.电源电压为5 V
B.小灯泡正常发光时的阻值比定值电阻小
C.定值电阻的阻值为10 Ω
D.若将它们并联接入2.5 V的电路中,干路电流为0.8 A
2 题图
答案
2. D
解析
【分析】
首先明确U-I图像的特点：定值电阻的U-I图像为直线（电阻不随电压、电流变化），小灯泡的U-I图像为曲线（电阻随温度变化），因此图中A是定值电阻的图像，B是标有“2.5V”的小灯泡的图像。题目中小灯泡正常发光时电压为2.5V，需结合串并联电路特点、欧姆定律，从图像中提取对应电压、电流值，逐一分析选项。
【解析】
1. 确定定值电阻阻值：从A线（定值电阻）取点，如U=2V时I=0.4A，根据欧姆定律得定值电阻阻值$R=\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}=5Ω$。
2. 分析串联情况（小灯泡正常发光）：
小灯泡正常发光时电压$U_L=2.5V$，对应B线的电流$I_L≈0.25A$，串联电路电流相等，故电路电流为0.25A。
定值电阻两端电压$U_R=IR=0.25A×5Ω=1.25V$，电源电压$U_{总}=U_L+U_R=2.5V+1.25V=3.75V$，故选项A错误。
小灯泡正常发光时阻值$R_L=\frac{U_L}{I_L}=\frac{2.5V}{0.25A}=10Ω$，$10Ω＞5Ω$，即小灯泡阻值比定值电阻大，选项B错误。
定值电阻阻值为5Ω≠10Ω，选项C错误。
3. 分析并联情况（接入2.5V电路）：
并联时电压均为2.5V，定值电阻的电流$I_R'=\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{5Ω}=0.5A$；小灯泡在U=2.5V时电流$I_L'≈0.3A$，干路电流$I_{总}=I_R'+I_L'=0.5A+0.3A=0.8A$，选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
U-I图像应用、串并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合U-I图像考查电学综合知识，关键是区分定值电阻和小灯泡的图像，利用图像获取对应电压、电流，结合串并联规律和欧姆定律分析，需注意小灯泡电阻随温度变化，不能直接用定值电阻的方法计算其阻值。
【难度系数】
0.5
首先明确U-I图像的特点：定值电阻的U-I图像为直线（电阻不随电压、电流变化），小灯泡的U-I图像为曲线（电阻随温度变化），因此图中A是定值电阻的图像，B是标有“2.5V”的小灯泡的图像。题目中小灯泡正常发光时电压为2.5V，需结合串并联电路特点、欧姆定律，从图像中提取对应电压、电流值，逐一分析选项。
【解析】
1. 确定定值电阻阻值：从A线（定值电阻）取点，如U=2V时I=0.4A，根据欧姆定律得定值电阻阻值$R=\frac{U}{I}=\frac{2V}{0.4A}=5Ω$。
2. 分析串联情况（小灯泡正常发光）：
小灯泡正常发光时电压$U_L=2.5V$，对应B线的电流$I_L≈0.25A$，串联电路电流相等，故电路电流为0.25A。
定值电阻两端电压$U_R=IR=0.25A×5Ω=1.25V$，电源电压$U_{总}=U_L+U_R=2.5V+1.25V=3.75V$，故选项A错误。
小灯泡正常发光时阻值$R_L=\frac{U_L}{I_L}=\frac{2.5V}{0.25A}=10Ω$，$10Ω＞5Ω$，即小灯泡阻值比定值电阻大，选项B错误。
定值电阻阻值为5Ω≠10Ω，选项C错误。
3. 分析并联情况（接入2.5V电路）：
并联时电压均为2.5V，定值电阻的电流$I_R'=\frac{U}{R}=\frac{2.5V}{5Ω}=0.5A$；小灯泡在U=2.5V时电流$I_L'≈0.3A$，干路电流$I_{总}=I_R'+I_L'=0.5A+0.3A=0.8A$，选项D正确。
【答案】
D
【知识点】
U-I图像应用、串并联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题结合U-I图像考查电学综合知识，关键是区分定值电阻和小灯泡的图像，利用图像获取对应电压、电流，结合串并联规律和欧姆定律分析，需注意小灯泡电阻随温度变化，不能直接用定值电阻的方法计算其阻值。
【难度系数】
0.5
3. [教材“科学世界”改编]交警排查酒驾使用的呼气式酒精测试仪的电路原理图如图甲所示。电源电压保持不变，电压表的测量范围为“0~3 V”，电流表的测量范围为“0~0.6 A”，$R_1$为气敏电阻，$R_2$为定值电阻。气敏电阻$R_1$的阻值随酒精气体浓度的变化曲线如图乙所示，气敏电阻$R_1$能感测到的最大酒精气体浓度为$0.8\ \mathrm{mg/m}^3$。在保证电路安全的前提下，两个电表的示数正好能同时达到各自的最大值。下列说法正确的是（
3题图
A.电源电压为6 V
B.定值电阻$R_2$的阻值为10 Ω
C.检测时，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，测试仪中电压表的示数越小
D.检测时，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电压表与电流表示数的比值不变
D
）。3题图
A.电源电压为6 V
B.定值电阻$R_2$的阻值为10 Ω
C.检测时，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，测试仪中电压表的示数越小
D.检测时，驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，电压表与电流表示数的比值不变
答案
3. D
解析
【分析】
首先明确电路结构：图甲中R₁与R₂串联，电流表测电路总电流，电压表测定值电阻R₂两端的电压。题目要求在电路安全前提下，两电表同时达到最大值，即电流表取量程最大值0.6A，电压表取量程最大值3V；图乙显示酒精浓度越大，气敏电阻R₁的阻值越小。解题思路：①根据电表最大值计算R₂的阻值，结合最大酒精浓度对应的R₁阻值求电源电压，判断A、B选项；②分析酒精浓度变化时R₁的阻值变化，结合欧姆定律判断电流、电压表示数的变化，判断C选项；③明确电压表与电流表示数的比值为定值电阻R₂的阻值，判断D选项。
【解析】
1. 计算定值电阻R₂的阻值：两电表同时达到最大值时，电路电流I=0.6A，R₂两端电压U₂=3V，根据欧姆定律得：$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{3V}{0.6A}=5Ω$，故B选项错误。
2. 计算电源电压：酒精浓度最大为0.8mg/m³时，由图乙得R₁=10Ω，总电阻$R_{总}=R_1+R_2=10Ω+5Ω=15Ω$，电源电压$U=IR_{总}=0.6A×15Ω=9V$，故A选项错误。
3. 判断电压表示数变化：酒精浓度越大，R₁阻值越小，总电阻越小，电路电流I越大；R₂为定值电阻，由$U_2=IR_2$可知，电流增大则电压表示数增大，故C选项错误。
4. 判断电压表与电流表示数的比值：电压表测R₂电压，电流表测电路电流，比值$\frac{U_2}{I}=R_2$，R₂是定值电阻，阻值不变，故比值不变，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、动态电路分析
【点评】
本题结合酒精测试仪的实际场景，考查串联电路规律与欧姆定律的综合应用，需明确电表最大值对应的电路状态，结合气敏电阻的阻值变化规律分析各选项，关键是理解电表示数比值的物理意义。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：图甲中R₁与R₂串联，电流表测电路总电流，电压表测定值电阻R₂两端的电压。题目要求在电路安全前提下，两电表同时达到最大值，即电流表取量程最大值0.6A，电压表取量程最大值3V；图乙显示酒精浓度越大，气敏电阻R₁的阻值越小。解题思路：①根据电表最大值计算R₂的阻值，结合最大酒精浓度对应的R₁阻值求电源电压，判断A、B选项；②分析酒精浓度变化时R₁的阻值变化，结合欧姆定律判断电流、电压表示数的变化，判断C选项；③明确电压表与电流表示数的比值为定值电阻R₂的阻值，判断D选项。
【解析】
1. 计算定值电阻R₂的阻值：两电表同时达到最大值时，电路电流I=0.6A，R₂两端电压U₂=3V，根据欧姆定律得：$R_2=\frac{U_2}{I}=\frac{3V}{0.6A}=5Ω$，故B选项错误。
2. 计算电源电压：酒精浓度最大为0.8mg/m³时，由图乙得R₁=10Ω，总电阻$R_{总}=R_1+R_2=10Ω+5Ω=15Ω$，电源电压$U=IR_{总}=0.6A×15Ω=9V$，故A选项错误。
3. 判断电压表示数变化：酒精浓度越大，R₁阻值越小，总电阻越小，电路电流I越大；R₂为定值电阻，由$U_2=IR_2$可知，电流增大则电压表示数增大，故C选项错误。
4. 判断电压表与电流表示数的比值：电压表测R₂电压，电流表测电路电流，比值$\frac{U_2}{I}=R_2$，R₂是定值电阻，阻值不变，故比值不变，D选项正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律应用、动态电路分析
【点评】
本题结合酒精测试仪的实际场景，考查串联电路规律与欧姆定律的综合应用，需明确电表最大值对应的电路状态，结合气敏电阻的阻值变化规律分析各选项，关键是理解电表示数比值的物理意义。
【难度系数】
0.5
4.一款摄像机自主启动装置的简化电路如图所示，电源电压恒为12 V，R'是红外线探测电阻，R是定值电阻，阻值为8 Ω。当R两端的电压达到8 V时，摄像机自主启动拍摄。求：(1)此时电路中的电流。(2)R'的阻值。
答案
解:(1)根据 $I=\frac{U}{R}$得,此时电路中的电流:
$I = \frac{U_1}{R} = \frac{8\ \mathrm{V}}{8\ \Omega} = 1\ \mathrm{A};$
(2)$R'$两端的电压:$U_2 = U - U_1 = 12\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V},$
$R'$的阻值:$R' = \frac{U_2}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 4\ \Omega。$
答:(1)此时电路中的电流为1 A;(2)$R'$的阻值为$4\ \Omega$。
$I = \frac{U_1}{R} = \frac{8\ \mathrm{V}}{8\ \Omega} = 1\ \mathrm{A};$
(2)$R'$两端的电压:$U_2 = U - U_1 = 12\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V},$
$R'$的阻值:$R' = \frac{U_2}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 4\ \Omega。$
答:(1)此时电路中的电流为1 A;(2)$R'$的阻值为$4\ \Omega$。
解析
【分析】
首先明确电路为定值电阻R与红外线探测电阻R'串联，电压表测定值电阻R两端的电压。解题思路：（1）已知R两端的电压和R的阻值，根据欧姆定律可直接求出电路中的电流（串联电路电流处处相等，等于通过R的电流）；（2）根据串联电路总电压等于各部分电压之和，求出R'两端的电压，再结合已求出的电路电流，利用欧姆定律计算R'的阻值。
【解析】
解：(1) 由电路图可知，R与R'串联，电压表测R两端的电压，已知R两端电压$ U_R=8\ \mathrm{V} $，定值电阻$ R=8\ \Omega $，根据欧姆定律$ I=\frac{U}{R} $，可得电路中的电流：
$ I = \frac{U_R}{R} = \frac{8\ \mathrm{V}}{8\ \Omega} = 1\ \mathrm{A} $；
(2) 电源电压$ U=12\ \mathrm{V} $，根据串联电路的电压规律，R'两端的电压：
$ U_{R'} = U - U_R = 12\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V} $；
因为串联电路中电流处处相等，所以通过R'的电流等于电路电流$ I=1\ \mathrm{A} $，再根据欧姆定律，R'的阻值：
$ R' = \frac{U_{R'}}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 4\ \Omega $。
【答案】
(1)此时电路中的电流为1 A；(2)R'的阻值为4 Ω。
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律
【点评】
本题是串联电路欧姆定律的基础应用题，考查学生对串联电路特点和欧姆定律的基本应用能力，解题关键是明确电路连接方式，利用串联电路的电流、电压规律结合欧姆定律分步计算，属于初中电学的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先明确电路为定值电阻R与红外线探测电阻R'串联，电压表测定值电阻R两端的电压。解题思路：（1）已知R两端的电压和R的阻值，根据欧姆定律可直接求出电路中的电流（串联电路电流处处相等，等于通过R的电流）；（2）根据串联电路总电压等于各部分电压之和，求出R'两端的电压，再结合已求出的电路电流，利用欧姆定律计算R'的阻值。
【解析】
解：(1) 由电路图可知，R与R'串联，电压表测R两端的电压，已知R两端电压$ U_R=8\ \mathrm{V} $，定值电阻$ R=8\ \Omega $，根据欧姆定律$ I=\frac{U}{R} $，可得电路中的电流：
$ I = \frac{U_R}{R} = \frac{8\ \mathrm{V}}{8\ \Omega} = 1\ \mathrm{A} $；
(2) 电源电压$ U=12\ \mathrm{V} $，根据串联电路的电压规律，R'两端的电压：
$ U_{R'} = U - U_R = 12\ \mathrm{V} - 8\ \mathrm{V} = 4\ \mathrm{V} $；
因为串联电路中电流处处相等，所以通过R'的电流等于电路电流$ I=1\ \mathrm{A} $，再根据欧姆定律，R'的阻值：
$ R' = \frac{U_{R'}}{I} = \frac{4\ \mathrm{V}}{1\ \mathrm{A}} = 4\ \Omega $。
【答案】
(1)此时电路中的电流为1 A；(2)R'的阻值为4 Ω。
【知识点】
欧姆定律、串联电路规律
【点评】
本题是串联电路欧姆定律的基础应用题，考查学生对串联电路特点和欧姆定律的基本应用能力，解题关键是明确电路连接方式，利用串联电路的电流、电压规律结合欧姆定律分步计算，属于初中电学的基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.6
5. 如图甲所示的电路中，电源电压恒定不变，通过电阻$ R_1 $的电流随它两端电压的变化关系如图乙所示。
(1) 电阻$ R_1 $的阻值是多少？
(2) 当只闭合开关$ S_1 $时，电流表的示数为0.4 A，电源电压是多少？
(3) 当开关$ S_1 $、$ S_2 $都闭合时，电流表的示数为0.6 A，电阻$ R_2 $的阻值是多少？
5 题图
(1) 电阻$ R_1 $的阻值是多少？
(2) 当只闭合开关$ S_1 $时，电流表的示数为0.4 A，电源电压是多少？
(3) 当开关$ S_1 $、$ S_2 $都闭合时，电流表的示数为0.6 A，电阻$ R_2 $的阻值是多少？
5 题图
答案
(1) $R_1$ 的阻值:$R_1 = \frac{U}{I} = \frac{10\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 20\ \Omega$;
(2) 电源电压:$U = U_1 = I_1 R_1 = 0.4\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 8\ \mathrm{V}$;
(3) 当$ S_1 $、$ S_2 $ 都闭合时,$R_1 $、$R_2 $ 并联,根据并联电路电压特点可知 $U = U_1 = U_2 = 8\ \mathrm{V}$,
电流表的示数为 0.6 A,则通过 $R_2 $ 的电流:
$I_2 = I_\mathrm{总} - I_1 = 0.6\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A}$,
$R_2 $ 的阻值:$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$。
答:(1)电阻 $R_1 $ 的阻值为 $20\ \Omega$;(2)电源电压为8 V;(3)电阻$R_2 $ 的阻值为 $40\ \Omega$。
(2) 电源电压:$U = U_1 = I_1 R_1 = 0.4\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 8\ \mathrm{V}$;
(3) 当$ S_1 $、$ S_2 $ 都闭合时,$R_1 $、$R_2 $ 并联,根据并联电路电压特点可知 $U = U_1 = U_2 = 8\ \mathrm{V}$,
电流表的示数为 0.6 A,则通过 $R_2 $ 的电流:
$I_2 = I_\mathrm{总} - I_1 = 0.6\ \mathrm{A} - 0.4\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A}$,
$R_2 $ 的阻值:$R_2 = \frac{U_2}{I_2} = \frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}} = 40\ \Omega$。
答:(1)电阻 $R_1 $ 的阻值为 $20\ \Omega$;(2)电源电压为8 V;(3)电阻$R_2 $ 的阻值为 $40\ \Omega$。
解析
【分析】
1. 求$R_1$的阻值：根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，从图乙中选取$R_1$对应的一组电压和电流值，代入公式计算。
2. 求电源电压：只闭合$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测电路电流，已知电流和已求出的$R_1$阻值，根据$U=IR$计算电源电压。
3. 求$R_2$的阻值：$S_1$、$S_2$都闭合时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流；先根据并联电路电流特点求出通过$R_2$的电流，再利用并联电路电压特点（各支路电压等于电源电压），结合欧姆定律计算$R_2$的阻值。
【解析】
(1) 由图乙可知，当$R_1$两端电压$U_1=10\ \mathrm{V}$时，通过的电流$I_1=0.5\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律：
$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{10\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$；
(2) 只闭合$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测电流$I'=0.4\ \mathrm{A}$，电源电压等于$R_1$两端电压：
$U=U_1'=I'R_1=0.4\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$；
(3) $S_1$、$S_2$都闭合时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流$I_{\mathrm{总}}=0.6\ \mathrm{A}$；
因并联电路各支路独立工作，通过$R_1$的电流仍为$0.4\ \mathrm{A}$，根据并联电路电流特点，通过$R_2$的电流：
$I_2=I_{\mathrm{总}}-I'=0.6\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.2\ \mathrm{A}$；
并联电路各支路电压等于电源电压，故$U_2=U=8\ \mathrm{V}$，则：
$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$。
【答案】
(1) $R_1$的阻值为$20\ \Omega$；(2) 电源电压为$8\ \mathrm{V}$；(3) $R_2$的阻值为$40\ \Omega$。
【知识点】
欧姆定律、并联电路特点
【点评】
本题结合图像考查欧姆定律和并联电路规律的应用，解题关键是明确不同开关状态下的电路连接方式，属于基础应用题型，注重对基本公式和规律的掌握。
【难度系数】
0.7
1. 求$R_1$的阻值：根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$，从图乙中选取$R_1$对应的一组电压和电流值，代入公式计算。
2. 求电源电压：只闭合$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测电路电流，已知电流和已求出的$R_1$阻值，根据$U=IR$计算电源电压。
3. 求$R_2$的阻值：$S_1$、$S_2$都闭合时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流；先根据并联电路电流特点求出通过$R_2$的电流，再利用并联电路电压特点（各支路电压等于电源电压），结合欧姆定律计算$R_2$的阻值。
【解析】
(1) 由图乙可知，当$R_1$两端电压$U_1=10\ \mathrm{V}$时，通过的电流$I_1=0.5\ \mathrm{A}$，根据欧姆定律：
$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{10\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$；
(2) 只闭合$S_1$时，电路为$R_1$的简单电路，电流表测电流$I'=0.4\ \mathrm{A}$，电源电压等于$R_1$两端电压：
$U=U_1'=I'R_1=0.4\ \mathrm{A}×20\ \Omega=8\ \mathrm{V}$；
(3) $S_1$、$S_2$都闭合时，$R_1$与$R_2$并联，电流表测干路电流$I_{\mathrm{总}}=0.6\ \mathrm{A}$；
因并联电路各支路独立工作，通过$R_1$的电流仍为$0.4\ \mathrm{A}$，根据并联电路电流特点，通过$R_2$的电流：
$I_2=I_{\mathrm{总}}-I'=0.6\ \mathrm{A}-0.4\ \mathrm{A}=0.2\ \mathrm{A}$；
并联电路各支路电压等于电源电压，故$U_2=U=8\ \mathrm{V}$，则：
$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{8\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=40\ \Omega$。
【答案】
(1) $R_1$的阻值为$20\ \Omega$；(2) 电源电压为$8\ \mathrm{V}$；(3) $R_2$的阻值为$40\ \Omega$。
【知识点】
欧姆定律、并联电路特点
【点评】
本题结合图像考查欧姆定律和并联电路规律的应用，解题关键是明确不同开关状态下的电路连接方式，属于基础应用题型，注重对基本公式和规律的掌握。
【难度系数】
0.7
