9. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,$R_1=5\ \Omega,R_2=10\ \Omega,R_3=5\ \Omega$。闭合开关S后,电压表的示数为1.5 V,则电源电压为
6
V,通过电路的电流为0.3
A;若把电压表换成电流表,闭合开关S后,电流表的示数为0.4
A。答案
9.6 0.3 0.4
解析
【分析】
首先分析电路连接方式:闭合开关S时,R₁、R₂、R₃串联,电压表测量R₁两端的电压。第一步根据欧姆定律,由R₁的阻值和其两端电压算出串联电路的电流;再利用串联电路总电阻等于各电阻之和,求出总电阻,进而计算电源电压。当把电压表换成电流表时,电流表相当于导线,会短路R₁,此时电路变为R₂与R₃串联,再根据欧姆定律计算电路电流,即电流表的示数。
【解析】
1. 闭合开关S时,R₁、R₂、R₃串联,电压表测R₁两端电压U₁=1.5V。
串联电路电流处处相等,根据欧姆定律,电路电流:
$ I = \frac{U_1}{R_1} = \frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $
总电阻:$ R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 + R_3 = 5\ \Omega + 10\ \Omega + 5\ \Omega = 20\ \Omega $
电源电压:$ U = I × R_{\mathrm{总}} = 0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 6\ \mathrm{V} $
2. 把电压表换成电流表后,R₁被电流表短路,电路为R₂与R₃串联,总电阻:
$ R'_{\mathrm{总}} = R_2 + R_3 = 10\ \Omega +5\ \Omega =15\ \Omega $
电流表测电路电流,示数:
$ I' = \frac{U}{R'_{\mathrm{总}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} =0.4\ \mathrm{A} $
【答案】
6;0.3;0.4
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电路分析
【点评】
本题考查串联电路规律和欧姆定律的应用,核心是分析电压表、电流表替换后电路的连接方式,属于基础电路题,需掌握串并联电路的判断和欧姆定律的应用。
【难度系数】
0.5
首先分析电路连接方式:闭合开关S时,R₁、R₂、R₃串联,电压表测量R₁两端的电压。第一步根据欧姆定律,由R₁的阻值和其两端电压算出串联电路的电流;再利用串联电路总电阻等于各电阻之和,求出总电阻,进而计算电源电压。当把电压表换成电流表时,电流表相当于导线,会短路R₁,此时电路变为R₂与R₃串联,再根据欧姆定律计算电路电流,即电流表的示数。
【解析】
1. 闭合开关S时,R₁、R₂、R₃串联,电压表测R₁两端电压U₁=1.5V。
串联电路电流处处相等,根据欧姆定律,电路电流:
$ I = \frac{U_1}{R_1} = \frac{1.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega} = 0.3\ \mathrm{A} $
总电阻:$ R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 + R_3 = 5\ \Omega + 10\ \Omega + 5\ \Omega = 20\ \Omega $
电源电压:$ U = I × R_{\mathrm{总}} = 0.3\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 6\ \mathrm{V} $
2. 把电压表换成电流表后,R₁被电流表短路,电路为R₂与R₃串联,总电阻:
$ R'_{\mathrm{总}} = R_2 + R_3 = 10\ \Omega +5\ \Omega =15\ \Omega $
电流表测电路电流,示数:
$ I' = \frac{U}{R'_{\mathrm{总}}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{15\ \Omega} =0.4\ \mathrm{A} $
【答案】
6;0.3;0.4
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电路分析
【点评】
本题考查串联电路规律和欧姆定律的应用,核心是分析电压表、电流表替换后电路的连接方式,属于基础电路题,需掌握串并联电路的判断和欧姆定律的应用。
【难度系数】
0.5
10.[跨学科·数学]电阻$R_1$的$U-I$图像如图所示,$R_1$的阻值是

10
$\Omega$,把$R_1$与阻值是30 $\Omega$的电阻$R_2$并联在电源电压是4 V的电路中,通过$R_1$与$R_2$的电流之比是3:1
,$R_1$与$R_2$两端的电压之比是1:1
。答案
10.10 3:1 1:1
解析
【分析】
要解决本题,需分三步思考:第一步,根据定值电阻的U-I图像,利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算$R_1$的阻值,需选取图像上对应的电压、电流值;第二步,依据并联电路的电压特点,确定$R_1$与$R_2$两端的电压之比;第三步,结合欧姆定律,利用并联电路中电压相等的特点,计算通过$R_1$和$R_2$的电流之比。
【解析】
1. 计算$R_1$的阻值:从U-I图像中选取一组对应数据,如当$U_1=2V$时,对应的电流$I_1=0.2A$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,可得$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{2V}{0.2A}=10\Omega$。
2. 计算$R_1$与$R_2$两端的电压之比:因为$R_1$和$R_2$并联在电路中,根据并联电路的电压特点,各支路两端电压相等,所以$R_1$与$R_2$两端的电压之比为$1:1$。
3. 计算通过$R_1$与$R_2$的电流之比:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,并联电路中电压$U$相同,电流与电阻成反比,因此$\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}=\frac{30\Omega}{10\Omega}=\frac{3}{1}$,即电流之比为$3:1$。
【答案】
10 3:1 1:1
【知识点】
欧姆定律、并联电路特点
【点评】
本题结合U-I图像考查欧姆定律和并联电路的基本规律,需掌握从图像提取数据计算电阻,以及并联电路电压、电流与电阻的关系,属于基础题型。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分三步思考:第一步,根据定值电阻的U-I图像,利用欧姆定律$R=\frac{U}{I}$计算$R_1$的阻值,需选取图像上对应的电压、电流值;第二步,依据并联电路的电压特点,确定$R_1$与$R_2$两端的电压之比;第三步,结合欧姆定律,利用并联电路中电压相等的特点,计算通过$R_1$和$R_2$的电流之比。
【解析】
1. 计算$R_1$的阻值:从U-I图像中选取一组对应数据,如当$U_1=2V$时,对应的电流$I_1=0.2A$,根据欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,可得$R_1=\frac{U_1}{I_1}=\frac{2V}{0.2A}=10\Omega$。
2. 计算$R_1$与$R_2$两端的电压之比:因为$R_1$和$R_2$并联在电路中,根据并联电路的电压特点,各支路两端电压相等,所以$R_1$与$R_2$两端的电压之比为$1:1$。
3. 计算通过$R_1$与$R_2$的电流之比:根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,并联电路中电压$U$相同,电流与电阻成反比,因此$\frac{I_1}{I_2}=\frac{R_2}{R_1}=\frac{30\Omega}{10\Omega}=\frac{3}{1}$,即电流之比为$3:1$。
【答案】
10 3:1 1:1
【知识点】
欧姆定律、并联电路特点
【点评】
本题结合U-I图像考查欧姆定律和并联电路的基本规律,需掌握从图像提取数据计算电阻,以及并联电路电压、电流与电阻的关系,属于基础题型。
【难度系数】
0.5
11.如图所示电路中,电源电压为3 V,闭合开关S后,电流表A的示数为0.5 A,电流表A₁的示数为0.2 A,则通过小灯泡L₂的电流为

0.3
A,电压表V的示数为3
V,灯泡L₁和灯泡L₂的电阻之比为3:2
。若灯泡L₂突然断路,则灯泡L₁的亮度不变
,电流表A的示数变小
。(后两空均选填“变大”“变小”或“不变”)答案
11.0.3 3 3:2 不变 变小 [解析]由电路图可知,闭合开关S后,两灯泡并联,电流表A测干路的电流,电流表A₁测灯L₁的电流,电压表V测灯泡L₂两端的电压。已知电流表A的示数为0.5 A,即干路电流I=0.5 A,电流表A₁的示数为0.2 A,即通过小灯泡L₁的电流I₁=0.2 A。因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过灯泡L₂的电流I₂=I-I₁=0.5 A-0.2 A=0.3 A,由于并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电压表V的示数U₂=U=3 V,根据$R=\frac{U}{I}$可知,灯泡L₁和灯泡L₂的电阻之比为$R_1:R_2=I_2:I_1=0.3\ \mathrm{A}:0.2\ \mathrm{A}=3:2$。若灯泡L₂突然断路,灯泡L₂所在支路的电流为0,由于并联电路中各支路互不影响,所以通过灯泡L₁的电流不变,电流表A₁示数不变,L₁亮度不变。根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流变小了,即电流表A示数变小。
解析
【分析】
首先分析电路结构:闭合开关S后,灯泡L₁与L₂并联,电流表A测干路总电流,电流表A₁测L₁支路的电流,电压表V测L₂两端的电压(并联电路中各支路电压等于电源电压)。接下来利用并联电路的电流、电压规律,结合欧姆定律计算各物理量;最后根据并联电路“各支路独立工作、互不影响”的特点,分析L₂断路时的电路变化。
【解析】
1. 计算通过L₂的电流:
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即$I = I_1 + I_2$。已知干路电流$I = 0.5\ \mathrm{A}$,L₁的电流$I_1 = 0.2\ \mathrm{A}$,则通过L₂的电流$I_2 = I - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.2\ \mathrm{A} = 0.3\ \mathrm{A}$。
2. 计算电压表V的示数:
并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压,电源电压为3V,所以电压表V的示数$U_V = U = 3\ \mathrm{V}$。
3. 计算L₁和L₂的电阻之比:
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$,可得$R_1 = \frac{U}{I_1}$,$R_2 = \frac{U}{I_2}$,则电阻比:
$\frac{R_1}{R_2} = \frac{\frac{U}{I_1}}{\frac{U}{I_2}} = \frac{I_2}{I_1} = \frac{0.3\ \mathrm{A}}{0.2\ \mathrm{A}} = \frac{3}{2}$,即$R_1:R_2 = 3:2$。
4. 分析L₂断路后的变化:
并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以L₂断路时,L₁支路的电流不变,L₁的实际功率不变,亮度不变;干路电流等于L₁的电流,比原来的干路电流小,因此电流表A的示数变小。
【答案】
0.3;3;3:2;不变;变小
【知识点】
并联电路的电流规律,并联电路的电压规律,欧姆定律,电路的动态分析
【点评】
本题考查并联电路规律、欧姆定律的应用及电路故障分析,核心是明确各电表的测量对象,利用并联电路“电流和、电压等”的特点解题,属于初中物理电学的基础题型,需熟练掌握并联电路的基本规律。
【难度系数】
0.5
首先分析电路结构:闭合开关S后,灯泡L₁与L₂并联,电流表A测干路总电流,电流表A₁测L₁支路的电流,电压表V测L₂两端的电压(并联电路中各支路电压等于电源电压)。接下来利用并联电路的电流、电压规律,结合欧姆定律计算各物理量;最后根据并联电路“各支路独立工作、互不影响”的特点,分析L₂断路时的电路变化。
【解析】
1. 计算通过L₂的电流:
并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,即$I = I_1 + I_2$。已知干路电流$I = 0.5\ \mathrm{A}$,L₁的电流$I_1 = 0.2\ \mathrm{A}$,则通过L₂的电流$I_2 = I - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.2\ \mathrm{A} = 0.3\ \mathrm{A}$。
2. 计算电压表V的示数:
并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压,电源电压为3V,所以电压表V的示数$U_V = U = 3\ \mathrm{V}$。
3. 计算L₁和L₂的电阻之比:
根据欧姆定律$R = \frac{U}{I}$,可得$R_1 = \frac{U}{I_1}$,$R_2 = \frac{U}{I_2}$,则电阻比:
$\frac{R_1}{R_2} = \frac{\frac{U}{I_1}}{\frac{U}{I_2}} = \frac{I_2}{I_1} = \frac{0.3\ \mathrm{A}}{0.2\ \mathrm{A}} = \frac{3}{2}$,即$R_1:R_2 = 3:2$。
4. 分析L₂断路后的变化:
并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以L₂断路时,L₁支路的电流不变,L₁的实际功率不变,亮度不变;干路电流等于L₁的电流,比原来的干路电流小,因此电流表A的示数变小。
【答案】
0.3;3;3:2;不变;变小
【知识点】
并联电路的电流规律,并联电路的电压规律,欧姆定律,电路的动态分析
【点评】
本题考查并联电路规律、欧姆定律的应用及电路故障分析,核心是明确各电表的测量对象,利用并联电路“电流和、电压等”的特点解题,属于初中物理电学的基础题型,需熟练掌握并联电路的基本规律。
【难度系数】
0.5
12. $R_1$与$R_2$此时接入电路中的阻值相同,$S_1$断开,$S_2$闭合;下列操作中,一定可以使电流表示数变大的是(

A.闭合$S_1$,断开$S_2$
B.闭合$S_1$,向右滑动滑片P
C.减小电源电压,闭合$S_1$
D.增大电源电压,向右滑动滑片P
B
)A.闭合$S_1$,断开$S_2$
B.闭合$S_1$,向右滑动滑片P
C.减小电源电压,闭合$S_1$
D.增大电源电压,向右滑动滑片P
答案
12.B [解析]根据电路图可知,当S₁断开、S₂闭合时、电路为R₂的简单电路,电流表测量电路中的电流;闭合S₁、断开S₂,电路为R₁的简单电路,电流表测量电路中的电流,由于R₁与R₂此时接入电路中的阻值相同,所以电流表示数不变,故A错误。闭合S₁,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流;向右滑动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据欧姆定律可知,通过滑动变阻器的电流变小;由于R₁与R₂此时(滑动滑片前)接入电路中的阻值相同,根据并联电路的电流规律可知,干路中的电流一定大于通过R₁的电流,所以电流表的示数一定变大,故B正确。闭合S₁,两个电阻并联,电流表测量干路中的电流;减小电源电压,会使得通过R₁与R₂的电流同时减小,通过R₁与R₂的电流的和可能会小于开始时电流表的示数,故C错误。增大电源电压,向右滑动滑片P,滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据$I=\frac{U}{R}$可知,无法判定通过R₂的电流是否变大,故D错误。
解析
【分析】首先明确初始电路状态:当S₁断开、S₂闭合时,电路为滑动变阻器R₂的简单电路,电流表测电路电流,此时R₁与R₂阻值均为R,设电源电压为U,则初始电流$I_0=\frac{U}{R}$。接下来逐个分析选项:
选项A:闭合S₁、断开S₂时,电路为R₁的简单电路,因R₁=R₂=R,电流$I=\frac{U}{R}$,与初始电流相等,电流表示数不变,故A错误。
选项B:闭合S₁后,R₁与R₂并联,电流表测干路电流。向右滑动滑片P,R₂接入电路的电阻变大(设为$R'$,$R'>R$)。根据并联电路电流规律,干路电流$I=I_1+I_2$,其中$I_1=\frac{U}{R}$(R₁的电流,不变),$I_2=\frac{U}{R'}$(R₂的电流),因此$I=\frac{U}{R}+\frac{U}{R'}$,显然$I>I_0$,电流表示数变大,故B正确。
选项C:闭合S₁后,干路电流$I=\frac{U'}{R}+\frac{U'}{R'}$($U'$为减小后的电源电压),若$U'$减小幅度足够大,I可能小于初始电流$I_0$,例如$U=2V$,$R=1Ω$,$U'=0.5V$时,$I=0.5A+0.5A=1A<2A$,电流不一定变大,故C错误。
选项D:操作时开关状态不变(S₁断开、S₂闭合),电路为R₂的简单电路,电流$I=\frac{U'}{R'}$($U'$为增大后的电源电压,$R'$为变大后的R₂阻值),若$U'$增大但$R'$增大更多,I可能变小,例如$U=2V$,$R=1Ω$,$U'=3V$,$R'=2Ω$时,$I=1.5A<2A$,电流变小,故D错误。
【解析】
1. 初始状态:S₁断开、S₂闭合,电路为R₂的简单电路,电流$I_0=\frac{U}{R}$。
2. 选项A:闭合S₁、断开S₂,电路为R₁的简单电路,电流$I=\frac{U}{R}$,与初始电流相等,电流不变,A错误。
3. 选项B:闭合S₁,R₁与R₂并联,干路电流$I=\frac{U}{R}+\frac{U}{R'}$,因$R'>R$,故$I>I_0$,电流变大,B正确。
4. 选项C:闭合S₁后,干路电流随电源电压减小可能变小,C错误。
5. 选项D:开关状态不变,电路为R₂的简单电路,电流随电压、电阻变化可能变小,D错误。
【答案】B
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】本题考查电路动态分析,需先明确各开关状态下的电路连接,结合欧姆定律和串并联规律分析电流变化,易错点是选项D中开关状态未改变,电路为R₂的简单电路,需注意电流与电压、电阻的比值关系。
【难度系数】0.5
选项A:闭合S₁、断开S₂时,电路为R₁的简单电路,因R₁=R₂=R,电流$I=\frac{U}{R}$,与初始电流相等,电流表示数不变,故A错误。
选项B:闭合S₁后,R₁与R₂并联,电流表测干路电流。向右滑动滑片P,R₂接入电路的电阻变大(设为$R'$,$R'>R$)。根据并联电路电流规律,干路电流$I=I_1+I_2$,其中$I_1=\frac{U}{R}$(R₁的电流,不变),$I_2=\frac{U}{R'}$(R₂的电流),因此$I=\frac{U}{R}+\frac{U}{R'}$,显然$I>I_0$,电流表示数变大,故B正确。
选项C:闭合S₁后,干路电流$I=\frac{U'}{R}+\frac{U'}{R'}$($U'$为减小后的电源电压),若$U'$减小幅度足够大,I可能小于初始电流$I_0$,例如$U=2V$,$R=1Ω$,$U'=0.5V$时,$I=0.5A+0.5A=1A<2A$,电流不一定变大,故C错误。
选项D:操作时开关状态不变(S₁断开、S₂闭合),电路为R₂的简单电路,电流$I=\frac{U'}{R'}$($U'$为增大后的电源电压,$R'$为变大后的R₂阻值),若$U'$增大但$R'$增大更多,I可能变小,例如$U=2V$,$R=1Ω$,$U'=3V$,$R'=2Ω$时,$I=1.5A<2A$,电流变小,故D错误。
【解析】
1. 初始状态:S₁断开、S₂闭合,电路为R₂的简单电路,电流$I_0=\frac{U}{R}$。
2. 选项A:闭合S₁、断开S₂,电路为R₁的简单电路,电流$I=\frac{U}{R}$,与初始电流相等,电流不变,A错误。
3. 选项B:闭合S₁,R₁与R₂并联,干路电流$I=\frac{U}{R}+\frac{U}{R'}$,因$R'>R$,故$I>I_0$,电流变大,B正确。
4. 选项C:闭合S₁后,干路电流随电源电压减小可能变小,C错误。
5. 选项D:开关状态不变,电路为R₂的简单电路,电流随电压、电阻变化可能变小,D错误。
【答案】B
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、滑动变阻器的使用
【点评】本题考查电路动态分析,需先明确各开关状态下的电路连接,结合欧姆定律和串并联规律分析电流变化,易错点是选项D中开关状态未改变,电路为R₂的简单电路,需注意电流与电压、电阻的比值关系。
【难度系数】0.5
13.如图所示,电源电压恒为6 V,开关闭合S,移动滑动变阻器$R_2$滑片置于中点位置,电流表A的示数为0.2 A,电压表V的示数为4 V。求:
(1)$R_1$两端的电压$U_1$。
(2)$R_1$的阻值。
(3)当$R_2$滑片移至最右端时,电压表的示数。

(1)$R_1$两端的电压$U_1$。
(2)$R_1$的阻值。
(3)当$R_2$滑片移至最右端时,电压表的示数。
答案
13.解:由题图可知,电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联,电压表测滑动变阻器$R_2$两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)电源电压恒为6 V,根据串联电路的电压规律可知,电压表V的示数为4 V,$R_1$两端的电压$U_1=U-U_2=6\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
(2)电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联,电流表A的示数为0.2 A,由于串联电路电流处处相等,根据欧姆定律可得,$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
(3)滑动变阻器$R_2$滑片置于中点位置时,电流表A的示数为0.2 A,电压表V的示数为4 V,根据欧姆定律可得,接入电路的电阻$R=\frac{U_2}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则滑动变阻器的阻值$R_2=2R=2×20\ \Omega=40\ \Omega$,当$R_2$滑片移至最右端时,接入电路的阻值为40 Ω,电路中的电流$I'=\frac{U}{R_总}=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+40\ \Omega}=0.12\ \mathrm{A}$。当$R_2$滑片移至最右端时,电压表示数$U_2'=I'R_2=0.12\ \mathrm{A}×40\ \Omega=4.8\ \mathrm{V}$。
(1)电源电压恒为6 V,根据串联电路的电压规律可知,电压表V的示数为4 V,$R_1$两端的电压$U_1=U-U_2=6\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
(2)电阻$R_1$与滑动变阻器$R_2$串联,电流表A的示数为0.2 A,由于串联电路电流处处相等,根据欧姆定律可得,$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
(3)滑动变阻器$R_2$滑片置于中点位置时,电流表A的示数为0.2 A,电压表V的示数为4 V,根据欧姆定律可得,接入电路的电阻$R=\frac{U_2}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则滑动变阻器的阻值$R_2=2R=2×20\ \Omega=40\ \Omega$,当$R_2$滑片移至最右端时,接入电路的阻值为40 Ω,电路中的电流$I'=\frac{U}{R_总}=\frac{U}{R_1+R_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega+40\ \Omega}=0.12\ \mathrm{A}$。当$R_2$滑片移至最右端时,电压表示数$U_2'=I'R_2=0.12\ \mathrm{A}×40\ \Omega=4.8\ \mathrm{V}$。
解析
【分析】首先明确电路连接:$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器$R_2$两端电压。解题思路:(1)利用串联电路总电压等于各部分电压之和,用电源电压减去$R_2$的电压得到$R_1$两端电压;(2)根据串联电路电流处处相等,结合欧姆定律,由$R_1$的电压和电流计算其阻值;(3)先根据滑片在中点时的电压和电流算出滑动变阻器的最大阻值,再计算滑片移至最右端时的总电阻、电路电流,最后用欧姆定律求出此时$R_2$两端的电压(即电压表示数)。
【解析】由题图可知,$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压。
(1) 根据串联电路的电压规律,总电压等于各部分电压之和,已知电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,电压表示数$U_2=4\ \mathrm{V}$,则$R_1$两端的电压:$U_1=U-U_2=6\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
(2) 串联电路电流处处相等,通过$R_1$的电流$I_1=I=0.2\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得$R_1$的阻值:$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
(3) 当滑片在中点时,接入电路的电阻$R_{\mathrm{中}}=\frac{U_2}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则滑动变阻器的最大阻值$R_2=2R_{\mathrm{中}}=2×20\ \Omega=40\ \Omega$。当滑片移至最右端时,$R_2$接入阻值为$40\ \Omega$,电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+40\ \Omega=50\ \Omega$,此时电路电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{50\ \Omega}=0.12\ \mathrm{A}$,电压表示数即$R_2$两端的电压:$U_2'=I'R_2=0.12\ \mathrm{A}×40\ \Omega=4.8\ \mathrm{V}$。
【答案】(1)$2\ \mathrm{V}$;(2)$10\ \Omega$;(3)$4.8\ \mathrm{V}$
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、串联电路电阻规律
【点评】本题为电学基础计算题,考查串联电路的规律及欧姆定律的应用,解题关键是明确电表测量对象,步骤清晰,适合巩固电学基础。
【难度系数】0.6
【解析】由题图可知,$R_1$与$R_2$串联,电流表测电路电流,电压表测$R_2$两端电压。
(1) 根据串联电路的电压规律,总电压等于各部分电压之和,已知电源电压$U=6\ \mathrm{V}$,电压表示数$U_2=4\ \mathrm{V}$,则$R_1$两端的电压:$U_1=U-U_2=6\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=2\ \mathrm{V}$。
(2) 串联电路电流处处相等,通过$R_1$的电流$I_1=I=0.2\ \mathrm{A}$,根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$,可得$R_1$的阻值:$R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=10\ \Omega$。
(3) 当滑片在中点时,接入电路的电阻$R_{\mathrm{中}}=\frac{U_2}{I}=\frac{4\ \mathrm{V}}{0.2\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$,则滑动变阻器的最大阻值$R_2=2R_{\mathrm{中}}=2×20\ \Omega=40\ \Omega$。当滑片移至最右端时,$R_2$接入阻值为$40\ \Omega$,电路总电阻$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+40\ \Omega=50\ \Omega$,此时电路电流$I'=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{50\ \Omega}=0.12\ \mathrm{A}$,电压表示数即$R_2$两端的电压:$U_2'=I'R_2=0.12\ \mathrm{A}×40\ \Omega=4.8\ \mathrm{V}$。
【答案】(1)$2\ \mathrm{V}$;(2)$10\ \Omega$;(3)$4.8\ \mathrm{V}$
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、串联电路电阻规律
【点评】本题为电学基础计算题,考查串联电路的规律及欧姆定律的应用,解题关键是明确电表测量对象,步骤清晰,适合巩固电学基础。
【难度系数】0.6
14. 如图所示,电源电压一定,关于电路工作情况,下列说法中正确的是(

A.只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,两只灯泡是串联的
B.若先闭合$\mathrm{S}_{1}$,再闭合$\mathrm{S}_{2}$,电压表、电流表的读数均变小
C.若先闭合$\mathrm{S}_{1}$,再闭合$\mathrm{S}_{2}$,两只灯泡是串联的
D.若先闭合$\mathrm{S}_{1}$,再闭合$\mathrm{S}_{2}$,电压表读数不变、电流表读数变大
D
)A.只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,两只灯泡是串联的
B.若先闭合$\mathrm{S}_{1}$,再闭合$\mathrm{S}_{2}$,电压表、电流表的读数均变小
C.若先闭合$\mathrm{S}_{1}$,再闭合$\mathrm{S}_{2}$,两只灯泡是串联的
D.若先闭合$\mathrm{S}_{1}$,再闭合$\mathrm{S}_{2}$,电压表读数不变、电流表读数变大
答案
14.D [解析]只闭合S₁时,电路为灯泡L₁的简单电路,电流表测电路中的电流,电压表测电源电压;再闭合S₂时,两灯泡并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压,则电压表的示数不变,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变大,即电流表的示数变大。综上所述,选项D正确。
解析
【分析】
要解决此题,需先分析开关闭合前后的电路连接方式,明确电流表、电压表的测量对象,再结合串并联电路的电压、电流规律判断电表示数变化。步骤如下:
1. 只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,梳理电流路径,确定电路结构和电表测量对象;
2. 再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,重新梳理电流路径,判断电路连接方式和电表测量对象;
3. 结合并联电路的电压、电流规律,分析电表示数变化,逐一判断选项。
【解析】
1. 只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,电流从电源正极出发,经$\mathrm{S}_{1}$、电流表、$\mathrm{L}_{1}$回到电源负极,电路为$\mathrm{L}_{1}$的简单电路;电流表测通过$\mathrm{L}_{1}$的电流,电压表并联在电源两端,测电源电压。
2. 再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,电流从$\mathrm{S}_{1}$流出后分为两条支路:一条经$\mathrm{L}_{1}$回到负极,另一条经$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{L}_{2}$回到负极,因此$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$并联;电流表测干路电流,电压表仍并联在电源两端,测电源电压。
3. 根据并联电路的电压规律,电源电压不变,所以电压表示数不变;根据并联电路的电流规律,干路电流等于各支路电流之和,闭合$\mathrm{S}_{2}$后,干路电流为$\mathrm{L}_{1}$和$\mathrm{L}_{2}$的电流之和,比只闭合$\mathrm{S}_{1}$时的电流大,即电流表示数变大。
4. 逐一判断选项:A选项“只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,两只灯泡串联”错误,此时只有$\mathrm{L}_{1}$工作;B选项“电压表、电流表读数均变小”错误,电压表示数不变,电流表示数变大;C选项“再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,两只灯泡串联”错误,此时两灯并联;D选项“再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,电压表读数不变、电流表读数变大”符合分析结果,正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路特点、电流表与电压表的使用
【点评】
本题考查电路动态分析,核心是准确判断开关通断时的电路连接方式和电表测量对象,利用并联电路的电压、电流规律分析电表示数变化,需掌握基本电路分析方法,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决此题,需先分析开关闭合前后的电路连接方式,明确电流表、电压表的测量对象,再结合串并联电路的电压、电流规律判断电表示数变化。步骤如下:
1. 只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,梳理电流路径,确定电路结构和电表测量对象;
2. 再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,重新梳理电流路径,判断电路连接方式和电表测量对象;
3. 结合并联电路的电压、电流规律,分析电表示数变化,逐一判断选项。
【解析】
1. 只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,电流从电源正极出发,经$\mathrm{S}_{1}$、电流表、$\mathrm{L}_{1}$回到电源负极,电路为$\mathrm{L}_{1}$的简单电路;电流表测通过$\mathrm{L}_{1}$的电流,电压表并联在电源两端,测电源电压。
2. 再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,电流从$\mathrm{S}_{1}$流出后分为两条支路:一条经$\mathrm{L}_{1}$回到负极,另一条经$\mathrm{S}_{2}$、$\mathrm{L}_{2}$回到负极,因此$\mathrm{L}_{1}$与$\mathrm{L}_{2}$并联;电流表测干路电流,电压表仍并联在电源两端,测电源电压。
3. 根据并联电路的电压规律,电源电压不变,所以电压表示数不变;根据并联电路的电流规律,干路电流等于各支路电流之和,闭合$\mathrm{S}_{2}$后,干路电流为$\mathrm{L}_{1}$和$\mathrm{L}_{2}$的电流之和,比只闭合$\mathrm{S}_{1}$时的电流大,即电流表示数变大。
4. 逐一判断选项:A选项“只闭合$\mathrm{S}_{1}$时,两只灯泡串联”错误,此时只有$\mathrm{L}_{1}$工作;B选项“电压表、电流表读数均变小”错误,电压表示数不变,电流表示数变大;C选项“再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,两只灯泡串联”错误,此时两灯并联;D选项“再闭合$\mathrm{S}_{2}$时,电压表读数不变、电流表读数变大”符合分析结果,正确。
【答案】
D
【知识点】
并联电路特点、电流表与电压表的使用
【点评】
本题考查电路动态分析,核心是准确判断开关通断时的电路连接方式和电表测量对象,利用并联电路的电压、电流规律分析电表示数变化,需掌握基本电路分析方法,难度适中。
【难度系数】
0.5
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