专题05 欧姆定律的理解及简单计算(解析版)-2021年中考物理电学提优特训专题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
专题05 欧姆定律的理解及简单计算(解析版)-2021年中考物理电学
提优特训专题
一、单项选择题
1. (2020天津)如图所示是某导体中的电流I跟它两端电压U的关系图像,该导体的阻值为()
第1题图
A. 40 Ω
B. 30 Ω
C. 20 Ω
D. 10 Ω
【答案】D
【解析】由图可知,当导体两端电压为1 V时,通过导体的电流为0.1 A,该导体的阻值为R
=U
I=
1 V
0.1 A=10 Ω,D正确.故选D.
2. (2020青海)如图所示,灯泡L1、L2的电阻分别为20 Ω和30 Ω.闭合开关S,通过灯泡L1、L2的电流分别为I1、I2,它们两端的电压分别为U1、U2,则下列正确的是()
第2题图
A. I1∶I2=2∶3,U1∶U2=1∶1
B. I1∶I2=3∶2,U1∶U2=1∶1
C. I1∶I2=1∶1,U1∶U2=2∶3
D. I1∶I2=1∶1,U1∶U2=3∶2
【答案】B
【解析】由电路图可知,灯泡L1和L2并联,由并联电路的电压规律可知,灯泡L1和L2两端
的电压相等,并且等于电源电压,故U1∶U2=1∶1,I1∶I2=U1
R1∶
U2
R2=R2∶R1=30 Ω∶20 Ω=
3∶2.故选B.
3. (2020鄂州)如图所示电路中,电源电压为
4.5 V,L1、L2是小灯泡,当开关S闭合时,电压
表的示数为1.5 V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则()
第3题图
A. L1两端的电压为1.5 V
B. L2两端的电压为1.5 V
C. L1与L2的灯丝电阻之比为2∶1
D. 通过L1与L2的电流之比为1∶2
【答案】A
【解析】由图可知:当开关S闭合时,灯泡L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,通过两灯泡的电流之比为1∶1,电源电压U=4.5 V,电压表的示数U1=1.5 V,则L2两端电压U2=U -U1=4.5 V-1.5 V=3 V,L1与L2的灯丝电阻之比为1∶2,故BCD错误,A正确.故选A.
4. (2020安徽)R1、R2、R3是三个阻值不同的定值电阻.将它们串联起来接入电路,如图甲所示,闭合开关后,测得各电阻两端的电压关系为U1>U2>U3;若将它们并联起来接入电路,如图乙所示,则闭合开关后,通过每个电阻的电流大小关系为()
第4题图
A. I1>I2>I3
B. I3>I2>I1
C. I1=I2=I3
D. I2>I1>I3
【答案】B
【解析】串联电路中,电流处处相等,根据欧姆定律可知,U1
R1=
U2
R2=
U3
R3,由U1>U2>U3可得,
R1>R2>R3;并联电路中,各电阻两端电压相等,则有I1R1=I2R2=I3R3,因为R1>R2>R3,所以I1<I2<I3,B正确.故选B.
5. (2019衡阳)如图所示,电源电压U=2 V不变,R=4 Ω,虚线框内所有电阻均未知,闭合开关,电流表示数为1 A.如果用一个2 Ω的定值电阻替换R,虚线框内的电阻均保持不变,则电流表示数将变为()
第5题图
A. 2 A
B. 1.5 A
C. 1.2 A
D. 0.5 A
【答案】B
【解析】由题意知R=4 Ω,电源电压U=2 V时,电路中电流为1 A,由并联电路电流电压的
=4 Ω;用一个2 Ω的定值电阻替换R,可求出此时电路总电流I 关系,求出虚线框内电阻R
总
=1.5 A,故选B.
6. (2019淄博)如图所示,电源电压为5 V,闭合开关S,电压表的示数为1 V,则()
第6题图
A. 通过灯泡L1的电流比L2的电流大
B. 灯泡L1两端的电压是1 V
C. 灯泡L1和L2的电阻之比是4∶1
D. 若灯泡L2灯丝烧断,电压表示数为零
【答案】C
【解析】由图知灯泡L1、L2串联在电路中,则电流处处相等,A错误;电压表测L2两端的电压U2=1 V,因电源电压为5 V,L1两端的电压U1=U-U2=5 V-1 V=4 V,B错误;由欧姆定律得,L1、L2电阻之比等于电压之比为4∶1,C正确;若灯泡L2灯丝烧断,相当于电压表串联在电路中,示数接近电源电压,D错误.故选C.
7. (2019齐齐哈尔)如图所示的电路,电源电压保持不变,R1=10 Ω.闭合开关S, 滑动变阻器滑片P在最右端时,电流表的示数为0.25 A;把滑片P移到中点时,电流表的示数为0.4 A,则下列选项正确的是()
第7题图
A. 滑片P 在最右端时,通过R 1、R 2的电流之比为5∶8
B. 滑片P 在最右端时,R 1、R 2两端电压之比为3∶1
C. 滑动变阻器的最大阻值为40 Ω
D. 电源电压为10 V 【答案】 D
【解析】此电路为串联电路,电源电压不变,设电源电压为U ,则U =0.25 A×(10 Ω+R 2)①,
U =0.4 A×(10 Ω+R 2
2) ②,解方程组求得电源电压U =10 V ,R 2=30 Ω ,C 错误,D 正确;当滑片P 在最右端时,串联电路电流处处相等,因此电流之比为1∶1,A 错误;根据串联分压原理可得,此时两电阻两端电压之比等于电阻之比为1∶3,B 错误.故选D.
8. (2020武汉)如图所示,电源电压15 V 保持不变,滑动变阻器的滑片P 在最右端,闭合开关S 1,断开开关S 2,滑片P 移至中点附近时,电流表的示数是0.5 A ;保持滑片P 不动,闭合开关S 2,断开开关S 1时,电流表的示数是0.2 A ,则电阻R 3的阻值是( )
第8题图
A. 20 Ω
B. 30 Ω
C. 45 Ω
D. 50 Ω 【答案】 C
【解析】分析电路可知, 闭合开关S 1,断开开关S 2,R 2和R 1串联,滑片P 移至中点附近时,
设R 2和R 1串联的总电阻为R ′,电流表的示数是0.5 A ,由欧姆定律可得R ′=U I =15 V
0.5 A =30 Ω,闭合开关S 2,断开开关S 1时,R 2、R 3和R 1串联,保持滑片P 不动,设R 2、R 3和R 1串联的总
电阻为R ″,电流表的示数是0.2 A, 由欧姆定律可得R ″=U I ′=15 V
0.2 A =75 Ω,滑片P 保持不动,故电阻R 3的阻值为:R 3= R ″- R ′=75 Ω-30 Ω=45 Ω,故选C.
9. (2020荆门)将电阻R 和灯泡L 接在图甲所示的电路中,电源电压保持不变.图乙为电阻R 和灯泡L 的I -U 图像.闭合开关S ,电流表示数为0.3 A ,则电源电压和电阻R 的大小分别是( )
第9题图
A. 8 V 6.67 Ω
B. 12 V20 Ω
C. 8 V20 Ω
D. 12 V10 Ω
【答案】C
【解析】由图甲电路图可知,闭合开关S,电阻R和灯泡L串联,电流表测电路中的电流,电流表示数为0.3 A,即通过电阻R和灯泡L的电流I1=I2=0.3 A,由图像乙可知,当电路电流是0.3 A时,灯泡L分压U L=2 V,电阻R分压U R=6 V,根据串联电路电压规律可得电源电压U=U L+U R=2 V+6 V=8 V,由图像数据可知,当定值电阻R两端的电压为4 V时,对应
的电流是0.2 A,则定值电阻R的阻值R=U
I=
4 V
0.2 A=20 Ω.故选C.
10. (2019淮安)如图(a)所示是电阻甲和乙的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()
第10题图
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】B
【解析】由图(a)可知,当电压为2.5 V时,通过两电阻的电流相等,均为0.5 A,由R=U
I可得
此时两电阻的阻值相等,A正确,不符合题意;图(b)中,两电阻串联,通过它们的电流相等,当总电压为3 V时,由图(a)可知,此时电路中电流为0.2 A,电阻乙两端电压为2 V,电阻为R
乙=
U
I=
2 V
0.2 A=10 Ω,B错误,符合题意;图(c)中,两电阻并联,当电压为2 V时,由图甲可
知,通过两电阻的电流分别为0.4 A和0.2 A,则干路电流为0.6 A,C正确,不符合题意;图
(c)中,电压从0~2.5 V时,由图(a)可知通过电阻甲、乙的电流之差先变大后变小,D正确,不符合题意.故选B.
11. (2019福建)如图所示电路,电源电压恒定,R1=12 Ω,R2=6 Ω,R3是定值电阻.闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.6 A,接b时电流表的示数可能为()
第11题图
A. 0.3 A
B. 0.6 A
C. 0.9 A
D. 1.2 A
【答案】C
【解析】由题图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联,电流表测电路中
的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以由I=U
R可得,电源的电压U=I a(R1+
R3)=0.6 A×(12 Ω+R3);当闭合开关S1,单刀双掷开关S2接b时,R2与R3串联,电流表测电
路中的电流,I b=
U
R2+R3
=
0.6 A×(12 Ω+R3)
6 Ω+R3=
0.6 A×[(6 Ω+R3)+6 Ω]
6 Ω+R3=0.6 A+
0.6 A×6 Ω
6 Ω+R3;当R3=0时,I b=0.6 A+0.6 A×6 Ω
6 Ω=1.2 A,当R3→∞时,I b=0.6 A;由R3是定值
电阻可知,0.6 A<I b<1.2 A,C正确.故选C.
12. (多选)如图为一种测量环境湿度仪器的简化工作原理图.电源电压恒为6 V,定值电阻R 为15 Ω,R0为湿敏电阻,其阻值随环境湿度的增加而减小,阻值范围为10 Ω~20 Ω,电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~0.6 A.闭合开关S,当环境的湿度增加时,在保证两电表安全的情况下,下列说法中正确的是()
第12题图
A. 电流表示数变大,R0两端的电压变大
B. 电压表示数与电流表示数的比值不变
C. 通过R0的最大电流为0.24 A
D. R0在电路中的最小电阻值为15 Ω
【答案】BD
【解析】由题图可知,R 0与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流.当环境的湿度增加时,因R 0随环境湿度的增加而减小,R 0阻值减小,根据串联电路分压特点,R 0
两端电压U 0会变小,A 错误;由题图可知,电压表测R 两端电压,由R =U
I 可知,电压表示数与电流表示数的比值等于R 的阻值,则电压表示数与电流表示数的比值不变,B 正确;当R 0=10 Ω时,电路中的总电阻最小,电路中的电流最大,即经过R 0的电流最大,串联电路中
总电阻等于各分电阻之和,电路中的最大电流I 大=U R 总小= 6 V
10 Ω+15 Ω=0.24 A ,此时定值电阻
两端的电压为U R =I 大R =0.24 A×15 Ω=3.6 V ,超出电压表量程,C 错误;当电压表满偏时,
湿敏电阻阻值最小,此时电流I ′=3 V
15 Ω=0.2 A ,故湿敏电阻最小电阻值为R 0=6 V -3 V 0.2 A =15 Ω,D 正确.故选BD.
13. (多选)如图甲所示,电源电压恒定,R 1为定值电阻,R 2为滑动变阻器,移动滑片P 从一端至另一端,a 、b 两端电压U 和通过的电流I 之间的关系如图乙所示,则下列说法中正确的是( )
第13题图
A. 电源电压为6 V
B. R 1的阻值为10 Ω
C. 滑动变阻器的最大阻值为4 Ω
D. 滑片移动过程中电压表与电流表的示数之比不变 【答案】AC
【解析】由图甲可知,两电阻串联,电压表测R 2两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中只有R 1连入,电路中的电流最大,由图乙可知,I 1=3 A ,则电源电压U =I 1R 1=3 A×R 1①;当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图乙可知,I 2=1 A ,U 2=4 V ,电源电压U =I 2R 1+U 2=1 A×R 1+4 V ②;因电源电压不变,所以有3 A×R 1=1 A×R 1+4 V ,解得:R 1=2 Ω,电源电压U =I 1R 1=3 A×2 Ω=6 V ,
A 正确,
B 错误;滑动变阻器的最大阻值R 2=U 2I 2=4 V
1 A =4 Ω,C 正确;电压表与电流表的示数
之比为滑动变阻器接入电路的阻值,所以滑片移动过程中电压表与电流表的示数之比是改变的,D 错误.故选AC.
二、填空题
14. (2020临沂)某导体两端电压为6 V 时,通过它的电流为0.4 A ;当该导体两端电压为3 V 时,通过它的电流为________A ;当该导体两端电压为0 V 时,它的电阻为________Ω. 【答案】0.2 15
【解析】由I =U R 可得,导体的电阻R =U I =6 V
0.4 A =15 Ω,当导体两端的电压为3 V 时,通过它
的电流I ′=U ′R =3 V
15 Ω=0.2 A ;因为电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端电压为0时,导体的电阻仍为15 Ω不变.
15. (2020 郴州)有阻值相同的三个电阻,以任意方式连接,最多能得到________种不同阻值的电阻;这些不同的连接方式,得到电阻的最大阻值与最小阻值之比是________. 【答案】7 9∶1
【解析】三个电阻相同且都为R ,则这三个电阻的连接方式有:①若三个电阻串联:R 串总=3R ;
②若三个电阻并联:R 并总=R 3;③若其中两个并联后再与另一个串联:R 总=R
2+R =1.5R ;④若
其中两个串联后再与另一个并联:R 总=2R
3 ;⑤串联时短路其中一个电阻:R 总=2R ;⑥串联
时短路其中两个电阻:R 总=R ;⑦两个并联后再与另一个串联时,短路串联的电阻:R 总=R
2.分析可得,三个相同的电阻最多能得到7种不同阻值的电阻;得到的最大阻值与最小阻值之比为:
R 串总R 并总=3R
R
3
=9∶1. 16. (2020福建)如图所示电路,电源电压为3 V ,R 1、R 2、R 3阻值均为10 Ω,闭合开关S ,电压表示数为________V ,电流表示数为________A.
第16题图
【答案】3 0.6
【解析】由电路图可知,R 1、R 2和R 3并联,电压表测电源电压,示数为3 V ;电流表测通过
R 2和R 3的电流之和,所以电流表示数为I =U R 2+U R 3=3 V 10 Ω+3 V
10 Ω=0.6 A.
17. (2019西宁)将3个阻值均为10 Ω的电阻R 1、R 2、R 3串联后接在电压恒为U 的电路中,某同学误将一只电流表并联在电阻R 2两端,如图所示,发现电流表的示数为1.5 A ,据此可推知电压U 为________V ;若用一只电压表代替电流表并联在R 2
两端,则电压表的示数应为
________V.
第17题图
【答案】3010
【解析】当电流表并联在R2两端时,R2被短路,R1、R3串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律可得,电源电压U=I(R1+R3)=1.5 A×(10 Ω+10 Ω)=30 V,将电流表换成电压表时,
三电阻串联,电压表测R2两端的电压,电路中的电流I′=
U
R1+R2+R3
=
30 V
10 Ω+10 Ω+10 Ω=1 A,
电压表的示数U2=I′R2=1 A×10 Ω=10 V.
18. (2020娄底)如图所示的电路中,电源电压为13.5 V,调节滑动变阻器滑片P从最右端b移动到最左端a.电流表示数由0.18 A变为0.54 A,则定值电阻R0=______Ω,滑片位于b点时电压表示数为________V.
第18题图
【答案】259
【解析】当滑片滑到a端时,电路为R0的简单电路,其电阻R0=U
I0=
13.5 V
0.54 A=25 Ω,当滑片滑
到b端时,滑动变阻器的最大阻值和R0串联接入电路中,总电阻R=U
I串
=
13.5 V
0.18 A=75 Ω,故滑
动变阻器的最大电阻R P max=R-R0=75 Ω-25 Ω=50 Ω,故电压表示数为U P=I串R P max=0.18 A×50 Ω=9 V.
19. (2020广安)如图甲所示的电路,当开关闭合后,电流表a、b的指针偏转均如图乙所示,则通过L2的电流为________,灯泡L1和L2的电阻之比是________.
第19题图
【答案】 1.2 A4∶1
【解析】由图甲可知,两灯并联,a表测通过L1的电流,b表测干路电流,则b表示数大于a 表示数,可知a表使用小量程,示数为0.3 A,b表使用大量程,示数为1.5 A,则通过L2的电流I2=I-I1=1.5 A-0.3 A=1.2 A;根据并联分流原理,电流之比等于电阻之比的倒数,可得两灯电阻之比为4∶1.
20. 如图所示,电源电压不变,定值电阻R1、滑动变阻器R2串联在电路中,当滑片在a、b两点间移动时,电流表示数变化范围为0.1~0.5 A,电压表示数变化范围为2~4 V,则R1阻值为________Ω;电源电压为________V.
第20题图
【答案】5 4.5
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑片在a、b两点间移动时,电流表示数变化范围为0.1~0.5 A,电压表示数变化范围为2~4 V,则滑片在b点时,电压表的示数U b=2 V,电流表示数I b=0.5 A;滑片在a点时电压表的示数U a=4 V,电流表示数I a=0.1 A,由串联电路的电压特点和欧姆定律可得:U=I a R1+U a=0.1 A×R1+4 V①,U=I b R1+U b=0.5 A×R1+2 V②,由①②可得,U=4.5 V,R1=5 Ω.
21. (2020河南)在如图所示的电路中,电阻R0为6 Ω,电源电压不变.把“6 V 3 W”的小灯泡接在AB间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡正常发光,则电源电压为______V,电流表的示数为______A.如果把这个小灯泡接在CD间,AB间接电压表,闭合开关S,若灯丝电阻与正常发光时相同,则电压表的示数为________V.
第21题图
【答案】6 1.52
【解析】由题图可知,小灯泡接在AB间,CD间接电流表,闭合开关S,小灯泡与电阻R0并联,电流表测干路电流,此时小灯泡正常发光,则其两端电压等于额定电压6 V,电源电压等
于此时小灯泡两端的电压,即为6 V ,通过灯泡的电流为I L =P L U L
=3 W
6 V =0.5 A ,通过电阻的电
流为I 0=U R 0
=6 V
6 Ω=1.0 A ,则电流表示数即干路电流为I 总=I L +I 0=0.5 A +1.0 A =1.5 A ;若将
小灯泡接在CD 间,AB 间接电压表,闭合开关S ,小灯泡与电阻R 0串联,电压表测R 0两端的
电压,小灯泡的电阻为R L =U 2L P L
=(6 V )
2
3 W =12 Ω,根据串联电路分压原理可知:
U 0′U L ′=R 0R L =6 Ω12 Ω=1
2,又U =U 0′+U L ′=6 V ,解得U 0′=2 V ,即电压表的示数为2 V .
22. (2020广元)如图所示,当开关S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U 甲∶U 乙=4∶1,则R 1∶R 2=________;当开关S 断开,甲、乙两表为电流表时,通过两电表的电流之比I 甲∶I 乙=________.
第22题图
【答案】 3∶1 3∶4
【解析】当开关S 闭合,甲、乙两表为电压表时,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R 2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则两电阻两端的电压之比为U 1∶U 2=(U
甲-U 乙)∶U 乙=(4-1)∶1=3∶1;因串联电路中各处的电流相等,由I =U
R
可得,两电阻的阻值之比,R 1∶R 2=U 1I ∶U 2
I =U 1∶U 2=3∶1;当开关S 断开,甲、乙两表为电流时,两电阻并联,甲电流表测R 2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,
则两支路的电流之比I 1∶I 2=U R 1∶U
R 2=R 2∶R 1=1∶3,因并联电路中干路电流等于各支路电流
之和,两电流表的示数之比I 甲∶I 乙=I 2∶(I 1+I 2)=3∶(1+3)=3∶4.
23. (2020绥化改编)灯泡L 的I -U 图像如图甲所示,电阻R 1的阻值是10 Ω,电源电压是8 V .在图乙所示的电路中,若只闭合S 1和S 2时,电压表的示数是2 V ,此时电路中的电流是________A ;若只闭合S 1和S 3时,电压表的示数是4 V ,若将电压表换成电流表,闭合S 1、S 2和S 3时,电流表的示数是________A.
第23题图
【答案】0.6 2.4
【解析】当只闭合开关S 1和S 2时,电阻R 1和灯泡L 串联,电压表测量灯泡L 两端电压,电压表示数为2 V ,由题图甲可以判断出此时电路中的电流I =0.6 A ;若只闭合S 1和S 3时,电阻R 2与灯泡L 串联,电压表测灯泡L 两端的电压,示数为4 V ,此时电路中电流I ′=0.8 A ,R 2
两端电压U 2=U -U L =8 V -4 V =4 V ,则电阻R 2=U 2I ′=4 V
0.8 A =5 Ω;若把电压表换成电流表,闭合三个开关时,此时灯泡L 被短路,电阻R 1和R 2并联,电流表测量干路电流,电路中的总
电流I 总=U R 1+U R 2=8 V 10 Ω+8 V
5 Ω=2.4 A ,所以电流表的示数为2.4 A.
24. 如图所示电路,电源电压恒定,R 0为定值电阻,闭合开关后,滑片P 由滑动变阻器的最左端滑到另一端的过程中,电压表示数从18 V 减小为6 V ,电流表示数从3 A 减小为1 A .电源电压是________V ,定值电阻R 0的阻值是________Ω,滑动变阻器R x 的最大阻值为________Ω.
第24题图
【答案】 18 6 12
【解析】由题图可知,定值电阻R 0与滑动变阻器R x 串联,电压表测R 0两端的电压,电流表测电路中的电流;当滑片位于最左端时,滑动变阻器接入电路中的电阻为零,此时电压表和电流表的示数最大,且电压表测电源电压,所以电源电压U =18 V ,此时电路中的电流I =3 A ,由
欧姆定律可得,定值电阻的阻值R 0=U I =18 V
3 A =6 Ω;当滑片位于最右端时,滑动变阻器接入电路中的电阻最大,此时电路中的电流最小,电压表的示数最小,为UR 0=6 V ,此时电流I ′=1 A ,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器两端的电压U 滑=U -UR 0
=18 V -6 V =12 V ,则滑动变阻器的最大阻值R 滑=U 滑I ′=12 V
1 A =1
2 Ω.
25. 压力传感器的原理图如图所示,其中M 、N 均为绝缘材料,MN 间有可收缩的导线,弹簧上端和滑动变阻器R 2的滑片P 固定在一起,电源电压U =6 V ,R 1=8 Ω,当F 为0时,滑片P 在变阻器的最上端.R 2接入电路的阻值跟压力F 的大小成正比.闭合开关S ,当F =10 N 时,R 2接入电路的阻值是2 Ω,此时电流表示数是________A ,电压表示数是________V ;当电压表的示数为3 V 时,F =________N.
第25题图
【答案】0.6 1.240
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.当
F=10 N时,R2为2 Ω,则总电阻R=R1+R2=8 Ω+2 Ω=10 Ω,则电路中的电流I=U
R=
6 V
10 Ω
=0.6 A;由I=U
R可得,U2=IR2=0.6 A×2 Ω=1.2 V;由题意可知,压力F与R2接入电路的阻
值成正比,设为F=kR2,当F=10 N时,R2为2 Ω,则10 N=k×2 Ω,解得k=5 N/Ω,所以F =5 N/Ω×R2①;当电压表的示数为3 V时,因串联电路中总电压等于各分电阻两端的电压之和,
故U1′=U-U2′ =6 V-3 V=3 V,则电路中的电流I′=U1′
R1=
3 V
8 Ω=0.375 A;由I=
U
R可得,滑
动变阻器接入电路中的电阻R2′=U2′
I′=
3 V
0.375 A=8 Ω;所以F′=5 N/Ω×R2′=5 N/Ω×8 Ω=40 N.
三、计算题
26. (2020黔东南州)如图所示电源电压保持不变,R1=R2=R3=20 Ω,当S1、S2都断开,电流表示数是0.3 A,求:
第26题图
(1)电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数是多少?
【解析】解:(1)当S1、S2都断开时,R1、R2串联,电流表测电路中的电流.电源电压U=IR =I(R1+R2)=0.3 A×(20 Ω+20 Ω)=12 V
(2)S1、S2都闭合时,R2被短路,R1、R3并联,电流表测干路电流
通过R1的电流I1=U
R1=12 V
20 Ω=0.6 A
通过R3的电流I3=U
R3=12 V
20 Ω=0.6 A
电流表示数I
干
=I1+I3=0.6 A+0.6 A=1.2 A
27. 在如图(a)所示的电路中,电源电压为12 V保持不变,电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2上标有“20 Ω 2 A”字样,电流表的表盘如图(b)所示.闭合开关S,求:
(1)通过电阻R1的电流I1.
(2)移动变阻器滑片P过程中,电流表示数的最大变化量ΔI大.
(3)变阻器连入电路的最小电阻R2小.
第27题图
【解析】解:由电路图可知,R 1与R 2并联,电流表
测干路电流
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R 1的电流I 1=U R 1
=12 V
10 Ω=1.2 A (2)由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则干路电流一定大于1.2 A ,所以电流表的量程为0~3 A
则当电流表示数最大时通过R 2的电流为 I 2=I 最大-I 1=3 A -1.2 A =1.8 A <2 A 所以,电流表的最大示数为3 A
当滑动变阻器的电阻全部连入电路,通过滑动变阻器的电流最小,则干路电流最小 所以干路最小电流
I 小=I 2最小+I 1=U R 2+I 1=12 V
20 Ω+1.2 A =1.8 A
则ΔI 大=I 最大-I 最小=3 A -1.8 A =1.2 A
(3)当滑动变阻器R 2中通过的电流最大时,滑动变阻器连入电路的电阻最小
根据I =U
R 可得R 2接入电路中的最小电阻:
R 2最小=U I 2=12 V
1.8 A ≈6.7 Ω
28. (2019青岛)如图甲所示电路,电源电压U 保持不变,R 1和R 2为定值电阻,R 3为滑动变阻器.开关S 闭合、S 1断开、S 2置于a 时,调节滑动变阻器,电压表的示数与电流表的示数
关系图线如图乙的Ⅰ所示;开关S 和S 1闭合、S 2置于b 时,调节滑动变阻器,电压表的示
数与电流表的示数关系图线如图乙的Ⅱ所示. 请画出该题的各个等效电路图.求: (1)电阻R 1的阻值.
(2)电源电压U 和电阻R 2的阻值.
第28题图
【解析】解:S 闭合、S 1断开、S 2置于a 时,等效电路图如答图1所示:
第28题答图1 第28题答图2
开关S 和S 1闭合、S 2置于b 时,等效电路图如答图2所示: (1)根据电压表
的示数与电流表
的示数关系图线,由欧姆定律I =U
R 得
电阻R 1的阻值为R 1=U I =1 V
0.1 A =10 Ω
(2)根据串联电路的总电压等于各部分电压之和及题图乙中的图线得 U =0.1 A×R 2+7 V ①
由题图乙中的图线Ⅰ、Ⅱ的交点和电路的两种状态可知,当电流为0.3 A 时,电压表的示数
与电压表
的示数相等
即0.3 A×R 1=U -0.3 A×R 2 在(1)中求得R 1=10 Ω
即U -0.3 A×R 2=0.3 A×R 1=0.3 A×10 Ω=3 V ② 联立①②解得定值电阻R 2=20 Ω 将R 2=20 Ω代入①得,U =9 V 所以电源电压U =9 V ,R 2=20 Ω。