内容正文:
专项提升18 欧姆定律的基本计算
1.欧姆定律
(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电阻成反比。
(2)表达式:
(3)符号的意义及单位:
U——电压——V。 R——电阻——Ω。 I——电流——A。
(4)欧姆定律的公式变形:
(求电压) (求电阻)
特别提醒
(1)同一性:I、U、R是对同一导体或同一电路而言的,三者要一一对应;
(2)同时性:在同一电路上,开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动,都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,公式中的三个量必须是同一时间的值;
(3)电阻R必须是纯电阻;
(4)表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式,而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质。
2.欧姆定律在串联电路中的应用
(1)串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和,即。相同的电阻串联时,
①串联电路中,总电阻大于任何一个串联的用电器电阻。
②任何一个用电器电阻增大,总电阻也增大。
(2)串联电路中各用电器两端电压与其阻值成正比,即(分压原理)。
①串联电路中,、,即哪个用电器的电阻大,哪个用电器分得的电压就大。(其中U为总电压,R为总电阻)
②串联电路中,某一个用电器电阻增大时,总电阻增大,电路中的电流会减小,其他用电器两端电压会减小,该用电器两端电压会增大。
特别提醒
串联分压的应用:当电路中总电压大于用电器正常工作的电压时,可在电路中串联一个电阻分去多余的电压,以保护用电器。
3.欧姆定律在并联电路中的应用
(1)并联电路总电阻的倒数等于各并联用电器电阻的倒数之和,即。两电阻并联时,。相同的电阻并联时,。
①并联电路中,总电阻比任何支路电阻都小。
②支路越多,电路总电阻越小。
③任何一条支路电阻增大,总电阻也增大。
(2)并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比,即(分流原理)。并联电路中,某支路的电阻小,则此支路分得的电流大。
4.串、并联电路中电流和电压的规律
类型
串联电路
并联电路
实物图与电路图
电流规律
串联电路电流处处相等,I=I1=I2
并联电路干路电流等于各支路电流之和,I=I1+I2
电压规律
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和,即U=U1+U2
并联电路中电源两端电压与各并联用电器两端电压相等,即U=U1=U2
5.用公式进行计算的一般步骤:
(1)读题、审题(注意已知量的内容);
(2)根据题意画出电路简图;
(3)在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;
(4)选用物理公式进行计算(书写格式要完整,规范)。
一、填空题
1.(2024·安徽阜阳·一模)一段导体两端电压是3V时,导体中的电流是0.5A,如果电压减小到0V时 Ω。
2.(2024·安徽阜阳·一模)为使电阻为15Ω,正常工作电压为9V的小灯泡正常工作。现手头仅有12V的稳压电源,需在电路中 (选填“串联”或“并联”)一只阻值为 的定值电阻。
3.(2024·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表的示数为0.6A,电流表的示数为0.2A,则通过灯泡的电流为 A,灯泡的阻值为 Ω。
4.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,两表的指针如图所示,两端电压为 V,R1∶R2= 。
5.(2024·黑龙江大庆·二模)如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关、,测得;则 ;若只断开开关,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表,则此时 ,此时电路连接方式为 联。
6.(2024·山东德州·二模)如图所示,R1=3Ω,R2=6Ω,电源电压为6V,则合上开关S后,A1的示数为 A,A2的示数为 A,A的示数为 A,电路的总电阻为 Ω。
7.(2024·贵州黔东南·二模)如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V,则电源电压为 V。
8.(2024·湖北孝感·三模)两个定值电阻上分别标有“”和“”字样,将它们串联接入电路中,则电路中允许通过的最大电流为 A,电源电压最大为 V;将它们并联起来直接接在电源两端,则该并联电路的干路中允许通过的最大电流为 A。
9.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,电源电压不变,只闭合开关后,电流表的示数为0.4A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合后,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V。则电阻的阻值为 Ω。
10.(2024·安徽芜湖·模拟预测)在如图所示的电路中,V1、V2、V3是三个完全相同的电压表,R1、R2是两个定值电阻,若电压表V1、V2的示数分别为3伏和1伏,则AB之间的电压可能为 。
二、单选题
11.(2024·吉林·二模)如图所示,R1的电阻是10Ω,R2的电阻是30Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表的示数是0.1A,再闭合开关S1时电流表的示数是( )
A.0.3A B.0.4A C.0.5A D.0.6A
12.(2024·陕西宝鸡·一模)在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为( )
A.1:4 B.1:5 C.4:1 D.5:1
13.(2024·四川内江·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压恒为12V,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω2A”的字样,电流表的量程为0~3A。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端(R2=50Ω)移动到连入电路中的电阻值为20Ω处,电流表的示数从I1变为I2,则I2与I1之差为( )
A.2.40A B.2.64A C.0.36A D.4.40A
14.(2024·吉林·三模)如图所示电路,电源电压不变,将电阻丝R1接在A、B两接线柱之间,闭合关S,电流表的示数为0.6A;将电阻丝R2接在A、B两接线柱之间,闭合开关S,电流表的示数为1.2A,若各取R1和R2的一半长度串联后再接入A、B两接线柱之间,闭合开关S,则电流表的示数应为( )
A. B. C. D.
15.(2024·陕西西安·模拟预测)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表的示数为0.3A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.电阻R2的阻值为5Ω
C.两表位置互换后,电流表测的是通过R2的电流
D.两表位置互换前,电阻R1与R2两端的电压之比为1︰3
16.(2024·新疆阿克苏·模拟预测)如图所示的电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=24Ω,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0.6A,接b时电流表的示数为0.45A,则R3的阻值为( )
A.12Ω B.18Ω C.24Ω D.30Ω
三、计算题
17.(2024·天津滨海新·一模)如图所示,当闭合S、时,电压表的示数是12V;当闭合S、断开,电压表的示数是8V。已知电阻,电源电压保持不变,求:
(1)电源电压;
(2)的阻值。
18.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)如图所示,电源电压保持不变,、为定值电阻,的阻值为。只闭合开关时,电流表的示数为0.2A,再闭合开关时,电流表的示数为0.7A。求:
(1)电源电压;
(2)的电阻。
19.(2024·福建厦门·三模)如图所示的电路中,电流表A的示数为0.4A,的示数为0.3A,电阻的阻值为10Ω。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻的阻值。
20.(2024·贵州黔东南·一模)如图甲所示电路,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,现闭合开关S。
(1)若滑动变阻器连入电路的阻值为15Ω,求通过变阻器的电流。
(2)若将一电流表A1串联在支路,调节滑动甲变阻器使得两电流表示数如图乙所示,求定值电阻的阻值。
21.(2024·天津·二模)如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻的阻值为。闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到最右端,此时电流表的示数为0.5A。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)此时电压表的示数。
22.(2024·辽宁·一模)如图所示电路,R1=R2=10Ω,当滑片P在R3的中点时,V1表、V2表示数相同,A表示数为0.2 A。求:
(1)V1表的示数;
(2)R3的最大阻值;
(3)电源电压。
23.(2024·福建福州·三模)图是小明设计的电子秤的电路图,电源电压恒为12V,电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样。求:
(1)当滑片P位于最下端时,闭合开关S,电压表的示数。
(2)移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为3V,此时滑动变阻器连入电路的阻值。
24.(2024·山东济南·模拟预测)飞船在发射前,科技人员设计了如图甲所示的模拟检测电路来检验飞船舱体的气密性。电源电压不变,定值电阻,为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将置于舱体中,舱体置于真空室中。舱体不漏气时,舱体内气压为,此时电压表示数为20V。舱体不漏气时,求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压;
(3)当舱内的气压值为时,电压表的示数。
25.(2024·山东临沂·一模)随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示,允许通过的最大电流为0.25A。求:
(1)深度表在水面上时,电路中的电流;
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度。
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专项提升18 欧姆定律的基本计算
1.欧姆定律
(1)内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体中的电阻成反比。
(2)表达式:
(3)符号的意义及单位:
U——电压——V。 R——电阻——Ω。 I——电流——A。
(4)欧姆定律的公式变形:
(求电压) (求电阻)
特别提醒
(1)同一性:I、U、R是对同一导体或同一电路而言的,三者要一一对应;
(2)同时性:在同一电路上,开关的闭合及滑动变阻器滑片的移动,都会导致电路中电流、电压、电阻的变化,公式中的三个量必须是同一时间的值;
(3)电阻R必须是纯电阻;
(4)表示一段导体两端的电压跟这段导体中的电流之比等于这个导体的电阻。它是电阻的计算式,而不是它的决定式。导体的电阻反映了导体本身的一种性质。
2.欧姆定律在串联电路中的应用
(1)串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和,即。相同的电阻串联时,
①串联电路中,总电阻大于任何一个串联的用电器电阻。
②任何一个用电器电阻增大,总电阻也增大。
(2)串联电路中各用电器两端电压与其阻值成正比,即(分压原理)。
①串联电路中,、,即哪个用电器的电阻大,哪个用电器分得的电压就大。(其中U为总电压,R为总电阻)
②串联电路中,某一个用电器电阻增大时,总电阻增大,电路中的电流会减小,其他用电器两端电压会减小,该用电器两端电压会增大。
特别提醒
串联分压的应用:当电路中总电压大于用电器正常工作的电压时,可在电路中串联一个电阻分去多余的电压,以保护用电器。
3.欧姆定律在并联电路中的应用
(1)并联电路总电阻的倒数等于各并联用电器电阻的倒数之和,即。两电阻并联时,。相同的电阻并联时,。
①并联电路中,总电阻比任何支路电阻都小。
②支路越多,电路总电阻越小。
③任何一条支路电阻增大,总电阻也增大。
(2)并联电路中,通过各支路的电流与其电阻成反比,即(分流原理)。并联电路中,某支路的电阻小,则此支路分得的电流大。
4.串、并联电路中电流和电压的规律
类型
串联电路
并联电路
实物图与电路图
电流规律
串联电路电流处处相等,I=I1=I2
并联电路干路电流等于各支路电流之和,I=I1+I2
电压规律
串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和,即U=U1+U2
并联电路中电源两端电压与各并联用电器两端电压相等,即U=U1=U2
5.用公式进行计算的一般步骤:
(1)读题、审题(注意已知量的内容);
(2)根据题意画出电路简图;
(3)在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号;
(4)选用物理公式进行计算(书写格式要完整,规范)。
一、填空题
1.(2024·安徽阜阳·一模)一段导体两端电压是3V时,导体中的电流是0.5A,如果电压减小到0V时 Ω。
【答案】6
【详解】由可得导体的电阻为
因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,如果电压减小到0时仍是5Ω。
2.(2024·安徽阜阳·一模)为使电阻为15Ω,正常工作电压为9V的小灯泡正常工作。现手头仅有12V的稳压电源,需在电路中 (选填“串联”或“并联”)一只阻值为 的定值电阻。
【答案】 串联 5Ω
【详解】[1]由题意可知,小灯泡正常工作电压为9V,现仅有12V的稳压电源,根据串联分压特点,想要小灯泡正常工作,需在电路中串联一只电阻。
[2]由欧姆定律可知,小灯泡正常工作的电流为
因为小灯泡与定值电阻串联,所以通过定值电阻的电流为
由串联电路电压规律可得,定值电阻两端的电压为
根据欧姆定律可知,定值电阻的阻值为
3.(2024·山东滨州·中考真题)如图所示,电源电压为3V,闭合开关后,电流表的示数为0.6A,电流表的示数为0.2A,则通过灯泡的电流为 A,灯泡的阻值为 Ω。
【答案】 0.4 15
【详解】[1][2]分析电路可知,、并联,电流表测干路电流,电流表测电流。根据并联电流规律可知通过灯泡的电流为
并联电路中各支路电压均等于电源电压,则灯泡的阻值为
4.(23-24九年级上·江苏泰州·阶段练习)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,两表的指针如图所示,两端电压为 V,R1∶R2= 。
【答案】 2 11∶4
【详解】[1]如图,当开关S闭合时,两电阻串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端电压。串联电路两端总电压等于各部分电路两端电压之和,所以,电压表甲选择的是0~15V量程,示数为7.5V,电压表乙选择的是0~3V,示数为2V,所以,R2两端电压为2V。
[2]R1两端电压为
U1=U-U2=7.5V-2V=5.5V
两电阻的阻值之比为
R1∶R2=U1∶U2=5.5V∶2V=11∶4
5.(2024·黑龙江大庆·二模)如图所示,电源电压保持不变,若在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关、,测得;则 ;若只断开开关,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表,则此时 ,此时电路连接方式为 联。
【答案】 4∶3 4∶3 并
【详解】[1]若在甲、乙两处分别接入电压表,两电阻串联,电压表甲测量R1电压,电压表乙测量R2电压,串联电路中电流处处相等,由欧姆定律得
[2][3]若只断开开关,拆去电压表并在甲、乙两处分别接入电流表,电流分别经过两电阻,两电阻并联,电流表甲测量R2电流,电流表乙测量R1电流,并联电路电压相等,由欧姆定律得
6.(2024·山东德州·二模)如图所示,R1=3Ω,R2=6Ω,电源电压为6V,则合上开关S后,A1的示数为 A,A2的示数为 A,A的示数为 A,电路的总电阻为 Ω。
【答案】 2 1 3 2
【详解】[1][2][3]分析电路可知,、并联,电流表A1测的是电阻R1的电流,电流表A2测的是电阻R2的电流,电流表A测的是干路的电流。所以合上开关S后,A1的示数为
A2的示数为
根据并联电流规律,A的示数为
[4]电路的总电阻为
7.(2024·贵州黔东南·二模)如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.3A和1.5V,则电源电压为 V。
【答案】4V
【详解】由图可知,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,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V,即电压表的示数不为零,所以,此时滑片应位于左端即接入电路中的电阻最大,R2的最大阻值
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压
U=I1R1+U2大=0.2A×R1+3V①
滑片移动时,只能是减小接入电路中的电阻,此时电路中的电流变大,由串联电路的分压特点可知电压表的示数变小,由两表的示数分别变化了0.3A和1.5V可知,此时电路中的电流I2=0.5A,电压表的示数U2=1.5V,电源的电压
U=I2R1+U2=0.5A×R1+1.5V②
由①②可得R1=5Ω,U=4V。
8.(2024·湖北孝感·三模)两个定值电阻上分别标有“”和“”字样,将它们串联接入电路中,则电路中允许通过的最大电流为 A,电源电压最大为 V;将它们并联起来直接接在电源两端,则该并联电路的干路中允许通过的最大电流为 A。
【答案】 0.3 7.8 0.65
【详解】[1][2]由题意可知,电阻R1=6Ω,允许通过的最大电流为0.5A,电阻R2=20Ω,允许通过的最大电流为0.3A,将它们串联接入电路使用,由于串联电路中的电流处处相等,则电路中允许通过的最大电流为I=0.3A,串联电路的总电阻为
根据欧姆定律可得,电源电压最大为
[3]根据欧姆定律可得,电阻R1两端允许所加的最大电压为
电阻R2两端允许所加的最大电压为
并联电路中各支路两端的电压相等,若将两只电阻并联时,电路两端允许所加的最大电压U′=3V,此时R1支路的电流I1=0.5A,通过R2支路的电流为
所以,该并联电路的干路中允许通过的最大电流为
9.(2024·安徽滁州·一模)如图所示,电源电压不变,只闭合开关后,电流表的示数为0.4A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合后,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V。则电阻的阻值为 Ω。
【答案】9
【详解】只闭合开关后,此时两个电阻串联,电流表的示数为0.4A;将电流表和电压表的位置互换,再将开关均闭合后,两电阻并联,电流表的示数为1A,电压表的示数为6V,电压表测量电源电压,故电源电压6V。将开关均闭合后,两电阻并联,电流表的示数为1A,电流表测量通过R1的电流,则R1的阻值为
只闭合开关后,此时两个电阻串联,电流表的示数为0.4A,此时总电阻为
R2电阻的阻值为
10.(2024·安徽芜湖·模拟预测)在如图所示的电路中,V1、V2、V3是三个完全相同的电压表,R1、R2是两个定值电阻,若电压表V1、V2的示数分别为3伏和1伏,则AB之间的电压可能为 。
【答案】7V或5V
【详解】
如图:由于电压表的连接并没有采取与电阻直接并联的形式连接,所以将电压表按一个电阻分析,因V1、V2、V3是三个完全相同的电压表,设电压表的内阻为R,假设电路中的电流是从A流向B,在有电压表的支路上,通过电压表V1的电流I1方向是A→V1→C,通过电压表V3的电流I3方向是C→V3→B,而通过电压表V2的电流I2方向不能确定。
若电流I2方向是C→V2→D,则
I1=I2+I3
由欧姆定律可知
则
U3=U1-U2=3V-1V=2V
根据串联电路电压规律可得
UAB=U1+U3=3V+2V=5V
若电流I2方向是D→V2→C→V3→B,则
I3=I1+I2
由欧姆定律可知
则
U3=U1+U2=3V+1V=4V
根据串联电路电压规律可得
UAB=U1+U3=3V+4V=7V
所以AB之间的电压可能为7V或5V。
二、单选题
11.(2024·吉林·二模)如图所示,R1的电阻是10Ω,R2的电阻是30Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表的示数是0.1A,再闭合开关S1时电流表的示数是( )
A.0.3A B.0.4A C.0.5A D.0.6A
【答案】B
【详解】当闭合开关S,断开开关S1时,电路为R2的简单电路,电流表测通过R2的电流,由可得,电源的电压
U=I2R2=0.1A×30Ω=3V当再闭合开关S1时,两电阻并联,电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过R1的电流
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
I=I2+I1=0.1A+0.3A=0.4A
故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
12.(2024·陕西宝鸡·一模)在如图所示电路中,当闭合开关后,两个电压表指针都向右偏转相同角度,则电阻R1和R2阻值之比为( )
A.1:4 B.1:5 C.4:1 D.5:1
【答案】C
【详解】当闭合开关后,两个电阻串联,电压表V2测量电源电压,电压表V1测量定值电阻R2两端的电压,两个电压表指针都向右偏转相同角度,设电压表V1测量R2的电压为U0,则电源电压为,则电阻R1的电压为
电阻R1和R2阻值之比为
故C符合题意;ABD不符合题意。
故选C。
13.(2024·四川内江·中考真题)在如图所示的电路中,电源电压恒为12V,定值电阻R1的阻值为5Ω,滑动变阻器R2标有“50Ω2A”的字样,电流表的量程为0~3A。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从最右端(R2=50Ω)移动到连入电路中的电阻值为20Ω处,电流表的示数从I1变为I2,则I2与I1之差为( )
A.2.40A B.2.64A C.0.36A D.4.40A
【答案】C
【详解】根据电路图可知,电阻R1和R2并联,电流表测干路的电流,R1和R2两端的电压等于电源电压,又电源电压恒为12V,由欧姆定律可得,R1所在支路的电流不变,滑动变阻器的滑片P从最右端到连入电路中的电阻值为20Ω处的过程中,只有R2所在的支路的电流有变化,滑动变阻器的滑片P在最右端时,通过R2的电流为
滑动变阻器连入电路中的电阻值为20Ω处时,通过R2的电流为
由于电流表的示数从I1变为I2,则I2与I1之差为
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
14.(2024·吉林·三模)如图所示电路,电源电压不变,将电阻丝R1接在A、B两接线柱之间,闭合关S,电流表的示数为0.6A;将电阻丝R2接在A、B两接线柱之间,闭合开关S,电流表的示数为1.2A,若各取R1和R2的一半长度串联后再接入A、B两接线柱之间,闭合开关S,则电流表的示数应为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】由欧姆定律可知,两电阻丝的阻值之比
即
由串联电路的电阻特点可知,各取R1和R2的一半长度串联后的总电阻
则各取R1和R2的一半长度串联后再接入A、B之间时电流表示数
则各取R1和R2的一半长度串联后再接入A、B之间时电流表示数
综上分析知,故ABC不符合题意, D符合题意。
故选D。
15.(2024·陕西西安·模拟预测)如图所示,电源电压不变,只闭合开关S1,电流表的示数为0.3A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为9V
B.电阻R2的阻值为5Ω
C.两表位置互换后,电流表测的是通过R2的电流
D.两表位置互换前,电阻R1与R2两端的电压之比为1︰3
【答案】D
【详解】AC.如图所示,将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合,此时两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过R1的电流,因为此时电压表的示数为6V,所以电源电压为6V,故AC错误;
B.将电流表和电压表的位置互换,开关S1、S2均闭合,此时两电阻并联,根据并联电压规律可知,电压相等,电流表测量通过R1的电流,示数为1.2A,则R1的电阻为
电流表和电压表的位置互换前,只闭合开关S1,两电阻串联,电流表的示数为0.3A,此时总电阻为
则电阻R2的阻值为
R2=R总-R1=20Ω-5Ω=15Ω
故B错误;
D.两表位置互换前,因为串联电流相等,所以
即电阻R1与R2两端的电压之比为1︰3,故D正确。
故选D。
16.(2024·新疆阿克苏·模拟预测)如图所示的电路,电源电压恒定,R1=12Ω,R2=24Ω,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0.6A,接b时电流表的示数为0.45A,则R3的阻值为( )
A.12Ω B.18Ω C.24Ω D.30Ω
【答案】C
【详解】闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,定值电阻与R1串联,电源电压
U=I(R1+R3)=0.6A×(12Ω+R3)①
单刀双掷开关S2接b时,定值电阻与R2串联,电源电压
U=I(R2+R3)=0.45A×(24Ω+R3)②
由①和②得到
R3=24Ω
故选C。
三、计算题
17.(2024·天津滨海新·一模)如图所示,当闭合S、时,电压表的示数是12V;当闭合S、断开,电压表的示数是8V。已知电阻,电源电压保持不变,求:
(1)电源电压;
(2)的阻值。
【答案】(1)12 (2)20
【详解】(1)当闭合开关S、S1时,电路为R1的简单电路,电压表测电源的电压,所以电源的电压
(2)当闭合S、断开S1,两电阻串联,由欧姆定律可得,通过R1的电流
因串联电路中各处的电流相等,所以,通过R2的电流
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压
则电阻R2的阻值
18.(23-24九年级上·贵州黔东南·期末)如图所示,电源电压保持不变,、为定值电阻,的阻值为。只闭合开关时,电流表的示数为0.2A,再闭合开关时,电流表的示数为0.7A。求:
(1)电源电压;
(2)的电阻。
【答案】(1)8V (2)16Ω
【详解】(1)只闭合开关S1时,电流表的示数为0.2A,电路为R2的简单电路,由欧姆定律得,电源电压为
(2)闭合开关S1后,再闭合S2,电路由R2的简单电路变为R1、R2并联,电流表由测量R2的电流变为测量干路电流,R1电流为
由欧姆定律得,R1电阻为
19.(2024·福建厦门·三模)如图所示的电路中,电流表A的示数为0.4A,的示数为0.3A,电阻的阻值为10Ω。求:
(1)通过电阻的电流;
(2)电源电压;
(3)电阻的阻值。
【答案】(1)0.1A ;(2)3V ;(3)30Ω
【详解】解:(1)由题意及图可得,电阻R1与电阻R2并联,电流表A1与电阻R1串联,测R1支路的电流,电流表A测干路电流,由并联电路电流规律可得,通过R2的电流为
(2)由并联电路电压规律可得,各支路电压等于电源,则有
即电源电压为3V。
(3)由题意及欧姆定律可得
答:(1)电阻的电流为0.1A;
(2)电源电压3V;
(3)电阻R2的阻值为30Ω。
20.(2024·贵州黔东南·一模)如图甲所示电路,电源电压为6V,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样,现闭合开关S。
(1)若滑动变阻器连入电路的阻值为15Ω,求通过变阻器的电流。
(2)若将一电流表A1串联在支路,调节滑动甲变阻器使得两电流表示数如图乙所示,求定值电阻的阻值。
【答案】(1);(2)
【详解】解:(1)闭合开关后,滑动变阻器R1与R2并联,并联电路中各支路互不影响,由题意可知,此时R1=15Ω,因此通过R1的电流
(2)由图可知,电流表的示数为1.5A或0.3A,电流表的示数为1.2A或0.24A,因为通过的最小电流
所以电流表的示数只能为1.2A,电流表的示数只能为1.5A,则R2电阻为
答:(1)通过变阻器R1的电流是0.4A;
(2)定值电阻R2的阻值为20Ω。
21.(2024·天津·二模)如图所示,电源电压恒为15V,定值电阻的阻值为。闭合开关,将滑动变阻器的滑片移动到最右端,此时电流表的示数为0.5A。求:
(1)滑动变阻器的最大阻值;
(2)此时电压表的示数。
【答案】(1);(2)5V
【详解】解:(1)如图,两电阻串联,电流表测电路中电流,将滑动变阻器的滑片移动到最右端时,两端电压为
两端电压为
滑动变阻器的最大阻值为
(2)由图可知,电压表测两端电压,所以,此时电压表的示数为5V。
答:(1)滑动变阻器的最大阻值为;
(2)此时电压表的示数为5V。
22.(2024·辽宁·一模)如图所示电路,R1=R2=10Ω,当滑片P在R3的中点时,V1表、V2表示数相同,A表示数为0.2 A。求:
(1)V1表的示数;
(2)R3的最大阻值;
(3)电源电压。
【答案】(1)4 V;(2)20 Ω;(3)6 V
【详解】解:(1)由电路图知道,三个电阻串联,电压表V1测量R1和R2两端的电压,电压表V2测量R2和R3两端的电压,电阻R1和R2两端的电压分别是
所以,V1表的示数
(2)根据题意知道,V1表、V2表示数相同,即
R3两端的电压
R3接入电路的电阻
R3的最大阻值
R3=20 Ω
(3)由串联电路电压的特点知道,电源的电压
U=U1 +U2+U3=2 V+2 V+2 V=6 V
答:(1)V1表的示数是4V;
(2)R3的最大阻值20Ω;
(3)电源电压是6V。
23.(2024·福建福州·三模)图是小明设计的电子秤的电路图,电源电压恒为12V,电阻的阻值为4Ω,滑动变阻器标有“20Ω 2A”字样。求:
(1)当滑片P位于最下端时,闭合开关S,电压表的示数。
(2)移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为3V,此时滑动变阻器连入电路的阻值。
【答案】(1);(2)12Ω
【详解】解:(1)如图,定值电阻和滑动变阻器串联,电压是定值电阻两端;当滑片P位于最下端时,滑动变阻器接入电路的电阻值最大,闭合开关S,电路中电流为
电压表的示数为
(2)移动滑片P到某一位置时,发现电压表示数为3V,则电路中电流为
滑动变阻器两端电压为
此时滑动变阻器连入电路的阻值为
答:(1)当滑片P位于最下端时,闭合开关S,电压表的示数为。
(2)此时滑动变阻器连入电路的阻值为。
24.(2024·山东济南·模拟预测)飞船在发射前,科技人员设计了如图甲所示的模拟检测电路来检验飞船舱体的气密性。电源电压不变,定值电阻,为压力传感器,其阻值随环境气压的变化规律如图乙所示,将置于舱体中,舱体置于真空室中。舱体不漏气时,舱体内气压为,此时电压表示数为20V。舱体不漏气时,求:
(1)通过的电流;
(2)电源电压;
(3)当舱内的气压值为时,电压表的示数。
【答案】(1)0.2A (2)22V (3)17.6V
【详解】(1)由欧姆定律得,通过的电流
(2)舱体不漏气时,舱体内气压为,由图乙可知,,因为与串联,所以
电源电压为
(3)当舱内的气压值为时,
电压表的示数
25.(2024·山东临沂·一模)随着我国经济的发展,人民生活水平日益提高,我国出现了越来越多的潜水爱好者。为了保障安全,潜水员潜水时会佩戴如图甲所示的水压表和深度表。图乙是某深度表的工作原理简化电路图,电源电压且恒定不变,定值电阻,是阻值随水深度变化的电阻,其变化关系图像如图丙所示,允许通过的最大电流为0.25A。求:
(1)深度表在水面上时,电路中的电流;
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度。
【答案】(1);(2)40m
【详解】解:(1)深度表在水面上时,由图像知,当时,电路总电阻
电路电流
(2)当电压表的示数为2V时,电路中的电流
两端电压
此时的阻值
由图像知,当时,潜水员下潜的深度为40m。
答(1)深度表在水面上时,电路中的电流为0.1A;
(2)电压表示数为2V时,潜水员下潜的深度为40m。
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