内容正文:
欧姆定律应用之比例题和图像题专项练习
一、比例题
1.如图所示,电路中电源两端的电压保持不变。当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两表示数之比为2:5;当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,两电压表示数U甲:U乙为( )
A.5:3 B.5:2 C.3:2 D.2:3
第1题图 第2题图
2.如图所示的电路中,电源电压保持不变。当开关S断开时,发现电压表的示数为6V;闭合开关S后,发现电压表的示数变为2V。则开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.电源电压为8V
B.闭合开关S后,通过R1的电流与通过R2的电流之比为2:1
C.R1的电阻与R2的电阻之比为1:2
D.R1两端的电压与R2两端的电压之比为3:1
3.如图所示,电源电压保持不变,R1、R2均为定值电阻。当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙为4:3,当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲、乙两电流表的示数之比I甲:I乙为( )
A.4:3 B.3:4 C.1:3 D.1:4
第3题图 第4题图
4.如图,电源电压恒定,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲:U乙=7:5;当S断开、S0闭合,甲、乙两表为电流表时,两表示数分别为I甲,I乙。则R1:R2与I甲:I乙分别为( )
A.2:5 2:7 B.7:2 2:5
C.2:7 2:5 D.5:2 2:7
5.如图所示的两个电压表均为学校实验室里常用的电压表。闭合开关后,两电压表的指针都正常偏转且偏转角度相同,此时灯L1和L2两端的电压之比为( )
A.4:1 B.1:4 C.5:1 D.1:5
第5题图 第6题图
6.如图所示电路,电源电压保持不变。闭合开关S1和S2,电压表示数为6V,电流表示数为0.3A;将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,电流表示数为0.2A。则R1:R2为( )
A.2:1 B.1:2 C.3:2 D.3:1
7.如图所示的电路中,R1:R2=1:2,甲、乙两电表类型相同。若开关S断开时,R1、R2均正常工作,则甲、乙两电表均为 _______ 表,通过R1、R2的电流之比为 ________ 。若甲、乙两电表均换为另一种电表,且S闭合时,R1与R2均正常工作,则甲、乙两电表的示数之比为 ________ 。
第7题图 第8题图
8.如图所示电路,若甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,两表指针位置相同,若甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,则两表示数之比是________ (电表每次测量均未超过测量范围)。
9.如图甲所示电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合后,V1表的示数大于V2表的示数,则两电阻的大小关系是R1_______ R2(选填“大于”或“小于”);若将两电阻连在图乙所示的电路中,两电流表(均为实验室常用双量程电流表)的指针偏转至同一位置,则R1和R2的阻值之比为 ________ 。
10.如图甲所示电路中,电压表V1和V2的示数之比为2:3,则定值电阻R1:R2=________ ;若将电阻R1、R2改接为如图乙所示的电路,则电流表A1、A2的示数之比为 ________ 。
二、图像题
11.如图是导体甲和乙的I﹣U图像,下列说法正确的是( )
A.甲、乙均为定值电阻
B.当甲两端电压为3V时,R甲=0.2Ω
C.将甲、乙串联在电路中,当闭合开关,电路电流为0.2A时,甲两端的电压为2V
D.将甲、乙并联在电路中,当闭合开关,甲两端电压为2V时,乙的电阻为10Ω
12.小松同学在“探究通过导体的电流与其两端电压的关系”时,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图像,下列说法中正确的是( )
A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流为0.4 A
B.将甲、乙两导体并联接到电压为3V的电源上时,干路中的电流为0.9 A
C.导体两端的电压为零时,导体的电阻为零
D.依据图像可得导体电阻R甲:R乙=2:1
13.如图甲所示电路,电源电压恒定,图乙中的a、b分别是将滑动变阻器R2的滑片从最右端移动到最左端的过程中,电流表A的示数和两电压表V1、V2的示数变化图像。下列判断不正确的是( )
A.图线b是电阻R1的I﹣U关系图像
B.电源电压为6V
C.当滑片在滑动变阻器的中点位置时电压表V1、V2的示数相等
D.滑动变阻器R2的最大阻值为50Ω
14.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。根据图像信息,下列说法错误的是( )
A.电源电压为9V
B.定值电阻R的阻值为6Ω
C.当滑片P在中点时,电流表的示数为1.0A
D.滑动变阻器的最大阻值为12Ω
15.在如图甲所示的电路中,电源电压保持不变。R1为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最左端滑到最右端,两电压表示数随电流表示数变化的完整图像如图乙所示,滑片P在最左端时电流和R2的阻值( )
A.0.2A,10Ω B.0.2A,30Ω
C.0.4A,30Ω D.0.4A,10Ω
16.如图甲所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器R2的滑片P从最右端移动到最左端的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,滑动变阻器R2的最大阻值及滑动变阻器的滑片在中点时,电流表的读数分别为( )
A.10Ω 0.4A B.5Ω 0.3A
C.20Ω 0.3A D.20Ω 0.4A
17.如图甲所示,电源电压保持不变,R0为定值电阻,闭合开关S,将滑动变阻器滑片P从最上端a滑动到最下端b的过程中,整个电路安全工作,电流表示数与两电压表示数关系图像如图乙所示。下列选项正确的是( )
A.电源电压为16V
B.滑动变阻器的最大阻值为14Ω
C.①图像是电压表随电流变化的图像
D.滑片P滑到a端时,电路中电流是1A
18.如图甲,电源电压恒定不变,R0为定值电阻,灯泡L标有“3V 0.5A”字样。闭合开关,滑动变阻器的滑片P从中间某一位置移到某一端的过程中,V1和V2示数与A示数的关系图线如图乙所示。下列说法中正确的是( )
A.电源电压为15V
B.定值电阻R0为20Ω
C.电压表V2的示数增大
D.电流表A示数不断减小
19.如图甲所示,电源电压恒定,R1是定值电阻,R2是滑动变阻器,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从B端移至A端的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的U﹣I图像如图乙所示。
_______ (MN/EF)是电压表V2的示数随电流表A的示数变化的图象。定值电阻R1的阻值是_______ Ω。当滑片P在中点时,电流表的示数是________ A。
20.一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,通过L、R的电流跟其两端电压的关系如图所示。由图可得定值电阻R的阻值为 ______ Ω。当把这个工具接在电压为2V的电源两端,总电流是 ______ A。由于某种需要,要把这个工具的定值电阻R与小灯泡L串联起来接在电源电压为5V的电路中使用,则此时灯泡电阻是 ________ Ω。
21.如图甲,将变阻器的滑片从最右端移至灯泡正常发光的位置,此过程中电流表示数与两个电压表示数的关系图像如图乙所示。曲线_____ 是电流表示数与电压表V2示数的关系图像,电源电压为_______ V,灯泡正常发光的电流为________ A,变阻器最大阻值是_______ Ω。
欧姆定律应用之比例题和图像题专项练习
参考答案与解析
一、比例题
题号
1
2
3
4
5
6
答案
A
C
D
A
B
B
1.【分析】由图可知,当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,根据并联电路的电流规律可得通过R1与R2的电流之比,根据并联电路的分流关系可得R1与R2的阻值之比;
当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,电压表甲测R1与R2两端的总电压,电压表乙测R2两端的电压。根据串联电路的分压关系可得R1与R2两端的电压之比,根据串联电路的电压规律可得两表的示数之比。
【解答】解:由图可知,当开关S闭合、S1断开,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,
电表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,
知甲、乙两表示数之比为I甲:I乙=I2:I=2:5,
根据并联电路的电流规律可得,通过R1与R2的电流之比为
I1: I2=(I﹣I2): I2=(5﹣2):2=3:2,
根据并联电路的分流关系可得,R1与R2的阻值之比为
R1: R2=I2: I1=2:3;
当开关S和S1都闭合,甲、乙两表为电压表时,R1与R2串联,
电压表甲测R1与R2两端的总电压,电压表乙测R2两端的电压。
根据串联电路的分压关系可得,R1与R2两端的电压之比为
U1: U2=R1: R2=2:3
根据串联电路的电压规律可得,两表的示数之比为
U甲:U乙=U:U2=(U1+U2):U2=(2+3):3=5:3,
综上可知,A正确。
故选:A。
2.【分析】(1)由图可知,当开关S断开时,电压表与电源、R2串联,电压表相当于测电源电压,根据电压表示数可知电源电压;
(2)开关S闭合后,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,根据串联电路的电流规律可知通过R1、R2的电流之比;根据串联电路的电压规律可知R2两端的电压,从而可得两电阻两端的电压之比,根据欧姆定律可得两电阻的阻值之比。
【解答】解:A、由图可知,当开关S断开时,电压表与电源、R2串联,电压表相当于测电源电压,此时电压表的示数为6V,即电源电压为6V,故A错误;
BCD、开关S闭合后,两电阻串联,电压表测R1两端的电压。
由于串联电路中的电流处处相等,所以通过R1的电流与通过R2的电流相等,即通过它们的电流之比为1:1;
因串联电路两端的总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压为:U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V,
即R1两端的电压与R2两端的电压之比为
U1: U2=2V:4V=1:2;
根据R可得R1的电阻与R2的电阻之比为R1:R2=U1:U2=1:2,故C正确,B、D错误。
故选:C。
3.【分析】(1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻R1、R2串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端电压;根据两电压表的示数之比和串联电路的分压规律,可得R1与R2的电阻之比;
(2)当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻R1、R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流;由并联电路的分流规律。可得通过R1与R2的电流之比,从而求出甲、乙两电流表的示数之比。
【解答】解:电压表在电路中相当于断路,由图可知,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻R1、R2串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测R2两端电压,两表的示数之比为:U甲:U乙=4:3,
设R2两端电压为3U,则R1两端电压为:4U﹣3U=U;
串联时通过两电阻的电流相等,由串联电路的分压规律可得,R1与R2的电阻之比为:;
当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻R1、R2并联,甲电流表测通过R2的电流,乙电流表测干路电流;
由并联电路的分流规律可得,通过R1与R2的电流之比为:I1:I2=R2:R1=3:1;
则甲、乙两电流表的示数之比为:
I甲:I乙=I2:I=1:(3+1)=1:4,故D正确,ABC错误。
故选:D。
4.【分析】由图可知,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。已知两电压表的示数之比,根据串联电路的电压规律可得R1与R2两端的电压之比,根据串联电路的分压关系可得R1与R2的阻值之比;
当S断开、S0闭合,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流,根据并联电路的分流关系可得通过R1与R2的电流之比,根据并联电路的电流规律可得两电流表的示数之比。
【解答】解:由图可知,闭合S0、S,甲、乙两表为电压表时,
电压表甲测电源电压,电压表乙测R2两端的电压。
已知两电压表的示数之比U甲:U乙=7:5,
即电源电压与R2两端的电压之比为U:U2=7:5,
根据串联电路的电压规律可得,R1与R2两端的电压之比为
U1: U2=(U﹣U2): U2=(7﹣5):5=2:5,
根据串联电路的分压关系可得,R1与R2的阻值之比为
R1: R2=U1: U2=2:5;
当S断开、S0闭合,甲、乙两表为电流表时,R1与R2并联,
电流表甲测通过R2的电流,电流表乙测干路电流。
根据并联电路的分流关系可得,通过R1与R2的电流之比为
I1: I2=R2: R1=5:2,
根据并联电路的电流规律可得,两电流表的示数之比为
I甲:I乙=I2:I=I2:(I1+I2)=2:(5+2)=2:7,
综上可知,A正确,BCD错误。
故选:A。
5.【分析】两电阻串联,电压表V1测总电压U,电压表V2测灯泡L1两端的电压U1;
电压表的大量程的分度值是小量程的5倍,两个电压表示数之比是1:5;根据在串联电路中总电压等于各用电器两端的电压之和,可得L2两端的电压,进一步求出两灯泡电压之比。
【解答】解:由图可知,两电阻串联,电压表V1测总电压U,电压表V2测灯泡L1两端的电压U1,所以V1示数应该大于V2的示数,而两表的指针偏角相同,所以两表选择的量程不同;
因为电压表的大量程的分度值是小量程的5倍,两个电压表示数之比是1:5,即总电压U=5U1,
因为在串联电路中,总电压等于各用电器两端的电压之和,所以L2两端的电压U2=U﹣U1=5U1﹣U1=4U1,
所以灯L1和L2两端的电压之比为U1:U2=U1:4U1=1:4。
故选:B。
6.【分析】(1)闭合开关S1和S2,R1、R2并联,支路电压等于电源电压,由欧姆定律计算电阻R2的阻值;
(2)将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,R1、R2串联,由欧姆定律计算电阻R1的阻值,然后求两电阻之比。
【解答】解:由图可知,闭合开关S1和S2,R1、R2并联,电流表测通过R2的电流,电压表测电源电压U=6V,电流表示数为I=0.3A,则R2阻值为;
将电压表和电流表互换位置,闭合S1、断开S2,R1、R2串联,电流表测电路电流,电流表示数为I总=0.2A,则电路总电阻为,
根据串联电路的特点可知,R1的阻值为
R1=R﹣R2=30Ω﹣20Ω=10Ω,
两电阻之比为。
故选:B。
7.【分析】先根据开关S断开时R1、R2均正常工作的条件,对甲、乙两电表的类型分别进行假设,排除会导致电路出现断路而不能正常工作的电表类型,从而判断两表应选用的电表种类;随后判断此时两电阻构成并联电路,根据并联电路中电流与电阻成反比的关系,结合R1、R2的阻值之比分析通过两电阻的电流之比;再分析将两表均换成另一种电表后,开关S闭合时两电阻变为串联,明确甲表测量的是电源电压、乙表测量的是R2两端的电压,根据串联电路中电压与电阻成正比的关系,结合阻值之比推出甲、乙两电压表示数之比。注意分清并联与串联两种不同连接方式下电表所测的物理量以及对应的比例规律。
【解答】解:开关S断开时,若甲、乙两表为电压表,电压表内阻很大相当于断路,乙表断路会使干路无电流,甲表断路会使R2支路无电流,R1、R2都无法同时正常工作,所以两表均应为电流表。两电流表相当于导线,此时R1、R2并联,并联支路电压相等,由,。两表均换为电压表后,S闭合时R1与R2串联,甲表测电源总电压U,乙表测R2两端电压U2。串联电路电流相等,由U=IR,,又U=U1+U2,所以 。故答案为:电流;2:1;3:2。
8.【分析】(1)当开关S1闭合、S2断开,甲、乙为电流表时,R1和R2并联,电流表甲测R1支路的电流,电流表测乙干路电流,两表指针位置相同,所以乙电流表的示数是甲电流表示数的5倍;根据并联电路的电流特点求出两支路的电流之比,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出两电阻的阻值之比;
(2)当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,R1和R2串联,电压表甲测电源的电压,电压表乙测R1两端的电压;根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出两电阻两端的电压之比,根据串联电路的电压特点求出两电压表的示数之比。
【解答】解:若甲、乙两表为电流表,闭合开关S1,断开开关S2,R1和R2并联,电流表甲测量通过R1的电流,电流表乙测量干路电流;并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两表指针位置相同,所以乙电流表的示数是甲电流表示数的5倍,即I甲:I乙=1:5;
则通过两电阻R1和R2的电流之比为:
I1:I2=I甲:(I乙﹣I甲)=1:(5﹣1)=1:4;
在并联电路中,电阻R1和R2两端的电压相同,电流与电阻成反比,则两电阻R1和R2的阻值之比为:
R1: R2=I2: I1=4:1;
若甲、乙两表为电压表,闭合开关S1、S2,R1和R2串联,电压表甲测量电源电压,电压表乙测量R1两端的电压,在串联电路中,通过电阻R1和R2的电流相同,则两电阻两端的电压之比为:
U1: U2=IR1: IR2=R1: R2=4:1;
串联电路中总电压等于各分电压之和,则两电压表的示数之比为:
U甲:U乙=(U1+U2):U1=(4+1):4=5:4。
故答案为:5:4。
9.【分析】(1)串联电路中电流处处相等,串联电路中电压与电阻成正比;
(2)在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。
【解答】解:(1)甲图电路为串联电路,串联电路中电流处处相等,V1表测的是R1的电压,V2表测的是R2的电压,串联电路中电压与电阻成正比,若V1表的示数大于V2表的示数,则两电阻的大小关系是R1大于R2;
(2)由图示电路可知,两灯泡并联,电流表A1测L2支路电流,电流表A2测干路电流,
根据并联电路的电流特点可知:干路电流大于任意一条支路上的电流,则电流表A示数大于电流表A1示数,由于两只电表的指针位置完全一样,
则:电流表A1测的R1的电流,量程是0~0.6A,电流表A测的是干路电流,量程是0~3A,根据大小量程的关系,干路电流是R1的电流的5倍,所以通过R2的电流是R1的电流的4倍,由并联电路的特点知,在电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比,R1和R2的阻值之比为4:1。
故答案为:大于;4:1。
10.【分析】(1)由图甲可知,定值电阻R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R1和R2两端的总电压;根据串联电路的电压规律可得R1、R2两端的电压之比,根据串联电路的电流规律和欧姆定律可得R1与R2的阻值之比;
(2)由图乙可知,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表测通过R1和R2的总电流;根据并联电路的电压规律和欧姆定律可得通过R1和R2的电流之比,根据并联电路的电流规律可得R1的电流与总电流之比,即电流表A1、A2的示数之比。
【解答】解:
(1)由图甲可知,定值电阻R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R1和R2两端的总电压;
已知电压表V1和V2的示数之比为2:3,即R1两端的电压与R1、R2的总电压之比为U1:U=2:3,
因串联电路的总电压等于各分电压之和,
所以R1、R2两端的电压之比为,
因串联电路中电流处处相等,则由R可得,R1与R2的阻值之比为R1:R2=U1:U2=2:1;
(2)由图乙可知,R1与R2并联,电流表A1测通过R1的电流,电流表测通过R1和R2的总电流;
因并联电路中各支路两端的电压相等,则由I可得,通过R1和R2的电流之比为I1:I2=R2:R1=1:2,
因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以电流表A1、A2的示数之比(即R1的电流与总电流之比)为:。
故答案为:2:1;1:3。
2、 图像题
题号
11
12
13
14
答案
D
B
C
C
题号
15
16
17
18
答案
B
C
B
B
11.【分析】(1)根据欧姆定律可知,电阻一定时,通过电阻的电流与两端的电压成正比,据此分析图像甲、乙电阻的变化;
(2)由图像可知,当甲两端电压为3V时对应的电流,根据欧姆定律求出R甲的阻值;
(3)根据串联电路的电流特点读出图像中对应的电压,利用串联电路的电压特点求出电源的电压;
(4)根据并联电路的电压特点结合图像读出对应的电流,再根据欧姆定律算出乙的电阻。
【解答】解:A、由图像可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,根据欧姆定律可知甲电阻的阻值不变,乙电阻的阻值变化,故A错误;
B.由图像可知,当甲两端电压为3V时,通过乙的电流为0.6A,则R甲5Ω,故B错误;
C.甲、乙串联在电路中,当电路电流为0.2A时,通过甲、乙的电流均为0.2A,由图像可知,U甲=1V,故C错误;
D.甲、乙并联在电路中闭合开关,甲两端电压为2V时,由并联电路的电压规律可知:U乙′=U'甲′=2V,由图可知,通过乙的电流为I乙′=0.2A,乙的电阻为:R乙10Ω,故D正确。
故选:D。
12.【分析】A.据图可知,当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时通过甲、乙两导体的电流,根据并联电路的电流特点得出干路电流;
C.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关;
D.图中当电压为3V时,电流分别为0.6A、0.3A,根据欧姆定律可得导体电阻之比。
【解答】解:A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流是0.2A,故A错误;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时,通过甲、乙两导体的电流分别为0.6A、0.3A,则干路中的电流为0.6A+0.3A=0.9A,故B正确;
C.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故C错误;
D.图中当电压为3V时,电流分别为0.6A、0.3A,根据欧姆定律I得,电压相同时,电阻之比等于电流倒数的比,故两个电阻之比为R甲:R乙=0.3A:0.6A=1:2,故D错误。
故选:B。
13.【分析】A.据图可知,当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时通过甲、乙两导体的电流,根据并联电路的电流特点得出干路电流;
C.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关;
D.图中当电压为3V时,电流分别为0.6A、0.3A,根据欧姆定律可得导体电阻之比。
【解答】解:A.当在导体乙的两端加上2V的电压时,通过乙导体的电流是0.2A,故A错误;
B.将甲、乙两导体并联接到电压3V的电源上时,根据并联电路中电压是相等的,由图可知甲、乙两导体两端电压是3V时,通过甲、乙两导体的电流分别为0.6A、0.3A,则干路中的电流为0.6A+0.3A=0.9A,故B正确;
C.导体的电阻是导体的属性,与导体两端电压无关,导体两端的电压为零时,导体的电阻不为零,故C错误;
D.图中当电压为3V时,电流分别为0.6A、0.3A,根据欧姆定律I得,电压相同时,电阻之比等于电流倒数的比,故两个电阻之比为R甲:R乙=0.3A:0.6A=1:2,故D错误。
故选:B。
14.【分析】当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,此时电路中的电流最大,根据图像读出最大电流和电压表的示数,据此可知电源电压;
根据欧姆定律求出定值电阻R的阻值;
当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,根据图像读出电路中的最小电流,根据欧姆定律求出此时电路的总电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器的最大阻值。根据中点时的电阻和欧姆定律计算电流。
【解答】解:当滑片P位于a端时,电路为电阻R的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,
A.此时电路中的电流最大,由图像可知,电路中的最大电流为1.5A,此时电压表的示数为9V,即电源电压为9V,故A正确;
B.由欧姆定律可得定值电阻R的阻值:R6Ω,故B正确;
CD、当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图像可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
此时电路的总电阻:R总18Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R滑大=R总﹣R=18Ω﹣6Ω=12Ω,
当滑片P在中点时,变阻器的电阻为6Ω,总电阻
R'总=R+R滑中=6Ω+6Ω=12Ω;
电流I‘’0.75A,故C错误,D正确。
故选:C。
15.【分析】由图甲可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器R2两端的电压;
由图乙可知当电路中的电流为0.4A时,两电压表的示数都为4V,根据串联电路的电压规律计算电源电压;根据欧姆定律和串联电路的电压特点分析两电压表随电流表示数变化的对应图像;当变阻器连入电路的电阻最大时,电路中电流最小,根据串联分压规律可知此时变阻器两端的电压最大,由图乙可知滑动变阻器两端的电压最大为6V,由串联电路的电压规律求出此时定值电阻两端的电压,根据欧姆定律计算此时电路中的电流,再根据串联电路的电流特点和欧姆定律计算滑动变阻器R2的最大值。
【解答】解:由甲图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测变阻器R2两端的电压;
由乙图可知当电路中的电流为0.4A时,两电压表的示数都为4V,因串联电路的总电压等于各部分电压之和,所以电源电压:U=U1+U2=4V+4V=8V;
根据公式U=IR可知,当电路中电流增大时,定值电阻两端的电压增大,由串联电路的电压特点可知,变阻器两端的电压减小,所以,图乙中斜向上的图线是电压表V1随电流表示数变化的图象,另一条图线为电压表V2随电流表示数变化的图象;
当片P在最左端时,变阻器连入电路的电阻最大时,电路中电流最小,由串联分压规律可知此时变阻器两端的电压最大,
由图乙可知,变阻器两端的电压最大为6V,则此时定值电阻两端的电压:U1小=U﹣U2大=8V﹣6V=2V,
此时电路中的电流:I小0.2A,
则滑动变阻器R2的最大值:R2大30Ω,
故选:B。
16.【分析】(1)当滑片P在最右端时滑动变阻器全部接入,R1与R2串联,电路中的电流最小,由图像读出电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值,根据串联电路的电压特点表示出电源的电压;当滑片P在b端时,滑动变阻器没有连入电路,电压表示数为零,根据欧姆定律表示出电源的电压,利用电源的电压不变得出等式即可求出R1的阻值和电源的电压;
(2)当滑动变阻器的滑片P在中点时,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流。
【解答】解:图甲中电阻R1和变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压,
当滑片P在a端时滑动变阻器全部接入,电路的总电阻最大,由欧姆定律可知,电路中的电流最小,由图乙可知此时电路中的电流Ia=0.2A,R2两端的电压U2=4V,
根据欧姆定律I可知,滑动变阻器R2的最大阻值
根据串联的电压规律知,电源电压
U=IaR1+U2=0.2A×R1+4V……①
当滑片P在b端时,变阻器连入电路的电阻为零,只有R1的简单电路,电压表示数为零,由图乙可知这时电路中电流为Ib=0.6A,则电源电压U=IbR1=0.6A×R1……②
由①②得R1=10Ω,U=6V,当滑动变阻器的滑片P在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值为
;
电流表的示数为;
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选:C。
17.【分析】先分析电路连接方式,明确滑动变阻器、灯泡L、定值电阻R0串联,判断两个电压表分别测量的对象。分析滑片移动时滑动变阻器接入电阻的变化规律,根据欧姆定律判断电路电流、各部分电压的变化趋势,由此对应图乙中两条I﹣U图像分别属于哪个电压表。选取滑片在b端时的特殊状态,此时滑动变阻器接入电阻为0,电路电流最大,结合串联电路电压规律和欧姆定律列方程,求解电源电压。选取滑片在a端时的特殊状态,此时滑动变阻器接入电阻最大,电路电流最小,结合串联电路电压规律和欧姆定律,求解滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:由图甲可知,灯L与变阻器串联与定值电阻串联,电流表测电路中的电流,电压表V2测灯L两端的电压,V1测灯L与R0的总电压;
AC.滑片 P 从下滑时,变阻器的电阻减小,根据欧姆定律知,电路中的电流增大,V1 的示数(UL+UR0)随电流增大而增大,V2的示数(UL)随电流增大而增大,但 UL<UL+UR0,因此同一电流下,V2的示数始终小于V1 的示数。图乙中①是V2随电流变化的图像,②是V1随电流变化的图像。当滑片在 b 端时,滑动变阻器电阻为 0,电流最大,此时 V1 示数等于电源电压。由图乙,电路电流最大I最大=1.0A时,V1示数为 12 V,因此电源电压U=12V。故AC错误;
BD.滑片在 a 端时,滑动变阻器电阻最大,电路中电流最小为I最小=0.5A。此时V1 示数为 5 V,则滑动变阻器两端电压U滑=U﹣UV1=12V﹣5V=7V
滑动变阻器最大阻值,故B正确,D错误;
故选:B。
18.【分析】由图甲可知,定值电阻R0、灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测灯泡L两端的电压、电压表V2测灯泡L和滑动变阻器R两端的总电压,电流表测电路中的电流。
(1)由图乙可知,当电流表的示数为0.5A时,两电压表的示数相等,结合电路图可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零,即滑片位于最左端,则滑片位于中间某一位置时电流表的示数为0.4A,进而分析出电流表示数的变化,根据欧姆定律分析出灯泡L两端的电压的变化,进而分析出V1和V2示数与A示数的关系对应的图线,结合电压表V2示数与A示数的关系的图线分析出电压表V2的示数变化;
(2)根据P=UI求出灯泡L正常发光时的电流,进而分析出电流表示数为0.5A时电压表的示数,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源电压,解方程求出定值电阻R0的阻值和电源电压。
【解答】解:由图甲可知,定值电阻R0、灯泡L与滑动变阻器R串联,电压表V1测灯泡L两端的电压、电压表V2测灯泡L和滑动变阻器R两端的总电压,电流表测电路中的电流。
AB、由P=UI可知,灯泡L正常发光时的电流:
IL0.5A,
则当电流表示数为0.5A时,电压表的示数均为3V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
U=UL+U0=3V+0.5A×R0……①
由图乙可知,当电流表示数为0.4A时,灯泡L和滑动变阻器R两端的总电压为5V,
由串联电路的电压特点和欧姆定律可知,电源电压
U=ULR+U'0=5V+0.4A×R0……②
由①②解得,定值电阻R0为20Ω、电源电压U为13V,故A 错误、B 正确。
CD、由图乙可知,当电流表的示数为0.5A时,两电压表的示数相等,结合电路图可知,此时滑动变阻器接入电路的电阻为零,即滑片位于最左端,则滑片位于中间某一位置时电流表的示数为0.4A,因此滑片从中间某一位置移到某一端的过程中电流表的示数由0.4A增大到0.5A,即电流表的示数不断增大,由欧姆定律可知,灯泡L两端的电压也不断增大,因此图乙中BC为V1示数与A示数的关系的图线,则AB为V2示数与A示数的关系的图线,因此电压表V2的示数减小,故CD错误。
故选:B。
19.【分析】(1)小灯泡L和电阻R并联接在电压为4V的电源两端时,它们两端的电压相等,根据图像读出通过小灯泡的电流,由欧姆定律算出此时灯L的电阻;
(2)小灯泡L和电阻R串联后重新接在某电路时,通过它们的电流相等,根据图像读出两者两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压并与电源电压比较。
【解答】解:灯L和电阻R并联接在电压为4V的电源两端时,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,它们两端的电压为4V,由图像可知,此时通过灯L的电流为0.8A,此时灯L电阻为:;
将灯L和定值电阻R串联在电压恒为5V的电源两端,由图像可知,当电路中电流为0.4A时,因串联电路中各处的电流相等,所以,通过它们的电流为0.4A,由图像可知,它们两端的电压分别为1V和4V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源电压为5V,与题中所给的电源电压相同,所以通过灯L的电流为0.4A。
故答案为:5;0.4。
20.【分析】(1)根据图像得出定值电阻R和灯泡L在2V时的电流,根据欧姆定律求出定值电阻的阻值。
(2)将电阻R与小灯泡L串联在电路中时,通过它们的电流相等,根据图像它们两端的电压,根据欧姆定律求出灯泡电阻,根据串联电路的电压特点求出电源的电压。
【解答】解:由图像可知,当灯泡与R两端的电路为2V时,通过R的电流为0.2A,通过L的电流为0.6A。
定值电阻的阻值:
R10Ω;
L.R并联在2V电路两端时,干路电流:
I=IR+IL=0.2A+0.6A=0.8A.
(2)将电阻R与小灯泡L串联在电路中,电流表的示数为0.4A时,
由图像可知,它们两端的电压分别为UR=4V,UL′=1V,电源的电压U=UR+UL′=4V+1V=5V。
由I可知灯泡电阻:
RL′2.5Ω.
故答案为:10;0.8;2.5。
21.【分析】由图甲可知,闭合开关S后,滑动变阻器与灯泡串联,电压表V1灯泡两端的电压,电压表V2测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路中的电流;
(1)当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,据此判断出电流表示数与两电压表示数对应的关系图像;
(2)根据图乙读出电路中的最小电流、灯泡两端的电压以及滑动变阻器两端的电压,利用串联电路的电压特点求出电源电压;
(3)滑片从最右端移至灯正常发光的位置,说明最大电流是灯泡的额定电流,灯泡的电压是额定电压;
(4)利用欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S,灯泡与滑动变阻器串联,电压表V1测灯泡两端的电压,电压表V2测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
当滑片位于最右端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,
由串联电路的分压原理可知,滑动变阻器两端的电压最大即电压表V2的示数最大,此时灯泡两端的电压最小即电压表V1的示数最小,则曲线a表示电流表示数与电压表V1示数的关系图像,曲线b表示电流表示数与电压表V2示数的关系图像;
由图乙可知,电路中的最小电流I小=0.2A,此时灯泡两端的电压UL=2V,滑动变阻器两端的电压U滑=8V,
根据串联电路的电压特点可知,电源电压:U=UL+U滑=2V+8V=10V;
闭合开关S后,将滑动变阻器的滑片从最右端移至灯正常发光的位置,此时电路中的电流最大,由图乙可知电路中的最大电流I大=0.6A,即小灯泡的额定电流为0.6A;
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值:
R滑大40Ω.
故答案为:b;10;0.6;40。
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