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文档简介
第五讲欧姆定律的应用1.欧姆定律的计算2.欧姆定律的应用1.动态电路的计算2.故障分析3.动态电路分析4.比值应用
Part1欧姆定律的计算Part1欧姆定律的计算一、欧姆定律I.引入:电流是指自由电荷定向.由于电压是形成电流的原因,可以类比为电压是推动电荷定向移动的一个动力,相比较而言电阻就是电荷定向移动中的一个阻力。因此电阻一定时电压越大,电流会越大;电压一定时电阻越大,电流越小.2.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.3.公式:I=U/R;变形公式U=IR,R=U/I4.对欧姆定律的正确理解(1)逻辑性①不能反过来说“电阻一定时,电压跟电流成正比”,在这里存在一个逻辑关系的问题,这里的电压是原因,电流是结果.②同样不能说物体的电阻与通过他的电流成反比,我们知道,电阻是导体本身的一种特性,它不随电压或电流的大小而改变,(2)R=U/I表示某段导体的电阻值上等于这段导体两端的电压与其通过的电流的比值,这个比值R是导体本身的属性,不能理解为R与U成正比,与I成反比。二、欧姆定律计算1.简单电路计算思路①公式变形的灵活性(知其二求第三)②公式运用的对应性(对应同一电阻和对应同一状态)③懂得与串、并联电路的电压、电流、电阻规律结合起来注意:两个电阻并联计算公式RR=R2.混合动态电路计算思路①画等效电路图,分串并,标已知.②抓住电路中不变的量:定值电阻阻值不变,电源电压不变,并联电路各支路电流互不影响.[点评]欧姆定律这个内容在中考里面是个必考的考点,首先每年两题计算题,必有一题是电学计算,然后选择题,填空题和实验题都会涉及到。要很好的应用欧姆定律,需要先熟悉和运用欧姆定律,那就必须先从计算入手,所以此模块的核心就是让学生掌握欧姆定律的计算,计算总体分两大部分,静态电路和动态电路的计算,在这个基础上再分申联和并联的计算,在静态电路中,需要强调并联电路计算总电路和总电流的注意事项,因为计算总电阻是不能用并联电路的电阻公式,所以只能从总电压和总电流的关系求,而并联电路的总电流也是,只能跟进并联电路电流规律求解。熟悉之后再过度到动态电路的计算,由于关和滑动变阻器两种。强调计算思路与静态电路是一样的,只需要注意欧姆定律的同时性即可。欧姆定律的理解[例1]根据欧姆定律可以得到公式R=U/I,关于这个公式的下列说法中正确的是()A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零D.同一导体的两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压和电流的比值不变[例2]某导体两端的电压为5V,通过的电流为0.1A,则该导体的电阻为Ω.若它两端的电压变为2.5V,则通过它的电流变为A,电阻是Ω;若它两端的电压变为0V,则通过的电流为A,电阻是Ω简单混合电路计算[例3]如图所示,电源电压恒定,,闭合开关S,断开开关,电流表示数是0.3A。当闭合S、时,发现电流表示数变化了0.2A,求:(1)电源电压;(2)的阻值;(3)当闭合S、时,电路的总电阻。[例4]如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.5A”,电源电压保持不变。(1)小灯泡正常发光时的电阻;(2)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;(3)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.9A,求R2的阻值;(4)此电路功率的最大值。[例5]在如图所示的电路中,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电阻R1的阻值为4Ω,当滑片在滑动变阻器的最右端a点时,闭合电键S,电压表的示数为1.5V,求:(1)通过电阻R1的电流;(2)电源电压;(3)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围。[例6]如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω2A”字样。(1)将滑片P移到最右端,闭合S1、断开S2,求电流表的示数I1;(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=3I1,求R2的阻值;(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表示数为1.2A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。[例7]如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.已知电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示.电流表采用“0~0.3A”的量程.(1)当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,求此时Rt两端的电压及R0的电阻值;(2)该电路能测量的最高温度是多少?
Part2欧姆定律的应用Part2欧姆定律的应用一、故障电路分析1.故障类型:电路的三种状态通路、断路(也称为开路)、短路.其中短路;断路为故障状态2.串联电路的故障分析:3.并联电路的故障分析:(1)一短全短,压表示数为零.若电流表在干路或短接处的支路外围,电流表会被烧坏;若在非短接的支路,电流表示数为零.(2)干路断路,电流表电压表无示数;某支路断路,该支路电流表为零,其他支路电流表示数不变,干路电流表示数变小;断路处在与电压表相并的两点间,电压表有示数,断路处在与电压表相并的两点外,电压表无示数.二、动态电路分析由于电路中电阻的变化导致电路中各个电表发生变化,电阻的变化一般是由滑动变阻器或者是开关的通断引起的,串并联的分析思路如下第一步:分串并(把电流表看成一根导线,把电压表在电路中断开,判断电路的串、并联)第二步:标对象(标出电流表、电压表的测量对象)第三式:判电阻(电路中开关的通断或滑动变阻器划片的移动判断局部电阻的变化)①串联电路:若局部电阻R减小→总电阻R总减小(R总=R局+R定)→电路中电流I变大(电源电压不变,I=U总/R总)→定值电阻两端电压U定变大(U定=IR定)→R变两端电压的变化(U变=U-U定)注意:开关引起电阻减小,相当于短路,局部电阻R减小变零,电压的分析也可以用分压原理进行判断②并联电路:若局部电阻R变变大-所在支路电流I变减小(I=U/R变)→另一支路电流受影响I定不变→干路电流I总减小(I总=I变+I定);电压表一表测三压一般情况下不变(开关要看位置).注意:开关引起电阻变大,相当于断路,局部电阻R变变为无穷大,所在支路电流为零.三、比值计算总结:串正并反.四、I-U图像定值电阻与灯泡的I-U图像[点评]此部分为欧姆定律的应用,实际是欧姆定律的升级,整体有四个内容:故障分析,动态电路分析,比值和图像。这些知识点都是电学的难点,是拉开距离的地方。会穿插在选择题和填空题和电学实验题中,此部分虽难,但是技巧性非常强。所以此部分需要重点解释清楚判断的技巧例如故障分析,强调清楚为什么分审并联,串联的逻辑如何判断,并联为什仫只能断路?动态电路的开关和滑动变阻器引起的原因都是电阻发生改变,不同的是开关是电路工作状态的变化导致电阻发生改变,需要特别意短路的判断,滑动变阻器是因为接入电路总的有效电阻发生改变而引起的。在此基础上再解释联电路与并联电路特点不同而判断思路不同,串联最后的口诀是大阻分大压,并联是电压不变,电阻越大,电流越小,口诀是合流。比值与图像也是类似的分析。串联故障分析[例8]在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是()A.灯泡L1开路 B.灯泡L2开路 C.灯泡L2短路 D.电流表短路[例9]在图所示的电路中,闭合开关S,灯泡L1、L2均不发光,且电流表A和电压表V指针均指在零刻度;现将灯泡L1和L2位置对调,其余元件位置不变,重新闭合开关S时,发现两只灯泡仍不发光,电流表指针仍然不动,但电压表V的指针发生了明显偏转,依据上述信息可以判断()A.灯泡L1的灯丝断了 B.灯泡L2的灯丝断了C.电源接线处松脱 D.电流表损坏了[例10]某同学连接的电路如图所示,闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡L1、L2都不亮。他用电压表进行电路故障检测,把电压表并联接在某两点之间,测试结果如表所示。则可以判定电路中的故障是A.灯泡L1短路 B.灯泡L2短路C.de段开路 D.be段开路[例11]如图所示的电路中,电源电压为6V,当开关S、S1闭合,只有一只灯泡发光,且电压表V的示数为6V,产生这一现象的原因可能是A.灯L1处短路 B.灯L1处断路 C.灯L2处短路 D.灯L2处断路[例12]在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现两个电表的示数都变大,则出现这种故障的可能原因是()A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路串联鼓掌综合判断[例13]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,电路正常工作,过了一会儿,灯L熄灭,两个电表中只有一个电表的示数变小,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,正确的判断是A.一定是电阻R断路,电流表的示数变小
B.一定是灯L断路,电压表的示数变大C.可能是电阻R短路,电流表的示数变大
D.可能是灯L短路,电压表的示数变小并联故障分析[例14]在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表、电流表示数均不变.下列判断正确的是()A.L1短路B.L1断路C.L2短路D.L2断路[例15]如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍明显偏转.造成此现象的原因可能是()A.甲灯泡短路 B.乙灯泡短路 C.甲灯泡断路 D.乙灯泡断路串联动态分析[例16]如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中(不考虑灯丝的电阻受温度的影响),下列说法正确的是()A.电流表示数逐渐变小 B.电压表示数逐渐变大C.滑动变阻器两端的电压逐渐变大 D.小灯泡的亮度逐渐变暗[例17]如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为10Ω。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从某个位置向左滑动一段距离,使变阻器阻值减小了5Ω,电流表示数增加了0.04A,则电压表示数的变化是()A.增加了0.2V B.减少了0.2V C.增加了0.4V D.减少了0.4V[例18]如图所示,是“探究电流与电压的关系”的实验电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图象如图所示,其中正确的是()A.B.C.D.并联动态电路的计算[例19]如图所示的电路中,开关S2由断开到闭合的过程中,下列有关说法正确的是()A.电压表示数不变,电流表示数变大B.电压表示数变大,电流表示数变小C.电压表和电流表的示数的比值不变D.电路消耗的总功率变小[例20]如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,当开关S1由断开变为闭合时,则(
)A.A1示数变大,A2示数不变 B.A1示数变大,A2示数变大C.A1示数不变,A2示数不变 D.A1示数变大,A2示数变小开关引起的动态电路[例21]如图所示的电路中,当开关S闭合时,下列说法正确的是(
)A.电流表示数不变,电压表无示数 B.电流表示数增大,电压表有示数C.电流表示数减小,电压表有示数 D.电流表示数增大,电压表无示数[例22](多选)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左移动时。下列判断正确的是()A.电路的总功率变小 B.电压表与电流表示数的比值不变C.电压表的示数不变 D.电流表的示数变小[例23]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是(
)A.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小B.电压表的示数变大,电流表A1的示数变小C.电压表的示数与电流表A1的示数之比变大D.电流表A1的示数变小,电流表A2的示数变大[例24](多选)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S1、S2,两灯泡L1、L2都正常发光;若开关S2断开,则()A.电压表示数不变 B.电压表示数变小C.电流表示数变小 D.灯L1仍正常发光动态电路实际应用[例25]电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离将分别()A.增大
减小 B.增大
增大 C.减小
增大 D.不变
减小[例26]小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如右图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变.则下列说法正确的是(
)A.天然气浓度增大,气敏电阻阻值增大B.天然气浓度减小,电流表示数变大C.天然气浓度增大,电压表示数变小D.天然气浓度增大,电压表与电流表示数的比值不变比值应用[例27]如图所示,电源电压恒为10V,闭合开关后,电压表示数为8V,则两电阻阻值的比值R1:R2=______.[例28]如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“-”、“3”、“15”),闭合开关后,调节滑片P,使两电压表指针所指位置相同。下列说法中正确的是()A.电压表V1与V2示数之比为5:1 B.通过两电阻电流之比4:1C.R0与R1两端电压之比为1:5 D.R0与R1的阻值之比为1:4[例29]两个电阻甲和乙,规格分别为“6V
0.3A”和“4V
0.4A”,将它们串联接入3V的电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为__________;将它们并联接入同样的电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为__________.[例30]如图所示,电路电源电压保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S,甲、乙电压表的示数之比为1:3,则电阻R1:R2=___________;断开开关S,将甲、乙两块电压表撤去,并在甲、乙两处分别接入电流表,此时甲、乙电流表的示数之比为_____________.U-I图像[例31]如图所示的是电阻甲和乙的I-U图像,下列是小明根据图像信息所做出的判断,其中正确的是()A.当甲两端的电压为1.5V时,通过它的电流为0.3AB.当乙两端的电压为2.5V时,它的阻值为10ΩC.将甲、乙串联,当通过它们的电流为0.3A时,它们两端的电压为2VD.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,则通过干路的电流为0.4A[例32]导体A和B在同一温度时,通过两导体的电流与其两端电压的关系如图所示,则由图可知导体A的电阻为______Ω,如果将A和B并联后接在电压为1V的电源两端,则通过A和B的总电流为______A。[例33]如图甲是灯泡L和电阻R的I-U关系图像,灯丝电阻受温度的影响,温度越高电阻越大。将L和R以两种不同的方式接在同一电源上,如图乙和丙.若乙图中U1︰U2=m,丙图中I1︰I2=n,则下列关系式中正确的是()A.m=n B.m= C.m< D.m>
[作1]如图是自动测量油箱的油量装置图。其中R′是定值电阻,R是弧形变阻器,它的金属滑片与是金属杠杆的一端,下列判断正确的是()A.油量表是电压表改装而成的 B.R和R′是并联的C.油位越高,通过R的电流越大 D.油位越低,R两端的电压越小[作2]如图所示,电源电压不变,闭合开关S,当滑动变阻器滑片P向右移动时(
)A.电流表A1示数变小,电压表V示数不变B.电流表A2示数变大,电压表V示数不变C.电压表V示数与电流表A1示数比值不变D.电压表V示数与电流表A2示数比值变小[作3]如图是某同学做实验的电路图,闭合开关S后,发现灯泡L1、L2均不亮,电流表示数为零,电压表示数接近电源电压,则该电路的故障是(
)A.电源正极与a之间断路B.a、L1、b之间断路C.b、L2、c之间断路D.c与电源负极之间断路[作4](多选)在如图所示电路中,电源电压恒定,a、b是两个电表,其中一个是电流表,另一个是电压表。开关S、S1和S2都闭合时,R1、R2是并联关系,其中R1=20Ω,此时电流表的示数为0.4A,电压表的示数为6V。则下列说法正确的是()A.a是电压表,b是电流表B.电阻R1∶R2=1∶3C.开关S、S1闭合而S2断开时,电压表示数为6VD.只闭合S、S1与只闭合S、S2时,电流表示数之比为3∶4[作5]如图所示的电路中,三个电阻R1、R2、R3的阻值分别为1Ω、2Ω、3Ω,开关闭合后,通过三个电阻的电流之比为__________,电流表A1、A2和A3的内阻均可忽略,它们的示数分别为I1、I2和I3,则I1∶I2∶I3=__________.第五讲欧姆定律的应用1.欧姆定律的计算2.欧姆定律的应用1.动态电路的计算2.故障分析3.动态电路分析4.比值应用
Part1欧姆定律的计算Part1欧姆定律的计算一、欧姆定律I.引入:电流是指自由电荷定向.由于电压是形成电流的原因,可以类比为电压是推动电荷定向移动的一个动力,相比较而言电阻就是电荷定向移动中的一个阻力。因此电阻一定时电压越大,电流会越大;电压一定时电阻越大,电流越小.2.内容:导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比.3.公式:I=U/R;变形公式U=IR,R=U/I4.对欧姆定律的正确理解(1)逻辑性①不能反过来说“电阻一定时,电压跟电流成正比”,在这里存在一个逻辑关系的问题,这里的电压是原因,电流是结果.②同样不能说物体的电阻与通过他的电流成反比,我们知道,电阻是导体本身的一种特性,它不随电压或电流的大小而改变,(2)R=U/I表示某段导体的电阻值上等于这段导体两端的电压与其通过的电流的比值,这个比值R是导体本身的属性,不能理解为R与U成正比,与I成反比。二、欧姆定律计算1.简单电路计算思路①公式变形的灵活性(知其二求第三)②公式运用的对应性(对应同一电阻和对应同一状态)③懂得与串、并联电路的电压、电流、电阻规律结合起来注意:两个电阻并联计算公式RR=R2.混合动态电路计算思路①画等效电路图,分串并,标已知.②抓住电路中不变的量:定值电阻阻值不变,电源电压不变,并联电路各支路电流互不影响.[点评]欧姆定律这个内容在中考里面是个必考的考点,首先每年两题计算题,必有一题是电学计算,然后选择题,填空题和实验题都会涉及到。要很好的应用欧姆定律,需要先熟悉和运用欧姆定律,那就必须先从计算入手,所以此模块的核心就是让学生掌握欧姆定律的计算,计算总体分两大部分,静态电路和动态电路的计算,在这个基础上再分申联和并联的计算,在静态电路中,需要强调并联电路计算总电路和总电流的注意事项,因为计算总电阻是不能用并联电路的电阻公式,所以只能从总电压和总电流的关系求,而并联电路的总电流也是,只能跟进并联电路电流规律求解。熟悉之后再过度到动态电路的计算,由于关和滑动变阻器两种。强调计算思路与静态电路是一样的,只需要注意欧姆定律的同时性即可。欧姆定律的理解[例1]根据欧姆定律可以得到公式R=U/I,关于这个公式的下列说法中正确的是()A.同一导体的电阻与加在它两端的电压成正比B.同一导体的电阻与通过它的电流成反比C.导体两端电压为零时,导体的电阻也为零D.同一导体的两端的电压增大几倍,通过它的电流也增大几倍,电压和电流的比值不变[分析]导体电阻由导体材料、长度和横截面积决定,与导体两端电压、通过导体的电流无关.[解答]解:A、导体电阻由导体材料、长度和横截面积决定,导体电阻与导体两端电压无关,故A错误;B、导体电阻由导体材料、长度和横截面积决定,导体电阻与通过导体的电流无关,故B错误;C、由欧姆定律可知,同一导体两端的电压增大几倍.通过它的电流也增大几倍,电压与电流的比值即导体电阻不变,故C正确:D、导体电阻由导体材料、长度和横截面积决定,与导体两端电压无关,导体两瑞电压为零时,导体的电阻不为零,故D错误;故选C.[例2]某导体两端的电压为5V,通过的电流为0.1A,则该导体的电阻为Ω.若它两端的电压变为2.5V,则通过它的电流变为A,电阻是Ω;若它两端的电压变为0V,则通过的电流为A,电阻是Ω[分析](1)已知导体两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出导体的阻值;(2)电阻是导体本身的一种性质,只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关,与两端的电压和通过的电流无关,再根据欧姆定律求出它两端的电压变为2.5V时或0V时通过的电流.[解答]解:由上I=R=因电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压和通过的电流无关,所以,当导体两端的电压变为25V时或两端的电压变为0V时,电阻仍为50Ω不变,当导体两端的电压变为2.5V时,通过导体的电流:I当导体两端的电压变为0V时,通过的电流为0A.故答案为:50;0.05;50;0;50.简单混合电路计算[例3]如图所示,电源电压恒定,,闭合开关S,断开开关,电流表示数是0.3A。当闭合S、时,发现电流表示数变化了0.2A,求:(1)电源电压;(2)的阻值;(3)当闭合S、时,电路的总电阻。【答案】(1)9V;(2)45Ω;(3)18Ω【解析】解:(1)闭合开关S,断开开关,电流表示数是0.3A,此时电路只有接入,由欧姆定律得电源电压为(2)当闭合S、时,发现电流表示数变化了0.2A,此时是两个电阻并联,通过电阻的电流为由得的阻值为(3)当闭合S、时,两个电阻并联,通过电阻的电流为0.3A,通过电阻的电流为0.2A,所以总阻值为答:(1)电源电压为9V;(2)的阻值为45Ω;(3)电路的总电阻为18Ω。[例4]如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.5A”,电源电压保持不变。(1)小灯泡正常发光时的电阻;(2)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;(3)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.9A,求R2的阻值;(4)此电路功率的最大值。【答案】(1)5Ω;(2)15V;(3)50Ω;(4)13.5W【解析】(1)小灯泡正常发光时,其实际电压等于额定电压,实际电流等于额定电流(2)S1、S2都断开时,电路简化如图1所示:L与R1串联,小灯泡正常发光,故实际电流等于额定电流,电路电流I=I灯=I额=0.5A电源电压U总=IR总=I(R1+R灯)=0.5A×(25Ω+5Ω)=15V(3)S1、S2都闭合时,电路简化如图2所示:R1与R2并联,电流表A测干路电流I并,此时U1=U2=U=15VR1电流(4)由P=UI可知,由题可知,总电压不变,当I最大时,P最大,由图分析可知,当电路中用电器并联时,电流最大,即S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电路的电功率最大P大=UI大=15V×0.9A=13.5W答:(1)小灯泡正常发光时的电阻是5Ω;(2)电源电压为15V;(3)R2的阻值为50Ω;(4)此电路功率的最大值为13.5W。[例5]在如图所示的电路中,电源电压保持不变。电路中滑动变阻器上标有“20Ω2A”字样,电流表的量程为0~0.6A,电压表的量程为0~3V,电阻R1的阻值为4Ω,当滑片在滑动变阻器的最右端a点时,闭合电键S,电压表的示数为1.5V,求:(1)通过电阻R1的电流;(2)电源电压;(3)为了保证电路能正常工作及各电表不致损坏,滑动变阻器的取值范围。【答案】(1)0.375A;(2)9V;(3)11~20Ω【解析】R1和变阻器串联,电压表测R1的电压,根据欧姆定律可计算通过电阻R1的电流,当滑片在最右端a点时,变阻器接入电路的为最大电阻。根据串联电路总电阻为各分电阻之和结合欧姆定律可计算电源电压,当变阻器的电阻全连入时,电路中的电流最小;当滑动变阻器连入的电阻减小时,电路中的电流增大;根据电流表的量程可知电路允许通过的最大电流为0.6A,求出此时滑动变阻器连入的电阻值得出滑动变阻器的取值范围。【详解】(1)通过电阻R1的电流I1==0.375A;(2)电源电压:U=I1(R1+R2)=0.375A×(4Ω+20Ω)=9V;(3)由题意知:I≤0.6A,当I=0.6A,U1=IR1=0.6A×4Ω=2.4V,电压表不会超出量程,R2′==11Ω,∴滑动变阻器连入电阻范围:11Ω~20Ω。[例6]如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“20Ω2A”字样。(1)将滑片P移到最右端,闭合S1、断开S2,求电流表的示数I1;(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2,电流表示数I=3I1,求R2的阻值;(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2,电流表示数为1.2A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。【答案】(1)0.3A;(2)10Ω;(3)10Ω【解析】(1)将滑片P移到最右端,闭合S1,断开S2时,电路为R1最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,则电流表的示数:(2)保持滑片P在最右端,闭合S1、S2时,R1的最大阻值和R2并联,电流表测干路电流电路中的总电阻因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以即解得(3)将滑片P移至某一位置,闭合S1、S2时,电流表示数为1.2A时的总电阻则即解得答:(1)将滑片P移到最右端,闭合,断开,电流表的示数为0.9A;(2)的阻值为10Ω;(3)将滑片P移至某一位置,闭合、,电流表示数为0.68A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω。[例7]如图甲所示,实验小组的同学设计了一种测量温度的电路.已知电源电压为6V且保持不变,R0是定值电阻,Rt是热敏电阻,其阻值随温度变化的图象如图乙所示.电流表采用“0~0.3A”的量程.(1)当环境温度是40℃时,电流表的示数为0.2A,求此时Rt两端的电压及R0的电阻值;(2)该电路能测量的最高温度是多少?【答案】(1)5V(2)5Ω(3)90℃【解析】(1)由甲图知,两电阻串联,电流表测电路中的电流,当环境温度是40℃时,由图乙知,热敏电阻的阻值为Rt=25Ω,此时电流表的示数为I=0.2A,由I=可得,Rt两端的电压:Ut=IRt=0.2A×25Ω=5V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R0两端的电压:U0=U−Ut=6V−5V=1V,则R0的电阻值:R0===5Ω;(2)电流表采用“0∼0.3A”的量程,故最大电流不能超过0.3A,此时电路中的最小总电阻:R小===20Ω,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,热敏电阻的最小阻值:Rt小=R小−R0=20Ω−5Ω=15Ω,由图乙知,对应的最高温度为90℃.
Part2欧姆定律的应用Part2欧姆定律的应用一、故障电路分析1.故障类型:电路的三种状态通路、断路(也称为开路)、短路.其中短路;断路为故障状态2.串联电路的故障分析:3.并联电路的故障分析:(1)一短全短,压表示数为零.若电流表在干路或短接处的支路外围,电流表会被烧坏;若在非短接的支路,电流表示数为零.(2)干路断路,电流表电压表无示数;某支路断路,该支路电流表为零,其他支路电流表示数不变,干路电流表示数变小;断路处在与电压表相并的两点间,电压表有示数,断路处在与电压表相并的两点外,电压表无示数.二、动态电路分析由于电路中电阻的变化导致电路中各个电表发生变化,电阻的变化一般是由滑动变阻器或者是开关的通断引起的,串并联的分析思路如下第一步:分串并(把电流表看成一根导线,把电压表在电路中断开,判断电路的串、并联)第二步:标对象(标出电流表、电压表的测量对象)第三式:判电阻(电路中开关的通断或滑动变阻器划片的移动判断局部电阻的变化)①串联电路:若局部电阻R减小→总电阻R总减小(R总=R局+R定)→电路中电流I变大(电源电压不变,I=U总/R总)→定值电阻两端电压U定变大(U定=IR定)→R变两端电压的变化(U变=U-U定)注意:开关引起电阻减小,相当于短路,局部电阻R减小变零,电压的分析也可以用分压原理进行判断②并联电路:若局部电阻R变变大-所在支路电流I变减小(I=U/R变)→另一支路电流受影响I定不变→干路电流I总减小(I总=I变+I定);电压表一表测三压一般情况下不变(开关要看位置).注意:开关引起电阻变大,相当于断路,局部电阻R变变为无穷大,所在支路电流为零.三、比值计算总结:串正并反.四、I-U图像定值电阻与灯泡的I-U图像[点评]此部分为欧姆定律的应用,实际是欧姆定律的升级,整体有四个内容:故障分析,动态电路分析,比值和图像。这些知识点都是电学的难点,是拉开距离的地方。会穿插在选择题和填空题和电学实验题中,此部分虽难,但是技巧性非常强。所以此部分需要重点解释清楚判断的技巧例如故障分析,强调清楚为什么分审并联,串联的逻辑如何判断,并联为什仫只能断路?动态电路的开关和滑动变阻器引起的原因都是电阻发生改变,不同的是开关是电路工作状态的变化导致电阻发生改变,需要特别意短路的判断,滑动变阻器是因为接入电路总的有效电阻发生改变而引起的。在此基础上再解释联电路与并联电路特点不同而判断思路不同,串联最后的口诀是大阻分大压,并联是电压不变,电阻越大,电流越小,口诀是合流。比值与图像也是类似的分析。串联故障分析[例8]在如图所示的电路中,闭合开关S后,两灯都不亮,电压表有示数,电流表无示数,则该电路故障可能是()A.灯泡L1开路 B.灯泡L2开路 C.灯泡L2短路 D.电流表短路【答案】A【解析】由图可知,两灯串联;两个灯泡都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路现象;电压表有示数,说明电压表到电源两极是连通的,所以在L1处有断路故障.由图可知,两灯串联,电压表测量L1两端的电压;闭合开关S后,L1、L2都不亮,电流表无示数,说明电路中有断路现象;电压表有示数,说明电压表两端能与电源两极连通,灯泡L2是完好的,所以故障原因是L1开路.【点睛】根据电压表的示数判断电路故障:若电压表有示数,说明电压表与电源能相通,与电压表并联的用电器可能有断路故障;若电压表无示数,说明电压表被短路或与电源不能相通.[例9]在图所示的电路中,闭合开关S,灯泡L1、L2均不发光,且电流表A和电压表V指针均指在零刻度;现将灯泡L1和L2位置对调,其余元件位置不变,重新闭合开关S时,发现两只灯泡仍不发光,电流表指针仍然不动,但电压表V的指针发生了明显偏转,依据上述信息可以判断()A.灯泡L1的灯丝断了 B.灯泡L2的灯丝断了C.电源接线处松脱 D.电流表损坏了【答案】B【解析】由图得,两灯泡串联,电压表测量灯泡L1的电压,电流表测量电路的电流。闭合开关S,灯泡L1、L2均不发光,且电流表A和电压表V指针均指在零刻度,说明电路发生断路;现将灯泡L1和L2位置对调,其余元件位置不变,重新闭合开关S时,此时两灯泡仍然串联,电压表测量灯牌L2的电压,发现两只灯泡仍不发光,电流表指针仍然不动,但电压表V的指针发生了明显偏转,说明与电压表并联的灯泡L2断路,即灯泡L2的灯丝断了,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。[例10]某同学连接的电路如图所示,闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器,灯泡L1、L2都不亮。他用电压表进行电路故障检测,把电压表并联接在某两点之间,测试结果如表所示。则可以判定电路中的故障是A.灯泡L1短路 B.灯泡L2短路C.de段开路 D.be段开路【答案】C【解析】闭合开关灯泡不亮,原因有两个:灯泡处短路或电路断路,具体故障可将每选项逐一代入题目检查是否符合题意,从而确定正确选项。A.如果灯泡L1短路,灯泡L2会发光。故A不符合题意;B.如果灯泡L2短路,灯泡L1会发光。故B不符合题意;C.如果d、e段开路,整个电路断路,两灯都不亮;将电压表接在a、f,a、e有示数,a、d无示数。故C符合题意;D.如果b、e段开路,整个电路断路,两灯都不亮,电压表接在a、e间无示数。故D不符合题意。故选C。【点睛】电路故障问题是电学试题中经常考查的内容。解决的关键是采用“排除法”将每一选项逐一代入题干,检查是否符合题意,最终确定正确选项。[例11]如图所示的电路中,电源电压为6V,当开关S、S1闭合,只有一只灯泡发光,且电压表V的示数为6V,产生这一现象的原因可能是A.灯L1处短路 B.灯L1处断路 C.灯L2处短路 D.灯L2处断路【答案】C【解析】当电路发生断路时,用电器不工作,且电路中电流为零;当电路发生短路时,用电器可能工作,并且电路中有电流;该电路为串联电路,电压表测量L1两端的电压,根据用电器工作情况以及电压表示数确定电路的具体故障.【详解】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量L1两端的电压,当开关S、S1和后,只有一只灯泡发光,因此电路发生短路故障;又因为电压表有示数,并且等于电源电压,所以L2被短路.故选C.[例12]在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,电路正常工作,一段时间后,发现两个电表的示数都变大,则出现这种故障的可能原因是()A.R1短路 B.R1断路 C.R2短路 D.R2断路【答案】C【解析】判断电路故障问题,是中考题中常见的题型,在不能直接确定故障原因时,将选项逐一代入题干,检查是否符合题意。A.如果R1发生了短路,电压表示数变为零,故A错误;B.如果R1发生了断路,电流表示数变为零,故B错误;C.如果R2出现短路,电压表测量电源电压,示数变大;电路总电阻减小,电路电流增大,电流表示数增大,故C正确;D.如果R2出现断路,电流表示数变为零,故D错误。故选C。串联鼓掌综合判断[例13]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键S,电路正常工作,过了一会儿,灯L熄灭,两个电表中只有一个电表的示数变小,若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,正确的判断是A.一定是电阻R断路,电流表的示数变小
B.一定是灯L断路,电压表的示数变大C.可能是电阻R短路,电流表的示数变大
D.可能是灯L短路,电压表的示数变小【答案】D【解析】A、若电阻R断路后两表均没有示数,不符合题意,故A错误;BD、若灯L断路,电压表串联接入电路,测量电源电压示数变大,由于电压表电阻较大,因此电路中电流减小,电流表示数变小,灯L熄灭,符合题意;若灯L短路后,电路总阻值减小,电流变大,电压表也被短路,示数为零,符合题意;分析可知,B错误,D正确;C、电阻R短路后,电路总阻值减小,电流变大,电压表测量电源电压,示数变大,不符合题设,故C错误.故选D.【点睛】要理解当与电压表并联的灯泡断路时,电压表实际串联在电路中,由于电压表的电阻很大,所以电流表无示数,而电压表有示数且接近电源电压.并联故障分析[例14]在如图所示的电路中,闭合开关S,两灯均正常发光;一会儿后,一灯突然熄灭,另一灯仍正常发光,且电压表、电流表示数均不变.下列判断正确的是()A.L1短路B.L1断路C.L2短路D.L2断路【答案】B【解析】解:A、L1短路,则电源短路,电压表、电流表示数均为零.故A不合题意;B、L1断路,L2支路不受影响,电流表示数不变,电压表示数仍等于电源电压.符合题意;C、L2短路,则电流表直接接在了电源两极,被烧坏,无示数.故C不合题意;D、L2断路,则电压表直接测电源电压,示数不变,电流表示数为零.故D不符合题意.故选B.[例15]如图所示电路,闭合开关,甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指针仍明显偏转.造成此现象的原因可能是()A.甲灯泡短路 B.乙灯泡短路 C.甲灯泡断路 D.乙灯泡断路【答案】C【解析】由图可知,该电路为并联电路,电流表测量乙的电流,电压表测量电源电压;甲、乙两灯泡均发光,过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,但两电表指数仍明显偏转,这说明电路不是短路,而是一个支路断开;电流表有示数,说明乙正常,故故障是甲断路.故选C.串联动态分析[例16]如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,滑动变阻器滑片P向左移动的过程中(不考虑灯丝的电阻受温度的影响),下列说法正确的是()A.电流表示数逐渐变小 B.电压表示数逐渐变大C.滑动变阻器两端的电压逐渐变大 D.小灯泡的亮度逐渐变暗【答案】B【解析】A.由电路图可知,灯泡L与变阻器R串联,电压表测L两端的电压,电流表测电路中的电流.滑动变阻器滑片P向左移动的过程中,接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,即电流表的示数逐渐变大,故A错误;C.由U=IR可知,灯泡L两端的电压变大,即电压表的示数逐渐变大,故B正确;D.因灯泡的亮暗取决于实际功率的大小,所以,由P=UI可知,灯泡的实际功率变大,小灯泡的亮度逐渐变亮,故D错误;B.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逐渐变小,故C错误。故选B。[例17]如图所示电路中,电源电压恒定,定值电阻R的阻值为10Ω。闭合开关后,将滑动变阻器的滑片从某个位置向左滑动一段距离,使变阻器阻值减小了5Ω,电流表示数增加了0.04A,则电压表示数的变化是()A.增加了0.2V B.减少了0.2V C.增加了0.4V D.减少了0.4V【答案】D【解析】原电路中,R与变阻器串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路中的电流,将滑动变阻器的滑片从某个位置向左滑动一段距离,设通过电路的电流分别为I1、I2,R两端的电压分别为U1、U2,因变阻器连入电路中的电阻减小,由分压原理,电压表示数减小;由串联电路电压的规律,R的电压增大;对R而言,由欧姆定律得到故ΔU=RΔI=10Ω×0.04A=0.4V即R增大的电压,根据串联电路电压的规律,各部分电压之和等于电源电压,故变阻器减小的电压等于R增大的电压,即电压表示数减小了0.4V。故选D。[例18]如图所示,是“探究电流与电压的关系”的实验电路图,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,电源电压恒定。闭合开关S,调节滑动变阻器滑片,R1、R2两端的电压U1、U2与电流I的变化关系图象如图所示,其中正确的是()A.B.C.D.【答案】B【解析】由图可知,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,当滑片向左移动时,滑动变阻器连入电路中的电阻变小,此时电路中的总电阻变小,而电源电压不变,由公式可知电路中的电流变大;因为定值电阻R1的阻值不变,而电路中的电流变大,所以由公式可知定值电阻R1两端的电压U1变大;电源电压不变,根据串联电路电压的特点可知,滑动变阻器R2两端的电压U2变小。综上所述,当电路中的电流I变大时,定值电阻R1两端的电压U1变大,滑动变阻器R2两端的电压U2变小,故ACD不符合题意,B符合题意。故选B。并联动态电路的计算[例19]如图所示的电路中,开关S2由断开到闭合的过程中,下列有关说法正确的是()A.电压表示数不变,电流表示数变大B.电压表示数变大,电流表示数变小C.电压表和电流表的示数的比值不变D.电路消耗的总功率变小【答案】C【解析】B.由电路图可知,开关S2断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S2闭合时,电路为R1的简单电路,电压表测R1两端的电压,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,开关S2由断开到闭合的过程中,电路中的电阻变小,由I=可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故B错误;A.由U=IR可知,R1两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A错误;C.由R=可知,电压表和电流表的示数的比值等于R1的阻值,所以,电压表和电流表的示数的比值不变,故C正确;D.由P=UI可知,电路消耗的总功率变大,故D错误。故选C。【点睛】由电路图可知,开关S2断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流;当开关S2闭合时,电路为R1的简单电路,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据欧姆定律结合R1的阻值可知电压表和电流表的示数的比值变化,根据P=UI可知电路消耗总功率的变化。[例20]如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S闭合后,当开关S1由断开变为闭合时,则(
)A.A1示数变大,A2示数不变 B.A1示数变大,A2示数变大C.A1示数不变,A2示数不变 D.A1示数变大,A2示数变小【答案】A【解析】由电路图可知,只有开关S闭合时,电阻R2和两个电流表串联,电流表A1和电流表A2的示数相同,为电源电压除以电阻R2的值;再将S1闭合时,电阻R1和电阻R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测通过电阻R2的电流,因为是并联电路,所以各支路两端电压等于电源电压,电流表A2的示数为电源电压除以电阻R2的值,电流表A1示数为电流表A2的示数加上电源电压除以电阻R1的值,故电流表A1的示数变大,电流表A2的示数不变,故选A。开关引起的动态电路[例21]如图所示的电路中,当开关S闭合时,下列说法正确的是(
)A.电流表示数不变,电压表无示数 B.电流表示数增大,电压表有示数C.电流表示数减小,电压表有示数 D.电流表示数增大,电压表无示数【答案】B【解析】试题分析:如图所示的电路中,只闭合开关S1时,电路是R1单电阻电路.当开关S2闭合时,电阻R1、R2并联,电流表测干路的电流,电压表测R2两端的电压,亦即电源电压,根据并联电路的电流关系,所以电流表示数增大,电压表有示数,故B正确为答案.选项ACD错误.考点:动态电路分析[例22](多选)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片向左移动时。下列判断正确的是()A.电路的总功率变小 B.电压表与电流表示数的比值不变C.电压表的示数不变 D.电流表的示数变小【答案】ACD【解析】C.由电路图知道,定值电阻R与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表测干路电流,由于电源电压保持不变,所以,滑片移动时,电压表的示数不变,故C正确;D.由于并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R的电流不变;当滑动变阻器的滑片向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由知道,通过变阻器的电流变小,由并联电路的电流特点可知总电流减小,即电流表示数减小,故D正确;A.由以上分析知道,电源电压保持不变,总电流减小,由P=UI知道,电路的总功率变小,故A正确;B.电压表的示数不变,电流表示数减小,则电压表与电流表示数的比值变大,故B错误。故选ACD。[例23]如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列说法正确的是(
)A.电压表的示数不变,电流表A2的示数变小B.电压表的示数变大,电流表A1的示数变小C.电压表的示数与电流表A1的示数之比变大D.电流表A1的示数变小,电流表A2的示数变大【答案】AC【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R2支路的电流,电流表A2测干路电流,电压表测电源两端的电压;因电源的电压保持不变,所以,滑片移动时电压表的示数不变,故B错误;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,通过R1的电流不变,将滑动变阻器的滑片P向左移动时,变阻器接入电路中的电阻变大,由可知,通过R2的电流变小,即电流表A1的示数变小,则电压表的示数与电流表A1的示数之比变大,故C正确;因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路的电流变小,即电流表A2的示数变小,故A正确、D错误。故选AC。[例24](多选)如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S1、S2,两灯泡L1、L2都正常发光;若开关S2断开,则()A.电压表示数不变 B.电压表示数变小C.电流表示数变小 D.灯L1仍正常发光【答案】ACD【解析】AB.由电路图可知,闭合开关S1、S2时,两灯泡并联,电流表测干路电流,电压表测电源电压;开关S2断开后,此时L2被断路,电路为L1的简单电路,电流表测L1支路的电流,电压表测电源电压,所以电压表示数不变,故A符合题意,B不符合题意;C.因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,两灯泡并联时电流表测干路电流。电路为L1的简单电路时电流表测L1支路的电流,所以电流表的示数变小,故C符合题意;D.因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以通过L1电流和两端电压不变,灯泡L1亮度不变,故D符合题意。故选ACD。动态电路实际应用[例25]电阻触摸屏在笔记本电脑及手机等设备上已普遍使用,当手指在触摸屏表面施以一定的压力时,触摸屏通过分别识别触摸点的水平与竖直位置,从而确定触摸的位置。以竖直方向为例,触摸屏相当于一根电阻丝,触摸时,触摸点P将电阻丝分为上下两部分,设上部分电阻为R1,下部分电阻为R2,结构可等效为如图所示电路,电源电压不变。当触摸点在竖直方向移动时,若测得R2两端电压增大,则可知R2阻值以及触摸点P到屏下端的距离将分别()A.增大
减小 B.增大
增大 C.减小
增大 D.不变
减小【答案】B【解析】由电路图可知,R1、R2串联,因串联电路中各处的电流相等,且电路中的电流不变,所以,由的变形式可知,当R2两端电压增大时,R2的电阻增大,从电路图可以看出,R2的电阻变大应该是增大到屏下端的距离。故选B。[例26]小阳设计一个天然气泄漏检测电路,如右图甲所示,R为气敏电阻,其阻值随天然气浓度变化曲线如图乙所示,R0为定值电阻,电源电压恒定不变.则下列说法正确的是(
)A.天然气浓度增大,气敏电阻阻值增大B.天然气浓度减小,电流表示数变大C.天然气浓度增大,电压表示数变小D.天然气浓度增大,电压表与电流表示数的比值不变【答案】D【解析】由图甲可知,两个电阻是串联的,电压表测定值电阻两端的电压,电流表测电路中的电流;当天然气浓度增大时,气敏电阻的阻值减小,总电阻减小,电流变大,电流表示数变大,定值电阻两端的电压增大,电压表示数变大,故AC错;天然气浓度减小时,气敏电阻的阻值变大,总电阻变大,电流变小,电流表示数变小,故B错;电压表与电流表示数之比等于定值电阻的阻值为定值,故D正确;应选D.比值应用[例27]如图所示,电源电压恒为10V,闭合开关后,电压表示数为8V,则两电阻阻值的比值R1:R2=______.【答案】1:4【解析】由电路图可知,闭合开关后,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R1两端的电压:U1=U-U2=10V-8V=2V,因串联电路中各处的电流相等,所以,由I=可得,两电阻阻值的比值:.[例28]如图所示,R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,V1、V2为实验室用电压表(接线柱上标有“-”、“3”、“15”),闭合开关后,调节滑片P,使两电压表指针所指位置相同。下列说法中正确的是()A.电压表V1与V2示数之比为5:1 B.通过两电阻电流之比4:1C.R0与R1两端电压之比为1:5 D.R0与R1的阻值之比为1:4【答案】AD【解析】根据串联电路电流、电压特点结合欧姆定律进行判断,准确判断出电压表所测量的是那部分电路的电压。【详解】A.由图可知,两电阻串联在电源两端,而电压表V1并联在电源两端,因此测量的是电源电压,V2并联在R0两端,测量此时R0两端的电压,因为电压表的两个量程的测量范围相差5倍,因此相同刻度量程不同时,所表示的电压值之比为5∶1,A正确;B.两电阻串联,根据串联电路电流特点可知,通过两电阻的电流大小相等,B错误;C.根据串联电路分压的特点,R0的电压是总电压的五分之一,两电阻的电压之比为1∶4,C错误;D.串联电路中导体的电阻之比等于其两端的电压之比,R0与R1的阻值之比为1:4,D正确。故选AD。[例29]两个电阻甲和乙,规格分别为“6V
0.3A”和“4V
0.4A”,将它们串联接入3V的电路中,则甲乙两电阻两端的电压之比为__________;将它们并联接入同样的电路中,通过甲乙两电阻的电流之比为__________.【答案】
2:1
1:2【解析】由I=可得,两电阻的阻值分别为:R甲===20Ω,R乙===10Ω,将它们串联接入3V的电路中,因串联电路中各处的电流相等,所以,甲乙两电阻两端的电压之比:====;将它们并联接入同样的电路中,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过甲乙两电阻的电流之比:===.[例30]如图所示,电路电源电压保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关S,甲、乙电压表的示数之比为1:3,则电阻R1:R2=___________;断开开关S,将甲、乙两块电压表撤去,并在甲、乙两处分别接入电流表,此时甲、乙电流表的示数之比为_____________.【答案】
1:3
3:1【解析】(1)由图可知,在甲、乙两处分别接入电压表,闭合开关,则R1与R2串联,甲测R1的电压U1,乙测R2的电压U2,根据串联电路的分压规律可得:;(2)断开开关S,将甲、乙两块电压表撤去,并在甲、乙两处分别接入电流表,结合电路图可知,则R1与R2并联,电流表甲测R2的电流(即I甲=I2),电流表乙测R1的电流(即I乙=I1),根据并联电路的分流规律可得:.故答案为1:3;1:3.U-I图像[例31]如图所示的是电阻甲和乙的I-U图像,下列是小明根据图像信息所做出的判断,其中正确的是()A.当甲两端的电压为1.5V时,通过它的电流为0.3AB.当乙两端的电压为2.5V时,它的阻值为10ΩC.将甲、乙串联,当通过它们的电流为0.3A时,它们两端的电压为2VD.将甲、乙并联,当它们两端的电压为1V时,则通过干路的电流为0.4A【答案】AC【解析】A.由图像可知,当甲两端电压为1.5V时,通过它的电流为0.3A,故A正确;B.由图像可知,当乙两端电压为2.5V时,通过它的电流为0.5A,由欧姆定律可得,乙的阻值为5Ω,故B错误;C.将甲和乙串联,若电流为0.3A,由图像可知此时,甲两端的电压为1.5V,乙两端的电压为0.5V,由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压为2V,故C正确;D.若甲和乙并联,若电压为1V,由图像可知此时,通过甲乙的电流分别为0.2A、0.4A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流为0.6
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