2. 如图所示,电源电压恒定不变。当$S_1$闭合、$S_2$断开时,电压表的示数为3 V;当$S_1$断开、$S_2$闭合时,电压表的示数为9 V,则$R_1:R_2$为(

A.$1:3$
B.$3:1$
C.$1:2$
D.$2:1$
C
)A.$1:3$
B.$3:1$
C.$1:2$
D.$2:1$
答案:2. C
解析:
【分析】
要解决此题,需先明确不同开关状态下的电路结构和电压表的测量对象:当$S_1$闭合、$S_2$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电压表测量$R_1$两端的电压;当$S_1$断开、$S_2$闭合时,电压表测量电源电压。再结合串联电路的电压规律和欧姆定律推导电阻之比。
【解析】
1. 确定各电压值:
当$S_1$闭合、$S_2$断开时,$R_1$、$R_2$串联,电压表测$R_1$两端电压,即$U_1=3\ \mathrm{V}$;
当$S_1$断开、$S_2$闭合时,电压表测电源电压,即电源电压$U=9\ \mathrm{V}$;
2. 计算$R_2$两端的电压:
根据串联电路总电压等于各部分电压之和,得$R_2$两端电压$U_2=U - U_1=9\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$;
3. 推导电阻之比:
串联电路中电流处处相等($I_1=I_2=I$),由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$变形得$R=\frac{U}{I}$,因此$\frac{R_1}{R_2}=\frac{\frac{U_1}{I}}{\frac{U_2}{I}}=\frac{U_1}{U_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{6\ \mathrm{V}}=\frac{1}{2}$,即$R_1:R_2=1:2$。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用
【点评】
本题是基础的串联电路综合题,核心是判断电压表的测量对象,利用串联电路电流相等的特点,将电阻比转化为电压比即可快速求解,重点考查对电路分析和欧姆定律的基础应用能力。
【难度系数】
0.6
要解决此题,需先明确不同开关状态下的电路结构和电压表的测量对象:当$S_1$闭合、$S_2$断开时,$R_1$与$R_2$串联,电压表测量$R_1$两端的电压;当$S_1$断开、$S_2$闭合时,电压表测量电源电压。再结合串联电路的电压规律和欧姆定律推导电阻之比。
【解析】
1. 确定各电压值:
当$S_1$闭合、$S_2$断开时,$R_1$、$R_2$串联,电压表测$R_1$两端电压,即$U_1=3\ \mathrm{V}$;
当$S_1$断开、$S_2$闭合时,电压表测电源电压,即电源电压$U=9\ \mathrm{V}$;
2. 计算$R_2$两端的电压:
根据串联电路总电压等于各部分电压之和,得$R_2$两端电压$U_2=U - U_1=9\ \mathrm{V} - 3\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$;
3. 推导电阻之比:
串联电路中电流处处相等($I_1=I_2=I$),由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$变形得$R=\frac{U}{I}$,因此$\frac{R_1}{R_2}=\frac{\frac{U_1}{I}}{\frac{U_2}{I}}=\frac{U_1}{U_2}=\frac{3\ \mathrm{V}}{6\ \mathrm{V}}=\frac{1}{2}$,即$R_1:R_2=1:2$。
【答案】
C
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律应用
【点评】
本题是基础的串联电路综合题,核心是判断电压表的测量对象,利用串联电路电流相等的特点,将电阻比转化为电压比即可快速求解,重点考查对电路分析和欧姆定律的基础应用能力。
【难度系数】
0.6
3. 如图甲所示,电阻$R=5\ \Omega$,闭合开关S,电压表$\mathrm{V}$和$\mathrm{V}_1$的示数如图乙所示,则通过灯泡L的电流为 (
A.0.3 A
B.0.9 A
C.1.2 A
D.1.5 A

(第3题图)
B
)A.0.3 A
B.0.9 A
C.1.2 A
D.1.5 A
(第3题图)
答案:3. B
解析:
【分析】首先分析电路连接:灯泡L与电阻R串联,电压表V测电源总电压,电压表$\mathrm{V}_1$测灯泡L两端的电压。接着读取电压表的示数:电压表V选用0~15V量程,分度值0.5V;电压表$\mathrm{V}_1$选用0~3V量程,分度值0.1V。根据串联电路电压规律求出电阻R两端的电压,再利用欧姆定律计算电路中的电流,串联电路电流处处相等,该电流即为通过灯泡L的电流。
【解析】由图甲可知,L与R串联,$\mathrm{V}$测电源电压,$\mathrm{V}_1$测L两端电压。由图乙可知,$\mathrm{V}$的量程为0~15V,示数$U=6\ \mathrm{V}$;$\mathrm{V}_1$的量程为0~3V,示数$U_L=1.5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律,电阻R两端的电压$U_R=U-U_L=6\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=4.5\ \mathrm{V}$。串联电路电流处处相等,由欧姆定律得,电路电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.9\ \mathrm{A}$,即通过灯泡L的电流为0.9A。
【答案】B
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、电压表读数
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,关键是明确电压表测量对象并正确读数,难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】由图甲可知,L与R串联,$\mathrm{V}$测电源电压,$\mathrm{V}_1$测L两端电压。由图乙可知,$\mathrm{V}$的量程为0~15V,示数$U=6\ \mathrm{V}$;$\mathrm{V}_1$的量程为0~3V,示数$U_L=1.5\ \mathrm{V}$。根据串联电路电压规律,电阻R两端的电压$U_R=U-U_L=6\ \mathrm{V}-1.5\ \mathrm{V}=4.5\ \mathrm{V}$。串联电路电流处处相等,由欧姆定律得,电路电流$I=\frac{U_R}{R}=\frac{4.5\ \mathrm{V}}{5\ \Omega}=0.9\ \mathrm{A}$,即通过灯泡L的电流为0.9A。
【答案】B
【知识点】串联电路电压规律、欧姆定律、电压表读数
【点评】本题考查串联电路特点和欧姆定律的应用,关键是明确电压表测量对象并正确读数,难度适中。
【难度系数】0.6
4. 将灯泡$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$并联后接在电源的两端,电源电压为$6\ \mathrm{V}$,$\mathrm{L}_1$的电阻为$12\ \Omega$,通过$\mathrm{L}_2$的电流为$0.3\ \mathrm{A}$,则$\mathrm{L}_2$的阻值为
20
$\Omega$,通过干路的电流为0.8
$\mathrm{A}$。答案:4. 20 0.8
解析:
【分析】
本题考查并联电路的特点及欧姆定律的应用,解题思路:①根据并联电路电压规律,确定L₂两端电压等于电源电压,结合已知的L₂电流,利用欧姆定律计算L₂的阻值;②先根据并联电路电压规律和欧姆定律计算通过L₁的电流,再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,计算干路电流。
【解析】
已知L₁、L₂并联,电源电压U=6V,根据并联电路电压规律,L₂两端电压U₂=U=6V。
1. 计算L₂的阻值:由欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,得$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
2. 计算通过L₁的电流:同理,$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{12\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$。
3. 计算干路电流:根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,即$I=I_1+I_2=0.5\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}$。
【答案】
20;0.8
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题为并联电路基础计算题,核心考查并联电路的电压、电流规律及欧姆定律的简单应用,属于初中物理电学常规题型,只要掌握基本规律即可快速解答。
【难度系数】
0.8
本题考查并联电路的特点及欧姆定律的应用,解题思路:①根据并联电路电压规律,确定L₂两端电压等于电源电压,结合已知的L₂电流,利用欧姆定律计算L₂的阻值;②先根据并联电路电压规律和欧姆定律计算通过L₁的电流,再根据并联电路干路电流等于各支路电流之和,计算干路电流。
【解析】
已知L₁、L₂并联,电源电压U=6V,根据并联电路电压规律,L₂两端电压U₂=U=6V。
1. 计算L₂的阻值:由欧姆定律$R=\frac{U}{I}$,得$R_2=\frac{U_2}{I_2}=\frac{6\ \mathrm{V}}{0.3\ \mathrm{A}}=20\ \Omega$。
2. 计算通过L₁的电流:同理,$I_1=\frac{U}{R_1}=\frac{6\ \mathrm{V}}{12\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A}$。
3. 计算干路电流:根据并联电路电流规律,干路电流等于各支路电流之和,即$I=I_1+I_2=0.5\ \mathrm{A}+0.3\ \mathrm{A}=0.8\ \mathrm{A}$。
【答案】
20;0.8
【知识点】
并联电路特点、欧姆定律应用
【点评】
本题为并联电路基础计算题,核心考查并联电路的电压、电流规律及欧姆定律的简单应用,属于初中物理电学常规题型,只要掌握基本规律即可快速解答。
【难度系数】
0.8