类 别
串联电路
电路图

电流特点
在串联电路中,电流
电压特点
在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压
电阻特点
在串联电路中,总电阻等于各串联导体的电阻之和,即 $ R = R_1 + R_2 $
电路中物理量的变化分析
当其中一个电阻变化时,电路中的电流
分压原理
串联电路中,各导体两端的电压与导体的电阻成正比,即 $ \frac{U_1}{U_2} = $
串联电路
电路图
电流特点
在串联电路中,电流
处处相等
,即 $ I = I_1 = I_2 $电压特点
在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压
之和
,即 $ U = U_1 + U_2 $电阻特点
在串联电路中,总电阻等于各串联导体的电阻之和,即 $ R = R_1 + R_2 $
电路中物理量的变化分析
当其中一个电阻变化时,电路中的电流
改变
,各电阻两端的电压改变
(不变/改变)分压原理
串联电路中,各导体两端的电压与导体的电阻成正比,即 $ \frac{U_1}{U_2} = $
$\frac{R_1}{R_2}$
答案:串联电路电流处处相等;串联电路总电压等于各部分电路两端的电压之和;当其中一个电阻变化时,电路中的电流改变,各电阻两端的电压改变;串联分压关系为$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}$
解析:
【分析】本题考查串联电路的基本规律,需回忆串联电路的电流、电压、电阻特点,以及电阻变化时电路中电流、电压的变化规律和串联分压原理。解题时,结合串联电路的定义和欧姆定律,逐一推导确定各空的内容:电流特点由串联电路的电流路径决定,电压特点由电路的电势差关系决定,电阻变化时根据欧姆定律分析电流和电压的变化,分压原理由欧姆定律结合串联电流相等推导得出。
【解析】1. 串联电路的电流特点:电流处处相等,对应第一个空填“处处相等”;2. 串联电路的电压特点:总电压等于各部分电路两端电压之和,对应第二个空填“之和”;3. 当串联电路中一个电阻变化时,总电阻$R=R_1+R_2$改变,电源电压不变,根据$I=\frac{U}{R}$,电路中的电流改变;各电阻两端电压$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,电流$I$改变、电阻不变,因此各电阻两端电压也改变,对应后两个空依次填“改变”“改变”;4. 串联分压原理:串联电路中电流$I$处处相等,由$U=IR$可得$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,因此$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}$,对应最后一个空填$\frac{R_1}{R_2}$。
【答案】处处相等;之和;改变;改变;$\frac{R_1}{R_2}$
【知识点】串联电路电流特点、串联电路电压特点、串联分压原理
【点评】本题为电学基础概念题,直接考察串联电路的核心规律,是电学入门必须掌握的基础知识,难度较低,用于巩固串联电路的基本规律。
【难度系数】0.8
【解析】1. 串联电路的电流特点:电流处处相等,对应第一个空填“处处相等”;2. 串联电路的电压特点:总电压等于各部分电路两端电压之和,对应第二个空填“之和”;3. 当串联电路中一个电阻变化时,总电阻$R=R_1+R_2$改变,电源电压不变,根据$I=\frac{U}{R}$,电路中的电流改变;各电阻两端电压$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,电流$I$改变、电阻不变,因此各电阻两端电压也改变,对应后两个空依次填“改变”“改变”;4. 串联分压原理:串联电路中电流$I$处处相等,由$U=IR$可得$U_1=IR_1$、$U_2=IR_2$,因此$\frac{U_1}{U_2}=\frac{R_1}{R_2}$,对应最后一个空填$\frac{R_1}{R_2}$。
【答案】处处相等;之和;改变;改变;$\frac{R_1}{R_2}$
【知识点】串联电路电流特点、串联电路电压特点、串联分压原理
【点评】本题为电学基础概念题,直接考察串联电路的核心规律,是电学入门必须掌握的基础知识,难度较低,用于巩固串联电路的基本规律。
【难度系数】0.8
1. 如图所示,长度相同、横截面积不同的同种材料的金属棒 AB 和 BC 连接在一起,将它们接入电路中,则下列说法正确的是
(

A.$U_{AB}>U_{BC},I_{AB}>I_{BC}$
B.$U_{AB}<U_{BC},I_{AB}>I_{BC}$
C.$U_{AB}<U_{BC},I_{AB}=I_{BC}$
D.$U_{AB}>U_{BC},I_{AB}=I_{BC}$
(
D
)A.$U_{AB}>U_{BC},I_{AB}>I_{BC}$
B.$U_{AB}<U_{BC},I_{AB}>I_{BC}$
C.$U_{AB}<U_{BC},I_{AB}=I_{BC}$
D.$U_{AB}>U_{BC},I_{AB}=I_{BC}$
答案:1.D
解析:
【分析】
要解决这道题,首先明确AB和BC是串联接入电路的,根据串联电路的电流规律可判断电流关系;再结合电阻的影响因素分析两者的电阻大小;最后利用欧姆定律推导电压关系,从而确定正确选项。
【解析】
1. 电流分析:AB和BC串联在电路中,根据串联电路的电流特点:串联电路中各处电流相等,因此$ I_{AB}=I_{BC} $。
2. 电阻分析:导体电阻与材料、长度、横截面积有关,当材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。AB和BC是同种材料、长度相同,且AB的横截面积小于BC的横截面积,所以$ R_{AB} > R_{BC} $。
3. 电压分析:根据欧姆定律$ U=IR $,由于$ I_{AB}=I_{BC} $,且$ R_{AB} > R_{BC} $,代入公式可得$ U_{AB}=I_{AB}R_{AB} $,$ U_{BC}=I_{BC}R_{BC} $,因此$ U_{AB} > U_{BC} $。
综上,$ U_{AB}>U_{BC} $,$ I_{AB}=I_{BC} $,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电流特点、电阻的影响因素、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的电流规律、电阻的影响因素及欧姆定律的应用,属于电学基础题型,需要学生掌握相关概念并能灵活运用公式分析,难度适中。
【难度系数】
0.7
要解决这道题,首先明确AB和BC是串联接入电路的,根据串联电路的电流规律可判断电流关系;再结合电阻的影响因素分析两者的电阻大小;最后利用欧姆定律推导电压关系,从而确定正确选项。
【解析】
1. 电流分析:AB和BC串联在电路中,根据串联电路的电流特点:串联电路中各处电流相等,因此$ I_{AB}=I_{BC} $。
2. 电阻分析:导体电阻与材料、长度、横截面积有关,当材料和长度相同时,横截面积越小,电阻越大。AB和BC是同种材料、长度相同,且AB的横截面积小于BC的横截面积,所以$ R_{AB} > R_{BC} $。
3. 电压分析:根据欧姆定律$ U=IR $,由于$ I_{AB}=I_{BC} $,且$ R_{AB} > R_{BC} $,代入公式可得$ U_{AB}=I_{AB}R_{AB} $,$ U_{BC}=I_{BC}R_{BC} $,因此$ U_{AB} > U_{BC} $。
综上,$ U_{AB}>U_{BC} $,$ I_{AB}=I_{BC} $,对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
串联电路电流特点、电阻的影响因素、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的电流规律、电阻的影响因素及欧姆定律的应用,属于电学基础题型,需要学生掌握相关概念并能灵活运用公式分析,难度适中。
【难度系数】
0.7
2. 如图所示,$R_1=10\ \Omega,R_2=20\ \Omega$。闭合开关S后,电压表$\mathrm{V}_1$与$\mathrm{V}_2$示数之比为 (

A.$3:1$
B.$3:2$
C.$2:1$
D.$1:1$
B
)A.$3:1$
B.$3:2$
C.$2:1$
D.$1:1$
答案:2.B
解析:
【分析】
要解决该问题,需先明确电路结构和电压表的测量对象:由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测量$R_1$和$R_2$的总电压(电源电压),电压表$\mathrm{V}_2$测量$R_2$两端的电压。根据串联电路电流处处相等的特点,结合欧姆定律即可计算两电压表示数的比值。
【解析】
解:设串联电路中的电流为$I$,根据欧姆定律:
1. 电压表$\mathrm{V}_1$的示数(总电压):$U = I(R_1 + R_2)$
2. 电压表$\mathrm{V}_2$的示数($R_2$两端电压):$U_2 = IR_2$
则两电压表示数之比:
$\frac{U}{U_2} = \frac{I(R_1 + R_2)}{IR_2} = \frac{R_1 + R_2}{R_2}$
代入$R_1=10\ \Omega$,$R_2=20\ \Omega$:
$\frac{U}{U_2} = \frac{10\ \Omega + 20\ \Omega}{20\ \Omega} = \frac{3}{2}$
因此电压表$\mathrm{V}_1$与$\mathrm{V}_2$示数之比为$3:2$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的规律和欧姆定律的应用,核心是明确电压表的测量对象,属于基础电路分析题,侧重对基本公式的运用。
【难度系数】
0.6
要解决该问题,需先明确电路结构和电压表的测量对象:由电路图可知,$R_1$与$R_2$串联,电压表$\mathrm{V}_1$测量$R_1$和$R_2$的总电压(电源电压),电压表$\mathrm{V}_2$测量$R_2$两端的电压。根据串联电路电流处处相等的特点,结合欧姆定律即可计算两电压表示数的比值。
【解析】
解:设串联电路中的电流为$I$,根据欧姆定律:
1. 电压表$\mathrm{V}_1$的示数(总电压):$U = I(R_1 + R_2)$
2. 电压表$\mathrm{V}_2$的示数($R_2$两端电压):$U_2 = IR_2$
则两电压表示数之比:
$\frac{U}{U_2} = \frac{I(R_1 + R_2)}{IR_2} = \frac{R_1 + R_2}{R_2}$
代入$R_1=10\ \Omega$,$R_2=20\ \Omega$:
$\frac{U}{U_2} = \frac{10\ \Omega + 20\ \Omega}{20\ \Omega} = \frac{3}{2}$
因此电压表$\mathrm{V}_1$与$\mathrm{V}_2$示数之比为$3:2$,对应选项B。
【答案】
B
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律
【点评】
本题考查串联电路的规律和欧姆定律的应用,核心是明确电压表的测量对象,属于基础电路分析题,侧重对基本公式的运用。
【难度系数】
0.6
3. 如图所示的电路中,电源电压恒为6 V,灯泡标有“2.5 V 0.5 A”字样(灯丝阻值不变),滑动变阻器标有“20 Ω 1 A”字样。
(1) 求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
(2) 该电路设计是否有缺陷?若有,请给出解决办法。

(1) 求灯泡正常发光时滑动变阻器接入电路的阻值。
(2) 该电路设计是否有缺陷?若有,请给出解决办法。
答案:3.(1)滑动变阻器两端的电压$U'=U-U_L=6\ \mathrm{V}-2.5\ \mathrm{V}=3.5\ \mathrm{V}$,滑动变阻器接入电路的阻值$R=\frac{U'}{I}=\frac{U'}{I_L}=\frac{3.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}}=7\ \Omega$
(2)有缺陷;当滑动变阻器接入电路的电阻过小时,会造成灯泡两端的电压过大而损坏灯泡;解决办法:在电路中串联一个7 Ω的定值电阻
(2)有缺陷;当滑动变阻器接入电路的电阻过小时,会造成灯泡两端的电压过大而损坏灯泡;解决办法:在电路中串联一个7 Ω的定值电阻
解析:
【分析】
本题电路为灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流。第(1)问需利用灯泡正常发光时的额定电流,结合串联电路电流、电压规律,通过欧姆定律计算滑动变阻器接入阻值;第(2)问需分析滑动变阻器阻值过小时灯泡电压的变化,判断电路缺陷并给出解决办法。
【解析】
(1) 灯泡正常发光时,电路电流等于灯泡额定电流,即 $ I = I_L = 0.5\ \mathrm{A} $。
根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压:
$ U_{\mathrm{滑}} = U - U_L = 6\ \mathrm{V} - 2.5\ \mathrm{V} = 3.5\ \mathrm{V} $。
由欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $,滑动变阻器接入阻值:
$ R_{\mathrm{滑}} = \frac{U_{\mathrm{滑}}}{I} = \frac{3.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 7\ \Omega $。
(2) 电路存在缺陷:当滑动变阻器接入电阻过小时,电路总电阻过小,电流过大,灯泡两端电压会超过额定电压2.5V,损坏灯泡。
解决办法:在电路中串联一个7Ω的定值电阻,使电路最小总电阻为 $ R_L + R_{\mathrm{定}} = 5\ \Omega +7\ \Omega =12\ \Omega $,此时最大电流为 $ I_{\mathrm{最大}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{12\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A} $,刚好匹配灯泡额定电流,避免灯泡电压超标。
【答案】
(1) $ 7\ \Omega $;(2) 有缺陷;当滑动变阻器接入电路的电阻过小时,会造成灯泡两端的电压过大而损坏灯泡;解决办法:在电路中串联一个7 Ω的定值电阻
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电路设计评估
【点评】
本题结合串联电路规律与欧姆定律,考查额定电压的理解及电路改进,需学生掌握串联分压、电流特点,注重知识的应用拓展,难度适中。
【难度系数】
0.6
本题电路为灯泡与滑动变阻器串联,电流表测电路电流。第(1)问需利用灯泡正常发光时的额定电流,结合串联电路电流、电压规律,通过欧姆定律计算滑动变阻器接入阻值;第(2)问需分析滑动变阻器阻值过小时灯泡电压的变化,判断电路缺陷并给出解决办法。
【解析】
(1) 灯泡正常发光时,电路电流等于灯泡额定电流,即 $ I = I_L = 0.5\ \mathrm{A} $。
根据串联电路电压规律,滑动变阻器两端电压:
$ U_{\mathrm{滑}} = U - U_L = 6\ \mathrm{V} - 2.5\ \mathrm{V} = 3.5\ \mathrm{V} $。
由欧姆定律 $ R = \frac{U}{I} $,滑动变阻器接入阻值:
$ R_{\mathrm{滑}} = \frac{U_{\mathrm{滑}}}{I} = \frac{3.5\ \mathrm{V}}{0.5\ \mathrm{A}} = 7\ \Omega $。
(2) 电路存在缺陷:当滑动变阻器接入电阻过小时,电路总电阻过小,电流过大,灯泡两端电压会超过额定电压2.5V,损坏灯泡。
解决办法:在电路中串联一个7Ω的定值电阻,使电路最小总电阻为 $ R_L + R_{\mathrm{定}} = 5\ \Omega +7\ \Omega =12\ \Omega $,此时最大电流为 $ I_{\mathrm{最大}} = \frac{6\ \mathrm{V}}{12\ \Omega}=0.5\ \mathrm{A} $,刚好匹配灯泡额定电流,避免灯泡电压超标。
【答案】
(1) $ 7\ \Omega $;(2) 有缺陷;当滑动变阻器接入电路的电阻过小时,会造成灯泡两端的电压过大而损坏灯泡;解决办法:在电路中串联一个7 Ω的定值电阻
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电路设计评估
【点评】
本题结合串联电路规律与欧姆定律,考查额定电压的理解及电路改进,需学生掌握串联分压、电流特点,注重知识的应用拓展,难度适中。
【难度系数】
0.6