如图1所示的电路中,R$_1$为定值电阻,R$_2$为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图2所示,则电源电压为V,R$_2$的最大阻值为Ω.
分析:
由图1可知,两电阻串联,电压表测R$_2$两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和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得出答案.
解答:
解:由图1可知,两电阻串联,电压表测R$_2$两端的电压,电流表测电路中的电流.
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图2可知I$_1$=0.6A,
根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=I$_1$R$_1$=0.6A×R$_1$,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由图2可知,I$_2$=0.2A,U$_2$=2V,
滑动变阻器的最大阻值:
R$_2$=$\frac {U$_2$}{I$_2$}$=$\frac {2V}{0.2A}$=10Ω,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴电源的电压:
U=I$_2$R$_1$+U$_2$=0.2A×R$_1$+2V,
∵电源的电压不变,
∴0.6A×R$_1$=0.2A×R$_1$+2V,
解得:R$_1$=5Ω,
电源的电压U=0.6A×R$_1$=0.6A×5Ω=3V.
故答案为:3;10.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大.
在图甲所示电路中,电源电压保持不变,R_0、R$_2$为定值电阻,电流表、电压表都是理想电表.闭合开关,调节滑动变阻器,电压表V$_1$、V$_2$和电流表A的示数均要发生变化.两电压表示数随电路中电流的变化的图线如图乙所示.
根据图象的信息可知:{_ _}(填“a”或“b”)是电压表V$_1$示数变化的图线,电阻R$_2$的阻值为{_ _}Ω,电源电压为{_ _}V,电阻R_0的阻值为{_ _}Ω.
分析:
分析电路图,滑动变阻器R$_1$、电阻R$_2$、电阻R_0串联在电路中,电压表V1测量R$_1$和R$_2$两端的总电压,电压表V$_2$测量R$_2$两端的电压,电流表测量电路中的电流.
当滑片P向左移动时,滑动变阻器R$_1$连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,根据欧姆定律可知,R_0两端的电压变大,R$_2$两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R$_1$和R$_2$两端的总电压变小,由此可知图象中上半部分b为R$_1$和R$_2$的I-U图象,下半部分a为R$_2$的I-U图象.
由图象可知:
当电压表V$_1$的示数(R$_1$和R$_2$两端的电压)为10V时,此时电压表V$_2$的示数(R$_2$两端的电压)为1V,电路中的电流为1A,据此可得U=U$_1$+U_0=10V+IR_0,R$_2$=$\frac {U$_2$}{I}$;
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,此时电路中的总电阻最小,电路中的电流最大为4A,此时两电压表的示数都为4V,据此可得U=U$_2$′+U_0′=4V+I′R_0,和上面的方程组成方程组求解R$_2$、R_0和电源电压.
解答:
解:由图知,当滑片P向左移动时,滑动变阻器R$_1$连入的电阻变小,从而使电路中的总电阻变小,电路中的电流变大,
根据欧姆定律的推导公式U=IR可知,R_0两端的电压变大,R$_2$两端的电压变大,由串联电路电压的特点可知,R$_1$和R$_2$两端的总电压变小,
据此判断:图象中上半部分b为R$_1$和R的I-U图象,下半部分a为R$_2$的I-U图象,
即,b为电压表V$_1$示数变化的图线;
由图象可知:
当R$_1$和R$_2$两端的电压为10V时,R$_2$两端的电压为1V,电路中的电流为1A,
∴U=U$_1$+U_0=10V+IR_0=10V+1A×R_0------------------①
R$_2$=$\frac {U$_2$}{I}$=$\frac {1V}{1A}$=1Ω;
当滑片P移至最左端,滑动变阻器连入电阻为0,两电压表都测量电阻R$_2$两端的电压,示数都为4V,电路中的电流最大为4A,
∴U=U$_2$′+U_0′=4V+4A×R_0------------------②
由①②得:10V+1A×R_0=4V+4A×R_0
解得:R_0=2Ω,
则电源电压为:U=U$_1$+U_0=10V+IR_0=10V+1A×2Ω=12V.
故答案为:D.
点评:
本题考查了学生对欧姆定律和串联特点的掌握和运用,本题关键:一是分析电路图,确认电路组成、连接方式、三电表的测量对象,二是能从图象上得到相关信息.
图甲所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,电压表和电流表的示数变化图象如图乙所示,那么,电源电压是V,定值电阻R_0的阻值是Ω.
分析:
由电路图可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;根据图象读出任意两组电表的示数,根据串联电路的电压特点和欧姆定律表示出电源的电压,建立等式即可求出电源的电压和定值电阻的阻值.
解答:
解:由电路图可知,两电阻串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;
由图象可得当I=0.4A时,U_滑=2V,当I′=0.1A时,U_滑′=8V,则电源的电压
U=IR_0+U_滑=0.4A×R_0+2V
U=I′R_0+U_滑′=0.1A×R_0+8V
∵电源的电压不变,
∴0.4A×R_0+2V=0.1A×R_0+8V
解得:R_0=20Ω,
U=0.1A×20Ω+8V=10V.
故答案为:10;20.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,根据图象读出电表的示数和利用电源的电压不变建立方程是关键.
如左图所示的电路,电源电压保持不变,闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流的变化的图象如右图所示,根据图象的信息可知:___(“甲”或“乙”)是电压表V$_1$示数变化的图象,电源电压为___V,电阻R$_1$的阻值为___Ω
分析:
先正确识别电路的连接方式,即该电路为串联电路,电流表测量串联电路中的电流,电压表V$_1$测量R$_1$两端电压,电压表V$_2$测量滑动变阻器两端的电压;然后根据电压表示数是否为零确定甲、乙对应电压表示数变化的图象;再根据滑动变阻器阻值为零时,其电压表示数为零进行分析.
解答:
解:从图中信息可以看出,乙图象中的电压值可以为零,因此甲对应的电压表为V$_1$示数变化的图象;
当滑动变阻器两端电压为零时,电压表V$_1$示数即为电源电压,故从图象中可以看出,电源电压为6V,此时电路中的电流为0.6A,因此电阻R$_1$的阻值为:R$_1$=$\frac {U}{I}$=$\frac {6V}{0.6A}$=10Ω.
故答案为 D.
点评:
本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,会从图象中读出相关信息是解答本题的关键所在,因此要培养自己的读图能力.
如图甲所示的电路中,R$_1$为定值电阻,R$_2$为滑动变阻器,电源电压不变.闭合开关S后,滑片P从a端移动到b端,电流表示数I与电压表示数U的变化关系如图乙所示,则电源电压为V,R$_1$的阻值为Ω.
分析:
由左图可知,两电阻串联,电压表测R$_2$两端的电压,电流表测电路中的电流.当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时电路中的电流最大,当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小,由图象读出电流和电压,根据串联电路的特点和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电源电压和R$_1$的阻值.
解答:
由左图可知,两电阻串联,电压表测R$_2$两端的电压,电流表测电路中的电流.
当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,由图乙可知I$_1$=1.2A,
根据欧姆定律可得,电源的电压:
U=I$_1$R$_1$=1.2A×R$_1$,
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由右图可知,I$_2$=0.4A,U$_2$=4V,
滑动变阻器的最大阻值:
R$_2$=$\frac {U$_2$}{I$_2$}$=$\frac {4V}{0.4A}$=10Ω,
串联电路中总电压等于各分电压之和,
电源的电压:U=I$_2$R$_1$+U$_2$=0.4A×R$_1$+4V,
电源的电压不变,
1.2A×R$_1$=0.4A×R$_1$+4V,
解得:R$_1$=5Ω,
电源的电压U=1.2A×R$_1$=1.2A×5Ω=6V.
故答案为:6;5.
点评:
本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑动变阻器接入电路中的电阻最大时电路中的电流最小、滑动变阻器接入电路中的电阻最小时电路中的电流最大.
如图甲所示电路,电源电压保持不变.闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P从右端滑到左端的过程中,R$_1$、R$_2$的I-U关系图象如图乙所示.则下列判断正确的是( )
分析:
由电路图可知,R$_1$与R$_2$串联,电压表V$_1$测R$_1$两端的电压,V$_2$测R$_2$两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)根据电压变化的范围进行判断,定值电阻两端电压不会等于零;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电阻R$_1$的功率最小,根据图象读出电路中的最小电流和两电阻两端的电压,根据串联电路的电压特点求出电源的电压,根据欧姆定律求出R$_1$的阻值和滑动变阻器的最大阻值.
解答:
解:由电路图可知,R$_1$与R$_2$串联,电压表V$_1$测R$_1$两端的电压,V$_2$测R$_2$两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时,电路中的电流最大,R$_1$两端的电压最大,R$_2$两端的电压为0,
由图象可知,A为滑动变阻器R$_2$的U-I关系图象,B为电阻R$_1$的U-I图象,故A错误;
(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,
由U-I图象可知,电路中的最小电流I=0.2A,R$_1$两端的电压U$_1$=4V,R$_2$两端的电压U$_2$=14V,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,电源电压:
U=U$_1$+U$_2$=14V+4V=18V,故B正确;
由I=$\frac {U}{R}$可得,定值电阻R$_1$的阻值和滑动变阻器的最大阻值:
R$_1$=$\frac {U$_1$}{I}$=$\frac {4V}{0.2A}$=20Ω,R$_2$=$\frac {U$_2$}{I}$=$\frac {14V}{0.2A}$=70Ω,故C正确、D错误.
故选BC.
点评:
本题考查串联电路电流和电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,要明白电路各个用电器的连接情况,还要会看“U-I”关系图象.在电学中,有些题目的信息是通过图象给出的,所以要会读电路图中的信息和U-I图象中的信息.
如图甲所示的电路,电源电压保持不变.闭合开关S,调节滑动变阻器,两电压表的示数随电路中电流变化的图象如图乙所示,则电源电压为V,电阻R$_1$的阻值为Ω.
分析:
R$_1$、R$_2$串联,电压表V$_1$测量R$_1$两端的电压,电压表V$_2$测量滑动变阻器两端的电压;由欧姆定律和滑动变阻器的阻值为O时,判断出两电压表示数的变化图象,并读出电压表V$_1$此时的示数(即电源电压)和对应的电流,最后根据R=$\frac {U}{I}$判断电路变化和求出R$_1$、R$_2$的阻值.
解答:
解:根据电路图可知,R$_1$、R$_2$串联,电压表V$_1$测量R$_1$两端的电压,电压表V$_2$测量滑动变阻器两端的电压;
R$_1$是定值电阻,所以它的电流与电压成正比,从图中信息可以看出,图象中a是电压表V$_1$示数变化的图象,
图象中b的电压值可以为零,因此b对应的电压表为V$_2$示数变化的图象,
当电压表为V$_2$示数为零时,电压表V$_1$测量R$_1$两端的电压,也是测量电源电压,所以,电源电压为6V;
由图象可知,此时电路中电流,I=0.3A,
由I=$\frac {U}{R}$可得:
R$_1$=$\frac {U}{I}$=$\frac {6V}{0.3A}$=20Ω.
故答案为:6;20.
点评:
本题考查串联电路电压的规律以及滑动变阻器的使用,关键是欧姆定律的应用,会从图象中读出相关信息是解答本题的关键所在,所以要培养自己的读图能力.
如图所示电路,电源电压不变.闭合开关后,滑片P由b端滑到a端,电压表示数U与电流表示数I的变化如图乙所示.则可判断电源电压是V,变阻器的最大阻值是Ω.
分析:
分析滑片分别在b端和a端时对应的图乙的点的坐标,根据欧姆定律求电阻R;
根据滑片在b端时电路的连接,由电阻的串联及欧姆定律求变阻器的最大阻值.
解答:
解:闭合开关后,滑片P在b端时,R与变阻器的最大电阻串联,电压表测R的电压,电流表测电路中的电流,根据串联电路电压的规律,电压表示数小于电源电压,由图乙知,U_V=4V,电路中的电流为I$_1$=0.5A;
滑到a端时,变阻器连入电路中的电阻为0,电路中只有R,电压表示数最大,为电源电压,由图知,U=12V,此时电路中的电流为I=1.5A,由欧姆定律I=$\frac {U}{R}$,电阻:
R=$\frac {U}{I}$=$\frac {12V}{1.5A}$=8Ω,
在串联电路中,由欧姆定律,串联的电阻:
R_=$\frac {U}{I$_1$}$=$\frac {12V}{0.5A}$=24Ω,
根据电阻的串联,变阻器的最大阻值:
R_滑=R_总﹣R=24Ω﹣8Ω=16Ω.
故答案为:12;16.
点评:
本题考查电路的串联规律及欧姆定律的运用,关键是分析滑片P由b端滑到a端时对应的图象位置坐标.