题目内容

4.在如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,只闭合开关S1,电流表示数为0.4A,再闭合开关S2,电流表示数变化了0.2A.则关于R2的阻值为
(  )
A.R2=20ΩB.R2=15ΩC.R2=10ΩD.R2=5Ω

分析 由电路图可知,只闭合开关S1时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据电阻的串联和欧姆定律表示出电路中的总电阻;再闭合开关S2时,R2被短路,电路为R1的简单电路,此时电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,据此求出电路中的电流,根据欧姆定律求出R1的阻值,进一步求出R2的阻值.

解答 解:由电路图可知,只闭合开关S1时,两电阻串联,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,由I=$\frac{U}{R}$可得:
R1+R2=$\frac{U}{I}$=$\frac{6V}{0.4A}$=15Ω,即R2=15Ω-R1
再闭合开关S2时,R2被短路,电路为R1的简单电路,
因此时电路中的总电阻减小,电路中的电流增大,
所以,此时电路中的电流:
I′=I+0.2A=0.4A+0.2A=0.6A,
则R1的阻值:
R1=$\frac{U}{I′}$=$\frac{6V}{0.6A}$=10Ω,
所以,R2的阻值:
R2=15Ω-R1=15Ω-10Ω=5Ω.
故选D.

点评 本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的判断和电流表示数的确定.

练习册系列答案
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9.欧姆坚持不懈的探索精神,激发了同学们的学习热情,忠民和勇胜为探究小明提出的问题,设计如图所示电路,并准备了充足的实验器材.

(1)连接电路时,开关要断开;闭合开关后,无论怎样调节滑动变阻器的滑片,都发现电流表无示数,电压表有示数.其原因可能是电阻R断路(选填“断路”或“短路”)
(2)忠民按设计好的电路进行实验,收集数据如表一(R为定值电阻):
请根据表中数据,写出实验结论在电阻一定时,电流与电压成正比.
(3)勇胜在连接电路时,误将电压表与滑动变阻器并联,在实验中收集数据如表二(电源电压已知且不变):问题:①按勇胜的实验也能得出正确结论,请写出得出正确结论的办法.
用电源电压减去滑动变阻器两端电压,得出定值电阻两端电压.记录每次的电流与定值电阻两端的电压,比较两者的变化规律,得出结论.
②实验中操作失误,往往是新收获的契机.请写出本实验操作过程中,滑动变阻器的电功率,随着它连入电路中电阻值的变化是如何变化的?滑动变阻器连入电路中的电阻值减小时,其电功率先增大后减小.
表一   
次 数123
电流I/A0.20.40.6
电压U/V1.02.03.0
表二
次 数12345
电流I/A0.160.240.320.400.48
电压U/V2.21.81.41.00.6
(4)①他们进一步“探究通过导体的电流与导体电阻的关系”使用的器材有:两节新干电池,三个定值电阻:R1=5Ω、R2=10Ω、R3=20Ω,标有“15Ω 1A”的滑动变阻器、电流表、电压表和开关各一只,导线若干.正确连接好电路后,小明首先将R1接入电路,移动滑动变阻器滑片使R1两端的电压为1.5V,读出电流表的示数.小明将用R2替换R1接入电路,接下来他应该进行的操作是移动滑动变阻器滑片使R2两端的电压为1.5V,读出电流表的示数;
②小明用R3替换R2接入电路进行实验,发现无论怎样移动滑动变阻器,R3两端的电压始终无法达到1.5V.经查,电路连接无误,各元件均完好.请找出一种可能的原因滑动变阻器最大阻值过小(或控制的定值电阻两端的电压过小).
③在不改变电路的前提下,针对②中的问题,怎样改进该实验,请写出你的办法适当提高定值电阻两端的电压.

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