第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 · 练习题(共44题) 首页 › 九年级全册 › 第十七章 欧姆定律 › 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用1. 单选题 中等
如图所示的电路,电源电压恒定,R 为定值电阻。闭合开关 S,向右移动滑片 P,保持不变的是()
A. 电压表 V2 的示数B. 电流表 A 的示数C. 电压表 V1 示数与电流表 A 示数的比值D. 电压表 V2 示数与电流表 A 示数的比值答案: D
查看解析 由电路图可知,定值电阻 R 与滑动变阻器 R' 串联,电压表 V1 测电源的电压,电压表 V2 测 R 两端的电压,电流表测电路中的电流。电源电压不变,滑片移动时,电压表 V1 的示数不变。
AB.向右移动滑片 P,滑动变阻器接入电路中的电阻变小,电路中的总电阻变小,由 I=U/R 可知,电路中的电流变大,电流表 A 的示数变大;由 U=IR 可知,R 两端的电压变大,所以电压表 V2 的示数变大,故 AB 不符合题意。
C.由 R=U/I 可知,电压表 V1 示数与电流表 A 示数的比值等于电路的总电阻,电路的总电阻变小,则该比值变小,故 C 不符合题意。
D.由 R=U/I 可知,电压表 V2 示数与电流表 A 示数的比值等于定值电阻 R 的阻值,定值电阻阻值不变,所以该比值不变,故 D 符合题意。
故选 D。
2. 填空题 中等
如图所示电路,电阻 R1 为 5Ω,R2 为 10Ω,当开关 S 闭合后,电压表 V1 、V2 的示数之比为________。
答案: 1∶3
查看解析 由图可知,闭合开关 S,两电阻串联,电压表 V1 测 R1 两端的电压,电压表 V2 测电源电压。
串联电路电流处处相等,根据欧姆定律:
U1 /U = IR1 /[I(R1 +R2 )] = R1 /(R1 +R2 ) = 5Ω/(5Ω+10Ω)=1/3
即电压表 V1 、V2 的示数之比为 1∶3。
3. 计算题 中等
在如图甲所示的电路中,电源电压保持 6V 不变,R1 的阻值为 10Ω。闭合开关 S,电压表的示数如图乙所示。求:
(1) 通过电阻 R1 的电流;
答案:0.2A
(2) 电阻 R2 两端电压;
答案:4V
(3) 电路中的总电阻。
答案:30Ω
答案: (1) 0.2A;(2) 4V;(3) 30Ω
查看解析 解:(1)由图乙可知,电压表的示数为 2V,通过电阻 R1 的电流为
I1 =U1 /R1 =2V/10Ω=0.2A
(2)电阻 R2 两端电压
U2 =U−U1 =6V−2V=4V
(3)两电阻串联,电路中的电流
I=I1 =0.2A
电路中的总电阻
R=U/I=6V/0.2A=30Ω
答:(1)通过电阻 R1 的电流 0.2A;
(2)电阻 R2 两端电压 4V;
(3)电路中的总电阻 30Ω。
4. 单选题 中等
某物理兴趣小组设计的电子身高测量仪电路图如图所示,其中电源电压恒为 4.5V,定值电阻 R1 =6Ω,滑动变阻器 R2 的规格为 “15Ω 0.3A”,电压表的量程为 0~3V,电流表的量程为 0~0.6A。为了保证电路中各元件安全工作,变阻器 R2 接入电路的阻值范围是()
A. 3Ω~12ΩB. 9Ω~12ΩC. 9Ω~15ΩD. 12Ω~15Ω答案: B
查看解析 由图可知,两电阻串联,电压表测变阻器两端电压,电流表测串联电路中的电流。由题意知,电流表量程为 0~0.6A,而 R2 允许通过的最大电流为 0.3A;因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中电流不得超过 I1 =0.3A。由欧姆定律可得,电路的总电阻:
R总 =U/I1 =4.5V/0.3A=15Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的最小电阻:
R2min =R总 −R1 =15Ω−6Ω=9Ω
电压表量程为 0~3V,则滑动变阻器两端的电压不得超过 U2 '=3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,当滑动变阻器两端的电压为 3V 时,R1 两端的电压:
U1 =U−U2 '=4.5V−3V=1.5V
此时,电路中电流:
I2 =U1 /R1 =1.5V/6Ω=0.25A
则滑动变阻器的最大阻值:
R2max =U2 '/I2 =3V/0.25A=12Ω
为保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器的阻值范围为 9~12Ω。故 B 符合题意,ACD 不符合题意。
故选 B。
5. 填空题 中等
如图甲所示的电路,当闭合开关后两只电压表的指针偏转均如图乙所示,R1 两端的电压是____V,R1 与 R2 的电阻之比为________;通过两电阻的电流之比为_________。
答案: 6;4∶1;1∶1
查看解析 由电路图可知,R1 与 R2 串联,电压表 V2 测电源电压,电压表 V1 测 R2 两端的电压。电源电压大于 R2 两端的电压,两电压表指针偏转相同,所以电压表 V2 选用 0~15V 量程,分度值 0.5V,示数 U=7.5V;电压表 V1 选用 0~3V 量程,分度值 0.1V,示数 U2 =1.5V。
根据串联电路电压规律,R1 两端电压:
U1 =U−U2 =7.5V−1.5V=6V
串联电路电流处处相等,通过两电阻的电流之比 I1 ∶I2 =1∶1。
由欧姆定律,电阻之比:
R1 /R2 =(U1 /I1 )/(U2 /I2 )=U1 /U2 =6V/1.5V=4/1,即 R1 ∶R2 =4∶1。
6. 单选题 中等
如图所示,r1 ≠r2 ,当开关 S 断开时,AB 间的总电阻为 R1 ,S 闭合时,AB 间的总电阻为 R2 ,那么()
A. R1 >R2 B. R1 <R2 C. R1 =R2 D. 上述情况均有可能答案: A
查看解析 串联电路总电阻等于各串联电阻之和;并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和,若两个电阻并联,总电阻为两分电阻乘积与两电阻之和之比。
当 S 断开时,r1 、r2 串联后再并联,故此时 AB 间的总电阻 R1 =1/2(r1 +r2 )。
当 S 闭合时,r1 、r2 并联后再串联,故此时 AB 间的总电阻 R2 =(2r1 r2 )/(r1 +r2 )。
因为 r1 ≠r2 ,所以
R1 /R2 = [1/2(r1 +r2 )] / [(2r1 r2 )/(r1 +r2 )]
= (r1 +r2 )2 /(4r1 r2 )
= [(r1 −r2 )2 +4r1 r2 ]/(4r1 r2 )
= (r1 −r2 )2 /(4r1 r2 )+1>1
故 R1 >R2 。
故选 A。
7. 填空题 中等
如图所示电路,电源电压为 6V 保持不变。当开关 S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两电表示数之比为 4∶1;当开关 S 断开,甲、乙为同一类型电表且两表均有正常示数时,则甲、乙为________表,示数之比为________。
答案: 电流;3∶4
查看解析 当开关 S 闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲电压表测电源电压,乙电压表测 R2 两端电压,两表的示数之比为 4∶1。因串联电路中总电压等于各分电压之和,则 R1 、R2 两端的电压之比
U1 /U2 =(4−1)/1=3/1
因串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得两电阻的阻值之比
R1 /R2 =U1 /U2 =3/1
当开关 S 断开,必须甲、乙均为电流表,电路才能构成通路,此时两电阻并联,电流表甲测通过 R2 支路的电流,电流表乙测干路电流。因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,通过两电阻的电流之比
I1 /I2 =(U/R1 )/(U/R2 )=R2 /R1 =1/3
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以两电流表的示数之比
I甲 /I乙 =I2 /(I1 +I2 )=3/(1+3)=3/4。
8. 计算题 中等
如图所示的电路中,电源电压不变,R1 的阻值为 15Ω,R2 的阻值为 10Ω。闭合开关 S,电流表示数为 0.2A。求:
(1) 通过 R1 的电流;
答案:0.3A
(2) 电路的总电阻。
答案:6Ω
答案: (1) 0.3A;(2) 6Ω
查看解析 解:(1)闭合开关 S 时,两电阻并联接入电路,电流表测通过 R2 的电流,通过 R2 的电流是 0.2A。
电源电压:U=I2 R2 =0.2A×10Ω=2V
并联电路各支路电压相等,U=U1 =U2
通过 R1 的电流:I1 =U1 /R1 =3V/15Ω=0.3A
(2)电路总电阻为
R=(R1 R2 )/(R1 +R2 )=(15Ω×10Ω)/(15Ω+10Ω)=6Ω
答:(1)通过 R1 的电流为 0.3A;
(2)电路的总电阻为 6Ω。
9. 单选题 中等
如图是小明家卫生间内的湿度检测仪的内部简化电路图,电源电压恒定不变,电阻是定值电阻,是湿度传感器,其阻值随周围空气湿度的增大而减小。当湿度检测仪处于工作状态,小明在使用喷头淋浴时(湿度增大),下列说法正确的是( )
A. 电路中总电阻逐渐减小B. 电流表的示数逐渐减小C. 电压表示数与电流表示数的比值逐渐增大D. 电压表的示数逐渐增大答案: A
查看解析 A.由图可知,定值电阻与湿度传感器并联,电流表测通过定值电阻的电流,电压表测电源电压,当使用喷头淋浴时(湿度增大),湿度传感器的阻值减小,根据并联电路电阻的特点可知,电路的总电阻减小,故A正确;
B.根据并联电路的特点可知,湿度传感器阻值变化时,定值电阻所在支路不受影响,因此电流不变,所以电流表的示数不变,故B错误;
C.根据并联电路电压与电流的特点可知,电压表示数与电流表示数的比值等于定值电阻的阻值,因此不变,故C错误;
D.电压表在测电源电压,因此示数保持不变,故D错误。
故选A。
10. 填空题 中等
如图甲所示的电路图,开关闭合时,两灯都亮,两个电流表的示数分别如图乙和图丙,判断 A1 表(图乙)的读数是________A;此时 L1 、L2 两灯丝电阻之比为______________。
答案: 1;3∶2
查看解析 由电路图可知,两灯泡并联,电流表 A1 测干路电流,电流表 A2 测通过 L1 的电流。由图丙可知,电流表 A2 的量程为 0~0.6A,分度值为 0.02A,示数为 I1 =0.4A。由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则电流表 A1 的示数应大于电流表 A2 的示数;由图可知,电流表 A1 的指针偏转角度小于电流表 A2 的指针偏转角度,所以电流表 A1 的量程为 0~3A,分度值为 0.1A,示数为 I=1A。
所以通过 L2 的电流 I2 =I−I1 =1A−0.4A=0.6A。
并联电路各支路电压相等,根据 I=U/R,电流与电阻成反比,所以 L1 、L2 两灯丝电阻之比:
R1 /R2 =I2 /I1 =0.6A/0.4A=3/2。
11. 计算题 中等
如图所示,R1 =25Ω,小灯泡 L 的规格为 “2.5V,0.3A”,电源电压保持不变。(小灯泡的电阻不变)求:
(1) 小灯泡的电阻;
答案:8.3Ω
(2) S1 、S2 都断开时,小灯泡 L 正常发光,求电源电压;
答案:10V
(3) S1 、S2 都闭合时,电流表示数变为 0.6A,求 R2 的阻值。
答案:50Ω
答案: (1) 8.3Ω;(2) 10V;(3) 50Ω
查看解析 解:(1)小灯泡的电阻 RL =UL /IL =2.5V/0.3A =25/3Ω≈8.3Ω
(2)S1 、S2 都断开时,R1 与 L 串联,因串联电路中各处的电流相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压
U=IL (R1 +RL )=0.3A×(25Ω+25/3Ω)=10V
(3)S1 、S2 都闭合时,R1 与 R2 并联,电流表测干路电流,则电路中的总电阻
R=U/I'=10V/0.6A =50/3Ω
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,所以 1/R = 1/R1 + 1/R2
1/(50/3Ω) = 1/25Ω + 1/R2
解得 R2 =50Ω。
答:(1)小灯泡的电阻为 8.3Ω;
(2)电源的电压为 10V;
(3)R2 的阻值为 50Ω。
12. 单选题 中等
如图电路正常工作一段时间后,两表中一表示数变大,另一表示数变小。电路中除了灯泡 L 和电阻 R 外,其他元件及连接均无问题,则下列分析中正确的是()
A. R 短路或断路都有可能B. 一定是 R 断路C. 可能是灯丝短路D. 可能是灯丝断了答案: A
查看解析 由图可知,电阻 R、电灯 L 和电流表串联,电压表测量 R 两端的电压,电流表测量电路电流。
AB.若 R 短路,电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,电压表测量一段导线两端的电压,示数减小为 0;若电阻 R 断路,电压表串联接入电路,电路中电流表示数为 0,电压表测量电源电压,示数变大,故 A 正确,B 错误。
C.若灯丝短路,电路的总电阻变小,根据欧姆定律\(I=U/R\)可知,电路中的电流变大,电压表测量的是电源电压,示数变大,故 C 错误。
D.若灯丝断了,电路断路,电路中无电流,电流表和电压表均无示数,故 D 错误。
故选 A。
13. 填空题 中等
在图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合电键 S,电路正常工作。一段时间后,发现灯泡 L 不亮,故障发生在电阻 R、灯 L 上,其他元件仍保持完好。
用一个完好的小灯替换原来的灯泡 L 后,小灯________(选填 “一定发光”、“一定不发光” 或 “可能发光”);在原故障电路中,将电流表 A 与灯 L 位置互换后,电压表 V 的示数不发生变化,电路中可能存在的故障是____________(写出所有可能情况)。
答案: 可能发光;R 断路、L 短路、R 断路且 L 短路
查看解析 (1)灯泡不亮的原因可能是发生了短路或断路,如果故障原因是小灯泡,换掉小灯泡,小灯会发光,如果原因是电阻 R,则换上好的灯泡还是不会发光,所以小灯可能发光。
(2)在原故障电路中,电压表测 R 两端电压,将电流表 A 与灯 L 位置互换后,电压表测电源电压,正常情况电压表的示数是变大的,示数不变,说明原电路故障 R 断路了或灯 L 短路。R 断路,与之并联的电压表与灯 L 串联,电压表的示数最大接近电源电压;灯 L 短路,电压表直接测量电源电压。
14. 单选题 中等
如图所示电路中,闭合开关S,灯L亮,电流表、电压表有示数,工作一会儿发现小灯泡L不亮,两电表中一个示数增大一个示数减小。则电路可能出现的故障是( )
A. 电阻R断路B. 电阻R短路C. 小灯泡L断路D. 小灯泡L短路答案: A
查看解析 闭合开关,灯亮,两电表有示数,则电路通路,此时灯与电阻串联接入电路,电流表测电路中的电流,电压表测电阻R两端的电压。
A.工作一会儿,若电阻R断路,则电流表无示数,示数减小,灯不亮,电压表与电源接通,有示数,示数接近电源电压,所以示数增大,故A符合题意;
B.工作一会儿,若电阻R短路,则电压表示数为0,示数减小,小灯泡仍通路,仍可发光,故B不符合题意;
C.若小灯泡断路,整个电路断开,电流表无示数,电压表与电源的连接断开,无示数,所以两个电表的示数都减小,故C不符合题意;
D.小灯泡短路,电路是电阻R工作的简单电路,电压表测电源电压,示数增大,电路的总阻值减小,据欧姆定律知,电路的电流增大,示数增大,故D不符合题意。
故选A。
15. 填空题 中等
在如图所示电路中,电源电压为 U0 保持不变,电阻 R1 和 R2 的阻值均为 R0 ,已知电路中只有一处故障,且只发生在电阻 R1 或 R2 上。
①若闭合开关 S 前后,电流表示数发生变化,说明电路中出现了________故障(选填 “断路” 或 “短路”)。
②若闭合开关 S 前后,电压表示数发生变化,请写出闭合开关 S 后,电流表和电压表示数及对应故障。________。
答案: 短路;U0 /R0 ,0,R2 短路
短路;U0 /R0 ,0,R2 短路
查看解析 由图可知,当开关 S 闭合时,两电阻串联,如果出现断路,则电流表无示数,说明电路中出现的故障是短路。
若 R1 断路,无论开关闭合还是断开,电压表均无示数;若 R1 短路,开关 S 断开时,电压表测量电源电压,开关 S 闭合时,电压表仍然测量电源电压,电压表示数不变,不符合题意;当 R2 断路时,电压表和电阻 R1 串联在电路中,电压表示数接近电源电压,无论开关断开还是闭合电压表示数不变。所以电路中的故障为 R2 短路,闭合开关 S 后,电压表被短路,所以电压表示数为 0,电流表示数为
I=U0 /R1 =U0 /R0 。
16. 单选题 困难
如图所示的电路,电源电压恒为 4.5V,电流表的量程为 0~0.6A,电压表的量程为 0~3V,定值电阻阻值 5Ω,滑动变阻器 R 的最大阻值 50Ω,闭合开关 S,移动滑片 P 的过程中;下列说法正确的是()
A. 电压表的变化范围是 1V~3VB. 电压表与电流表的比值不变C. 滑动变阻器允许的调节范围是 2.5Ω~50ΩD. 电流表的变化范围是 0.3A~0.6A答案: D
查看解析 ACD.分析电路可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测滑动变阻器两端的电压,电流表测电路中的电流;闭合开关 S,若滑片 P 向左移动,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,即电流表的示数变大,电流表的量程为 0~0.6A,故电流表示数最大为 0.6A,此时电路中的总电阻为
R总 =U/I=4.5V/0.6A=7.5Ω
此时滑动变阻器连入电路的阻值最小
R滑小 =R总 −R=7.5Ω−5Ω=2.5Ω
此时电压表示数最小
U滑小 =IR滑小 =0.6A×2.5Ω=1.5V
若滑片 P 向右移动,接入电路中的电阻变大,电路中的电流变小,根据串联电路分压规律可知,电压表的示数变大,电压表的量程为 0~3V,当电压表示数为 3V 时,定值电阻两端电压为
U定 =U−U滑大 =4.5V−3V=1.5V
此时电路中的电流最小
I小 =U定 /R=1.5V/5Ω=0.3A
此时滑动变阻器连入电路的电阻最大
R滑大 =U滑大 /I小 =3V/0.3A=10Ω
故电压表的变化范围是 1.5V~3V,滑动变阻器允许的调节范围是 2.5Ω~10Ω,电流表的变化范围是 0.3A~0.6A,故 AC 错误,D 正确;
B.由 R=U/I 可知,电压表与电流表的示数比值等于滑动变阻器接入电路中电阻,则滑片移动时,滑动变阻器接入电路中的电阻发生变化,电压表与电流表的示数比值变化,故 B 错误。
故选 D。
17. 填空题 中等
如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R1 为定值电阻。闭合开关 S,将滑动变阻器 R2 的滑片 P 从 a 向 b 移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则 R1 的阻值为____Ω;R2 的最大阻值为____Ω;当滑动变阻器的滑片 P 在中点时,两电表的示数对应于图乙中的____(选填 “B”“C” 或 “D”)点。
答案: 10;20;B
查看解析 [1][2] 由图甲可知,当滑片 P 在 a 端时,滑动变阻器全部接入电路中,R1 与 R2 的最大阻值串联,则电路中电流最小,由图象可知,此时电路中的电流 Ia =0.2A,R2 两端的电压 U2 =4V,由欧姆定律可得,R2 的最大阻值
R2 = U2 /Ia = 4V/0.2A = 20Ω
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
U=Ia R1 +U2 =0.2A×R1 +4V ①
当滑片 P 在 b 端时,滑动变阻器接入阻值为 0,电压表示数为零,电路中电流最大,由图象可知,这时电路中电流为 Ib =0.6A,R1 两端电压等于电源电压,则电源电压
U=Ib R1 =0.6A×R1 ②
联立①②得
0.2A×R1 +4V=0.6A×R1
解得 R1 =10Ω;代入②得电源电压 U=6V。
[3] 当滑动变阻器的滑片 P 在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值
R2 ' = 1/2 R2 = 1/2 ×20Ω =10Ω
则电流表的示数
I' = U/(R1 +R2 ' ) = 6V/(10Ω+10Ω)=0.3A
由图乙可知,电流表示数为 0.3A 时对应的点是 B。
18. 填空题 中等
如图甲所示的电路中,电源电压恒定不变,R1 为定值电阻。闭合开关 S,将滑动变阻器 R2 的滑片 P 从 a 向 b 移动的过程中,电压表和电流表的示数变化情况如图乙所示,则 R1 的阻值为________Ω;R2 的最大阻值为_______Ω;当滑动变阻器的滑片 P 在中点时,两电表的示数对应于图乙中的_______(选填 “B”“C” 或 “D”)点。
答案: 10;20;B
查看解析 由图甲可知,当滑片 P 在 a 端时,滑动变阻器全部接入电路中,R1 与 R2 的最大阻值串联,则电路中电流最小,由图象可知,此时电路中的电流 Ia =0.2A,R2 两端的电压 U2 =4V,由欧姆定律可得,R2 的最大阻值 R2 =U2 /Ia =4V/0.2A=20Ω。
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压 U=Ia R1 +U2 =0.2A×R1 +4V ①。
当滑片 P 在 b 端时,滑动变阻器接入阻值为 0,电压表示数为零,电路中电流最大,由图象可知,这时电路中电流为 Ib =0.6A,R1 两端电压等于电源电压,则电源电压 U=Ib R1 =0.6A×R1 ②。
联立①②得:0.2A×R1 +4V=0.6A×R1 ,解得 R1 =10Ω;代入②得电源电压 U=6V。
当滑动变阻器的滑片 P 在中点时,则滑动变阻器连入电路的阻值 R2 ' =1/2R2 =1/2×20Ω=10Ω。
则电流表的示数 I' =U/(R1 +R2 ' )=6V/(10Ω+10Ω)=0.3A,由图乙可知,电流表示数为 0.3A 时对应的点是 B。
19. 计算题 中等
如图甲所示,电源电压保持不变,a、b 分别为滑动变阻器的最左端和最右端,闭合开关时,当滑动变阻器的滑片 P 从 b 端滑到 a 端,电压表示数 U 与电流表示数 I 的变化关系如图乙所示,求:
(1) 定值电阻 R0 的阻值;
答案:6Ω
(2) 电源电压;
答案:9V
(3) 当滑片 P 位于滑动变阻器中点时,电流表的示数。
答案:0.75A
答案: (1) 6Ω;(2) 9V;(3) 0.75A
查看解析 (1)电压表测量定值电阻 R0 的电压,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表测量电路中的电流,由乙图可知
R0 =U0 /I = 3V/0.5A = 6Ω。
(2)当滑动变阻器阻值为 0 时,只有 R0 工作,此时电路中的电流最大,由乙图可知,电源电压
U=U0 =9V。
(3)当滑片位于 b 端时,由乙图可知,定值电阻两端电压为 3V,滑动变阻器与 R0 串联,滑动变阻器两端电压为
U滑 =U−U定 =9V−3V=6V。
滑动变阻器的最大阻值为
R滑 =U滑 /I滑 = 6V/0.5A =12Ω。
当滑片 P 位于滑动变阻器中点时,电路中的总电阻为
R总 =R0 +1/2R滑 =6Ω+1/2×12Ω=12Ω。
电流表的示数
I' =U/R总 =9V/12Ω=0.75A。
20. 单选题 困难
如图所示,保持电源电压不变,闭合开关 S,将滑动变阻器的滑片 P 从中点向左移动,下列说法正确的是()
A. 在甲图中,电压表 V 示数变大,电流表 A2 示数变小B. 在甲图中,电压表 V 不变,电流表 A1 示数不变C. 在乙图中,电压表 V1 示数不变,电压表 V2 示数变大D. 在乙图中,电流表 A 示数变小,电压表 V1 示数变大答案: C
查看解析 AB.由甲电路图可知,闭合开关 S,滑动变阻器 R1 与定值电阻 R2 并联,电流表 A1 测 R1 支路的电流,电流表 A2 测干路电流,电压表 V 测电源两端的电压,因保持电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表 V 示数不变,因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,滑片移动时,定值电阻 R2 支路的电流不变,将滑动变阻器的滑片 P 从中点向左移动,变阻器 R1 接入电路的电阻变大,由 I=U/R 可知,变阻器 R1 支路的电流变小,即电流表 A1 的示数变小,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流变小,即电流表 A2 的示数变小,故 AB 错误;
CD.由乙电路图可知,闭合开关 S,滑动变阻器 R1 与定值电阻 R2 串联,电流表 A 测电路中的电流,电压表 V1 测电源两端的电压,电压表 V2 测 R1 两端的电压,因保持电源电压不变,所以,滑片移动时,电压表 V1 示数不变,将滑动变阻器的滑片 P 从中点向左移动,变阻器 R1 接入电路的电阻变大,电路的总电阻变大,由 I=U/R 可知,电路中的电流变小,即电流表 A 的示数变小,由 U=IR 可知,定值电阻 R2 两端的电压变小,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,滑动变阻器 R1 两端的电压变大,即电压表 V2 的示数变大,故 D 错误,C 正确。
故选 C。
21. 填空题 中等
如图所示,电源电压 4.5V,电流表量程为 0~0.6A,电压表量程为 0~3V,滑动变阻器 R2 的规格为 “50Ω 2A”,在保证电路安全的情况下,调节滑动变阻器的滑片 P,发现电流表示数的最大值与最小值之差恰好为 0.3A,这一过程中滑动变阻器连入电路的阻值始终小于 50Ω,定值电阻 R1 的可能值为____Ω 或____Ω。
答案: 5;10
查看解析 滑动变阻器与定值电阻 R1 串联,电压表测变阻器的电压,电压表量程为 0~3V,变阻器的最大电压不能超过 3V,当滑动变阻器的电压最大为 3V 时,此滑动变阻器接入电路电阻最大,电路电流最小,此时定值电阻 R1 两端电压为
U1 =U电源 −U滑 max =4.5V−3V=1.5V。
此时电路电流为
I小 =U1 /R1 =1.5V/R1 。
若 R1 阻值较小,调节滑动变阻器的滑片 P,电流表能达到最大示数 0.6A,已知电流表示数的最大值与最小值之差恰好为 0.3A,则当电流表示数为 0.6A 时,有
I大 −I小 =0.6A−1.5V/R1 =0.3A,
解得 R1 =5Ω。
若 R1 阻值较大,调节滑动变阻器的滑片 P,电流表不能达到最大示数 0.6A,则滑动变阻器连入电路的电阻为 0 时,电路的电流最大,即
I大 ' =U电源 /R1 =4.5V/R1 。
则
I大 ' −I小 =4.5V/R1 −1.5V/R1 =0.3A,
解得 R1 =10Ω。
22. 计算题 中等
如图(a)所示的电路中,电源电压为 24V 且保持不变。电阻 R1 的阻值为 5Ω,滑动变阻器上标有 “2A” 字样。闭合开关 S 后,电压表的示数为 8V,电压表盘如图(b)所示。求:
(1) 通过电阻 R1 的电流 I1 ;
答案:1.6A
(2) 滑动变阻器接入电路的阻值 R2 ;
答案:10Ω
(3) 移动滑动变阻器的滑片 P,在保证电路安全工作的情况下,电压表示数最小值与最大值之比为 3∶10,求滑动变阻器 R2 的接入阻值范围。
答案:7~35Ω
答案: (1) 1.6A;(2) 10Ω;(3) 7~35Ω
查看解析 (1)闭合开关,两电阻串联接入电路,电压表测 R1 电压,电压表的示数为 8V,根据欧姆定律可得通过电阻 R1 的电流为
I1 =U1 /R1 =8V/5Ω=1.6A。
(2)滑动变阻器电压为
U2 =U−U1 =24V−8V=16V,
则滑动变阻器接入电路的阻值为
R2 =U2 /I1 =16V/1.6A=10Ω。
(3)滑动变阻器上标有 “2A” 字样,则电路中电流的最大值为 2A,此时总电阻最小为
Rmin =U/Imax =24V/2A=12Ω,
此时变阻器阻值最小为
R2min =Rmin −R1 =12Ω−5Ω=7Ω,
此时电压表示数为
Umax =Imax R1 =2A×5Ω=10V。
电压表示数最小值与最大值之比为 3∶10,所以电压表最小值为 3V,此时电路中的电流最小为
Imin =Umin /R1 =3V/5Ω=0.6A,
此时滑动变阻器连入电路的阻值最大为
R2max =(U−Umin )/Imin =(24V−3V)/0.6A=35Ω。
所以滑动变阻器连入电路的阻值范围为 7~35Ω。
23. 单选题 中等
如图所示的电路中,电源电压恒定,闭合开关 S、S1 和 S2 ,灯 L1 、L2 都正常发光,现断开 S2 ,下列说法正确的是()
A. 电流表 A2 示数变小B. 电流表 A1 示数变大C. 电流表 A2 示数不变D. 电流表 A1 示数变小答案: A
查看解析 闭合开关 S、S1 和 S2 ,灯 L1 、L2 并联,电流表 A1 测灯 L1 的电流,电流表 A2 测干路电流,当 S2 断开时,灯 L2 不工作,但对灯 L1 没有影响,即电流表 A1 示数不变,因为失去一条支路的电流,电流表 A2 示数变小,故 A 正确,BCD 错误。
故选 A。
24. 单选题 中等
如图甲所示的电路中,电源电压由 4 节干电池串联而成,闭合开关 S 后,电流表的示数为 0.2A,电压表的示数如图乙所示。下列判断不正确的是()
A. 电阻 R1 两端的电压为 4VB. 电阻 R2 两端的电压为 2VC. 电阻 R1 的阻值为 10ΩD. 电阻 R2 的阻值为 10Ω答案: C
查看解析 AB.电源由 4 节新干电池串联而成,则电源电压为 6V。分析电路图可知,R1 和 R2 串联,电压表测的是 R2 两端的电压,由图乙可知,电压表选择 0~3V 量程,分度值为 0.1V,示数为 2V,则 R2 两端的电压为 2V,则电阻 R1 两端的电压
U1 =U−U2 =6V−2V=4V。
故 AB 正确,不符合题意;
CD.电流表测串联电路中的电流,电流表的示数为 0.2A,则通过 R1 和 R2 的电流都是 0.2A,则电阻 R1 的阻值
R1 =U1 /I = 4V/0.2A =20Ω。
电阻 R2 的阻值
R2 =U2 /I = 2V/0.2A =10Ω。
故 C 错误,符合题意,D 正确,不符合题意。
故选 C。
25. 单选题 中等
如图所示电路中,电源电压为 4.5V,L1 、L2 是小灯泡,当开关 S 闭合时,电压表的示数为 3V,忽略温度对灯丝电阻的影响,则( )
A. L1 两端的电压为 3VB. L2 两端的电压为 1.5VC. L1 与 L2 的灯丝电阻之比为 1∶2D. 通过 L1 与 L2 的电流之比为 2∶1答案: C
查看解析 ABD.由图可知两灯泡串联,串联电路电流处处相等,电压表测量灯泡 L2 两端电压为 3V,根据串联电路分压可知灯泡 L1 两端电压为
U1 =U−U2 =4.5V−3V=1.5V,
故 ABD 错误;
C.串联电路中,各电阻电压之比等于电阻之比,故 L1 与 L2 的灯丝电阻之比为
R1 ∶R2 =U1 ∶U2 =1.5V∶3V=1∶2,
故 C 正确。
故选 C。
26. 单选题 中等
小明在探究欧姆定律的实验中,将记录的实验数据通过整理作出了如图所示的图象,根据图象,下列说法错误的是()
A. 通过导体 b 的电流与其两端的电压成正比B. a、b 两电阻并联后接到电压为 5V 的电源上时,电路中的总电流为 1.5AC. a、b 两电阻串联接到电压为 3V 的电源上时,a 两端的电压大于 b 的两端电压D. a、b 并联后的总电阻比 a、b 的阻值都小答案: C
查看解析 A.图中 b 电流随电压的变化图象为过原点的倾斜直线,故通过导体 b 的电流与其两端的电压成正比,故 A 正确,不符合题意;
B.由图知,电压为 2.0V 时,通过 a 的电流为 0.4A,通过 b 的电流为 0.2A,总电流为
I=Ia +Ib =0.4A+0.2A=0.6A。
若并联在 5V 的电源上,电源电压变为原来的 2.5 倍,总电阻不变,根据 U=IR 可知,电流变为原来的 2.5 倍,即此时干路电流为
I' =2.5I=2.5×0.6A=1.5A,
故 B 正确,不符合题意;
C.a、b 两电阻串联接到电压为 3V 的电源上时,由串联电路电流和电压规律可得,此时电路中的电流为 0.2A。根据图示可知,a 两端的电压小于 b 的两端电压,故 C 错误,符合题意;
D.根据并联电路的电阻规律可知,a、b 并联后的总电阻比 a、b 的阻值都小,故 D 正确,不符合题意。
故选 C。
27. 单选题 中等
在如图所示的电路中,①②③是电流表或者电压表。开关 S 闭合后,(不考虑温度对灯丝电阻的影响)下列分析正确的是()
A. 若灯泡 L1 、L2 同时发光,则①③不能是同种电表B. 若①③都是电流表,且指针偏转角度相同,则灯泡 L1 、L2 的电阻之比为 5∶1C. 若①③都是电压表,且指针偏转角度相同,则灯泡 L1 、L2 的电阻之比为 4∶1D. 若②③都是电流表,且指针偏转角度相同,则灯泡 L1 、L2 都能发光答案: C
查看解析 A.如果①③都是电流表,②是电压表,则灯泡 L1 、L2 并联,开关 S 闭合后,两灯同时发光;如果①③都是电压表,②是电流表,则灯泡 L1 、L2 串联,开关 S 闭合后,两灯同时发光,故①③可以是同种电表,故 A 错误;
B.若①③都是电流表,②是电压表,则灯泡 L1 、L2 并联,①测干路电流 I,③测通过 L2 的电流 I2 ,由于指针偏转角度相同,通过 L2 的电流与干路电流的比 I2 /I=1/5。
两灯泡的电流之比 I1 /I2 =(I−I2 )/I2 =(5−1)/1=4/1。
并联电路电压相同,据并联分流关系得灯泡 L1 、L2 的电阻比 R1 /R2 =I2 /I1 =1/4,故 B 错误;
C.若①③都是电压表,②是电流表,①测 L2 两端电压 U2 ,③测 L1 、L2 两端电压 U,由于指针偏转角度相同,L2 两端电压 U2 与 L1 、L2 两端电压 U 的比 U2 /U=1/5。
两灯泡的电压之比 U1 /U2 =(U−U2 )/U2 =(5−1)/1=4/1。
串联电路电流相同,据串联分压关系得灯泡 L1 、L2 的电阻比 R1 /R2 =U1 /U2 =4/1,故 C 正确;
D.若②③都是电流表,两灯被短路,都不能发光,故 D 错误。
故选 C。
28. 单选题 中等
在如图 1 所示的电路中。R1 的阻值为 10Ω,R2 的阻值为 30Ω。甲、乙、丙为实验室常见电流表或者电压表,其表盘如图 2 所示。下列各种情况正确的是()
A. 若甲、乙、丙都是电压表,当开关 S、S1 闭合后 U丙 =U甲 =U乙 B. 电路中,甲表和乙表可以同时是电流表C. 若甲、乙、丙都是电压表,当开关 S、S1 闭合后,丙的读数是乙的 4 倍D. 若甲是电压表,乙、丙是电流表,当开关 S 闭合、S1 断开时,乙、丙的指针偏转角度相同答案: C
查看解析 AC.分析电路图可知,当 S 和 S1 闭合后,甲、乙、丙都是电压表,则电压表甲测量 R2 两端电压,电压表乙测量 R1 两端电压,电压表丙测量电源电压,电路为串联电路,由串联电路中电压规律可得
U丙 =U甲 +U乙 。
由于串联电路中各电阻两端的电压之比等于各电阻的阻值之比,则
U甲 /U乙 =R2 /R1 =30Ω/10Ω=3∶1,则丙的读数是乙的读数的 4 倍,故 A 错误,C 正确;
B.分析电路图可知,甲表和乙表都是电流表时,闭合开关 S,会造成电源短路,故 B 错误;
D.如果甲是电压表,乙、丙是电流表,开关 S 闭合、S1 断开时,则 R1 、R2 并联,乙测干路电流,丙测 R1 的电流,由并联电路中各支路电流与各支路电阻成反比可得
I1 /I2 =R2 /R1 =30Ω/10Ω=3∶1。
则乙的示数与丙的示数之比
I乙 /I丙 =(I1 +I2 )/I1 =4/3。
由图 2 可知,电流表的大量程与小量程的分度值的比值为 5∶1,所以乙、丙的指针偏转角度不相同,故 D 错误。
故选 C。
29. 单选题 中等
如图甲所示电路,电源电压保持不变,电阻 R1 =15Ω,图乙为小灯泡 L 的 I‑U 关系图像。当只闭合开关 S1 时,电流表示数 I1 为 0.2A;当开关 S1 、S3 闭合,S2 断开时,电流表示数为 I2 ;当开关 S1 、S2 闭合,S3 断开时,灯泡 L 正常发光,电流表示数为 I3 ,此时灯泡 L 的电阻为 RL 。已知 I2 ∶I3 =2∶3,下列说法中()
①I2 =0.2A ②R2 =6Ω ③RL =12Ω ④I3 =0.45A
A. 只有②④正确B. 只有①④正确C. 只有②③正确D. 只有③④正确答案: D
查看解析 当只闭合开关 S1 时,电路中只有电阻 R1 ,电流表示数 I1 为 0.2A,电源电压
U=I1 R1 =0.2A×15Ω=3V。
当开关 S1 、S2 闭合,S3 断开时,灯泡与电阻 R1 并联,电流表测干路电流,此时灯泡 L 正常发光,由图知灯泡电压为 3V 时,电流为 0.25A,求电流表示数 I3 为
I3 =IL +I1 =0.25A+0.2A=0.45A。
求此时灯泡电阻为
RL =U/IL =3V/0.25A=12Ω,
故③④正确;
由于 I3 =0.45A,I2 ∶I3 =2∶3,求得 I2 =0.3A,故①错误;
当开关 S1 、S3 闭合,S2 断开时,两电阻并联,电流表测干路电流,示数为 I2 =0.3A,求 R2 阻值为
R2 =U/(I2 −I1 )=3V/(0.3A−0.2A)=30Ω,
故②错误。
综上所述,①②错误;③④正确。故 D 符合题意。
故选 D。
30. 单选题 困难
如图甲所示的电路中,电源电压不变,电流表的量程为 0‑0.6A,电压表的量程为 0‑15V,滑动变阻器的规格为 “200Ω 1A”。在滑动变阻器的滑片移动的过程中,电压表的示数与滑动变阻器接入电路的电阻的关系如图乙所示。若要求电流表和电压表的示数都不能超过所选的量程,下列说法中()
①电源电压为 18V
②R1 的电阻是 20Ω
③电流表示数变化范围是 0.15A‑0.6A
④滑动变阻器接入电路中的电阻范围是 40Ω‑10Ω
A. 只有①②④正确B. 只有①③④正确C. 只有②③④正确D. 只有①②③正确答案: D
查看解析 ①②.由电路图可知,闭合开关 S 后,R1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。由图乙可知,当变阻器接入电路中的电阻 R2 =40Ω 时,其两端的电压 U2 =12V,因串联电路中各处的电流相等,所以,此时电路中的电流 I1 =I2 =U2 /R2 =12V/40Ω=0.3A。
电源的电压:U=I1 R1 +U2 =0.3A×R1 +12V。
当变阻器接入电路中的电阻 R'2 =70Ω 时,其两端的电压 U'2 =14V,此时电路中的电流 I'1 =I'2 =U'2 /R'2 =14V/70Ω=0.2A。
则电源的电压:U=I'1 R1 +U'2 =0.2A×R1 +14V。
联立可得:U=18V,R1 =20Ω,故①②正确;
③.当电压表的示数 U2 大 =15V 时,根据串联电路的分压特点可得 R1 两端的电压:U1 =U‑U2 大 =18V‑15V=3V。
此时电路中的电流 I3 =U1 /R1 =3V/20Ω=0.15A。
此时滑动变阻器接入电路中的电阻 R''2 =U2 大 /I3 =15V/0.15A=100Ω<200Ω。
则电路中电流表的最小示数为 0.15A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最大。当滑动变阻器接入电阻为 0 时,电路中的电流 I4 =U/R1 =18V/20Ω=0.9A>0.6A。
则电路中的最大电流为 0.6A,所以,电流表示数的变化范围是 0.15A~0.6A,故③正确;
④.根据 I=U/R 可知电路中的最小总电阻为 R总小 =U/I大 =18V/0.6A=30Ω。
根据串联电路的总电阻等于分电阻的阻值之和可知,滑动变阻器接入电路中的最小电阻 R2 小 =R总小 ‑R1 =30Ω‑20Ω=10Ω。
则滑动变阻器接入电路中的电阻变化范围是 10Ω~100Ω,故④错误。
综上所述,①②③正确,④错误,故 D 正确,ABC 错误。
故选 D。