物理第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用优秀课后复习题
展开第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
知识点1 欧姆定律在串联电路中的应用
1.如图甲所示是一款甲醛浓度检测仪,其检测原理如图乙所示,R0是定值电阻,传感器R1的电阻随甲醛浓度的增大而减小。下列说法正确的是( )
A.当甲醛浓度增大时,电压表的示数变大
B.当甲醛浓度增大时,电流表的示数变小
C.当甲醛浓度减小时,电压表的示数变大
D.当甲醛浓度减小时,电流表的示数变大
2.定值电阻 R1=10Ω,R2=20Ω,接入如图所示电路中,闭合开关S,则R1、R2两端的电压之比U1∶U2= 。若电源电压为6V,则R1两端电压为 V。
3.如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R1=5Ω,R2=10Ω。闭合开关S,电压表的示数为4V,则电源电压为 V。
4.图甲的电路中,电源电压恒为10V,滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω,0.4A”字样,图乙为R1的I-U图像,R1的阻值为 Ω。当电路中电流为0.25A时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为 Ω。为了不损坏滑动变阻器,R2接入电路的阻值应不小于 Ω。
5.如图所示电路中定值电阻R1=10Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。闭合开关,当滑片P在a端时,电流表示数为0.3A。滑片P在b端时电压表的示数为2V。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
(3)若将图中电源改为7.5V,电流表选择0-0.6A量程,电压表选择0-3V量程,为保证电表安全,试求滑动变阻器的取值范围。
6.有一只小灯泡,它正常工作时电压是5V,此时它的电阻为10Ω。若将此灯泡接在电压为8V的电源上,要使它正常工作,需要串联一个多大的电阻?此时通过这个电阻的电流多大?
知识点2 欧姆定律在并联电路中的应用
7.现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,则将如图部分电路分别接到同一电源上,电流表示数最大的是( )
A. B.
C. D.
8.下列说法错误的是( )
A.串联电路中,任何一个分电阻总小于串联的总电阻
B.并联电路中,并联的总电阻等于各分电阻的倒数之和
C.串联电路中,电阻越大,它两端的电压就越高
D.并联电路中,电阻越大,通过它的电流就越小
9.两电阻串联后的总电阻为10Ω,则两个电阻并联后的总电阻最大为( )
A.2.5ΩB.5ΩC.10ΩD.20Ω
10.如图所示的电路,不考虑灯泡电阻的变化,开关由闭合到断开,电流表A1、A2的示数I1、I2、电路等效电阻的变化正确的是( )
A.I1变小,I2变大,等效电阻变大
B.I1不变,I2变大,等效电阻变小
C.I1变大,I2变小,等效电阻不变
D.I1不变,I2变小,等效电阻变大
11.如图所示,甲、乙两根铜棒的长度相同,乙的横截面积较小,把它们并联在电路( )
A.甲的电阻大于乙的电阻B.甲两端电压等于乙两端电压
C.两支路电流比较I甲<I乙D.图中总电阻大于乙的电阻值
12.如图1所示的电路,定值电阻R1=10Ω,图2是R2的电阻随环境温度变化的关系图像,电源电压保持不变。
(1)当环境温度为40℃时,电流表的示数为0.5A,求电源电压;
(2)当电流表的示数变为0.25A时,周围的环境温度是多少?
13.如图所示电路,R1=R2=12Ω,电源电压为18 V。求:
(1)R1、R2并联后的总电阻是多少?
(2)电流表的示数是多少?
14.如图所示,电源电压恒定,R1=30Ω,R2=60Ω.当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1A。求:
(1)电源电压;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数。
参考答案:
1.A
【详解】R1与R0串联,电压表测定值电阻R0的电压,电流表测电路的电流。
AB.已知传感器R1的电阻随甲醛浓度的增大而减小,故当甲醛浓度增大时,R1的电阻变小,根据串联电路电阻的规律可知电路的总电阻变小,由欧姆定律可知电路中的电流变大,即电流表示数变大,根据可知R0两端的电压变大,即电压表示数变大,故A正确,B错误;
CD.当甲醛浓度减小时,传感器R1的电阻变大,根据串联电路电阻的规律可知电路的总电阻变大,由欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表示数变小,根据可知,R0两端的电压变小,即电压表示数变小,故CD错误。
故选A。
2. 1∶2 2
【详解】[1]R1、R2两个电阻是串联的,故通过它们的电流大小相等,根据欧姆定律U=IR可知,在电流不变时,电压与电阻成正比,则R1、R2两端的电压之比
U1∶U2=R1∶R2=10Ω∶20Ω=1∶2
[2]若电源的电压为6V,根据欧姆定律及串联电路的电阻规律,电路的电流为
根据欧姆定律可知 R1两端电压为
U1=IR1=0.2A×10Ω=2V
3.12
【详解】由电路图可知,两电阻串联,电压表测量定值电阻R1两端的电压。根据欧姆定律可得,电路中的电流为
电源电压为
U=I(R1+R2)=0.8A×(5Ω+10Ω)=12V
4. 20 20 5
【详解】[1]由图乙可知,当U1=6V时,I1=0.3A,由欧姆定律可知R1的阻值为
[2]由图甲可知,两电阻串联接入电路,当电路中电流为0.25A时,电路中的总电阻为
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电阻为
[3]滑动变阻器的铭牌上标有“50Ω,0.4A”字样,由滑动变阻器的铭牌可知电路中允许通过的最大电流I最大=0.4A,此时滑动变阻器接入电路中的电阻最小,则电路中的最小总电阻为
滑动变阻器接入电路中的最小阻值为
5.(1)3V;(2)20Ω;(3)2.5~6.67Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,闭合开关,定值电阻R1和滑动变阻器R2串联,电流表测量电路中的电流,电压表测量R2两端的电压。当滑片P在a端时,R2接入电路的阻值为零,电路为R1的简单电路,已知此时电路中的电流为I=0.3A,由欧姆定律则电源电压为
U=IR1=0.3A×10Ω=3V
(2)滑片P在b端时,R2接入电路的阻值最大,已知此时R2两端的电压为U2=2V,因为串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,所以R1两端的电压为
U1=U-U2=3V-2V=1V
R2两端的电压为R1端的电压2倍,由分压原理,R2的最大阻值为
R2=2R1=2×10Ω=20Ω
(3)当R2接入电路的阻值最大时,电路中的电流最小,根据串联电路的分压原理可知,R2两端的电压最大,由于电压表所选量程为0~3V,所以R2两端的最大电压为
U2大=3V
此时R1两端的最小电压为
U1小=U′-U2大=7.5V-3V=4.5V
电路中的最小电流为
由欧姆定律,R2接入电路的最大阻值为
当R2接入电路的阻值最小时,电路中的电流最大,因为电流表所选量程为0~0.6A,所以电路中的最大电流为I大=0.6A,此时电路中的总电阻为
则R2接入电路的最小阻值为
R2小=R-R1=12.5Ω-10Ω=2.5Ω
故滑动变阻器的取值范围为2.5~6.67Ω。
答:(1)电源电压为3V;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω;
(3)若将图中电源改为7.5V,电流表选择0~0.6A量程,电压表选择0~3V量程,为保证电表安全,滑动变阻器的取值范围为2.5~6.67Ω。
6.6Ω,0.5A
【详解】解:小灯泡正常工作时的电压UL=5V,电阻RL=10Ω,因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流
因串联电路中电流处处相等,所以通过电阻的电流为
IR=I=0.5A
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压
UR=U-UL=8V-5V=3V
则串联电阻的阻值
答:要使它正常工作,需要串联一个6Ω的电阻,这个电阻的电流是0.5A。
7.B
【详解】同一电源电压U不变,由欧姆定律可知A选项图中电流:;由B选项图可知,R1与R2并联,电流表测量干路的电流,由并联电路电流特点和欧姆定律可知
由C选项图可知,R1与R2串联,由串联电路电阻特点可知,电路的总电阻
R串=R1+R2
由欧姆定律可知,电路中的电流
由欧姆定律可知D选项图中电流。因为R1>R2,所以IB>ID>IA>IC,即B选项图中电流表示数最大,故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
8.B
【详解】A.由于串联电路总电阻等于各串联电阻之和,则串联电路中任何一个电阻小于串联总电阻,故A正确,不符合题意;
B.并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,故B错误,符合题意;
C.由于串联电路中电流相等,电阻越大,根据U=IR可知它两端的电压就越大,故C正确,不符合题意;
D.由于并联电路中电压相等,电阻越大,根据可知通过它的电流就越小,故D正确,不符合题意。
故选B。
9.A
【详解】设两个电阻分别为R1和R2,两个电阻串联后的总电阻为
并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和
则
因为,所以,根据二次函数图象可知,当R1=5Ω时,R并的值最大,则R并=2.5Ω,故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
10.D
【详解】AB.由图可知,开关闭合时,该电路为并联电路,电流表A2测量干路中的电流,电流表A1测量通过灯泡L1的电流;开关断开时,电路为L1的简单电路,两个电流表测量电路中的电流;根据并联电路的电流规律可知,开关S断开后,电流表A2示数变小,即I2变小,故AB错误;
CD.并联电路中,各支路互不影响,所以电流表A1示数不变,即I1不变;根据并联电路的电阻关系可知,开关断开后,电路的总电阻变大,即等效电阻变大,故C错误,D正确。
故选D。
11.B
【详解】A.导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。当导体的材料、长度和温度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小,因为甲的横截面积小于乙的横截面积,所以甲的电阻小于乙的电阻,故A不符合题意;
B.由图知道,甲、乙并联在电路两端,因为并联电路各支路两端的电压相等,所以甲、乙两端的电压相等,故B符合题意;
C.由欧姆定律知道,当电压一定时,通过导体的电流跟导体的电阻成反比,因为甲的电阻小于乙的电阻,所以通过甲的电流大于乙的电流,故C不符合题意;
D.甲乙并联在电路中,根据并联电路中电阻的特点知道,电阻并联时相当于增大了导体的横截面积,总电阻会减小,则总电阻小于乙的电阻,故D不符合题意。
故选B。
12.(1)15V;(2)20℃
【详解】解:由电路图可知,闭合开关,定值电阻R1和R2串联,电流表测电路中的电流。
(1)当环境温度为40℃时,由图像可知
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,则总电阻
所以,由可得,电源电压
(2)当电流表的示数变为0.25A时,由可得,电路的总电阻
此时R2的阻值
由图像可知,R2的阻值为50Ω时,环境温度是20℃。
答:(1)电源电压为15V;
(2)当电流表的示数变为0.25A时,周围的环境温度是20℃。
13.(1)6Ω;(2)3 A
【详解】解:(1)电阻R1和R2并联,根据并联电路的电阻关系,所以
(2)电流表测的是干路电流,所以
答:(1)R1、R2并联后的总电阻是6Ω;
(2)电流表的示数是3A。
14.(1)9V;(2)0.45A
【详解】解:(1)当开关S3闭合,S1、S2都断开时,R1与R2串联,电流表测电路中的电流。串联电路中总电阻等于各分电阻之和,根据欧姆定律可得,电源的电压
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流。并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,电路中的总电阻
干路电流表的示数
答:(1)电源电压为9V;
(2)当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.45A。
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