5.3等效电路　2024—2025学年教科版九年级上册物理

2024—2025学年九年级上册物理教科版5.3等效电路 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．如图所示，将两电阻串联接入电路中，R1=5Ω，R1两端的电压U1=2V，R2两端的电压U2=4V。则以下说法正确的是（　　） A．电源电压为4V B．电路中的电流为0.4A C．R1与R2的阻值之比为2∶1 D．R1与R2的阻值之比为1∶1 2．下列情况中，等效电阻最大的是（　　） A．20Ω，20Ω串联 B．30Ω，20Ω并联 C．30Ω，20Ω串联 D．30Ω，1000Ω并联 3．两个电阻R1和R2，并联时的总电阻为3Ω，且通过它们的电流之比I1：I2=1：3，则R1、R2的阻值分别为 A．12Ω，4Ω B．12Ω，9Ω C．4Ω，12Ω D．9Ω，3Ω 4．如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从右端向中点移动时，下列说法正确的是（　　）    A．电压表V1与电压表V2的示数之和保持不变 B．电压表V2与电流表A的示数之比保持不变 C．电流表A的示数变小，电压表V1的示数变大 D．电流表A的示数变大，电压表V2的示数变小 5．如图所示的电路中，电源电压保持不变，当闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片 P 从图示的位置向右移动过程中，下列说法中正确的是（　　） A．电压表示数变大，电流表A2示数不变 B．总电阻变大，电流表 A1示数变小 C．电流表A1与A2示数的差值变大 D．电压表示数与电流表A2示数的比值变大 6．实验室有甲、乙两只定值电阻，甲标有“15Ω 1.0A”字样，乙标有“10Ω 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为 （　　） A．25V B．35V C．17.5V D．12.5V 7．下列事例中，运用相同科学研究方法的是（    ） ①探究导体中电流大小与导体两端电压的关系 ②用水流比作电流 ③用总电阻替代两个串联的电阻 ④探究物质质量与体积的关系 A．①与③ B．①与④ C．②与③ D．②与④ 8．已知电阻R1和R2的阻值大小关系为R1<R2，则图所示的四个电路中总电阻最小的是（  ） A． B． C． D． 9．如图所示，电源电压恒定．若在电路中再并联一个电压表，当滑动变阻器R2的滑片P从a端移至b端，电压表的示数从零变为6V；当滑片P位于中点c时，电压表的示数为U．下列判断正确的是（ ） A．电压表并联在R1两端，U=3 V B．电压表并联在R1两端，U＞3 V C．电压表并联在R2两端，U＞3 V D．电压表并联在R2两端，U＜3 V 10．如图所示电路，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器。电源电压不变，开关S1、S2、S3处于断开状态。下列判断正确的是（　　） A．只闭合S1和S3，向右移动R2的滑片，电流表示数减小，电压表示数变大 B．只闭合S1和S2，向左移动R2的滑片，电流表示数始终不变 C．只闭合S1，电流表示数为I1；只闭合S2，电流表示数为I2，则I2大于I1 D．只闭合S2，向左移动R2的滑片，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值变大 11．下列说法正确的是（　　） A．电荷移动的方向就是电流的方向 B．道路两旁的路灯总是晚上同时亮，早上同时灭，它们是串联的 C．一轻质小球与丝绸摩擦过的玻璃棒相互吸引，说明小球带负电 D．教室里同时工作的日光灯越多，电路中的总电阻越小 12．如图所示电路，已知R1=15Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电压表V1和V2的示数比为3：5，电流表A的示数为1A，若将电压表V1换成电流表A1，则电流表A1的示数为2A。下列说法正确的是（　　） A．电源电压是8V B．R2的阻值是40Ω C．R3的阻值是45Ω D．闭合开关，电压表V1的示数是3V 13．如图所示，电源电压不变，当开关S闭合时，电流表的示数为0.8A．开关S断开后，电流表的示数改变了0.5A．则R1与R2的阻值之比为（ ） A．13：5 B．3：5 C．5：3 D．5：13 14．如图所示，电源电压恒定不变，R1 : R2 = 1 : 2．当开关S1 、S2都闭合时，电流表的示数为I；当开关S1闭合、S2断开时，电流表示数为I´．则I : I´为 A．2 : 1 B．1 : 2 C．3 : 1 D．1 : 3 15．如图所示，电源两端电压保持不变，闭合开关S后，过了一会儿灯L突然变亮，电压表和电流表示数都变大，则该电路出现的故障可能是（　　） A．灯L短路 B．灯L断路 C．电阻R断路 D．电阻R短路 二、填空题 16．街道上的路灯同时发光同时熄灭，如果看到其中一盏灯因故障而熄灭，但其他路灯依然发光，由此可以断定路灯的连接方式为 联（选填“串”或“并”），此时电路的总电阻比这盏灯没有熄灭前 （选填“变大”、“变小”）． 17．如图所示电路中，电源电压保持不变，灯泡电阻不随温度变化，电路中灯L2和L3的规格相同。只闭合开关S2时，灯泡 亮，电压表V1的示数为9V，电流表A2示数为1.8A；当同时闭合S1、S2、S3时，电流表A的示数为2.7A，此时电流表A1示数为 A。若用电压表V2替换电流表A1，闭合开关S1、S3，断开S2，电压表V2和V1的偏转角度相同，则电压表V2的示数是 V。 18．阻值为R1=20Ω，R2=30Ω的两个电阻，串联在电路中，则这两电阻两端的电压之比U1∶U2= ，通过它们的电流之比I1∶I2= ；并联时总电阻等于 Ω。 19．实验室有甲、乙两只灯泡，甲标有“10V 1.0A”字样，乙标有“6V 0.5A”字样。现把它们串联起来，则该串联电路两端允许加的最高电压为 V（不考虑温度对灯泡电阻的影响）。 三、实验题 20．小明利用如图甲所示的电路探究电流跟电阻的关系。已知电源电压为6V且保持不变，实验用到的电阻阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω。    （1）请根据图甲将图乙所示的实物电路连接完整 （两根导线且导线不允许交叉）； （2）实验中，要探究电流跟电阻的关系，应该保持定值电阻两端电压不变，这里体现的研究方法是 法； （3）实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，目的是： 。然后记下电流表的示数，得到如图丙所示的电流I随电阻R变化的图象； （4）由图丙图象可以得出结论： ； （5）为完成整个实验，应该选取最大阻值不小于 Ω的滑动变阻器。 四、综合题 21．现有一个粗细均匀的金属圆环，它是由一段铜丝和一段同种材料制成的电阻丝连接而成的。为了研究它的导电性，小科把它接入到如图甲所示的电路中。实验时，小科先将触点M与圆环上的A点连接，再移动滑动变阻器R1的滑片P，移至最右端后，闭合开关S，将触点N从A开始沿逆时针方向滑动一周，在触点N滑动的过程中，触点M、N之间的电阻等效于一个变化的电阻，记为RMN。设滑过弧MN的长为x，电流表示数I与x之间的关系如图乙所示。已知电源电压恒为4.5V，铜丝的阻值不计，触点接触良好。粗细均匀、同种材料制成的电阻丝阻值与其长度成正比。 （1）由图乙可知，该金属圆环中铜丝的长度是 cm。 （2）在触点P滑动过程中，RMN的最大值是多少 。？ （3）每1cm电阻丝的阻值是 。（提示：图甲中M、N之间的电阻等效于M、N之间两段弧形金属丝并联后的总电阻） （4）如图丙所示，把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移到最左端后，闭合开关S，求电流表的最大值 。。（计算过程中不需要说明取最大值的理由） 五、计算题 22．实验室里常用欧姆表来直接测量电阻。如图所示是欧姆表的简化结构图，它由灵敏电流表、电源、变阻器等组成。在A、B间接入一待测电阻Rx，电路中就有一个对应的电流I，故由电流表的指针位置可以知道电阻Rx的大小。为了方便测量，事先在电流表的刻度盘上标出了电阻的欧姆值，欧姆表在测量前都需要调零，即把欧姆表的A、B两接线柱短接，调节变阻器的滑片位置便电流表满偏（指针指在最大刻度处）。若某欧姆表的刻度值是按电源电压为1.5V来刻度的，满偏电流为15mA．求： （1）当欧姆表正常工作时的内阻是多大？ （2）当A、B间接入待测电阻Rx时，发现指针偏转到满偏电流的处，则待测电阻Rx的阻值是多大？ （3）若在使用一段时间后，发现电源电压降为1.2V，用这个欧姆表测得某电阻为200Ω，则这个电阻的实际值为（不考虑电源本身的电阻）多大？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B C A D B D B D C B 题号 11 12 13 14 15 答案 D C C C D 1．B 【详解】A．根据串联电路电压规律可知，电源电压 U=U1+U2=2V+4V=6V 故A错误； B．通过R1的电流为 串联电路各处电流都相等，所以 I1=I2=0.4A 故B正确； CD．串联电路，电压与电阻成正比 故CD错误。 故选B。 2．C 【详解】根据串联电路电阻的特点，20Ω与20Ω串联，总电阻 RA=20Ω+20Ω=40Ω 30Ω，20Ω串联，总电阻 RC=30Ω+20Ω=50Ω 根据并联电路电阻的特点，30Ω，20Ω并联，总电阻RB<20Ω；30Ω，1000Ω并联，总电阻RD<30Ω；比较ABCD阻值大小最大的为C选项50Ω，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 3．A 【详解】∵I＝，两电阻并联，∴I1R1＝I2R2，∴R1:R2＝I2:I1＝3:1，即：R1＝3R2，∵++∴R2＝R＝×3Ω＝4Ω，∴R1＝3R2＝3×4Ω＝12Ω.故选A. 【点睛】由题知，两电阻并联，知道通过电阻的电流关系，根据欧姆定律和并联电路的电压关系可得两电阻的阻值之比；又知道并联时的总电阻，根据并联电阻的关系求两个电阻的阻值． 4．D 【详解】由图可知，闭合开关S，R1与R2串联，电压表V1测量电源电压，电压表V2测量R2两端的电压，电流表测量电路中的电流。因为电源电压不变，所以V1的示数不变；将滑动变阻器的滑片P从右端向中点移动时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电压表V2与电流表A的示数之比等于R2的阻值，故比值减小，根据串联分压原理可知，R2两端的电压变小，电压表V2的示数变小，则电压表V1与电压表V2的示数之和变小；因为R1阻值不变，则电路的总电阻变小，根据欧姆定律可知，通过电路的电流变大，电流表A的示数变大，故D正确，ABC错误。 故选D。 5．B 【详解】由图得，滑动变阻器R2与定值电阻R1并联，电压表测量电源电压，电流表A1测量干路电流，电流表A2测量定值电阻R1电流，滑动变阻器的滑片P从图示的位置向右移动过程中，滑动变阻器接入电路中电阻变大。 A．电源电压不变，电压表示数不变；并联电路中，各个用电器互不影响，电流表A2示数不变，故A错误；     B．总电阻变大，由欧姆定律得干路电流变小，电流表 A1示数变小，故B正确； C．并联电路中，各支路电压相等，滑动变阻器电压等于电源电压，滑动变阻器接入电路中电阻变大，由欧姆定律得，滑动变阻器的电流变小，电流表A1与A2示数的差值为滑动变阻器的电流，因此电流表A1与A2示数的差值变小，故C错误；     D．电压表示数与电流表A2示数的比值为定值电阻R1的阻值不变，故D错误。 故选B。 6．D 【详解】串联电路中各处的电流相等，当两电阻串联时，电路中的最大电流 I＝I2＝0.5A 串联电路中的总电阻等于各分电阻之和，由欧姆定律，该串联电路两端允许加的最高电压 U＝I（R1+R2）＝0.5A×(15Ω+10Ω)＝12.5V 故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 7．B 【详解】初中阶段常见的物理方法有：控制变量法、等效替代法、归纳法、对比法等。①探究导体中电流与电压的关系，需要保持电阻一定，改变导体两端电压，采用的是控制变量法；②用水流比作电流，采用的是类比法；③在探究串联电路中电阻的规律时，利用了等效替代的方法，当一个电阻在电路中作用与多个电阻共同作用效果相同时，此电阻就可以认为是那几个电阻的总电阻，从而得出串联电路中电阻的关系；④探究物质质量与体积的关系，需要保证物质的密度不变，采用的是控制变量法。综上可知，运用相同的研究方法的是①与④。故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 8．D 【详解】电阻是越串总电阻就越大，越并总电阻就越小，串联后的总电阻比最大的电阻大，而并联后的总电阻比最小的电阻还要小，所以并联时总电阻最小。 故选D。 9．C 【详解】当滑动变阻器R2的滑片P从a端移至b端，变阻器连入电路中的电阻变大，根据分压原理，变阻器的电压变大，由串联电路电压的规律，变阻器的电压变大，故电压表只能并联在变阻器的两端；故AD错误；当滑动变阻器R2的滑片P从a端移至b端，电压表的示数从零变为6伏，当变阻器连入电路中的电阻最大时，由电阻的串联和欧姆定律，电路中的电流：I＝，根据欧姆定律，此时电压表示数：U2＝U总＝6V------①；①两边同乘以得：＝3V------②，同理，当滑片移动到中点时，电压表示数：U＝------③，因③式右边的分母比②式左边分母小，故U2>3V，故C正确，D错误．故选C． 【点睛】由题意，根据分压原理确定电压表的连接，根据串联电阻的规律和欧姆定律分别得出两种情况下电压表的示数表达式，比较大小． 10．B 【详解】A．只闭合S1和S3，两电阻并联，电流表测干路电流，电压表测电源电压，所以向右移动R2的滑片时，电压表示数不变；由于R2接入电阻变大，根据可知，电压不变时，电流表示数减小，故A错误； B．只闭合S1和S2，只有R1接入电路，电阻R2被短路，电流表测电路中的电流，所以向左移动R2的滑片，对电路不起作用，电流表示数始终不变，故B正确； C．只闭合S1，只有R1接入电路，电流表示数为；只闭合S2，两电阻串联，电流表示数为，可见I2小于I1，故C错误； D．只闭合S2，两电阻串联，电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值等于定值电阻R1的阻值，所以电压表示数的变化量与电流表示数的变化量的比值不变，故D错误。 故选B。 11．D 【详解】A．正电荷定向移动的方向规定为电流方向，故A错误； B．街道的照明灯同时亮，同时灭，但如果一只损坏其余的还可以继续工作，因此是并联的，故B错误； C．带电体有吸引轻小物体的性质，一轻质小球与丝绸摩擦过的玻璃棒相互吸引，可能是小球带负电，也可能是不带电，故C错误； D．教室内的电灯是并联的，在并联电路中，并联的电阻越多，则总电阻越小，故D正确。 故选D。 12．C 【详解】ABC．去掉电压表后可知三个电阻串联，电压表V1和V2的示数之比为3：5，由串联电路中电压跟电阻成正比的特点可得 (R1+R2)：(R2+R3)=3：5﹣﹣﹣﹣① 而电源电压 U=I(R1+R2+R3) 即 U=1A×(R1+R2+R3)﹣﹣﹣﹣② 若将电压表V1换成电流表A1，电路中只有R3接在电源两端，可得 U=I′R3 即 U=2A×R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③ 根据②③可得 R1+R2=R3，R2=R3-R1 代入①可得，R3的阻值 R3=3R1=3×15Ω=45Ω 则R2的阻值 R2=R3-R1=45Ω-15Ω=30Ω 根据③可得电源电压 U=I′R3=2A×45Ω=90V 故AB错误，C正确； D．闭合开关，电压表V1测R1、R2的电阻，其示数是 U1=I(R1+R2)=1A×(15Ω+30Ω)=45V 故D错误。 故选C。 13．C 【详解】开关S断开时电路为R1的简单电路，当开关S闭合时两电阻并联，电流表测干路电流；∵并联电路中各支路独立工作、互不影响，∴开关S断开后，通过R1的电流不变，改变的电流是通过R2的电流即I2＝0.5A，∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和，∴通过R1的电流： ， ∵并联电路中各支路两端的电压相等，∴根据欧姆定律可得： 。 故选C。 14．C 【详解】当开关S1 S2都闭合时,电路为R1的简单电路,R2被短路，电流表的示数为I＝，当开关S1闭合、S2断开时,电阻R1、R2串联，电流表的示数为I´＝，所以 ＝．故选C． 【点睛】当开关S1 S2都闭合时，电路为R1的简单电路，R2被短路，根据欧姆定律求出电路中的电流；当开关S1闭合、S2断开时，电阻R1、R2串联，根据电阻的串联特点和欧姆定律求出电路中的电流，进一步求出两电路中电流表的示数之比． 15．D 【详解】由电路图可知，灯泡L与电阻R串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡L两端的电压，因过了一会儿灯L突然变亮，两表示数都变大，所以，电路是通路；因此时灯泡发光，所以，灯泡不可能短路，而当R短路时，电路中总电阻变小，电流变大，所以电流表示数变大，且此时电路中只有灯泡L工作，所以灯泡L两端的电压此时等于电源电压，比串联时灯泡两端电压大，所以电压表示数变大，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D。 16． 并 变大 【分析】串联电路中各用电器之间相互影响；并联电路中各个用电器之间互不影响，独立工作；电阻的并联实质是增大了导体的横截面积． 【详解】街道上的路灯同时发光同时熄灭，如果看到其中一盏灯因故障而熄灭，但其他路灯依然发光，说明各个用电器互不影响，应该是并联的；此时相当于导体横截面积变小，故总电阻变大． 17． L1 0.9 5 【详解】[1]只闭合开关S2时，电路中只有灯L1发光。电压表V1测电源电压为9V，电流表A2测灯L1的电流。则灯L1的电阻 [2]同时闭合S1、S2、S3时，三盏灯并联，灯L1的电流示数不变，仍为1.8A，电路中灯L2和L3的规格相同，则电流相同，电流表A1测电路中灯L2和L3的总电流，电流表A测通过三盏灯的总电流，示数为2.7A，据并联电路电流特点得电流表A1的示数 据欧姆定律变形式得灯L2、L3的电阻 [3]若用电压表V2替换电流表A1，闭合开关S1、S3，断开S2，三盏灯串联，电压表V1测灯L1两端电压，电压表V2测灯L1和灯L2两端电压，据串联分压公式得灯L1两端电压 电压表V2和V1的偏转角度相同，则电压表V2的示数 18． 2∶3 1∶1 12 【详解】[1][2]两电阻串联在电路中时，因串联电路中各处的电流相等，所以 由 可得，这两电阻两端的电压之比 因串联电路中各处的电流相等，所以通过两电阻的电流之比 I1∶I2=1∶1 [3]两电阻并联时，因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以 解得 R=12Ω 19．11 【详解】两灯泡的电阻分别为 根据串联电路中各处的电流相等，当两电阻串联时，电路中的最大电流 I=I2=0.5A 根据串联电路中的总电阻等于各分电阻之和和欧姆定律可得该串联电路两端允许加的最高电压 U=I(R1+R2)=0.5A×(10Ω+12Ω)=11V 20．    控制变量 见解析 见解析 35 【详解】（1）[1]滑动变阻器应与定值电阻串联，由图乙可知，滑动变阻器下面的接线柱已连入电路，只需将上面任意一个接线柱与定值电阻右边的接线柱相连；电压表应与定值电阻并联，由图乙可知，电压表的“3”接线柱已接入电路，需要将电压表的“﹣”接线柱接到定值电阻的右边接线柱即可，如下图所示：    （2）[2]探究电流跟电阻的关系，只改变定值电阻的阻值，而保持定值电阻两端电压不变，这种研究方法称为控制变量法。 （3）[3]根据控制变量法，研究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端的电压相同，因此实验中多次改变R的阻值，调节滑动变阻器的滑片，目的是保持定值电阻两端电压不变。 （4）[4]由图象可知，导体的电阻增大，通过导体的电流减小，通过导体的电流与导体的电阻的乘积保持不变，故可得出结论：导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 （5）[5]由图象可知，定值电阻两端所控制的电压 且每组对应的电流与电阻的乘积都是定值2.5V，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压 变阻器分得的电压与电压表示数的位数关系是 根据分压原理，当接入25Ω电阻时，变阻器连入电路中的电阻为 R滑=1.4×25Ω=35Ω 即所选择的变阻器的最大阻值不能小于35Ω。 21． 10 4Ω 0.4Ω 1.2A 【详解】（1）[1]铜丝电阻忽略不计，相当于导线，当滑片在铜丝上移动时，金属圆环的总电阻不变，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流不变，由图乙可知，x从30cm到40cm的过程中，电路的电流不变，则该金属圆环中铜丝的长度为 （2）[2]当x＝0或x＝50cm时，金属圆环接入电路中的电阻为零，此时电路为R1的简单电路，由图乙可知，电路中的电流I大＝0.9A，由可得变阻器接入电路中的电阻为 当电路中的电流最小时，电路的总电阻最大，金属圆环接入电路中的电阻最大，由图乙可知，电路中的电流I小＝0.5A，此时电路的总电阻为 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，M、N之间的最大值 （3）[3]由题意可知，M、N之间两段弧形金属丝并联，分别设为R3、R4，如下图所示 因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以 即 因金属圆环中电阻丝的总电阻一定，即R3+R4的值不变，所以，由数学知识“两个正数和一定，两数相同时乘积最大”可知，R3＝R4时，M、N之间的总电阻最大，则 即 解得 金属圆环中电阻丝的总电阻 由图乙可知，金属圆环中电阻丝的总长度 所以，每1cm电阻丝的阻值是 （4）[4]把M、N接到圆环其中一条直径的两端，将滑片P移动到最左端后，电路为圆环的简单电路，由电阻的并联可知，当铜丝全部位于MN上方（或下方）时，上方（或下方）的电阻最小，则电路的总电阻最小，此时MN上、下两部分电阻丝的电阻分别为 此时电路总电阻为 则电流表的最大值为 22．（1）；（2）；（3） 【详解】解：（1）由题知，当用导线把A、B两端直接连接起来时电路中的电流为15mA，根据 可得，欧姆表正常工作时的内阻 （2）当A、B间接入待测电阻Rx时，此时待测电阻Rx与欧姆表的内阻串联，此时指针偏转到满偏电流的处，则电路中的电流为 根据 可得总电阻 根据串联电路的总电阻等于各分电阻之和可得Rx的阻值 （3）测量值为 时的电流值 因欧姆表在测量前都需要调零，即把欧姆表的A、B两接线柱短接，所以，欧姆表重新调零后的内阻为 则欧姆表重新调零后进行测量时 即 解得 答：（1）当欧姆表正常工作时的内阻是100Ω； （2）当A、B间接入待测电阻Rx时，发现指针偏转到满偏电流的处，则待测电阻Rx的阻值是200Ω； （3）若在使用一段时间后，电源电压降为1.2V，用这个欧姆表测得某电阻值为时间时，则这个电阻的实际阻值为220Ω。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$