内容正文:
2025年中考物理专题复习:欧姆定律在并联电路中的应用
一、选择题
1.已知R1<R2,按如图中的四种方式分别接到同一电源两端,则电路中总电流最大的是( )
A. B.
C. D.
2.如图所示,电源两端的电压恒定闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则(不考虑灯丝电阻受温度的影响)( )
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变小
C.电压表示数不变
D.电压表与电流表示数比值变大
3.如图所示,R1的电阻是30Ω,R2的电阻是20Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表的示数是0.3A,再闭合开关S1时电流表的示数是( )
A.0.3A B.0.5A C.0.6A D.0.2A
4.如图所示,电源电压不变,电阻R=10Ω,电流表的示数为0.6A,若要使电流表的示数变为1.2A( )
A.在电阻R两端并联一个5Ω的电阻
B.在电阻R两端并联一个10Ω的电阻
C.在电路中串联一个5Ω的电阻
D.在电路中串联一个10Ω的电阻
5.如图所示的电路,闭合开关后,两电流表的指针正常偏转且偏转角度相同,R1和R2的电阻之比为( )
A.1:5 B.1:4 C.4:1 D.5:1
二、填空题
6.如图所示电路,电源电压为6V,定值电阻R1为20Ω,闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则电流表A1的示数为 A,定值电阻R2的阻值为 Ω。
7.在如图所示的电路中,闭合开关S,电流表A1,A2的示数之比为I1:I2=2:1,则电阻之比为R1:R2= ,电流表A1、A3的示数之比为I1:I3= 。
8.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时2的示数将 (变大/不变/变小),电压表V1与电流表A示数的比值将 (变大/不变/变小)。
9.用电流表和已知阻值的电阻测小灯泡的电阻,在测量时,如图所示0并联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过灯泡L的电流I2,R0两端电压的表达式为U= ,小灯泡的电阻表达式为R= 。
10.如图,电源电压恒定不变,R1=20Ω,闭合开关S、S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为 V,10s内电流通过R1产生的热量为 J;再闭合开关S2,调节R2,使电流表示数为0.5A,则此时变阻器R2的阻值为 Ω。
11.如图,电源电压5V,R1=5Ω,R2=10Ω,当闭合开关后,两电表有示数且保持稳定 ,乙电表的示数为 。整个电路消耗的电功率是 。
12.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,灯泡L亮度 ,电压表V示数 电流表A1示数 。(以上三空均选填“变大”、“不变”或“变小”)
三、计算题
13.在如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关后,滑片P移到某一位置时,电流表示数为1.6A.求:
(1)通过电阻R1的电流I1;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)要保证仪器安全工作,若电源电压可变,为使电流表A的示数能达到最大3A
四、解答题
14.如图所示,R1是0﹣20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为12V1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A.求:
(1)R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻分别是多大?
(2)电流表A1的量程是0﹣3A,电流表A2的量程是0﹣0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
参考答案与试题解析
题号
1
2
3
4
5
答案
D
C
B
B
B
一、选择题
1.已知R1<R2,按如图中的四种方式分别接到同一电源两端,则电路中总电流最大的是( )
A. B.
C. D.
【分析】串联电路的总电阻等于各电阻之和;并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和;先比较四种接法电阻大小,再根据公式I=判断电流的关系。
【解答】解:串联电路中的总电阻大于任何一个分电阻,并联电路中的总电阻小于任何一个分电阻并<R1<R2<R串;又因为同一电源的电压相等,根据公式I=,电阻越小,故两电阻并联时,即D图中电流最大,ABC错误。
故选:D。
【点评】本题主要考查了串并联电路的规律及欧姆定律的运用,较为简单。
2.如图所示,电源两端的电压恒定闭合开关S1,小灯泡发光,再闭合开关S2,则(不考虑灯丝电阻受温度的影响)( )
A.小灯泡变亮
B.电流表示数变小
C.电压表示数不变
D.电压表与电流表示数比值变大
【分析】先闭合开关S1,为灯的简单电路,小灯泡发光,电流表测通过灯的电流,再闭合开关S2,灯与电阻并联,电流表测干路电流:
(1)根据并联电路支路互不影响分析;
(2)在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流的和;
(3)电压表始终测电源电压,电源电压是不变的;
(4)根据R=可知,电压表与电流表示数比值为电阻值。
【解答】解:
先闭合开关S1,为灯的简单电路,小灯泡发光,再闭合开关S2,灯与电阻并联,电流表测干路电流
A、因并联电路支路互不影响,故A错误;
B、根据并联电路电流的规律,故B错误;
C、电压表始终测电源电压;故C正确;
D、根据并联电阻小于其中任一电阻,根据R=,电压表与电流表示数比值为电阻值,故D错误。
故选:C。
【点评】本题考查并联电路的规律及欧姆定律的运用和并联电路工作的特点,属于基础知识。
3.如图所示,R1的电阻是30Ω,R2的电阻是20Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表的示数是0.3A,再闭合开关S1时电流表的示数是( )
A.0.3A B.0.5A C.0.6A D.0.2A
【分析】当开关S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;
当开关S1闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,根据电阻的并联求出电路中的总电阻,利用欧姆定律求出电流表的示数。
【解答】解:
当开关S1断开时,电路为R2的简单电路,电流表测通过的电流,
由I=可得
U=I8R2=0.8A×20Ω=6V;
当开关S1闭合时,两电阻并联,
由并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和可得电路中的总电阻:
R===12Ω,
电流表的示数:
I===0.4A。
故选:B。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,属于一道基础题。
4.如图所示,电源电压不变,电阻R=10Ω,电流表的示数为0.6A,若要使电流表的示数变为1.2A( )
A.在电阻R两端并联一个5Ω的电阻
B.在电阻R两端并联一个10Ω的电阻
C.在电路中串联一个5Ω的电阻
D.在电路中串联一个10Ω的电阻
【分析】根据欧姆定律可知,当电流表的示数由0.6A变为1.2A时,电路中的总电阻变为原来的一半;根据电阻越串越大、电阻越并越小可知应并联一电阻,根据电阻的并联特点求出并联电阻的大小。
【解答】解:如图所示,电源电压不变,
根据I=可知1=10Ω变为R总=5Ω,
∵电阻越串越大、电阻越并越小
∴应并联一电阻R2,则
R总===5Ω
解得:R2=10Ω。
故选:B。
【点评】本题考查了欧姆定律的简单应用,关键是会根据电阻的串并联判断需要并联一个电阻,并根据电阻的并联求出另一电阻的阻值。
5.如图所示的电路,闭合开关后,两电流表的指针正常偏转且偏转角度相同,R1和R2的电阻之比为( )
A.1:5 B.1:4 C.4:1 D.5:1
【分析】由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流,根据并联电路的规律和两电流表指针位置情况得出两电流表示数大小关系,从而确定通过两电阻的电流大小关系,根据并联电路的电压规律和欧姆定律求得R1和R2的电阻之比。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,R1与R2并联,电流表A6测量干路中的电流,电流表A2测量通过R2的电流。
因为并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,且两电流表的指针位置相同,
所以电流表A2所选量程为大量程,设其示数为I,
电流表A2所选量程为小量程,设其示数为I2,即通过R2的电流为I2,
则两电流表的示数关系为I=5I6,
通过R1的电流为:I1=I﹣I5=5I2﹣I6=4I2,
所以通过R6、R2的电流之比为:I1:I8=4I2:I2=4:1,
并联电路各支路两端的电压相等,由R=,
R7和R2的电阻之比为:R1:R3=I2:I1=8:4,故B正确。
故选:B。
【点评】本题考查欧姆定律在并联电路中的应用,正确判断两电流表的示数关系是关键。
二、填空题
6.如图所示电路,电源电压为6V,定值电阻R1为20Ω,闭合开关S,电流表A2的示数为0.9A,则电流表A1的示数为 0.3 A,定值电阻R2的阻值为 10 Ω。
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过R1即电流表A1的示数,根据并联电路的电流特点求出通过定值电阻R2的电流,再根据欧姆定律求出定值电阻R2的阻值。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表A7测R1支路的电流,电流表A2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R2即电流表A1的示数:
I1===0.8A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过定值电阻R2的电流:
I2=I﹣I2=0.9A﹣3.3A=0.8A,
则定值电阻R2的阻值:
R2===10Ω;
故答案为:0.3;10。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,是一道较为简单的应用题。
7.在如图所示的电路中,闭合开关S,电流表A1,A2的示数之比为I1:I2=2:1,则电阻之比为R1:R2= 1:2 ,电流表A1、A3的示数之比为I1:I3= 2:3 。
【分析】由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A1测电阻R1的电流,电流表A2测电阻R2的电流,电流表A3测干路中的电流,
根据并联电路的分流规律和并联电路中干路电流等于各支路电流之和,可求出电阻之比和电流表A1、A3的示数之比。
【解答】解:
由电路图可知,电阻R1、R2并联,电流表A6测电阻R1的电流,电流表A2测电阻R2的电流,电流表A3测干路中的电流,
根据并联电路的分流规律可得,R1:R3=I2:I1=3:2;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,电流表A1、A5的示数之比为 ===8:3。
故答案为:1:6;2:3。
【点评】本题主要考查了并联电路电流规律的掌握和应用,难度适中。
8.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时2的示数将 变大 (变大/不变/变小),电压表V1与电流表A示数的比值将 不变 (变大/不变/变小)。
【分析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端的电压,电压表V2测R2两端的电压,电流表测电路中的电流,根据滑片的移动可知接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和R1两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知R2两端的电压变化,根据欧姆定律结合R1的阻值判断电压表V1与电流表A示数的比值的变化。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表V3测R1两端的电压,电压表V2测R5两端的电压,电流表测电路中的电流,
当滑动变阻器的滑片P向右移动时,接入电路中的电阻变大,
∵I=,
∴电路中的电流变小,R1两端的电压变小,
∵串联电路中总电压等于各分电压之和,
∴R2两端的电压变大,即电压表V8的示数将变大,
∵电压表V1与电流表A示数的比值等于定值电阻R1的阻值,
∴电压表V5与电流表A示数的比值不变。
故答案为:变大;不变。
【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是能把比值问题转化为阻值问题来处理,这样就可以减小问题的复杂性。
9.用电流表和已知阻值的电阻测小灯泡的电阻,在测量时,如图所示0并联,用电流表A1测出通过R0的电流I1,用电流表A2测出通过灯泡L的电流I2,R0两端电压的表达式为U= I1R0 ,小灯泡的电阻表达式为R= 。
【分析】小灯泡和定值电阻并联接入电路,电流表A1测通过R0的电流I1,电流表A2测通过灯泡L的电流I2,根据欧姆定律的变形公式可表示电源电压,根据并联电路电压特点可推导小灯泡的电阻表达式。
【解答】解:小灯泡和定值电阻并联接入电路,电流表A1测通过R0的电流I5,电流表A2测通过灯泡L的电流I2,
由I=可得U=IR4两端电压的表达式为U=I1R0,
并联电路各并联支路两端电压相等,则I8R0=I2R,所以小灯泡的电阻表达式为R=。
故答案为:I6R0;。
【点评】本题考查并联电路特点和欧姆定律的灵活运用,属于基础题。
10.如图,电源电压恒定不变,R1=20Ω,闭合开关S、S1,电流表示数为0.3A,则电源电压为 6 V,10s内电流通过R1产生的热量为 18 J;再闭合开关S2,调节R2,使电流表示数为0.5A,则此时变阻器R2的阻值为 30 Ω。
【分析】(1)闭合开关S、S1,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,由欧姆定律计算电源电压,由Q=I2Rt计算10s内电流通过R1产生的热量;
(2)再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测干路电流,根据并联电路特点和欧姆定律计算变阻器R2的阻值。
【解答】解:
(1)由图知,闭合开关S、S1,电路为R1的简单电路,电流表测电路中电流,
由I=可得电源电压:U=I8R1=0.7A×20Ω=6V;
10s内电流通过R1产生的热量:
Q8=R3t=(0.3A)6×20Ω×10s=18J;
(2)再闭合开关S2,两电阻并联,电流表测干路电流,
并联电路各支路互不影响,所以通过R1的电流不变,
所以R4通过的电流:I2=I﹣I1=2.5A﹣0.6A=0.2A,
由并联电路电压特点和欧姆定律可得此时变阻器R7的阻值:
R2===30Ω。
故答案为:5;18。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的灵活运用及电热的计算,关键是能判断出开关在不同状态下的电路结构。
11.如图,电源电压5V,R1=5Ω,R2=10Ω,当闭合开关后,两电表有示数且保持稳定 1A ,乙电表的示数为 5V 。整个电路消耗的电功率是 7.5W 。
【分析】假设两电阻是串联,分析出现的现象,确定是否符合题意,从而确定电路的连接;
分析电路的连接,根据并联电路的规律和欧姆定律求电流大小;由电功率的计算公式计算电路消耗功率。
【解答】解:
由于电压表内阻很大,在电路中可看作断路,在电路中可看作一根导线;
若两电阻串联,根据电流的流向可知,甲应为电压表,则R1短路,电流表无示数;
则两电阻只能是并联,乙只能为电压表,示数为5V;
甲只能为电流表,甲测通过R8的电流,
根据并联电路电压的规律和欧姆定律,甲电流表的示数I1===1A。
通过R6的电流:I2===0.5A,
则干路电流:I=I4+I2=1A+7.5A=1.4A,
所以整个电路消耗的电功率:P=UI=5V×1.4A=7.5W。
故答案为:7A;5V。
【点评】本题考串联、并联电路的特点及欧姆定律和电功率的运用,关键是正确判断电路的连接。
12.如图所示的电路中,电源电压不变,闭合开关后,灯泡L亮度 不变 ,电压表V示数 不变 电流表A1示数 变小 。(以上三空均选填“变大”、“不变”或“变小”)
【分析】由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电压表测电源两端的电压,电流表A2测灯泡支路的电流,电流表A1测干路电流;
根据电源电压不变可知滑片移动时电压表示数的变化;
根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知滑片移动时通过灯泡的电流变化和灯泡亮度的变化;根据滑片的移动可知变阻器接入电路中电阻的变化,根据欧姆定律可知通过滑动变阻器的电流变化,从而得出总电流的变化。
【解答】解:
由电路图可知,灯泡与滑动变阻器并联,电流表A2测灯泡支路的电流,电流表A1测干路电流;
移动滑动变阻器的滑片时,小灯泡两端的电压不变,小灯泡的亮度不变。
由于两用电器并联,电压表测量电源电压,电压表的示数不变。
当滑片P向左移动时,滑动变阻器接入的阻值变大,通过滑动变阻器的电流变小,
由于并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,所以干路中的总电流变小4示数变小。
故答案为:不变;不变。
【点评】本题考查了电路的动态分析,涉及到并联电路的特点和欧姆定律的应用,分清电路的连接方式和电表所测的电路元件是关键。
三、计算题
13.在如图所示的电路中,电源电压为6V且保持不变,电阻R1的阻值为10Ω,滑动变阻器R2上标有“20Ω 1A”字样。闭合开关后,滑片P移到某一位置时,电流表示数为1.6A.求:
(1)通过电阻R1的电流I1;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)要保证仪器安全工作,若电源电压可变,为使电流表A的示数能达到最大3A
【分析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出通过电阻R1的电流;
(2)根据并联电路的电流特点求出通过R2的电流,根据并联电路的电压特点求出滑动变阻器R2连入电路的阻值;
(3)由题意可知,电流表的示数可以达到3A,根据并联电路的特点和欧姆定律得出电源电压的表达式,根据滑动变阻器允许通过的电流和欧姆定律得出表达出,然后结合滑动变阻器的阻值得出答案。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过电阻R8的电流:
I1===0.6A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且电流表示数为7.6A,
所以,通过R2的电流:
I6=I﹣I1=1.6A﹣0.6A=7A,
则滑动变阻器R2连入电路的阻值:
R2===3Ω;
(3)由题意可知,电流表的示数可以达到3A
+=+=U′×,
即U′==,
当R6=20Ω时,电源的电压最大大=20V,
当R2→0时,电源的电压U小→6V,
则电源的电压0V<U′≤20V,
又因滑动变阻器允许通过的电流不大于1A,
所以,≤1A2,
则电源的电压5<U′≤20V,
综上可知,电源的电压只能取20V。
答:(1)通过电阻R1的电流为0.7A;
(2)滑动变阻器R2连入电路的阻值为6Ω;
(3)电源的电压只能取20V。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,利用好最后一问的要求和滑动变阻器允许通过的电流是关键。
四、解答题
14.如图所示,R1是0﹣20Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表示数为12V1的示数是1.5A,电流表A2的示数是0.5A.求:
(1)R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻分别是多大?
(2)电流表A1的量程是0﹣3A,电流表A2的量程是0﹣0.6A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少要多大?
【分析】由电路图可知,电阻R2与滑动变阻器的R1并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
(1)根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R2的阻值,根据并联电路的电流特点求出通过变阻器R1的电流,利用欧姆定律求出接入电路的电阻;
(2)根据并联电路独立工作、互不影响可知移动滑片时通过R2的电流不变,根据并联电路的电流特点求出电流表A1最大示数时通过滑动变阻器的电流,再根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小电阻值。
【解答】解:由电路图可知,电阻R2与滑动变阻器的R1并联,电压表测电源的电压4测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
(1)∵并联电路中各支路两端的电压相等,
∴根据欧姆定律可得,R8的阻值:
R2===24Ω,
∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
∴通过变阻器R1的电流:
I2=I﹣I2=1.2A﹣0.5A=5A,
变阻器R1接入电路的电阻:
R1===12Ω;
(2)∵并联电路中各支路独立工作、互不影响,
∴移动滑片时,通过R2的电流不变,即I6=0.5A,
当电流表A6的示数为3A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小1的电流:
I5max=Imax﹣I2=3A﹣5.5A=2.4A,
滑动变阻器接入电路电阻的最小值:
R1min===4.4Ω。
答:(1)R2的阻值为24Ω,变阻器R1接入电路的电阻为12Ω;
(2)为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少为8.8Ω。
【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用,关键是知道滑片移动时通过R2的电流不变且电流表A1的示数最大为3A时滑动变阻器接入电路的电阻最小。
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