第4节 欧姆定律在串联电路中的应用（第一课时）-【同步全练】2025-2026学年新教材九年级物理上册同步练习（人教版2024）

第 17 章 欧姆定律 第 4 节 欧姆定律在串联电路中的应用（第 1 课时） 1. 两个导体串联后的总电阻大于其中任何一个导体的电阻，因为导体串联相当于( ) A. 减小了导体长度 B. 减小了导体横截面积 C. 增大了导体横截面积 D. 增大了导体长度 2. 判断一个电阻是否能等效替代另外两个串联的电阻，主要看( ) A. 电路中的电流是否相等 B. 电路两端电压是否相等 C. 在电路两端电压相等时，电路中的电流是否相等 D. 在导体横截面积都相等时，导体的长度是否相等 3. 一滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”的字样，把它和 10 Ω 的定值电阻串联起来接入电路，则电路 的总电阻变化范围是( ) A. 0～10 Ω B. 0～50 Ω C. 0～60 Ω D. 10～60 Ω 4. 两个阻值分别为𝑅1 = 6 Ω 和𝑅2 = 3 Ω 的电阻，串联接在9 V的电源上，通过R1 的电流为 ( ) A. 1.5 A B. 3 A C. 1 A D. 0.5 A 5. 如图所示，电源电压保持不变。开关断开与闭合时电压表示数之比为2: 5 ，则两灯泡L1、L2 的电阻之比为( ) A. 2:3 B. 3:2 C. 2:5 D. 5:2 104/112 第 17 章 欧姆定律 6. 某风力测定装置中，迎风板与压敏电阻𝑅𝑥连接，𝑅𝑥与风力 F 的关系如图乙。电源电压 12 V， 定值电阻𝑅为4 Ω 。开关闭合后，无风时电压表示数是___V；风力增大时电路中电流______； （填变化情况）；电压表最大示数为 8 V 时，最大风力为_____N。 7. 用镍铬合金制成长度相同的圆柱体甲、乙（甲比乙粗），金属丝 P 可自由移动。电源电压不 变，当 P 向右移动时，电流表示数变化情况是( ) A. 变大 B. 变小 C. 先变大再变小 D. 先变小再变大 8. 如图电路，电源电压恒定， 𝑅1 = 12 Ω ，𝑅2 = 18 Ω，𝑅3 是定值电阻。闭合开关S1 ，单刀 双掷开关S2接𝑎 时，电流表的示数为0.60 A，开关S2接𝑏 时，电流表的示数可能为( ) A. 0.30 A B. 0.40 A C. 0.50 A D. 0.80 A 105/112 第 17 章 欧姆定律 9. 抛绣球是壮族人民喜爱的民俗活动之一，小妤设计了一个自动记录绣球过球圈（图甲）数 量的计数器，其简化电路如图乙。其中R1 是光敏电阻，当绣球挡住了射向R1 的红外线时，R1 的电阻会变小为20 Ω ，AB 间电压变大，这时自动计数器计数一次。已知R2是定值电阻，电 源电压恒为12 V ，当绣球穿过球圈时，AB 间的电压随时间变化的图像如图丙，则R2 的阻值 为____Ω ；当没有绣球通过球圈，红外线正常照射R1 时，电路中的电流为____A。 10.小强用铅笔芯代替电阻线制作了一盏实验台灯。如图所示是台灯的原理图，AB表示铅笔芯， P 是滑片，闭合开关S后，把滑片P移到A 端时，小灯泡正常发光，这时电流表的示数为0.6 A ； 把滑片P移到𝐵端时，电流表的示数为0.25 A 。已知小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω ，铅笔 芯全部连入电路的阻值是20 Ω， 求： （1）电源电压； （2）P 移到 B 端时铅笔芯两端电压； （3）P 移到 B 端时灯泡电阻。 106/112 第 17 章 欧姆定律 11.如图 1 甲所示，是一个密封盒，盒内是由两个电阻和一些导线组成的电路，电路与盒外的a、 b 、c、d四个接线柱相连，接线柱b、c 在盒内已用导线相连。某活动小组欲探究盒内两电阻 的阻值和电路结构，他们使用的器材是：能输出稳定电压的电池组、测量范围是0 ∼ 0.6 A 的 电流表、阻值为5 Ω 的定值电阻R 以及若干条导线，并组成图 1 乙虚线框内所示的探测电路， 乙中m、n 是从探测电路引出的两根导线。探测时，他们首先将𝑚与𝑛 直接连接，观察到电流 表的示数为0.6 A ，接下来的操作程序、方法和所得数据，记录在下表中： 与𝑚、𝑛 相连的接线柱 电流表示数/A 𝑚、𝑛分别接𝑎、𝑏 两接线柱 0.3 𝑚、𝑛分别接𝑐、𝑑 两接线柱 0.2 𝑚、𝑛分别接𝑎、𝑑 两接线柱 0.15 根据以上的操作和数据，在图 2 中画出甲盒内的电路图，并标出电阻的阻值。（写出解题过程） 107/112 第 17 章 欧姆定律 第 4 节 欧姆定律在串联电路中的应用（第 1 课时） 1. 两个导体串联后的总电阻大于其中任何一个导体的电阻，因为导体串联相当于( ) A. 减小了导体长度 B. 减小了导体横截面积 C. 增大了导体横截面积 D. 增大了导体长度 答案：D 解析：导体串联相当于增加了导体的总长度，而电阻与长度成正比，因此总电阻增大。 2. 判断一个电阻是否能等效替代另外两个串联的电阻，主要看( ) A. 电路中的电流是否相等 B. 电路两端电压是否相等 C. 在电路两端电压相等时，电路中的电流是否相等 D. 在导体横截面积都相等时，导体的长度是否相等 答案：C 解析：等效替代的关键是在相同电压下产生相同电流，即电阻的效果相同。 3. 一滑动变阻器标有“50 Ω 1 A”的字样，把它和 10 Ω 的定值电阻串联起来接入电路，则电路 的总电阻变化范围是( ) A. 0～10 Ω B. 0～50 Ω C. 0～60 Ω D. 10～60 Ω 答案：D 解析： 当滑动变阻器接入电路的阻值为 0 时，电路为定值电阻的简单电路，电路的总电阻为 10 Ω ；当滑动变阻器接入电路的阻值为50 Ω 时，电路的总电阻R = R 滑 + R 定 = 50 Ω + 10 Ω = 60 Ω ，所以电路的总电阻变化范围是10～60 Ω 。 156/170 第 17 章 欧姆定律 4. 两个阻值分别为𝑅1 = 6 Ω 和𝑅2 = 3 Ω 的电阻，串联接在9 V的电源上，通过R1 的电流为 ( ) A. 1.5 A B. 3 A C. 1 A D. 0.5 A 答案：C 5. 如图所示，电源电压保持不变。开关断开与闭合时电压表示数之比为2: 5 ，则两灯泡L1、L2 的电阻之比为( ) A. 2:3 B. 3:2 C. 2:5 D. 5:2 答案：B 解析： 当开关断开时，两灯泡L1、L2 串联，电压表测灯泡L2 两端的电压，则电路中的电流 𝐼 = 𝑈 𝑅 = 𝑈 𝑅1+𝑅2 ，灯泡L2 两端的电压𝑈2 = 𝐼𝑅2 = 𝑈 𝑅1+𝑅2 𝑅2 ，当开关闭合时，灯泡L1被短路，电 压表测灯泡L2 两端的电压（即电源电压），所以𝑈2′ = 𝑈 ，根据题意得，𝑈2: 𝑈2′ = 2: 5，即 𝑈𝑅2 𝑅1+𝑅2 : 𝑈 = 2: 5 ，整理得 2𝑅1 = 3𝑅2，所以𝑅1: 𝑅2 = 3: 2 。 6. 某风力测定装置中，迎风板与压敏电阻𝑅𝑥连接，𝑅𝑥与风力 F 的关系如图乙。电源电压 12 V， 定值电阻𝑅为4 Ω 。开关闭合后，无风时电压表示数是___V；风力增大时电路中电流______； （填变化情况）；电压表最大示数为 8 V 时，最大风力为_____N。 157/170 第 17 章 欧姆定律 答案：3；变大；500 解析：由图甲知，闭合开关，R与Rx串联，电压表测R 两端的电压，由图乙知，当无风时，电 阻Rx = 12 Ω ，电路中的电流 I = U R+Rx = 12 V 4 Ω+12 Ω = 0.75 A ，电压表的示数 UR = IR = 0.75 A × 4 Ω = 3 V ；由图乙知，风力增大时，𝑅𝑥 的阻值减小，电路中的总电阻减小，电源电 压不变，由I = U R 可知，电路中的电流变大；当所测风力最大时，Rx 的阻值最小，电路中电 流最大，由U = IR 可知电压表的示数最大，UR 大= 8 V时，𝑅𝑥 两端的电压Ux = U − UR 大= 12 V − 8 V = 4 V ，电路中的电流I′ = U R 大 R = 8 V 4 Ω = 2 A ，压敏电阻的阻值Rx′ = Ux I′ = 4 V 2 A = 2 Ω ， 由图乙可知，该装置所能测量的最大风力为500 N 。 7. 用镍铬合金制成长度相同的圆柱体甲、乙（甲比乙粗），金属丝 P 可自由移动。电源电压不 变，当 P 向右移动时，电流表示数变化情况是( ) A. 变大 B. 变小 C. 先变大再变小 D. 先变小再变大 答案：A 解析：甲、乙串联，甲电阻小于乙（甲更粗）。P 右移时，甲接入电阻增大，乙接入电阻减小， 且甲增大的电阻小于乙减小的电阻，总电阻变小，电流变大。 8. 如图电路，电源电压恒定， 𝑅1 = 12 Ω ，𝑅2 = 18 Ω，𝑅3 是定值电阻。闭合开关S1 ，单刀 双掷开关S2接𝑎 时，电流表的示数为0.60 A，开关S2接𝑏 时，电流表的示数可能为( ) A. 0.30 A B. 0.40 A C. 0.50 A D. 0.80 A 158/170 第 17 章 欧姆定律 答案：C 解析：当闭合开关S1，开关S2接𝑎 时，电阻𝑅1和电阻𝑅3 串联，由串联电路的电压规律和电阻 特点可得电源电压𝑈 = 𝐼𝑎(𝑅1 + 𝑅3)①，当闭合开关S1 ，开关S2接𝑏时，电阻𝑅2和电阻𝑅3 串联， 由串联电路的电压规律和电阻特点可得电源电压𝑈 = 𝐼𝑏(𝑅2 + 𝑅3) ②，联立①②得：𝐼𝑏 = 0.6 A×(12 Ω+𝑅3) 18 Ω+𝑅3 = 0.6 A − 3.6 V 18 Ω+𝑅3 ，当𝑅3的阻值接近 0 时，电流接近0.4 A ，当𝑅3 的阻值接近无 穷大时，电流接近0.6 A，即0.4 A < 𝐼𝑏 < 0.6 A ，故 C 符合题意，ABD 不符合题意。故选 C。 9. 抛绣球是壮族人民喜爱的民俗活动之一，小妤设计了一个自动记录绣球过球圈（图甲）数 量的计数器，其简化电路如图乙。其中R1 是光敏电阻，当绣球挡住了射向R1 的红外线时，R1 的电阻会变小为20 Ω ，AB 间电压变大，这时自动计数器计数一次。已知R2是定值电阻，电 源电压恒为12 V ，当绣球穿过球圈时，AB 间的电压随时间变化的图像如图丙，则R2 的阻值 为____Ω ；当没有绣球通过球圈，红外线正常照射R1 时，电路中的电流为____A。 答案：40；0.1 解析： 由图乙可知，𝑅1、𝑅2 串联，R1 是光敏电阻，每当绣球挡住了射向R1的红外线时，R1 的电阻会变小，AB间电压变大，由图丙可知R1 变小后，AB间的电压为8 V，即R2 两端的电压 159/170 第 17 章 欧姆定律 为U2 = 8 V ，由串联电路的电压规律可知，𝑅1 两端的压U1 = U − U2 = 12 V − 8 V = 4 V ， 由串联电路的分压特点可知 U1 U2 = R1 R2 ，即 4 V 8 V = 20 Ω R2 ，解得R2 = 40 Ω ；当红外线照射R1时，由 图丙可知，AB 间的电压为4 V，即R2 两端的电压为U2′ = 4 V ，电路中电流I = U2′ R2 = 4 V 40 Ω = 0.1 A 。 10.小强用铅笔芯代替电阻线制作了一盏实验台灯。如图所示是台灯的原理图，AB表示铅笔芯， P 是滑片，闭合开关S后，把滑片P移到A 端时，小灯泡正常发光，这时电流表的示数为0.6 A ； 把滑片P移到𝐵端时，电流表的示数为0.25 A 。已知小灯泡正常发光时的电阻为10 Ω ，铅笔 芯全部连入电路的阻值是20 Ω， 求： （1）电源电压； （2）P 移到 B 端时铅笔芯两端电压； （3）P 移到 B 端时灯泡电阻。 答案： （1）6 V；（2）5 V；（3）4 Ω 解析：（1）闭合开关，小灯泡和铅笔芯串联接入电路，电流表测电路中的电流，滑片P移到A 端 时，铅笔芯接入电路的电阻为零，小灯泡正常发光，电流表的示数为0.6 A ，已知小灯泡正常 发光时的电阻为10 Ω ，则电源电压U = ILRL = 0.6 A × 10 Ω = 6 V 。 （2）滑片P移到𝐵 端时，铅笔芯接入电路的阻值为20 Ω ，电流表的示数为0.25 A ，根据欧 160/170 第 17 章 欧姆定律 姆定律可得，铅笔芯两端的电压UAB = IRAB = 0.25 A × 20 Ω = 5 V 。 （3）串联电路总电压等于各部分电路两端的电压之和，滑片P移到B 端时，小灯泡两端的电 压𝑈L = 𝑈 − 𝑈𝐴𝐵 = 6 V − 5 V = 1 V ，此时小灯泡的电阻RL′ = UL I = 1 V 0.25 A = 4 Ω 。 11.如图 1 甲所示，是一个密封盒，盒内是由两个电阻和一些导线组成的电路，电路与盒外的a、 b 、c、d四个接线柱相连，接线柱b、c 在盒内已用导线相连。某活动小组欲探究盒内两电阻 的阻值和电路结构，他们使用的器材是：能输出稳定电压的电池组、测量范围是0 ∼ 0.6 A 的 电流表、阻值为5 Ω 的定值电阻R 以及若干条导线，并组成图 1 乙虚线框内所示的探测电路， 乙中m、n 是从探测电路引出的两根导线。探测时，他们首先将𝑚与𝑛 直接连接，观察到电流 表的示数为0.6 A ，接下来的操作程序、方法和所得数据，记录在下表中： 与𝑚、𝑛 相连的接线柱 电流表示数/A 𝑚、𝑛分别接𝑎、𝑏 两接线柱 0.3 𝑚、𝑛分别接𝑐、𝑑 两接线柱 0.2 𝑚、𝑛分别接𝑎、𝑑 两接线柱 0.15 根据以上的操作和数据，在图 2 中画出甲盒内的电路图，并标出电阻的阻值。（写出解题过程） 解：盒内电路为 a-b 间 5 Ω 电阻与 c-d 间 10 Ω 电阻串联，b、c 相连。 解析：根据题意分析，将𝑚、𝑛 直接连接，电流表的示数为0.6 A ，由欧姆定律可知电源电压 U = IR = 0.6 A × 5 Ω = 3 V ；根据实验记录分析，将m、n分别接a、b 两接线柱时，电流表示 161/170 第 17 章 欧姆定律 数为0.3 A ，此时电路的总电阻R 总 = U I1 = 3 V 0.3 A = 10 Ω ；a、b两接线柱间的电阻Rab = R总 − R = 10 Ω − 5 Ω = 5 Ω ;将𝑚、𝑛分别接𝑐、𝑑两接线柱时，电流表示数为0.2 A ，c、d两接线柱 间的电阻Rcd = U I2 − R = 3 V 0.2 A − 5 Ω = 10 Ω ；将m、n分别接a、d两接线柱时，电流表示数为 0.15 A ，a、d两接线柱间的电阻Rad = U I3 − R = 3 V 0.15 A − 5 Ω = 15 Ω ；通过以上分析，即可画 出盒内电路结构并求出两个电阻的阻值分别为Rab = 5 Ω ，Rcd = 10 Ω ，则甲盒内的电路图 如图所示。 162/170