内容正文:
17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 练习
一、单选题
1.如图为我国“翼龙”多用途无人机,它利用传感器感知高度(高度越大越大)。若高度表(电表)示数随飞行高度的增大而增大,下列设计电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.下列各选项为四组不同的电阻,已知,由图可以看出总电阻最小的一组是( )
A. B.
C. D.
3.如图所示是“伏安法测量定值电阻”的部分电路,由于电流表和电压表本身都有电阻,所以测量会有误差,关于该电路测量Rx阻值的实验误差的分析,下列说法正确的是( )
A.测量值小于实际值,测量值的本质是电流表电阻RA和待测电阻Rx串联后的总电阻
B.测量值小于实际值,测量值的本质是电压表电阻Rv和待测电阻Rx并联后的总电阻
C.测量值大于实际值,测量值的本质是电流表电阻RA和待测电阻Rx串联后的总电阻
D.测量值大于实际值,测量值的本质是电压表电阻Rv和待测电阻Rx并联后的总电阻
4.如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关后,在滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端的过程中,电压表示数与电流表示数的变化关系如图乙所示。根据图像信息,下列说法正确的是( )
A.R的阻值是
B.滑动变阻器的最大阻值是
C.电源电压为9V
D.当滑片P在中点时,电流表的示数是0.6A
5.如图所示,电源电压不变,只闭合开关,电流表的示数为0.3A;断开开关,将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为6V。下列说法正确的是( )
A.电源电压为8V
B.电阻的阻值为5Ω
C.两表位置互换前,电阻与两端的电压之比为
D.两表位置互换后,通过电阻与的电流之比为
6.如图所示是灯泡L与电阻R的电流与电压关系图像,下列说法错误的是( )
A.电阻R的电阻是10Ω
B.当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大
C.若L与R串联在5V的电源上使用时,则电路中的电流为0.4A
D.若L与R并联在电源上使用时,通过干路的电流是0.6A,则此时电源电压为2V
7.在如图所示的电路中,R1大于R2,开关S、S'均处于闭合状态。下列操作中,能使电压表示数与电流表示数的比值比原先大的是( )
A.断开开关S'
B.增大电源电压
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1(R3小于R1)
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置
8.如图所示,电源电压保持不变,在甲、乙两处分别接入电压表(电压分别用、表示),闭合开关S、S1,测得。断开开关,拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表(电流分别用表示),只闭合开关S,此时是( )
A. B. C. D.
二、填空题
9.如图所示的电路中,两个电流表均为实验室里常用的电流表,闭合开关后,两电流表的指针均偏转相同的角度,此时通过灯L1和L2的电流之比为 ;此时L1和L2的电阻之比为 。
10.如图所示的电路中电源电压恒定,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,R1和R2是 联的,此时甲乙两电压表读数之比为3∶1;那么当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,甲乙两个电流表的读数之比为 。
11.某科技小组设计了一种能自动记录跳绳次数的计数器,其简化电路如图(a)所示,是一种光敏电阻,当绳子挡住射向 的红外线时,的阻值会变大,计数器会计数一次,信号处理系统能记录AB 两端的电压。若电源电压为18V,某时段AB 两端的电压随时间变化的图像如图(b)所示,则AB两端电压为 V时,跳绳自动计数器会计数一次;有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻R1的阻值之比为 。
12.下图是某组同学设计的酒精浓度测试仪的电路图,其中电源电压保持不变,为定值电阻,为酒精气体传感器,其阻值随酒精气体浓度的增大而减小。在电路中的作用是 ;在测量的过程中,当吹出的气体酒精浓度升高时,电压表示数与电流表示数的比值 (选填“变大”或“变小”);若将图中某电表改装成酒精浓度表(浓度越大,电表示数越大),应当改装 (选填“电压表”或“电流表”)。
13.体重超标已影响了部分中学生的身心健康,为了动态监测学生的体重情况,班级科技创新小组设计了一台由电流表改装而成的简易体重计,其电路如图甲所示。已知电源电压恒定,定值电阻,R为压敏电阻,其阻值与所受到的压力关系如图乙所示,电流表量程为0~0.6A,踏板重力不计。闭合开关S,当体重计空载时,电路中的电流为0.2A,电源电压为 V。此体重计所能测量的最大体重为 kg。
三、作图题
14.如图所示,一个黑箱内有由3个2Ω的电阻组成的电路,箱外有四个接线柱。R13=R24=2Ω,R14=6Ω,请画出盒内最简单的一种电路图。
四、实验题
15.小明和小华合作探究串联电路总电阻与各小电阻的关系,他俩设计了如图1电路,电池电压恒定,电压表测量电阻R1、R2的总电压。
(1)请用笔画线代替导线将电压表接入电路,要求开关断开时两表均无示数;
(2)连接电路时开关必须 ,电阻箱阻值调至最 (选填“大”或“小”)处;
(3)接好电路后,小明闭合开关发现电流表示数为零,电压表有示数。经检查发现是某根导线出现了断路,该导线是 (选填导线编号);
(4)纠正错误后,小华将电阻箱R1、R2的阻值分别调成和,小明闭合开关发现电流表示数如图2,则此时电路电流大小为 A;
(5)小华发现电压表刻度模糊不能读数,于是想到用等效替代法探究,她断开开关,将R1的示数调为零,则接下来她的操作应该是:______。
A.闭合开关,调节R2的阻值,使电流表示数不变
B.闭合开关,调节R2的阻值,使电压表示数不变
C.闭合开关,调节R2的阻值,使其大小为
五、计算题
16.如图所示,电源两端电压U为9V并保持不变,电阻的阻值为10Ω。闭合开关S后,电流表A的示数I为1.2A。求:
(1)电流表的示数。
(2)电阻的阻值。
17.如图所示,电源电压不变,,只闭合开关S时电流表的示数是0.15A,再闭合开关S1时电流表示数是0.21A.求:
(1)电源电压;
(2)电阻R2的阻值。
试卷第1页,共3页
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参考答案
1.C
【详解】A.闭合开关,电阻R0、R串联接入电路,根据欧姆定律,随着传感器的阻值R的增大,电流表示数减小,故A不符合题意;
B.闭合开关,电阻R0、R串联,电压表测电源电压,电压表示数保持不变,故B不符合题意;
C.闭合开关,电阻R0、R串联,电压表测电阻R两端的电压,根据欧姆定律及串联分压规律可知,随着传感器的阻值R增大,电压表示数增大,故C符合题意;
D.闭合开关,电阻R0、R串联,电压表测电阻R0两端的电压,根据欧姆定律,随着传感器的阻值R增大,电压表示数减小,故D不符合题意。
故选C。
2.B
【详解】两电阻串联之后的总电阻比任何一个分电阻都要大;两电阻并联之后的总电阻比任何一个分电阻都要小。因B中两电阻并联,故总电阻最小。故B符合题意,ABD不符合题意。
故选B
3.B
【详解】电压表与待测电阻并联在电路中,电流表测量电路中的总电流,此时电路中测量的是电压表V和待测电阻Rx并联时的总电阻,根据并联电路的电阻特点可知,所测电阻值偏小,故ACD错误,B正确。
故选B。
4.C
【详解】AC.当滑片P滑到a端时,滑动变阻器接入电路的阻值为0Ω,电路中只有定值电阻R,此时电路总电阻最小,由欧姆定律可知电路中的电流最大,由图乙可知最大电流为,此时对应的电压表示数为9V,即电源电压为,由欧姆定律可知,定值电阻R的阻值为,故A错误,C正确;
B.当滑片P滑到b端时,滑动变阻器的阻值最大,此时电路总电阻最大,由欧姆定律可知电路中的电流最小;由图乙可知最小电流为,此时电压表示数为3V,即R两端的电压为,由串联电路的电压特点可知,此时滑动变阻器两端的电压为
由欧姆定律可知,滑动变阻器的最大阻值为,故B错误;
D.当滑片P在中点时,则滑动变阻器接入电路的电阻为6Ω,则电路的总阻值为
电流表的示数为,故D错误。
故选C。
5.C
【详解】A.如图所示,将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合,两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过的电流,此时电压表的示数为6V,所以电源电压为6V,故A错误;
B.将电流表和电压表的位置互换,再将开关、均闭合,两电阻并联,电压表测量电源电压,电流表测量通过的电流,所以的电阻
互换前,只闭合开关,两电阻串联,电流表的示数为0.3A,则总电阻的阻值
电阻的阻值
故B错误;
C.两表位置互换前,两电阻串联,串联电流相等,由串联分压规律可知,则电阻与两端的电压之比为
故C正确;
D.两表位置互换后,两电阻并联,并联电压相等,电流与电阻成反比,则电阻与的电流之比为
故D错误。
故选C。
6.D
【详解】A.由图像可知,电阻R的图像是一条过原点的直线,说明其电阻是定值。当电阻R两端的电压为2V时,通过的电流为0.2A。根据欧姆定律,可得,故A正确,不符合题意;
B.由灯泡L的图像可知,这是一条曲线。当灯泡两端电压为1V时,电流为0.4A,此时电阻
当灯泡两端电压为2V时,电流为0.6A,此时电阻
可见,当灯泡L两端的电压增大时,其阻值也变大,故B正确,不符合题意;
C.若L与R串联在5V的电源上,根据串联电路的特点,电路中的电流处处相等(),总电压等于各部分电压之和,即,由图可知,当电流为0.4A时,灯泡两端电压为1V,定值电阻两端电压为4V,满足条件,故C正确,不符合题意;
D.若L与R并联,根据并联电路的特点,它们两端的电压相等,即,干路电流等于各支路电流之和,即,由图可知,电源电压为2V时,通过灯泡的电流为0.6A,通过定值电阻的电流为0.2A,此时干路电流为,故D错误,符合题意。
故选D。
7.D
【详解】开关S、S'均处于闭合状态,只有R2工作,电压表测R2两端的电压,电流表测电路的电流,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值。
A.断开开关S'时,R1、R2串联,电压表测R2两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故A不符合题意;
B.开关S、S'均处于闭合状态,只有R2工作,增大电源电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故B不符合题意;
C.断开开关S'的同时,用电阻R3替换R1,此时R3、R2串联,电压表测R2两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R2的阻值,即该比值不变,故C不符合题意;
D.断开开关S'的同时,互换R1与R2的连接位置,R1、R2串联,电压表测R1两端的电压,电压表示数与电流表的示数之比等于R1的阻值,即该比值变大,故D符合题意。
故选D。
8.B
【详解】图示电路中,甲、乙两处接入电压表,闭合开关S、S1,R1与串联,电压表甲测量两端电压,电压表乙测量两端电压,由串联电路电流规律及欧姆定律知,
拆去电压表,并在甲、乙两处分别接入电流表后,只闭合开关S,R1与并联,电流表甲测量所在支路电流,电流表乙测量所在支路电流,由并联电路电压规律及欧姆定律知,两电流表的示数之比,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
9. 4∶1 1∶4
【详解】[1]由图可知,两灯泡并联,电流表测干路电流,电流表测灯泡支路的电流, 根据两个电流表的指针都正常偏转且偏转角度相同可得,电流表的示数是电流表示数的5倍, 所以通过灯L1和L2的电流之比为
[2]L1和L2并联,根据并联电路电压规律可知,L1和L2两端的电压相等,所以L1和L2的电阻之比
10. 串 2∶3
【详解】[1]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,电流依次经过R2、R1,因此它们是串联的。
[2]当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲测电源电压,乙测R2两端电压,读数之比为3∶1,即
根据串联电压规律,R1、R2两端电压之比为
根据串联分压R1、R2电阻之比为
那么当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,R1、R2并联,两端电压相等,甲测R2的电流,乙测干路电流,R1、R2电流之比与电阻成反比,为
甲乙两个电流表的读数之比为R2电流与干路电流之比,为
11. 2
【详解】[1]由(a)图电路知,R1与R2串联,AB间电压为R2两端电压。当射向R1的红外线被挡时,R1阻值变大,电路的总电阻变大, 根据可知,电路的电流变小,在R2的阻值不变的情况下,R2两端的电压会减小,由图像知,此时U2=UAB=2V,即AB间电压为2V计数一次。
[2]红外线未被遮挡时,光敏电阻两端的电压,定值电阻两端的电压
R1、R2串联,电流相等,由得,R1、R2的电阻之比为
红外线被遮挡时,光敏电阻两端的电压,定值电阻两端的电压
故R1、R2的电阻之比为
则有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻R1的阻值之比为
12. 保护电路 变小 电流表
【详解】[1]如图,当酒精传感器的值为0时,电阻R能防止电路短路,在电路中的作用是保护电路。
[2]如图,电压表测酒精传感器两端的电压,电流表测通过的电流,由可知,电压表示数与电流表示数的比值就是酒精传感器的电阻,阻值随酒精气体浓度的增大而减小,当吹出的气体酒精浓度升高时,电压表示数与电流表示数的比值变小。
[3]在测量的过程中,当吹出的气体酒精浓度升高时,酒精气体传感器的电阻减小,电路总电阻减小,电流变大,电流表的示数变大;由可知,定值电阻两端的电压增大,电源电压不变,由串联电路的电压规律可知,传感器两端的电压减小,即电压表示数减小;在测量的过程中,若将图中某电表改装成酒精浓度表,酒精气体浓度越大,电流表表示数越大,应当改装电流表。
13. 12 120
【详解】[1]由图甲可知,闭合开关S,定值电阻R0与压敏电阻R串联。当体重计空载时,电路中电流为0.2A,由图乙可知当体重计空载时,压敏电阻的阻值为45欧姆,则根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压为U=I×(R0+ R)=0.2A×(15Ω+ 45Ω)=12V
[2]已知电流表量程为0~0.6A,当电路中的电流最大为Imax=0.6A时,体重计测量最大体重,根据欧姆定律可得最小总电阻
根据串联电路的总电阻等于各用电器的电阻之和可得此时压敏电阻的阻值为R' = R总min - R0=20Ω-15Ω=5Ω
由题图乙可知,所能测量的最大体重Gmax=1200N
则质量为
14.
【详解】每个电阻的阻值为2Ω;1、3及2、4之间均为2Ω,说明若分别连接1、3或2、4时,电路中只有一个电阻;1、4间电阻为6Ω,说明1、4间应为3个电阻串联,如图所示:
15.(1)
(2) 断开 大
(3)②
(4)
(5)A
【详解】(1)根据题目要求电压表测两个电阻的总电压,则电压表需并联在两个电阻箱的两端,而开关断开时两表均无示数,说明开关在电压表并联部分以外,所以电路图如图所示
(2)[1][2]为了保护电路,连接电路时开关必须断开,为防止电流过大而损坏电路,同时电阻箱阻值应调至最大处。
(3)接好电路后,小明闭合开关发现电流表示数为零,说明电路断路,电压表有示数,说明电压表与电源相通,则电压表并联部分断路。经检查发现是某根导线出现了断路,该导线是②。
(4)如图2,则电流表此时用的是小量程0~0.6A,分度值为,所以电流表读数为。
(5)因为电压表刻度模糊不能读数,无法计算电阻,可用等效替代法探究,她断开开关,将R1的示数调为零,调节R2的阻值,使电路中的电流不变,则总电阻不变,就可以得到串联电路中总电阻和各小电阻的关系,故A符合题意,BC不符合题意。
故选A。
16.(1)0.9A
(2)30Ω
【详解】(1)由电路图可知,电阻R1与电阻R2并联,电流表A1测量通过R1支路的电流。
电阻R1两端电压U1=U=9V
通过R1的电流
则电流表A1的示数为0.9A。
(2)如图所示,电流表A测量干路上的电流,其示数1.2A,则干路电流I=1.2A
通过R2的电流
R2的阻值
17.(1)3V;(2)50Ω
【详解】(1)只闭合开关S时,电路中只有接入电路,则电源电压为
(2)再闭合开关S1时,两电阻并联,则的阻值为
答:(1)电源电压为3V;
(2)电阻R2的阻值为。
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