摘要:
**基本信息**
本同步练习通过“基础训练”(8题)与“能力提升”(5题)的分层设计,实现从单一知识点应用到综合情境分析的梯度进阶,强化电路知识体系构建,培养物理观念与科学思维。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础训练|串并联电阻、欧姆定律、电能计算等核心概念|以选择题为主,结合简单计算题,如电阻串并联电能比(第1题)、串联电路电压分配(第7题),夯实物质与能量观念|
|能力提升|电路动态变化(开关通断、滑动变阻器)、综合电路分析|综合应用题,如多开关状态下等效电阻与电流计算(第13题),提升科学推理与模型建构能力|
内容正文:
[基础训练]
1.如图所示,将三个相同的电阻R按照甲、乙两种不同的连接方式分别接到同一电源两端,则相同时间内整个电路消耗的电能之比W甲∶W乙为( )
A.1∶3 B.3∶1
C.1∶9 D.9∶1
解析 题图甲、乙的总电阻分别为R甲=3R,R乙=,所以===,故选项C正确。
答案 C
2.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12 V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,如图所示,电压表的示数为8 V,如果把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于4 V B.等于4 V
C.大于4 V而小于8 V D.等于或大于4 V
解析 当电压表接在R1两端时,电压表的示数为8 V,则R2的电压为4 V,根据串联电路的电压分配规律,电压表与R1并联电阻是R2的两倍。当把电压表接在R2的两端时,R1的阻值将大于电压表与R2并联的电阻阻值的两倍,所以R1的电压将大于8 V,即电压表的示数将小于4 V,故选A。
答案 A
3.3个完全相同的电压表如图所示,接入电路中,已知V1表读数为9 V,V3表读数为5 V,那么V2表读数为( )
A.5 V B.4 V
C.9 V D.大于4 V,小于5 V
解析 三个相同的电压表接入电路中,则三个电压表的内阻相等,设为R,通过电压表V2的电流为I2=I1-I3=-===。则电压表V2的示数为U2=I2R=4 V,故选B。
答案 B
4.如图,AB间的电压为30 V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,则UCD的变化范围是( )
A.0~10 V B.0~20 V
C.10~20 V D.20~30 V
解析 当滑动变阻器触头置于变阻器的最上端时,UCD最大,最大值为Umax=U=×30 V=20 V;当滑动变阻器触头置于变阻器的最下端时,UCD最小,最小值为Umin=U=×30 V=10 V,所以UCD的变化范围是10~20 V。故选C。
答案 C
5.(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω,另有一测试电源,电源两极间的电压恒为100 V,则( )
A.当c、d端用导线连接时,a、b之间的等效电阻是40 Ω
B.当a、b端用导线连接时,c、d之间的等效电阻是40 Ω
C.当a、b两端接测试电源时,c、d两端的电压为80 V
D.当c、d两端接测试电源时,a、b两端的电压为80 V
解析 当c、d端用导线连接时,R2与R3的并联电阻为30 Ω,再与R1串联,a、b间等效电阻为40 Ω,选项A正确;当a、b端用导线连接时,R1与R3的并联电阻为8 Ω,再与R2串联,c、d间等效电阻为128 Ω,选项B错误;当a、b两端接测试电源时,电阻R2未接入电路,c、d两端的电压即为R3两端的电压,Ucd=×100 V=80 V,选项C正确;当c、d两端接测试电源时,电阻R1未接入电路,a、b两端的电压即为R3两端的电压,Uab=×100 V=25 V,选项D错误。
答案 AC
6.(多选)如图所示的电路,电阻R1、R2不为零,下列说法正确的是( )
A.若R1=2R2,则I1=2I2
B.若R1定值,当R2增加时,AB间的总电阻变大
C.当R1=R2时,AB间的总电阻接近R2,且比R2大
D.若R1、R2不变,再给AB间并联一个不为零的电阻,总电阻将减小
解析 两个电阻并联,电压相等,根据I=;若R1=2R2,则I1=I2,选项A错误;若R1定值,当R2增加时,根据R==,可得AB间的总电阻变大,选项B正确;当R1=R2时,根据R==,AB间的总电阻接近R2,且比R2小,选项C错误;若R1、R2不变,再给AB间并联一个不为零的电阻R3,根据=++,可知总电阻将减小,选项D正确。
答案 BD
7.(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中,已知R1=10 Ω,R3=5 Ω,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则( )
A.三只电阻两端的总电压为18 V
B.电路中的电流为0.6 A
C.三只电阻两端的总电压为21 V
D.电阻R2的阻值为20 Ω
解析 三只电阻串联在电路中,电流相同,电路中的电流I== A=0.6 A,选项B正确;电阻R3两端的电压U3=IR3=3 V,所以三只电阻两端的总电压为U=U1+U2+U3=21 V,选项A错误,C正确;电阻R2的阻值R2==20 Ω,选项D正确。
答案 BCD
8.如图所示,电源电压恒定,R1=20 Ω,闭合开关S,断开开关S1,电流表示数是0.3 A;若再闭合S1,发现电流表示数变化了0.2 A。
(1)电源电压是多大?
(2)电阻R2的阻值是多少?
解析 (1)根据闭合电路欧姆定律,闭合开关S,断开开关S1,故
U=R1·I1=20 Ω×0.3 A=6 V。
(2)若再闭合S1,发现电流表示数变化了0.2 A,由于电路并联,总电阻变小,电流变大,根据电路规律知,此时通过R2的电流为I2=0.2 A
根据闭合电路欧姆定律R2===30 Ω。
答案 (1)6 V (2)30 Ω
[能力提升]
9.在如图所示电路中,R2=2R1,电路两端电压恒定,当S断开时,电流表的读数为0.5 A,电压表的读数为4 V,则当S闭合时,电流表和电压表的读数分别为( )
A.1.5 A,6 V B.0.75 A,4 V
C.1.5 A,0 V D.0,6 V
解析 由题图可知,当S断开时,电阻R1和R2串联,U2=U=U=4 V,解得U=6 V,当S闭合时,R1被短路,电路中只有电阻R2,电流表读数为0,电压表读数为6 V,选项D正确。
答案 D
10.(多选)如图所示,R1=2 Ω,R2=10 Ω,R3=10 Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,R1与R2的电压之比为1∶5
B.S闭合时,通过R1与R2的电流之比为2∶1
C.S闭合时,R1与R2两端的电压之比为1∶5
D.S断开与闭合两种情况下,电阻R1两端的电压之比为2∶1
解析 设A、B间电压为U,S断开时,R1和R2串联,两端电压之比等于电阻之比,即为1∶5,R1两端的电压为,选项A正确;S闭合时,R3与R2并联的阻值为5 Ω,R1与R并的电压之比为2∶5,R1两端的电压为,选项C、D错误;S闭合时,通过R2与R3的电流相等,等于通过R1的电流的一半,选项B正确。
答案 AB
11.如图所示的电路中,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。移动滑片P,电路的总电阻会发生变化,下列叙述正确的是( )
A.P向左滑动时总电阻将减小 B.P向右滑动时总电阻将减小
C.P滑到最左端时总电阻为R0 D.P滑到最右端时总电阻为零
解析 根据并联电路总电阻特点可知,P向左滑动时,电阻R减小,并联电阻将减小,A正确;P向右滑动时,电阻R增大,总电阻将增大,B错误;P滑到最左端时,电阻R0被短路,故总电阻为零,C错误;P滑到最右端时,总电阻最大,D错误。
答案 A
12.如图所示电路,电压保持不变,当电键S断开时,电流表A的示数为0.5 A,当电键S闭合时,电流表的示数为0.7 A,则两电阻阻值之比R1∶R2为( )
A.5∶7 B.2∶5
C.7∶5 D.5∶2
解析 因S通断中电压保持不变,故R1中的电流保持不变,则流过R2的电流I2=0.7 A-0.5 A=0.2 A,而在并联电路中电流与电阻成反比,R1∶R2=0.2∶0.5=2∶5,故选B。
答案 B
13.如图所示电路中,电阻R1=10 Ω、R2=30 Ω、R3=10 Ω,A、B两端的电压U保持140 V不变。求:
(1)当电键S与D闭合,通过R3的电流;
(2)当电键S与C闭合,通过R3的电流。
解析 (1)当S与D闭合时,R1与R2串联再与R3并联,I3==14 A。
(2)当S与C闭合时,R3与R1并联再与R2串联R13==5 Ω,RAB=R13+R2=35 Ω,据欧姆定律知I==4 A,I3==2 A。
答案 (1)14 A (2)2 A
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