内容正文:
第四节 等效电路
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知识点1 串联电路的等效电阻
1.阻值为和的两个电阻串联在电路中,其总电阻为_________Ω。引入“总电阻”概念时运用的科学方法是_________(填“等效替代”或“控制变量”)法。
2.一盏正常工作时的电压为6 V、电阻为的电灯接在18 V的电源两端,要让该电灯正常工作,应该( )
A.串联一个的电阻
B.串联一个的电阻
C.并联一个的电阻
D.串联一个的电阻
知识点2 并联电路的等效电阻
3.电阻、并联接在电源两端,下列说法正确的是( )
A.并联电路的总电阻等于各并联导体的电阻的倒数之和
B.当变大时,总电阻也变大
C.电源电压变大时,总电阻也变大
D.干路中的电流变大时,总电阻也变大
4.小明发现,家里的灯都是由不同的开关控制的,一个开关控制一盏灯,则亮着的灯的个数与总电阻及总电流之间的关系是( )
A.亮着的灯越多,总电阻越小,总电流越小
B.亮着的灯越多,总电阻越大,总电流越小
C.亮着的灯越少,总电阻越小,总电流越大
D.亮着的灯越少,总电阻越大,总电流越小
知识点3 等效电路
5.如图所示,是定值电阻,R是滑动变阻器,电源电压不变,滑片会随人的身高上下平移,人身高越高时,两电表示数变化情况正确的是( )
A.电流表示数变小,电压表示数变大
B.电流表示数变大,电压表示数变小
C.电流表示数变大,电压表示数变大
D.电流表示数变小,电压表示数变小
6.现有两个电阻,且,下列电路中总电阻最大的是( )
A. B.
C. D.
7.如图甲所示电路,闭合开关S后,两个灯泡都能发光,图乙为电流表指针的位置,如果电流表的读数是0.6 A,则通过灯的电流为_________A,两灯泡和的电阻之比为_________。
8.一阻值为的均匀电阻丝,将其围成圆环状,如图所示将A、B两点接入电路时,A、B两点间电阻为_________Ω。
9.两个的电阻并联,总电阻为_________Ω。如图所示的电路是由十二个不同的电阻组成的,已知,其余电阻阻值未知,测得A、B间总电阻为。现将断开,则A、B间的总电阻为_________Ω。
10.在如图所示的电路中,电源电压为6 V保持不变。当只闭合开关时,电流表的示数为0.3 A;当只闭合开关时,电流表的示数为0.2 A。求:
(1)和的阻值;
(2)当开关断开,、闭合时,电流表的示数。
【综合分析】11.如图所示,电源电压恒定不变,闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向左移动,下列说法正确的是( )
A.电流表A的示数变小,电压表的示数变大
B.电流表A的示数变小,电压表的示数变大
C.电压表的示数与电压表的示数之和不变
D.电压表的示数与电流表A的示数之比变小
【情景结合】12.有一根粗细均匀、阻值为3R的电阻线,现将它首尾相连绕制成一个等边三角形电阻,如图所示。若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则MN间的电阻为( )
A.R B.
C. D.3R
【实践探究】13.一个半圆形的薄电阻片,如图(a)所示夹在两导体板之间时,测得电阻值为R,则如图(b)夹在两导体板之间时测得的电阻值为_________。
答案以及解析
1.答案:50;等效替代
解析:两电阻串联后的总电阻。研究多个电阻组成的电路,当多个电阻组成的电路与一个电阻对电路产生的效果相同时,引入“总电阻”的概念;这种方法就是“等效替代法”。
2.答案:A
解析:电源电压大于电灯正常工作时的电压,为使电灯正常工作,应给电灯串联一个电阻分压;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以串联电阻两端电压,根据串联电路分压规律可知,,已知为12 Ω,则串联电阻的阻值。故选A。
3.答案:B
解析:并联电路总电阻的倒数等于各并联导体电阻的倒数之和,即;当不变、增大时,减小,则增大,故A错误,B正确。电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,所以当电源电压或干路中的电流变大时,总电阻不变,故C、D错误。
4.答案:D
解析:家庭电路的照明灯是并联的,亮着的灯越多,电路中并联的支路越多,总电阻越小,根据可知,总电流越大;反之,亮着的灯越少,电路中并联的支路越少,总电阻越大,总电流越小。故选D。
5.答案:A
解析:由电路图可知,R与串联,电压表测R两端的电压,电流表测电路中的电流;当人身高越高时,滑片上移,滑动变阻器接入电路的电阻变大,电路总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流变小,电流表示数变小;滑动变阻器接入电路的电阻变大,根据串联电路的分压规律可知,滑动变阻器分得的电压变大,电压表示数变大;综上所述,A正确。故选A。
6.答案:A
解析:A中两个电阻串联,B中两个电阻并联,C是的简单电路,D是的简单电路,根据串、并联电路电阻的特点可知,A中总电阻最大,故选A。
7.答案:0.9;2:3
解析:
8.答案:15
解析:由图可知,A、B两点将圆环分成了两部分,一部分占总量的,一部分占,因为电阻丝是均匀的,所以两部分的电阻分别为:,,将A、B两点接入电路时,两部分电阻是并联关系,所以A、B两点间的电阻R与的关系式为:,即,解得。
9.答案:6;12
解析:因并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,所以当两个的电阻并联时,总电阻与分电阻的关系为,解得;设除外,其他电阻的总电阻为,由题知,,与并联后的总电阻,由前面的分析可知,,将断开,则A、B间的总电阻为。
10.答案:(1);(2)
解析:(1)当只闭合开关时,只有电阻接入电路中,根据欧姆定律可知,;当只闭合开关时,与串联,此时电路中的电流为0.2 A;根据欧姆定律可知,和串联后的总电阻,则。
(2)当开关断开,、闭合时,和并联,电流表测干路中的电流。由可知,和并联后的总电阻,根据欧姆定律可知,电流表的示数。
11.答案:A
解析:闭合开关S,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测量电路中的电流,电压表测电源电压,电压表测滑动变阻器两端的电压。由于电源电压恒定不变,所以电压表的示数不变,将滑动变阻器的滑片P向左移动,滑动变阻器接入电路中的阻值变大,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律知,电路中电流减小,即电流表的示数减小,定值电阻两端的电压减小,则滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大,故A正确,B错误;电压表的示数不变,电压表的示数变大,电压表的示数与电压表的示数之和变大,故C错误;电压表的示数与电流表A的示数之比等于电路中的总电阻,电路中的总电阻变大,所以电压表的示数与电流表A的示数之比变大,故D错误。故选A。
12.答案:B
解析:已知电阻线粗细均匀,总电阻为3R,则绕制成一个等边三角形电阻后,;若把A、B两点分别接入电路中的M、N两端,则电路为与串联后再与并联,由电阻的串、并联等效电阻的计算方法可知,,即,解得。故选B。
13.答案:
解析:设一个圆形薄电阻片的电阻为,图(a)为两个圆形薄电阻片并联,则,,而图(b)为两个圆形薄电阻片串联,则电阻为。
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