人教版物理九年级全册《17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用》同步练习
一 、填空题(本大题共5小题,共20分)
1.(4分)李晨同学在探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”时,用记录的实验数据作出了如图所示的图象,将、并联接在电压为的电源上,电路中的总电流为______ ;将、串联接在电压为的电源上时两端电压为______
2.(4分)小宇用如图所示的电路测的电阻,已知电路中电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器在、两点间滑动时,电压表最小读数为,最大读数为,电流表的最小读数为,最大读数为,则电阻阻值为________,当滑动变阻器在、两点间滑动时,电阻的电压变化范围是___________。
3.(4分)如图所示电路中,电源电压恒定不变,电流表所选量程为,电压表所选量程为,小灯泡标有“”,滑动变阻器标有“”。闭合开关,调节滑动变阻器使其阻值在某一范围内变化时,电压表与电流表示数的变化情况如图所示。小灯泡正常发光的电流 ______ ,断开开关电压表的示数 ______ ,为保证电路安全,滑动变阻器的调节范围 ______ 。
4.(4分)如图甲所示的电路中,电源电压不变,电源内阻不计,三个定值电阻的阻值相等。只闭合时,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,则三个定值电阻的阻值均为 ______ ;再将闭合时,电压表的示数 ______ 选填“增大”“减小”或“不变”,电流表示数变为 ______ 。
5.(4分)定值电阻和串联在某电路中,已知::,则通过它们的电流之比是______,加在它们两端的电压之比是______。
二 、计算题(本大题共4小题,共48分)
6.(12分)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,,通过的电流随它两端电压变化关系如图所示,求:
的阻值大小?
当、、均闭合时,电流表的示数为,电源电压?
当闭合,、断开时,电流表的示数为,消耗的功率?分钟时间产生的热量?
7.(12分)如图所示的电路中,,,闭合开关后,电流表的示数为。
电阻两端的电压是多少?
通过的电流是多少?
电路消耗的电能是多少。
8.(12分)如图为一电压表的电路图,其中电流表满偏电流为,内阻为;两个定值电阻阻值,,使用时将接线接入待测电路。
求间的总电阻;
求该电压表的量程。
9.(12分)如图所示,电源两端电压保持不变,电阻阻值为。只闭合开关、时,电流表示数为;只闭合开关、时,电流表示数为。求:
电源两端电压。
电阻的阻值。
三 、单选题(本大题共8小题,共24分)
10.(3分)如图所示电路中,电源电压不变,为滑动变阻器。闭合开关后,在滑片向右移动的过程中,下列说法正确的是
A. 电压表的示数不变,电路的总电阻变大
B. 电压表的示数变大,电流表的示数变小
C. 电压表的示数变大,灯泡变亮
D. 电压表的示数变小,灯泡变暗
11.(3分)如图所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片过程中,下列说法正确的是
A. 电压表示数增大 B. 电流表示数减小
C. 电压表示数不变 D. 两端电压与通过的电流之比不变
12.(3分)用如图所示的电路测量小灯泡的功率,电源电压恒定为,电压表量程为,电流表量程为,滑动变阻器规格为“”,灯泡标有“”字样,不考虑灯丝电阻的变化,电路中各元件都在安全的条件下,下列说法正确的是
A. 灯泡工作时的最小功率是
B. 电流表示数的变化范围是
C. 滑动变阻器允许的取值范围是
D. 电压表示数的变化范围是
13.(3分)两定值电阻、的阻值分别是和,则它们串联后的总电阻与其并联后的总电阻之比是
A. : B. : C. : D. :
14.(3分)如图所示,已知电源电压相等,且,则下列选项中电流表示数最大的是
A. B.
C. D.
15.(3分)如图所示,闭合开关后,电流表的示数为,电流表的示数为,电压表示数为,则下列说法不正确的是
A. 通过灯泡的电流为 B. 灯泡的电阻为
C. 电路的总电阻为 D. 灯泡消耗的功率为
16.(3分)如图所示,电源电压保持不变,滑动变阻器的最大阻值为,闭合开关,当滑动变阻器的滑片在变阻器中点时,电压表读数为,当滑片滑到端时,电压表的读数为,则、的阻值之比为导体的电阻与导体的长度成正比
A. : B. : C. : D. :
17.(3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,滑动变阻器的滑片向左滑动时,下列判断正确的是
A. 电流表的示数减小,电压表的示数增大
B. 电流表的示数增大,电压表的示数减小
C. 定值电阻消耗的功率增大
D. 电路消耗的总功率不变
答案和解析
1.【答案】;;
【解析】
此题主要考查的是串并联电路的电压、电流规律和欧姆定律的应用。
当电阻一定时,电流与电压成正比;
欧姆定律的应用计算。
从图像中可以知道,和的电阻分别为:
;
;
将、并联接在电压为的电源上,电路中的总电流为:;
将、串联接在电压为的电源上时,电路中的电流为:
;
所以有:。
故答案为:;。
2.【答案】;
;
【解析】
此题主要考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是根据滑片的移动确定电压表和电流表示数的对应关系以及利用好定值电阻阻值和电源电压不变这两个条件。
已知电压表示数和电流表示数,由欧姆定律可求出变阻器接入电路电阻的范围;根据串联电路特点及欧姆定律可以求出定值电阻阻值及电压变化范围。
解:由图可知,滑动变阻器与定值电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;
滑动变阻器接入电路阻值越大,电路电流越小,电压表示数越大;
电流表示数变化范围是,电压表的示数变化范围。
,
设定值电阻阻值为,根据题意得
,
,
即
解得;
电阻的电压分别为,
。
故答案为:;。
3.【答案】;
【解析】解:小灯泡标有“”,根据可得小灯泡正常发光的电流:;
闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压;
因串联电路各处电流相等,所以灯泡正常发光时通过电路的电流最大,此时灯泡两端的电压为:,通过电路的电流:,
由图可知此时滑动变阻器两端的电压,
串联电路总电压等于各分电压之和,所以电源电压为:;
由欧姆定律可知此时滑动变阻器接入电路的电阻最小,最小阻值为:,
此时由题意可知电压表接入电路的量程为,电源电压为,所以滑动变阻器可以接入电路最大阻值,所以滑动变阻器接入电路的阻值范围为。
断开开关,电压表通过灯泡连入在电源的正负极上,则此时电压表测量电源电压,为;
故答案为:;;。
根据电功率公式计算灯泡正常发光时的电流,
闭合开关,灯泡和滑动变阻器串联接入电路,电压表测滑动变阻器两端的电压;根据串联电路电流特点可知灯泡正常发光时通过电路的电流最大,灯泡正常发光时的电压等于额定电压,由图可知此时滑动变阻器两端的电压,根据串联电路电压规律计算电源电压;
根据欧姆定律计算滑动变阻器接入电路的最小电阻,进一步确定滑动变阻器接入电路的电阻范围;
断开开关,电压表通过灯泡连入在电源的正负极上则此时测量电源电压。
此题主要考查串联电路特点和欧姆定律的灵活运用,正确读取图中信息是解答该题的关键。
4.【答案】;
【解析】解:只闭合时,电路为的简单电路,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,电流表接入电路的是小量程,分度值为,示数为,
根据欧姆定律可得三个定值电阻的阻值均为;
再将闭合时,三个电阻并联接入电路,电流表测通过、的电流,
并联电路各支路两端电压相等,所以电压表示数不变,仍为;
根据并联电路电压特点结合欧姆定律可知通过三个电阻的电流都为,
并联电路干路电流等于各支路电流之和,所以电流表示数变为。
故答案为:;不变;。
只闭合时,电路为的简单电路,电压表示数为,电流表示数如图乙所示,根据电流表接入电路的量程和分度值读数,根据欧姆定律计算三个定值电阻的阻值;再将闭合时,三个电阻并联接入电路,电流表测通过、的电流,根据并联电路电压特点判断电压表示数是否变化;根据并联电路电压特点结合欧姆定律可知通过三个电阻的电流,根据并联电路电流规律计算电流表示数。
此题主要考查电流表读数、并联电路特点和欧姆定律的灵活运用,分清电路连接是解答该题的关键。
5.【答案】1:1 ; 2:1 ;
【解析】解:定值电阻和串联在某电路中时,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,通过它们的电流之比为:;
由可得,加在它们两端的电压之比:
。
故答案为::; :。
两电阻串联时通过它们的电流相等,根据欧姆定律求出它们两端的电压之比。
该题考查了串联电路的电流特点和欧姆定律的应用,是一道基础题目。
6.【答案】解:根据图可知,当时,,
由欧姆定律得:;
当、、均闭合时,、并联,
根据电阻并联的特点得:
,
由欧姆定律得:;
当闭合,、断开时,、串联,
由欧姆定律得:,
串联电路两端的电压等于各分电阻两端电压之和,
两端的电压,
功率;
产生的热量。
答:的阻值为;
电源电压为;
消耗的功率;分钟时间产生的热量是。;
【解析】此题主要考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功、电功率的计算,关键是开关闭合、断开时电路连接方式的辨别。
根据图读出任意一点两端的电压和通过的电流,根据欧姆定律求出其阻值的大小;
当、、均闭合时,、并联,电流表测干路电流,根据并联电阻求出总电阻,再根据欧姆定律求出电源电压;
当闭合,、断开时,、串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出两端的电压,根据串联电路的电压特点求出两端的电压,根据求出消耗的功率;产生的热量,根据求出分钟时间产生的热量。
7.【答案】解:由可知,电阻两端的电压:;
因为并联电路电压相等,所以;
通过的电流:;
因为并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,所以干路电流为;
则电路消耗的电能:。
答:电阻两端的电压是;
通过的电流是;
电路消耗的电能是。;
【解析】【试题解析】
根据电路图可知,两电阻并联,电流表测量支路电流;
根据欧姆定律的变形公式即可求出电阻两端的电压;
根据并联电路电压的规律以及欧姆定律即可求出通过的电流;
先根据并联电路电流规律求出干路电流,然后根据求出电路消耗的电能。
解决此类问题的关键是利用并联电路的特点,结合欧姆定律进行求解即可。
8.【答案】解:设电流表G的内阻为Rg,
由电路图可知,Rg与R1并联后再与R2串联,电流表G测通过Rg的电流。
(1)因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,并联部分的电阻:
R并===50Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,AB间的总电阻:
RAB=R并+R2=50Ω+4950Ω=5000Ω;
(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,电流表满偏时(即Ig=1mA),并联部分两端的电压:
U并=Ug=IgRg=1×10-3A×100Ω=0.1V,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,干路中的电流:
I===0.002A,
则电压表的量程(即AB间的电压):
U=IRAB=0.002A×5000Ω=10V。
答:(1)AB间的总电阻为5000Ω;
(2)该电压表的量程为10V。;
【解析】
由电路图可知,与并联后再与串联,电流表测通过的电流。
根据电阻的并联求出并联部分的电阻,根据电阻的串联求出间的总电阻;
根据并联电路的电压特点求出电流表满偏时并联部分两端的电压,利用欧姆定律求出电路中的总电流,再根据欧姆定律求出该电压表的量程即间的电压。
该题考查了串并联电路的特点和欧姆定律的应用,电流表改装为电压表时满偏电流和满偏电压不变。
9.【答案】;
【解析】
只闭合开关、时,与并联,电流表测通过的电流,根据欧姆定律和并联电路的电压规律求出电源电压;
只闭合开关、时,与并联,电流表测干路电流,根据并联电路电流规律可求出通过的电流,由欧姆定律可知电阻的阻值。
此题主要考查并联电路特点和欧姆定律的应用,解答该题的关键是正确分析开关在不同状态下电路的结构。
10.【答案】B;
【解析】解:由图知,灯与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器的电压;
在滑片向右移动的过程中,变阻器连入电路中的电阻变大,电路的总电阻变大,由欧姆定律可知,电路中的电流变小,即电流表的示数变小;
由可知,灯的电压变小,根据可知灯的实际功率变小,故灯变暗;
电源电压不变,灯的电压变小,由串联电路电压的规律可知,变阻器的电压变大,即电压表示数变大;
综上,只有B正确,、、D错误。
故选:。
灯与变阻器串联,电流表测电路中的电流,电压表测变阻器的电压:
在滑片向右移动的过程中判断变阻器连入电路中的电阻变化,根据电阻的串联确定总电阻变化,由欧姆定律分析电路中的电流变化,根据欧姆定律确定灯的电压变化,
根据分析灯的实际功率变化确定灯亮度变化;
由串联电路电压的规律,可得出变阻器的电压变化。最终得出正确答案。
该题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,关键是电路的识别。
11.【答案】D;
【解析】解:
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压;
闭合开关后,向左移动滑动变阻器的滑片过程中,接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小;
根据可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故B错误;
电路中的电流变大,根据可知,定值电阻两端的电压变大,
由串联电路总电压等于各分电压之和可知,滑动变阻器两端的电压变小,即电压表的示数变小,故AC错误;
根据可知,两端电压与通过的电流之比即为定值电阻的阻值,则该比值不变,故D正确。
故选:。
由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电流表串联在电路中,电压表测滑动变阻器两端的电压;根据滑片的移动确定接入电路电阻的变化,根据欧姆定律可知电路中电流的变化和定值电阻两端的电压变化,根据串联电路的电压特点可知滑动变阻器两端的电压变化。
此题主要考查欧姆定律和滑动变阻器的使用,关键明白滑片移动的过程中电路的变化情况,这是本题的难点也是重点。
12.【答案】D;
【解析】解:由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
灯泡的额定电流为,电流表的量程为,
因串联电路中各处的电流相等,
所以,为了保证各元件的安全,电路中的最大电流为,
由可得,灯泡的电阻:
,
电路中的最小总电阻:
,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,滑动变阻器接入电路中的最小阻值:
,
当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,电流最小,电压表示数最小,各元件是安全的,
所以,滑动变阻器的电阻允许调节的范围为,故C错误;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电流最小,灯泡的功率最小,
此时电路中的电流:
,
则电流表示数的变化范围是,故B错误;
电压表的最小示数即灯泡的最小电压:;
因为灯泡的额定电压为,所以电压表的最大示数为,
则电压表示数的变化范围是,故D正确;
灯泡的最小功率:
,故A错误。
故选:。
由电路图可知,滑动变阻器与灯泡串联,电压表测灯泡两端的电压,电流表测电路中的电流。
知道灯泡的额定电压和额定电流,然后结合电流表的量程确定电路中的最大电流,根据欧姆定律求出灯泡的电阻和电路中的最小电阻,利用电阻的串联求出滑动变阻器接入电路中的最小阻值;
当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,灯泡的功率最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,根据欧姆定律求出最小电压,电压表的最大值即为灯泡的额定电压;
利用求出灯泡的最小功率。
该题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据灯泡的额定电压和电流表的量程确定电路中的最大电流。
13.【答案】D;
【解析】
根据串联电路与并联电路的规律,求出串联阻值与并联阻值,然后求出它们的比值。
应用串并联电阻特点求出串联电阻与并联电阻是正确解答该题的关键。
串联电阻阻值;
并联总电阻的倒数等于各电阻倒数之和,
并联电阻阻值,
则。
故选:。
14.【答案】D;
【解析】解:由电路图可知,选项中电路为的简单电路,选项中电路为的简单电路,选项中与串联,选项中与并联,电流表均测总电流,
因串联电路中电阻越串越大、大于任何一个分电阻,并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻,
所以,由可得,四个电路中的总电阻关系为,
又四个电路电源电压相等,
所以,由可知,四个电路的电流关系为,即选项中电流表的示数最大。
故选:。
根据电阻的串联和电阻的并联比较选项中总电阻关系,四个电路电源电压相等,根据欧姆定律得出电流表的示数关系,从而得出答案。
此题主要考查了欧姆定律的应用,关键是会根据电阻的串联和并联判断两电阻串联时电路中电阻最大、并联时电路中的电阻最小。
15.【答案】A;
【解析】
由电路图可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流,电压表测电源的电压.根据并联电路中的电流特点求出通过灯泡的电流;根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出灯泡的电阻和电路的总电阻,再根据求出灯泡消耗的功率。
该题考查了并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,关键是电路串并联的辨别和电表所测电路元件的判断。
A.由电路图可知,与并联,电流表测干路电流,电流表测支路的电流,电压表测电源的电压;
并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
通过灯泡的电流:,故A不正确,符合题意;
B.并联电路中各支路两端的电压相等,
灯泡的电阻:,故B正确,不符合题意;
C.,
电路中的总电阻:
,故C正确,不符合题意;
D.灯泡消耗的功率:
,故D正确,不符合题意。
故选A。
16.【答案】D;
【解析】解:闭合开关,、串联,电压表测量两端的电压,当滑动变阻器的滑片在变阻器中点时,与串联,
由串联电路的电压规律和欧姆定律可得出电源电压:
-------------①;
当滑片滑到时,两电阻串联,
由串联电路的电压规律和欧姆定律可得出电源电压:
-------------②;
由①②可得:,故正确。
故选:。
闭合开关,、串联,电压表测量两端的电压,当滑动变阻器的滑片在变阻器中点时,与串联,滑片滑到端时,与的最大阻值串联,由串联电路的电压规律和欧姆定律可得出电源电压的表达式,然后联立即可求出电阻之比。
此题主要考查欧姆定律及串联电路的特点,关键是电源电压保持不变。
17.【答案】A;
【解析】解:、电阻与变阻器串联,电压表测变阻的电压,电流表测电路中的电流,
滑动变阻器的滑片向左滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,根据电阻的串联,电路的总电阻变大,由欧姆定律,电路中的电流变小,根据欧姆定律的变形公式,的电压变小,由串联电路电压的规律,电压表示数变大,A正确,B错误;
、根据,因不变,电路中电流变小,故定值电阻消耗的功率减小,C错误;
根据,电路消耗的总功率变小,故D错误。
故选:。
分析电路的连接,判断滑动变阻器的滑片向左滑动时,变阻器连入电路中的电阻变化,根据电阻的串联,确定电路的总电阻变化,由欧姆定律,电路中的电流变化,根据欧姆定律确定的电压变化,由串联电路电压的规律,确定电压表示数变化;
根据和分别判断定值电阻消耗的功率和电路总功率的变化。
该题考查串联电阻的规律和欧姆定律及电功率公式的灵活运用,难度适中。
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