沪科版物理九年级全册《15.4 电阻的串联和并联》同步练习
一 、单选题(本大题共11小题,共33分)
1.(3分)如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小关系正确的是( )
A. UAB>UBC,IAB=IBC B. UAB<UBC,IAB=IBC
C. UAB>UBC,IAB<IBC D. UAB=UBC,IAB<IBC
2.(3分)如图所示,电源电压为的电路中,通过电阻的电流为
A. B. C. D.
3.(3分)关于串、并联电路,下列说法正确的是
A. 串联电路电流处处相等 B. 串联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和
C. 并联电路各支路电流总相等 D. 并联电路的总电阻等于各支路电阻之和
4.(3分)如图所示,用一根电阻为6R的粗细均匀的镍铬合金线做成一个环,在环上6个对称的点上,焊接6个不计电阻的导线,并与接线柱连接,现有一根不计电阻的导线将6个接线柱中的任意两个相连接,利用这种方法,可以在其它各接线柱之间的获得不同阻值(不含零电阻)的总个数和最大电阻值分别是( )
A. 9种,最大为1.5R B. 12种,最大为2.0R
C. 15种,最大为2.5R D. 18种,最大为3.0R
5.(3分)两电阻并联后总电阻小于其中任意一个电阻,是因为并联的结果相当于使导体
A. 横截面积减小 B. 横截面积增大 C. 长度减小 D. 长度增大
6.(3分)在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电路中各元件都完好.当电键S由断开到闭合时,正确的判断是( )
A. 电流表的示数可能不变 B. 电流表的示数一定变大
C. 电压表的示数可能不变 D. 电压表的示数一定变大
7.(3分)如图a是一个用电压表的示数反映温度变化的电路原理图,其中电源电压U=4.5V且保持不变,电压表量程为0~3V,R0是300Ω的定值电阻,R1是热敏电阻,其电阻随环境温度变化的关系如图b所示.若闭合开关S( )
A. 电压表的最小示数是1.5V
B. 环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是150Ω
C. 电压表V示数越小,环境温度越高
D. 此电路允许的最高环境温度为60℃
8.(3分)如图所示,电源电压恒定不变, 的电阻为欧, 的电阻为欧.则电路的总电阻
A. 大于欧 B. 小于欧
C. 等于欧 D. 在欧与欧之间
9.(3分)下列四组电阻中哪一对并联后总电阻最小
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
10.(3分)把一根电阻为R的均匀电阻丝弯折成一个等边三角形abc,如图所示,图中d为底边ab的中心.如果cd两端的电阻R1为9欧姆,则ab两端的电阻R2的阻值是( )
A. 36欧姆 B. 12欧姆 C. 8欧姆 D. 0欧姆
11.(3分)在如图所示的各电路中,电源电压一定,闭合电键,当滑动变阻器的滑片向右移动时,下列选项中关于电压表、电流表示数变化情况判断正确的是
A、不变,不变
B、变大,变大
C、变大,变小
D、变小,变小
A. 不变,不变 B. 变大,变大
C. 变大,变小 D. 变小,变小
二 、填空题(本大题共11小题,共44分)
12.(4分)如图电路,R1=2欧,R2=4欧,电源电压6伏,闭合开关S,通过R1的电流为______安,电压表示数是______伏.
13.(4分)运用知识解决问题:
将长度相同而粗细不同的两根镍铬合金丝串联在电路中,接通电源后,粗导线两端的电压 ______ 选填“大”、“小”或“相等”两个的电阻串联后产生的效果与一个的电阻效果相同,应用了 ______ 法.
14.(4分)如图所示,电源电压恒定,定值电阻、的阻值分别为、。当开关闭合,、都断开时,两端电压为____________;当开关断开,、都闭合时,电流表的示数为____________;只闭合,通电,产生的热量为____________ 。
15.(4分)将阻值分别为30Ω和20Ω的两个定值电阻串联起来,它们的等效电阻是______Ω.家庭电路中共有5盏电灯和一台电视机在工作,它们的连接方式是______,每盏电灯的工作电流为0.3A,电视机的工作电流为0.5A,家庭电路中的总电流为______A.
16.(4分)将、两电阻串联在某一电源上,、消耗的功率之比:_____________,此时电路消耗的总功率为;再将它们并联后接入同一电源上,此时电路消耗的总功率为;则:_____________。
17.(4分)引入“总电阻”概念时运用的科学方法是______选填“等效替代”或“控制变量”法。阻值为和的两个电阻串联在电路中,其总电阻为______。
18.(4分)如图所示电路,开关S闭合后,电流表的示数______(填“变大”“变小”或“不变”);若电流表示数变化了0.1A,则电阻R=______Ω(电源电压保持不变).
19.(4分)如图所示,电阻,电源电压保持不变。当、都闭合时,电流表的示数为,此时电路是 ______ 联电路,电路的总电阻是 ______ ;当闭合、断开时,电路的总电阻是 ______ ,电流表的示数是 ______ 。
20.(4分)如图所示的电路中,灯L标有“3V 0.9W”、滑动变阻器R上标有“20Ω 1A”的字样,电压表量程为0~3V,则灯L正常工作时的电流为______A.若电源电压为4.5V,为了保证电路中各元件安全工作,滑动变阻器连入电路中的最小阻值是______Ω.
21.(4分)有两个电阻,R1=20Ω,R2=60Ω,若将R1.R2并联起来,它们的总电阻是______Ω,通过它们的电流之比是I1:I2=______,电压之比是U1:U2=______;若将R1.R2串联起来,R1.R2两端的电压之比U1:U2=______.
22.(4分)灯泡L1、L2分别标有“10V、10W”和“9V、5.4W”字样,将它们串联使用时,电路中允许通过的最大电流是_______A,电路两端允许加的最大电压值是_______V.
答案和解析
1.【答案】A;
【解析】解:已知AB和BC是由同种材料制成的且长度相同,BC的横截面积大于AB的横截面积,所以BC的电阻小于AB的电阻,串联时电流相同,根据公式U=IR可知,AB两端的电压大于BC两端的电压.
故选:A.
2.【答案】C;
【解析】【试题解析】
首先要明确电路的连接方式,根据串联电路中各处电流相等,因此只要求出任何一处的电流就知道各处电流。
已知电源电压和总电阻,因此根据欧姆定律即可求出电流。
因为电路是串联,所以各处电流相等,由欧姆定律得
。
故选。
3.【答案】A;
【解析】解:
A、在串联电路中,电流处处相等,正确;
B、串联电路总电阻等于各串联电阻之和,故B错;
C、在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,故C错;
D、并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和,故D错;
故选:。
利用下列知识分析判断:
在串联电路中,电流处处相等,串联电路总电阻等于各串联电阻之和;
在并联电路中,干路中的电流等于各支路电流之和,并联电路总电阻的倒数等于各电阻倒数之和。
该题考查了串并联电路的电流和电阻特点,注意区分、易混淆,易错点
4.【答案】A;
【解析】解:首先其实可以简化成6个1R的电阻串成一个环,假设6个节点分别为ABCDEF,
则①AB两点相连,则AB点之间的电阻变为0,则相当于5个1R的电阻串成环,CD间电阻相当于1R和4R的并联,大小为
4
5
R,CE间的电阻相当于2R和3R的并联,大小为
6
5
R,CF相连同CE,DE同CD,DF同CE,EF同CD.
②AC相连,若不考虑B点,则为4个1R的电阻串成环,DE间的电阻为1R和3R的并联,大小为
3
4
R,DF间电阻为2R和2R并联,大小为R,若考虑B点,BD间电阻大小为
5
4
R,为两个并联电路的串联,BE间大小为
3
2
R,BF同BD.BA间电阻为
1
2
R.
③若AD相连,相当于两个3R的环串联在一起,BC间的电阻为
2
3
R,EF同BC,BE间的电阻为
4
3
R,其余连接同BE和BC.
其余等效于①②③综上所述共有9种电阻,最大值为1.5R.
故选A.
5.【答案】B;
【解析】解:导体的电阻取决于导体的长度、材料和横截面积,同种材料的导体越长、横截面积越小,导体的电阻越大.
两个电阻并联,相当于增加了导体的横截面积,总电阻要变小,并且比任何一个电阻都小.
故选B.
利用决定导体大小的因素长度、横截面积和材料分析并理解电阻越并越小.
会用决定电阻大小的因素及具体关系,理解电阻越串越大、越并越小.
6.【答案】D;
【解析】由电路图可知,电键S断开时电阻R与灯泡L串联,电流表测电路中的电流,电压表测R两端的电压;
当电键S闭合时,电压表仍测R两端的电压,电流表和灯泡被短路示数为0A,则电流表的示数变小,故AB不正确;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电键S由断开到闭合时,电路中的总电阻减小,
由I=可知,电路中的电流变大,电阻R两端的电压变大,故A不正确,D正确.
故选D
7.【答案】D;
【解析】由a图可知,R0、R1串联,电压表测R0两端电压,
A.由图象可知,温度每升高20℃,R1的阻值减小50Ω,所以温度为0℃时,热敏电阻的阻值最大R1大=300Ω,由串联电路的分压原理可知,此时电压表的示数最小,
此时电路中的电流:
电压表的最小示数:U0最小=I最小R0=0.0075A×300Ω=2.25V,故A错误;
B.由图b可知,环境温度为40℃时,热敏电阻阻值是200Ω,故B错误;
C.因串联电路中各处的电流相等,
由I=U/R可知,当电压表V示数越小时,电路中的电流越小,
由R=U/I可知,电路中的总电阻越大,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,热敏电阻的阻值越大,由图乙可知,环境的温度越低,故C错误;
D.当电压表的示数最大,即U0=3V时,电路允许测量的温度最高,
此时电路中的电流:
电路中的总电阻:
热敏电阻连入的阻值:
R1=R﹣R0=450Ω﹣300Ω=150Ω,
由图象可知,此电路允许的最高环境温度为60℃,故D正确.
故选D
8.【答案】B;
【解析】解:已知的电阻为欧,的电阻为欧,且与并联;
根据电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小,
所以电路的总电阻一定小于、的电阻值,即小于欧.
故选
知道电阻的并联实质是增大了导体的横截面积,所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小.
此题主要考查了电阻的并联特点,关键是电阻的并联实质是增大了导体的横截面积.
9.【答案】A;
【解析】
解决此题要知道并联电路电阻规律,即并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,并联电路的总电阻比任何一个支路的电阻都小。
四个选项中的电阻值都知道,根据并联电路的总电阻:分别求出总电阻进行比较即可。
A.并联电路的总电阻小于任何一个支路的电阻,所以和并联的总电阻小于;
B.和并联的总电阻:。
C.和并联的总电阻:,
D.和并联的总电阻:,
经过比较,选项电阻最小。
故选A。
10.【答案】C;
【解析】解:把一根电阻为R的均匀电阻丝弯折成一个等边三角形abc,
所以,Rab=Rac=Rbc=
R
3
,
d为底边ab的中心,Rad=Rbd=
R
6
,
cd两端的电阻R1为Rac与Rad串联、Rbc与Rbd串联,然后并联的总电阻,
Rac与Rad串联的总电阻为
R
3
+
R
6
=
R
2
、Rbc与Rbd串联的总电阻也是
R
2
,
所以,R1=
R2
R
2
×
R
2
R
2
+
R
2
=
R
4
=9Ω.所以,R=36Ω.
所以,Rab=Rac=Rbc=
R
3
=12Ω.
ab两端的电阻R2的阻值是Rac与Rbc串联,再与Rab并联后的总电阻,
Rac与Rbc串联的总电阻是:24Ω,
所以,R2=
24Ω×12Ω
24Ω+12Ω
=8Ω.
故选C.
11.【答案】
【解析】解:、由图示电路图可知,电压表测电源两端电压,向右移动滑片时,电源电压不变,电压表示数不变,滑动变阻器接入电路的阻值变大,通过滑动变阻器的电流减小,干路电流减小,电流表示数变小,故错误;
、由图示电路图可知,电压表测电源两端电压,向右移动滑片时,电源电压不变,电压表示数不变,滑动变阻器接入电路的阻值增大,电路总电阻变大,电路电流变小,电流表示数变小,故错误;
、由图示电路可知,电压表测滑动变阻器两端电压,滑片向右移动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,滑动变阻器分压变大,电压表示数变大,滑动变阻器接入电路阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,由欧姆定律可知,电路电流减小,电流表示数变小,故正确;
、由图示电路图可知,电压表测电源两端电压,电源电压不变,电压表示数不变,向右移动滑片时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,电路总电阻变大,电源电压不变,电路电流减小,电流表示数变小,故错误;
故选:。
分析电路结构,根据电路结构应用欧姆定律分析答题。
本题是一道电路动态分析题,分析清楚电路结构、明确各电路元件的连接方式是正确解题的前提与关键,根据电路结构,应用欧姆定律即可正确解题。
12.【答案】1A,;4V;
【解析】(1)
(2)U2=IR2=1A×4Ω=4V.
13.【答案】小;等效;
【解析】解:
因为两根合金线串联,所以通过两端合金线的电流相等,
又因为两端合金线都是镍铬合金线、长度相同,所以粗的镍铬合金线电阻小,
根据可知,在电流一定时,导体两端的电压与导体的电阻成正比,所以粗的镍铬合金线两端的电压比细的两端的电压小;
在电路中,两个的电阻串联后产生的效果与一个的电阻效果相同,是等效法.
故答案为:小;等效.
电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料有关,当横截面积和材料相同时,横截面积越大,电阻越小;
在串联电路中,电路中的电流处处相等,根据欧姆定律和电流特点可得串联电路的分压关系,据此可知电阻大的分压大,据此分析判断;
等效替代法是在保证某种效果特性和关系相同的前提下,将实际的、复杂的物理问题和物理过程转化为等效的、简单的、易于研究的物理问题和物理过程来研究和处理的方法.
该题考查了欧姆定律、串联电路特点、影响电阻大小因素,利用欧姆定律和电流特点得出串联电路的分压关系是本题的关键;
本题同时考查了对常用物理学方法的记忆与运用能力,常用的物理学方法有:控制变量法、转换法、放大法、比较法、实验推理法、模型法等.
14.【答案】;;;
【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的应用,关键是开关闭合、断开时电路串并联的辨别。
当开关闭合,、都断开时,与串联,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,然后求出两端电压;
当开关断开,、都闭合时,与并联,电流表测干路电流,根据电阻的并联特点求出电路中的总电阻,再根据欧姆定律求出干路电流;
只闭合,断路,不产生热量。
当开关闭合,、都断开时,与串联,因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,,
可得,两端电压:;
当开关断开,、都闭合时,与并联,电流表测干路电流,
因为并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
,
干路电流表的示数:
;
只闭合,断路,没有电流通过,通电,产生的热量为。
故答案为:;;。
15.【答案】50;并联;2;
【解析】(1)因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,两个定值电阻串联起来时的等效电阻R=R1+R2=30Ω+20Ω=50Ω;
(2)因为家庭电路中各用电器之间既可以单独工作又互不影响,因此家庭电路中的电灯之间以及与电视机间的连接方式为并联;
(3)因并联干路中的电流等于各支路电流之和,所以家庭电路中的总电流:I=0.3A×5+0.5A=2A.
16.【答案】:;:;
【解析】
通过本题知道:串联电路中功率之比等于电阻之比;并联电路中,功率之比等于电阻比的倒数。
串联电路的电流相等,选用,所以串联电路的功率之比等于电阻之比;
先计算出两电阻串、并联的总电阻,再根据计算串联和并联消耗总功率的比。
串联电路的电流相等,
根据得::::::;
串联电路的总阻值等于串联的各电阻之和,
总电阻:;
再将它们并联后总电阻:
两电阻串联和并联时接在同一电源上,则电路两端的总电压相等,
根据得:
。
故答案为::;:。
17.【答案】等效替代;;
【解析】解研究多个电阻组成的电路中,采取的是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,从而引入“总电阻”概念的;这种方法就是“等效替代法”;
阻值为和的两个电阻串联在电路中,其总电阻;
故答案为:等效替代;。
物理学常用的方法有“等效替代法”“控制变量法”“类比法”“模型法”“理想推理法”等。
串联电路总电阻等于各串联电阻阻值之和,根据串联电路特点可以求出串联的总阻值。
该题考查等效替代法,它是物理研究过程中常用的方法,并能熟练应用这种方法;应用串联电路特点即可正确解题
18.【答案】变大;60;
【解析】开关闭合后,电阻与灯泡并联,电路总电阻减小,根据公式I=可知电路电流变大,通过R的电流I=0.1A,所以R===60Ω.
19.【答案】并; 4; 8; 0.75;
【解析】解:当开关都闭合时,两个电阻并联,此时电路的总电阻:
即
;
当闭合、断开时,为的基本电路;此时电路的总电阻:;
并联电路各支路互不影响,电流表测通过的电流,故电流表的示数仍为。
故答案为:并;;;。
当开关都闭合时,两个电阻连接方式为并联;电流表测通过的电流,然后根据并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和求出总电阻;
当闭合、断开时,为的基本电路,电路的总电阻为的阻值;并联电路各支路互不影响,故电流表的示数不变。
会识别串并联电路,并且会根据电阻的并联进行相应的计算,识别电路是做题的关键
20.【答案】0.3;5;
【解析】灯L正常工作时的电流为I===0.3A;灯泡电阻RL===10Ω;
灯泡与滑动变阻器串联,当电路电流最大时为0.3A,此时电路总电阻R===15Ω;
所以滑动变阻器接入电路的最小阻值为R小=R﹣RL=15Ω﹣10Ω=5Ω.
21.【答案】15;3:1;1:1;1:3;
【解析】(1)已知R1=20Ω,R2=60Ω,若把它们并联起来,则总电阻R并===15Ω;
因为并联电路两端电压相等,所以两电阻并联时两端电压相等,即U1:U2=1:1;
由I=可知,通过它们的电流比:I1:I2=:=R2:R1=60Ω:20Ω=3:1;
(2)把它们串联起来,因为串联电路各处的电流相等,所以两电阻串联时通过的电流相等;
由I=可知,它们两端的电压之比U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=20Ω:60Ω=1:3.
22.【答案】0.6;15.;
【解析】由P=UI可得,两灯泡的额定电流:
I1===1A,I2===0.6A,
由I=可得,两灯泡的电阻分别为:
R1===10Ω,R2===15Ω;
因串联电路中各处的电流相等,
所以,电路中允许通过的最大电流I=I2=0.6A,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路两端的电压:
U=I(R1+R2)=0.6A×(10Ω+15Ω)=15V.
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