15.4 电阻的串联和并联 同步练习-2023-2024学年沪科版九年级物理全一册
一、单选题
1.如图所示的电路,电流表A1与电流表A2的读数之比是5∶2,则两个电阻R1与R2之比是( )
A.2∶5 B.5∶2 C.3∶2 D.2∶3
2.某同学要把一个阻值为15Ω、正常工作电压为3V的灯泡接在9V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡( )
A.串联一只45Ω的电阻 B.并联一只45Ω的电阻
C.串联一只30Ω的电阻 D.并联一只30Ω的电阻
3.已知R1>R2,按以下方式连接电阻R1、R2,则总电阻值最大的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,电源两端的电压保持不变,、为定值电阻。闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.定值电阻与并联
B.电压表和的示数一定不相等
C.滑动变阻器的滑片Р移动过程中,电路中电流保持不变
D.滑动变阻器的滑片Р向右移动,电压表的示数变小
5.两个完全相同的电阻,它们串联、并连接入同一电路,则其串联后的总电阻同并联后总电阻的比值是( )
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
6.现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,下图中电路总电阻最小的是( )
A. B.
C. D.
7.如图所示,当闭合开关S时电路正常工作,一段时间后发现一个电表的示数变大,另一电表示数变小;互换两电表位置后,发现两表示数与互换前的示数相同。已知电源电压不变,故障只发生在电阻R1、R2上,其他元件保持完好,则电路中的故障是( )
A.R1短路 B.R2短路 C.R1断路 D.R2断路
8.某次实验中,李明同学连接了如图所示的电路,若电源电压为6V,且保持不变,电阻R1=7Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是( )
A.0~3Ω B.0~7Ω C.3Ω~7Ω D.7Ω~10Ω
二、填空题
9.如图,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关,甲、乙两表示数之比为2:1,此时R1与R2 联。更换两表种类,闭合开关,两表均有示数,则此时的甲、乙两表的示数之比为 。
10.如图,电源电压恒定,R1=8Ω,R2=4Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.4A,电阻R1两端的电压是 V。将单刀双掷开关S2接b时电流表的示数可能为 (选填“0.3A”、“0.6A”或“0.8A”)。
11.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=5∶1,则R1∶R2= ;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为I甲∶I乙= 。
12.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;则R1∶R2= 。当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为 。
13.如图所示的电路中电源电压为6V,且电源电压不变,当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3A,S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A,电阻R1的阻值= Ω,R2的阻值= Ω,S2、S3断开,S1闭合时,R2两端电压 V。
14.如图所示,电源电压不变,R1=8 Ω、R2=12 Ω,当S1闭合、S2断开,①、②都是电流表时,两表示数之比是 ,当S1、S2都闭合,①、②都是电压表时,两表示数之比是 。
三、实验题
15.某小组四位同学通过实验探究并联电路的电阻特性,他们的研究过程如下:
(1)猜想和问题:他们在完成“电流表、电压表测电阻”后,接着又将另一电阻R2并联接在电阻R1两端,如图所示,再次闭合开关后,发现电压表示数几乎不变,电流表示数增大一点。据此现象,他们提出:
①猜想:R1、R2两个电阻组成的并联电路的等效电阻一定比R1 (选填“大”或“小”);
②问题:两个电阻R1、R2并联在一起后,这段电路的等效电阻与每个电阻之间会存在怎样的定量关系呢?
(2)探究:他们利用如图所示的电路继续实验,先后将两个电阻连接在电路A、B两点上,用电流表、电压表测出相应的电流和电压,并计算出对应的电阻。他们将有关的实验数据记录在表一中;
表一
电阻 同学 R1/Ω R2/Ω R/Ω
小王 30 30 15
小李 15 10 6
小张 60 30 20
小徐 30 15 10
①通过交流各自的实验数据,大家初步分析比较表一中的数据后得出:并联电路的等效电阻总比电路中的任何一条支路中的电阻要 。由此他们验证的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的;
②四位同学对表一中数据进行进一步计算处理得到表一中的每个电阻的倒数值(如表二所示);
表二
R1/Ω R2/Ω R/Ω /Ω-1 /Ω-1 /Ω-1
小王 30 30 15
小李 15 10 6
小张 60 30 20
小徐 30 15 10
进一步分析比较表二中每位同学在实验中得到的各电阻倒数之间的大小关系,得到它们间的定量关系是 。
16.小明在“探究并联电路电阻的规律”实验中,他利用2节干电池作为电源,将电阻R2或R3分别与电阻R1并联,研究过程如图(a)、(b)、(c)所示。请仔细观察图中的操作和现象,然后归纳得出初步结论。
(1)比较图(a)与(b)或图(a)与(c)可知: 。
(2)比较图(b)与(c)可知: 。
17.当多个电阻并联时,其等效电阻称为并联电路的总电阻.请推证:
(1)将两个电阻Rl、R2并联起来,其总电阻R总与Rl、R2的关系为:
(2)以两个电阻并联为例,证明并联电路的总电阻要小于其中的任何一个电阻.
18.学习了欧姆定律后,小雅了解到两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和,于是她找来两个完全相同的小灯泡想通过实验验证该结论是否正确。实验步骤如下:
(1)小雅将其中一个小灯泡接入电路中,如图甲所示,小雅发现小灯泡发光较亮,电压表和电流表的示数如图乙所示。通过小灯泡的电流为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(保留1位小数);
(2)接下来小雅将两个小灯泡串联接入电路中,如图丙所示,闭合开关后小雅发现两个小灯泡此时都非常暗,电压表示数为2.9V,电流表示数为0.2A,求得此时两个小灯泡的总电阻为 Ω;
(3)小雅发现串联时测得两个小灯泡的总电阻,并非单独连接时测得的单个小灯泡电阻的两倍,你认为原因是 。
A.测量存在误差
B.两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和的规律不适用于小灯泡
C.小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
19.在探究“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候,小明和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有20Ω 1A)、两个定值电阻(5Ω、10Ω)、电流表、电压表、开关、电源等器材对此进行了探究,他们设计了如图甲所示的电路图。
R1=5Ω R2=10Ω
次数 1 2 3
电压/V 1.5 2.4 3
电流/A 0.1 0.16 0.2
(1)根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线,将没有连接完的实物电路连接好 (导线不允许交叉且电流表的量程选取适当);
(2)请你根据电路图分析:在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)表一是小明和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们三次测量的数据进行分析,你能得出的结论是 ;
(4)若闭合开关后发现电流表有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因可能是下面哪一种?
A.滑动变阻器某处断路 B.只有R1短路
C.只有R2短路 D.电压表的某个接线柱接触不良。
四、计算题
20.如图所示电路中,电源电压为6V,R1=80Ω,R2=40Ω,闭合开关。求:
(1)电路的总电阻;
(2)通过R1的电流;
(3)电压表的示数。
21.如图所示的电路,电源电压为9V不变,定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S、S1时,电流表的示数为1.2A,求:
(1)电阻R1两端的电压为多少伏特?
(2)闭合开关S,断开S1,电流表的示数为多少?
(3)定值电阻R2的阻值。
22.如图所示,,,当闭合断开时,电流表的示数为0.2A。求、都闭合时,电流表和电压表的示数分别为多少?
试卷第1页,共3页
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15.4 电阻的串联和并联 同步练习-2023-2024学年沪科版九年级物理全一册
一、单选题
1.如图所示的电路,电流表A1与电流表A2的读数之比是5∶2,则两个电阻R1与R2之比是( )
A.2∶5 B.5∶2 C.3∶2 D.2∶3
【答案】D
【详解】如图所示,电流表A1测的是干路电流,电流表A2测的是流过电阻R2的电流,而电流表A1与电流表A2的读数之比是5∶2,由并联电路的电流关系可知,流过电阻R1的电流与流过电阻R2的电流之比应该是3∶2,电阻R1与R2两端电压相等,所以电流与电阻成反比,故两个电阻R1∶R2=2∶3,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D。
2.某同学要把一个阻值为15Ω、正常工作电压为3V的灯泡接在9V的电源上使其正常工作,那么需给灯泡( )
A.串联一只45Ω的电阻 B.并联一只45Ω的电阻
C.串联一只30Ω的电阻 D.并联一只30Ω的电阻
【答案】C
【详解】由题知,电源电压大于灯泡正常工作的电压,由串联电路的分压特点可知,要使小灯泡在9V的电源上正常发光时应串联一个电阻分压,小灯泡正常发光时的电压为3V,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电阻两端的电压
由串联分压原理可得
即
解得
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
3.已知R1>R2,按以下方式连接电阻R1、R2,则总电阻值最大的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】已知电阻R1、R2(R1>R2),串联电路的总电阻比任何一个分电阻都大,并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小,则阻值最大的是两电阻串联。
故选A。
4.如图所示,电源两端的电压保持不变,、为定值电阻。闭合开关S后,下列说法中正确的是( )
A.定值电阻与并联
B.电压表和的示数一定不相等
C.滑动变阻器的滑片Р移动过程中,电路中电流保持不变
D.滑动变阻器的滑片Р向右移动,电压表的示数变小
【答案】D
【详解】A.由图可知,电路中只有一条电流的路径,因此定值电阻R1与R2串联,故A错误;
B.由图可知,电压表V1测电阻R1两端的电压,电压表V2测电阻R2两端的电压;因为串联电路中电流处处相等,所以,根据欧姆定律的变形式U=IR可知,当电阻R1、R2的阻值相等时,两个电压表的示数相等,故B错误;
C.滑动变阻器的滑片Р移动过程中,滑动变阻器接入电路的电阻发生变化,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻发生变化,根据欧姆定律可知,电路中电流也发生变化,故C错误;
D.滑动变阻器的滑片P向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,由串联电路的电阻特点可知,电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知,电路中的电流减小,根据U=IR可知,电阻R1两端的电压变小,即电压表V1的示数变小,故D正确。
故选D。
5.两个完全相同的电阻,它们串联、并连接入同一电路,则其串联后的总电阻同并联后总电阻的比值是( )
A.2∶1 B.1∶2 C.4∶1 D.1∶4
【答案】C
【详解】因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,所以两个完全相同的电阻R串联时,总电阻R串=2R;因为联电路的总电阻的倒数等于各部分电阻倒数之和,所以两个完全相同的电阻R并联时,总电阻,故串联后的总电阻与并联后总电阻的比值
故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
6.现有两个电阻R1、R2,且R1>R2,下图中电路总电阻最小的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【详解】根据串并联电路电阻的特征,当R1和R2串联时,电路总电阻为R1和R2之和,即串联电路总电阻大于任何一个分电阻,当R1和R2并联时,电路中总电阻小于任何一个分电阻,所以并联时电路中电阻最小。故ACD不符合题意,B符合题意。
故选B。
7.如图所示,当闭合开关S时电路正常工作,一段时间后发现一个电表的示数变大,另一电表示数变小;互换两电表位置后,发现两表示数与互换前的示数相同。已知电源电压不变,故障只发生在电阻R1、R2上,其他元件保持完好,则电路中的故障是( )
A.R1短路 B.R2短路 C.R1断路 D.R2断路
【答案】B
【详解】A.若是R1短路,电压表由测量R2的电压变成测量电源电压,故电压表示数变大,而此时电路电阻会变小,故电路中的电流也会变大,故两表示数都变大,且互换两电表位置后,电流表与电阻R2并联以及电压表并联,电压表被短路,示数为零,电流表示数增加比原来大得多,故A不符合题意;
B.若是R2短路,电压表相当于测量导线的电压,故其示数变小;而此时电路电阻会变小,故电路中的电流会变大,互换两电表位置后,电压表仍测量导线电压,电流表仍测量通过R1的电流,两表示数都不变,故B符合题意;
C.若R1断路,该电路是断路,所以电流表示数变小为零,电压表与电压两端不相连,示数为0,故C不符合题意;
D.若R2断路,该电路是断路,所以电流表示数变小为零,电压表示数变大,测量电源电压,互换两电表位置后,电流表有示数,电压表也有示数且等于电源电压,与原来不相同,故D不符合题意。
故选B。
8.某次实验中,李明同学连接了如图所示的电路,若电源电压为6V,且保持不变,电阻R1=7Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω。他所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是( )
A.0~3Ω B.0~7Ω C.3Ω~7Ω D.7Ω~10Ω
【答案】C
【详解】由图可得,电阻R1与滑动变阻器R2串联,电压表测量滑动变阻器R2的电压,电流表测量电路的电流。所选用的电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A。当电压表的示数为3V时,滑动变阻器接入电阻的电阻最大,此时电阻R1的电压为
电路的电流为
滑动变阻器接入最大的电阻为
当电路中的电流为0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路电阻为
滑动变阻器接入电路的最小电阻为
为了保证电路安全,实验中滑动变阻器接入电路的阻值范围是3Ω~7Ω,故ABD不符合题意,C符合题意。
故选C。
二、填空题
9.如图,甲、乙为两只相同的电压表或电流表,若断开开关,甲、乙两表示数之比为2:1,此时R1与R2 联。更换两表种类,闭合开关,两表均有示数,则此时的甲、乙两表的示数之比为 。
【答案】 并 2∶1
【详解】[1]开关断开,若电表为电压表,则电路处于断路,两电表都测电源电压,示数相同,不符合题意。两电表都为电流表,则两电阻并联连接。电流表甲测量R1支路的电流,电流表乙测R2支路的电流。
[2]两电阻并联时,两电流表的示数之比为2:1,而并联电路中各用电器两端的电压相等,据欧姆定律知,两个电阻的阻值之比
将两电表换成电压表,开关闭合,两电阻串联连接,电压表甲测R2两端的电压,电压表乙测R1两端的电压,串联电路中,电流处处相等,据欧姆定律知,两电表的示数之比
10.如图,电源电压恒定,R1=8Ω,R2=4Ω,R3是定值电阻。闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时电流表的示数为0.4A,电阻R1两端的电压是 V。将单刀双掷开关S2接b时电流表的示数可能为 (选填“0.3A”、“0.6A”或“0.8A”)。
【答案】 3.2 0.6A
【详解】[1]由电路图可知,闭合开关S1,单刀双掷开关S2接a时,R1与R3串联,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由可得,电阻R1两端的电压为
[2]电源的电压为
当闭合开关S1,单刀双掷开关S2接接b时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,则电流表的示数
当R3=0时
当R3→∞时,Ib=0.4A,由R3是定值电阻可知,0.4A<Ib<0.8A,故电流表的示数可能为0.6A。
11.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表均为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=5∶1,则R1∶R2= ;当开关S1闭合、S2断开,甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为I甲∶I乙= 。
【答案】 4∶1 4∶5
【详解】[1]由电路图可知,当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源的电压,乙测R2两端的电压,由串联电阻的特点及串联电路电流的规律和欧姆定律可得
则
可得出两电阻之比为
[2]当S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流;并联电路中各支路两端的电压相等,由可知,在电压不变时,电流与电阻成反比,故通过R1与R2的电流之比为
故有
根据并联电路电流的规律,干路电流等于各之路电流之和,即
即两电流表的示数之比
I甲∶I乙=4∶5
12.如图所示,电源电压恒定。当开关S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两表示数之比U甲∶U乙=4∶1;则R1∶R2= 。当开关S1闭合、S2断开,若甲、乙两表均为电流表时,两表的示数之比为 。
【答案】 3∶1 3∶4
【详解】[1]由电路图可知,当S1、S2闭合,甲、乙两表为电压表时,两电阻串联,甲测电源电压,乙测R2两端的电压,设电路中电流为I,则
解得
R1=3R2
即
R1∶R2=3∶1
[2]当S1闭合、S2断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲测R2所在支路的电流,乙测干路电流,因为并联电路中各用电器两端电压相等,设电源电压为U,则
即两表的示数之比为3∶4。
13.如图所示的电路中电源电压为6V,且电源电压不变,当S1、S2断开,S3闭合时,电流表的示数为0.3A,S1断开,S2、S3闭合时,电流表的示数为0.9A,电阻R1的阻值= Ω,R2的阻值= Ω,S2、S3断开,S1闭合时,R2两端电压 V。
【答案】 20 10 2
【详解】[1]当S1、S2断开,S3闭合时,电路为只有的简单电路,电流表测电路中的电流,电流表的示数为,电源电压为,根据欧姆定律可知,电阻的阻值为
[2]当S1断开,S2、S3闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流,干路电流为I=0.9A,根据并联电路各支路可独立工作、电流不变,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,通过R2的电流
因并联电路中各支路两端的电压相等,所以R2的阻值
[3]当S1闭合,S2、S3断开时,两电阻串联,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以电路中的电流
则电阻R2两端的电压
14.如图所示,电源电压不变,R1=8 Ω、R2=12 Ω,当S1闭合、S2断开,①、②都是电流表时,两表示数之比是 ,当S1、S2都闭合,①、②都是电压表时,两表示数之比是 。
【答案】 2:5 5:3
【详解】[1]当S1闭合、S2断开,①②都是电流表时,R1、R2并联,电流表①测量的是通过R2的电流、电流表②测量的是干路电流,所以
所以两表示数之比是
[2]当S1、S2都闭合,①、②都是电压表时,R1、R2串联,电压表①测量的是电源电压为U,电压表②测量的是R2两端电压U2,两表示数之比是
三、实验题
15.某小组四位同学通过实验探究并联电路的电阻特性,他们的研究过程如下:
(1)猜想和问题:他们在完成“电流表、电压表测电阻”后,接着又将另一电阻R2并联接在电阻R1两端,如图所示,再次闭合开关后,发现电压表示数几乎不变,电流表示数增大一点。据此现象,他们提出:
①猜想:R1、R2两个电阻组成的并联电路的等效电阻一定比R1 (选填“大”或“小”);
②问题:两个电阻R1、R2并联在一起后,这段电路的等效电阻与每个电阻之间会存在怎样的定量关系呢?
(2)探究:他们利用如图所示的电路继续实验,先后将两个电阻连接在电路A、B两点上,用电流表、电压表测出相应的电流和电压,并计算出对应的电阻。他们将有关的实验数据记录在表一中;
表一
电阻 同学 R1/Ω R2/Ω R/Ω
小王 30 30 15
小李 15 10 6
小张 60 30 20
小徐 30 15 10
①通过交流各自的实验数据,大家初步分析比较表一中的数据后得出:并联电路的等效电阻总比电路中的任何一条支路中的电阻要 。由此他们验证的猜想是 (选填“正确”或“错误”)的;
②四位同学对表一中数据进行进一步计算处理得到表一中的每个电阻的倒数值(如表二所示);
表二
R1/Ω R2/Ω R/Ω /Ω-1 /Ω-1 /Ω-1
小王 30 30 15
小李 15 10 6
小张 60 30 20
小徐 30 15 10
进一步分析比较表二中每位同学在实验中得到的各电阻倒数之间的大小关系,得到它们间的定量关系是 。
【答案】 小 小 正确 =+
【详解】(1)[1]因为电阻是阻碍电流的原因,由于将电阻R2并联接在电阻R1两端后,干路中的电流增大,故并联后的等效电阻小于R1的阻值。
(2)[2][3]①根据表一中的数据可知,电阻并联后的等效电阻比电路中的任何一条支路中的电阻要小,由此证实猜想是正确的。
[4]②根据表二中的数据可以发现,分电阻的倒数之和等于等效电阻的倒数,即
16.小明在“探究并联电路电阻的规律”实验中,他利用2节干电池作为电源,将电阻R2或R3分别与电阻R1并联,研究过程如图(a)、(b)、(c)所示。请仔细观察图中的操作和现象,然后归纳得出初步结论。
(1)比较图(a)与(b)或图(a)与(c)可知: 。
(2)比较图(b)与(c)可知: 。
【答案】 一个电阻与另一个电阻并联后,总电阻减小 在并联电路中,其中一个电阻阻值保持不变,与它并联的另一个电阻越小,总电阻越小
【详解】(1)[1]由图可知,当R并联上一个电阻后,电流表指针向右偏转,说明电路中电流增大;则由欧姆定律可知,电路中总电阻减小;从而说明当并联一个电阻后,总电阻减小。
(2)[2]比较图(b)、(c)可知,(c)中并联的电阻小,则(c)中电流表偏转角更大,故说明(c)中电流更大;则可知(c)中总电阻更小;即当电路中所并联的电阻越小,总电阻越小。
17.当多个电阻并联时,其等效电阻称为并联电路的总电阻.请推证:
(1)将两个电阻Rl、R2并联起来,其总电阻R总与Rl、R2的关系为:
(2)以两个电阻并联为例,证明并联电路的总电阻要小于其中的任何一个电阻.
【答案】 根据欧姆定律可知:通过R1的电流,通过R2的电流,通过干路中的电流,∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴I=I1+I2,即,∵并联电路各支路两端的电压相等,∴U=U1=U2,∴; Rl、R2并联时的总电阻:,,∴R<R1,同理可知,R<R2,即并联电路的总电阻要小于其中的任何一个电阻
【详解】(1)根据欧姆定律可知:通过R1的电流,通过R2的电流,通过干路中的电流,∵并联电路中干路电流等于各支路电流之和,∴I=I1+I2,即,∵并联电路各支路两端的电压相等,∴U=U1=U2,∴;
(2)Rl、R2并联时的总电阻:,,∴R<R1,同理可知,R<R2,即并联电路的总电阻要小于其中的任何一个电阻.
【点睛】本题考查电阻的并联,需要知道并联电路的总电阻的倒数等于各分电阻的倒数之和.
18.学习了欧姆定律后,小雅了解到两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和,于是她找来两个完全相同的小灯泡想通过实验验证该结论是否正确。实验步骤如下:
(1)小雅将其中一个小灯泡接入电路中,如图甲所示,小雅发现小灯泡发光较亮,电压表和电流表的示数如图乙所示。通过小灯泡的电流为 A,此时小灯泡的电阻为 Ω(保留1位小数);
(2)接下来小雅将两个小灯泡串联接入电路中,如图丙所示,闭合开关后小雅发现两个小灯泡此时都非常暗,电压表示数为2.9V,电流表示数为0.2A,求得此时两个小灯泡的总电阻为 Ω;
(3)小雅发现串联时测得两个小灯泡的总电阻,并非单独连接时测得的单个小灯泡电阻的两倍,你认为原因是 。
A.测量存在误差
B.两个电阻串联时总电阻等于两个电阻之和的规律不适用于小灯泡
C.小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大
【答案】 0.3 9.3 14.5 C
【详解】(1)[1][2]小雅将其中一个小灯泡接入电路中,如图甲所示,小雅发现小灯泡发光较亮,电压表和电流表的示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值0.1V,其示数为2.8V,电流表选用小量程,分度值0.02A,其示数为0.3A,此时小灯泡的电阻为
(2)[3]接下来小雅将两个小灯泡串联接入电路中,如图丙所示,闭合开关后小雅发现两个小灯泡此时都非常暗,电压表示数为2.9V,电流表示数为0.2A,此时两个小灯泡的总电阻为
(3)[4]实验测得两个小灯泡的总电阻,并非单独连接时测得的单个小灯泡电阻的两倍,因为小灯泡灯丝的电阻受温度影响很大,小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大,故C符合题意,AB不符合题意。
故选C。
19.在探究“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系”的时候,小明和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有20Ω 1A)、两个定值电阻(5Ω、10Ω)、电流表、电压表、开关、电源等器材对此进行了探究,他们设计了如图甲所示的电路图。
R1=5Ω R2=10Ω
次数 1 2 3
电压/V 1.5 2.4 3
电流/A 0.1 0.16 0.2
(1)根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线,将没有连接完的实物电路连接好 (导线不允许交叉且电流表的量程选取适当);
(2)请你根据电路图分析:在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到 (选填“A”或“B”)端;
(3)表一是小明和小刚在这次实验中所记录的数据。请你根据他们三次测量的数据进行分析,你能得出的结论是 ;
(4)若闭合开关后发现电流表有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因可能是下面哪一种?
A.滑动变阻器某处断路 B.只有R1短路
C.只有R2短路 D.电压表的某个接线柱接触不良。
【答案】 A 串联电阻的总电阻等于各电阻之和 D
【详解】(1)[1]按题目要求连接电路,要注意量程的选择,为0~0.6A。滑动变阻器安照“一下一上”的原则应再将下面的一个接线柱连接,如图所示
。
(2)[2]滑动变阻器在接入时,要处于最大阻值处,所以要移到A处。
(3)[3]利用分析数据R总约为15Ω,为R1与R2的阻值之和,所以可得出的结论是:串联电路的总电阻等于各电阻之和。
(4)[4]A.若变阻器断路,则电流表电压表都无示数,故A错误;
BC.若两个电阻有一个被短路,电流表和电压表都有示数,故B、C错误;
D.若电压表的某一个接线柱接触不良,电流表正常,电压表无示数,故D正确。
故选D。
四、计算题
20.如图所示电路中,电源电压为6V,R1=80Ω,R2=40Ω,闭合开关。求:
(1)电路的总电阻;
(2)通过R1的电流;
(3)电压表的示数。
【答案】(1)120Ω;(2)0.05A;(3)2V
【详解】解:(1)由电路图可知:R1、R2串联,电流表测串联电路中的电流,电压表测R2两端的电压。电路中的总电阻
R=R1+R2=80Ω+40Ω=120Ω
(2)串联电路中的电流
由于串联电路中的电流处处相等,则通过R1的电流
I1=I=0.05A
(3)由欧姆定律得,电压表的示数
U2=IR2=0.05A×40Ω=2V
答:(1)电路的总电阻为120Ω;
(2)通过R1的电流为0.05A;
(3)电压表的示数为2V。
21.如图所示的电路,电源电压为9V不变,定值电阻R1阻值为10Ω。闭合开关S、S1时,电流表的示数为1.2A,求:
(1)电阻R1两端的电压为多少伏特?
(2)闭合开关S,断开S1,电流表的示数为多少?
(3)定值电阻R2的阻值。
【答案】(1)9V;(2)0.9A;(3)30Ω
【详解】解:(1)由电路图可知,闭合开关S、S1时,电阻R1与电阻R2并联,由并联电路的电压规律可知,R1和R2两端的电压相等,并且与电源电压相等,都为9V。
(2)闭合开关S,断开S1,电路中只有R1一个用电器接入电路,则R1两端的电压与电源电压相等为9V,则电流表的示数为
(3)由题意知闭合开关S、S1时,电流表的示数为I0=1.2A,根据欧姆定律,则此时电路总电阻为
由并联电路中电阻的特点可得,定值电阻R2的阻值为
答:(1)电阻R1两端的电压为9V;
(2)闭合开关S,断开S1,电流表的示数为0.9A;
(3)定值电阻R2的阻值为30Ω。
22.如图所示,,,当闭合断开时,电流表的示数为0.2A。求、都闭合时,电流表和电压表的示数分别为多少?
【答案】0.3A,3.6V
【详解】解:当闭合断开时,R1与 R2串联接入电路,由串联电路中电阻特点得,电路总电阻
根据欧姆定律得,电源电压
当、都闭合时,R2被短路,电路中只有R1,所以电压表示数为电源电压3.6V,根据欧姆定律得,电流表示数
答:电流表为电压表的示数分别为0.3A和3.6V。
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