完整版欧姆定律在串并联电路中的应用习题含答案推荐文档.docx
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欧姆定律在串,并联电路中的应用习题(含答案)
一、单选题(本大题共8小题,共16.0分)
1.电工师傅在修理电器时,急需一只阻值为8Ω的电阻,但手边只有阻值为
2Ω、5Ω、10Ω和40Ω的电阻各一只,下列做法能帮助他解决这一问题的是()
A.将2Ω的电阻和5Ω的电阻串联B.将2Ω的电阻和10Ω的电阻并联C.将10Ω的电阻和40Ω的电阻并联D.将5Ω的电阻和40Ω的电阻并联
2.阻值为3Ω与6Ω的电阻,将它们串联,其总电阻为R1;将它们并联,其总电阻为R2,则R1:
R2等于()
A.2:
1B.1:
2C.2:
9D.9:
2
3.有两个电阻阻值相同,串联后总电阻为8欧;那么这两个电阻并联后总电阻为(
)
A.2欧B.4欧C.8欧D.16欧
4.
由于一个滑动变阻器的最大阻值不够大,某同学将两个相同的滑动变阻器串联起来使用,如图,要使两个滑动变阻器阻值最大,滑片P1、P2的位置应同时满足()
A.P1在最右端,P2在最左端B.P1在最左端,P2在最右端
C.P1在最左端,P2在最左端D.P1在最右端,
P2在最右端
5.
如图所示,电源电压保持不变,为使电流表的示数略有增加,则应给R0()
A.串联一个比R0小得多的电阻B.串联一个比R0大得多的电阻C.并联一个比R0小得多的电阻D.并联一个比R0大得多的电阻
6.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图象如图所示.现将甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端.下列分析正确的是()
A.R甲:
R乙=2:
1B.U甲:
U乙
=2:
1C.I甲:
I乙
=2:
1D.I乙:
I甲=2:
1
7.如图所示,关于电路工作情况,下列说法中正确的是()
A.只闭合S1时,两只灯泡是串联的B.闭
合S1、S2,灯泡L1被短路C.若先闭合
S1,再闭合S2,电流表的读数变大
先闭合S1,再闭合S2,电流表读数不变
8.把标有“6V6W”的L1和标有“6V3W”的L2两灯串联的电源上,则()
D.若在6V
A.两灯一样亮B.L1比L2亮C.L1比L2暗D.两灯都能正常发光
二、多选题(本大题共2小题,共6.0分)
9.某同学有一个电阻器的阻值为R,当他将该电阻器接在电压为8V的电源两端时,
电阻器中通过的电流为I,要使电路中通过的电流为原来的3/4,他想采取下面的几种方法,你认为其中正确的是()
A.保持R不变,将电源电压降低2V
B.保持电源电压不变,将一个阻值为3R的电阻与R串联
C.保持电源电压不变,将一个阻值为R/3的电阻与R串联
D.保持电源电压不变,将一个阻值为R/3的电阻与R并联
10.
如图所示电路,电源电压不变,灯泡L标有“6V3W”,定值电阻R1的阻值为6Ω,滑动变阻器R的最大阻值为300Ω,允许通过的最大电流为2A,电压表接入电路的量程是0~15V.当开关S闭合后,滑动变阻器的滑片P移到某位置时,电压表读数为9V,此时
灯泡恰好正常发光(忽略温度变化对灯泡电阻的影响).在保证电路元件不烧坏的情况下,下列说法正确的是()
A.电源电压是18VB.R1的最大功率是1.5WC.
变阻器允许连入的最大阻值是90ΩD.电路中的最大电流为2A.
三、填空题(本大题共5小题,共10.0分)
11.两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I
一U图线如图所示.如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后
的总电阻为R并,则R串在
(填Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ).
区域,R并在区域
12.一串小彩灯,如图所示,在正常情况下,细金属丝由于表面氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200V以上电压时,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通.已知灯丝冷时电阻为2Ω,热时电阻为20Ω,将这一串小彩灯串联在220V电路中,在使彩灯正常发光情况下,应串联个小彩灯,此时电路总电阻为
Ω.当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间,细金属丝两端电压达到V,故细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光.
13.如图所示电路,电源电压为6V,L1电阻为10Ω,L2的电阻为20Ω,开关闭合后电压表的示数为V,流过L2的电流为A.
14.家庭照明电路电压是伏,各用电器之间是
的(选填“串联”或“并联”);同时使用的用电器越多,电路中总电阻越.
15.某半导体材料制成的电阻,其阻值随温度变化的关系图象如图甲所示.小明利用这种半导体电阻设计了如图乙所示的电路.其中电热丝的电阻R1为50Ω,电源电压为36V.当环境温度为20℃时,电流表的示数是A,5s内电热丝产生的热量是
J,电流表的示数为0.45A时,环境温度是℃
四、实验探究题(本大题共1小题,共6.0分)
16.小明和小慧在做“探究通过导体的电流与导体两端电压的关系”实验.
(1)他们按实物图甲连接了电路,闭合开关前,应先将滑动变阻器的滑片P滑至
端(选填“C”/“D”).接着他们闭合开关后,发现无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为3V不变,电流表几乎无示数.经检查,是由于其中一根导线连接错误造成的,请用笔在实物图甲中将连接错误的导线打“X”,并补画出正确连线.
(2)正确连线开始实验,在操作中他们又发现了电流表的示数几乎为零,电压表的示数接近3V.己知导线及连接处均完好,则电路发生故障的原因是.
(3)如表是他们通过实验得到的几组数据,其中第5组有数据明显错误,错误的原因是,据此推测,此数据应为.通过对所有数据的分析归纳,他们最后得出了探究结论.
数据序号
1
2
3
4
5
6
电压U/V
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
电流I/A
0.08
0.16
0.24
0.32
2.00
0.48
(4)老师接下来让他们用如图乙所示的电路测量未知电阻RX的阻值.器材有一个电源(电压未知但恒定不变),一个量程合适的电流表,一个己知最大阻值为R0的滑动变阻器.请你帮他们写出简要的操作步骤及需要测量的物理量,并用测得的物理量和己知量写出RX的数学表达式:
①;
②.
③Rx的数学表达式:
RX=.
五、计算题(本大题共2小题,共16.0分)
17.
(1)电阻R1和R2并联,可等效为一个电阻R总,如图甲所示,请你用学过的知
识推导=
(2)如图乙所示,R1=10Ω,开关闭合后电流表的示数是0.2A,电压表的示数是4V,R2的电阻为20Ω,P1和P2分别是电阻R1和R2消耗的功率,P串总是R1和R2串联后电路消耗的总功率,请你验证串联时电功率关系是P串总=P1+P2.
18.张师傅需要一个阻值40Ω的电阻,但手上只有阻值分别为20Ω、30Ω和60Ω的三个电阻,请你把它们经过适当的连接,得到总电阻为40Ω的电路,画出你设计的电路图.如果把该电路接到电压为12V的电源两端,问流过30Ω的电阻的电流多大?
六、综合题(本大题共2小题,共20.0分)
19.如图所示的电路中,电流表使用0.6A量程,电压表使用
15V量程,电源电压为36V,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器,当R2接入电路的电阻是24Ω时,电流表的示数是0.5A,现通过调节R2来改变通过R1的电流,但必须保证电流表不超过其量程,问:
(1)R1的阻值是多大?
(2)R2接入电路的阻值最小不能小于多少?
(3)R2取最小值时,电压表的读数是多大?
20.
如图1表示一种自动测定油箱内油面高度的测量表(实际上是量程为0~0.6A的电流表改装而成的),滑动变阻器R2上标有“45Ω,1A”,金属杠杆的右端是滑动变阻器的滑片.从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度.电源电压为12V,R1为定值电阻.
(1)当油箱油面下降时,油量表的示数将(选填“变大”“变小”“不变”).
(2)R1的作用是;为使电路安全,定值电阻R1至少为Ω
(3)若实际用的定值电阻R1=15Ω,在保证电路安全的前提下,R1功率允许的变化范围是
(4)改装设计:
用电压表代替电流表做油量表,在图2中已画出部分电路,请在图中完成电路的设计.要求:
油量变化时,电压表示数的变化情况与接入电流表时相同,且当油量为0时(此时变阻器的滑片正好在其中的一端),电压表的示数为0V.
欧姆定律在串,并联电路中的应用习题(含答案)
【答案】
1.
C
2.D
3.A
4.B
5.D
6.
C
7.C
8.C
9.AC
10.ABC
11.
Ⅰ;Ⅲ
12.55;1100;220
13.2;0.2
14.220;并联;小
15.0.6;90;40
16.C;电阻断路;电流表错读了大量程;0.4A;把滑动变阻器的滑片P移到a端,读出电流表的示数为I1;再把滑动变阻器的滑片移到b端,读出电流表的示数为
I2;;.
17.解:
(1)因为R1和R2并联,所以I总=I1+I2;
由I=可得,=+;又因为U总=U1=U2,所以=+.
(2)U1=I1R1=0.2A×10Ω=2V,U=U1+U2=2V+4V=6V,P串总=UI=6V×0.2A=1.2WP1=U1I1=2V×0.2A=0.4W,P2=U2I2=4V×0.2A=0.8W,0.4W+0.8W=1.2W,得P串总=P1+P2.
故答案为:
(1)见上述过程;
(2)见上述过程.
18.
解:
将30Ω和60Ω的二个电阻并联的总电阻为R==20Ω,再将
20Ω的电阻与R串联即可,如下图所示:
把该电路接到电压为12V的电源两端,总电流是I==0.3A;因R与20Ω为等值电阻,
根据分压原理,30Ω的电阻两端的电压为U2==6V;流过30Ω的电阻的电流:
I1==0.2A.
答:
电路图如上所示;流过30Ω的电阻的电流是0.2A.
19.解:
由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R2两端的电压,电流表测电路中的电流.
(1)当R2接入电路的电阻是24Ω时,根据欧姆定律可得,电路中的总电阻:
R=
=
=72Ω,
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
∴R1的阻值:
R1=R-R2=72Ω-24Ω=48Ω;
(2)当电流表的示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路中的电阻最小,此时电路中的总电阻:
R′=
=
=60Ω,
R2接入电路的阻值最小值:
R2min=R′-R1=60Ω-48Ω=12Ω;
(3)R2取最小值时,电压表的读数:
U2′=I′×R2min=0.6A×12Ω=7.2V.
答:
(1)R1的阻值是48Ω;
(2)R2接入电路的阻值最小不能小于12Ω;
(3)R2取最小值时,电压表的读数是7.2V.
20.变小;保护电路(保护电流表、保护电源);20;0.6W~4.32W
【解析】
1.
解:
A、将2Ω的电阻和5Ω的电阻串联,总电阻R串=R1+R2=2Ω+5Ω=7Ω,故A错误;
B、根据并联总电阻倒数等于各并联电阻倒数之和,即
=
,解
得:
R=Ω,故C错误;
C、根据并联总电阻倒数等于各并联电阻倒数之和,得:
R=8Ω,故C正确;
=
,解
D、根据并联总电阻倒数等于各并联电阻倒数之和,
=
,解得:
R=Ω,故D错误;
故选C.
利用串联电阻的总电阻R总=R1+R2和并联电阻的总电阻求出等效电阻,进行判断.
串联电路相当于增加了电阻的长度,所以阻值增大,电阻越串越大,大于其中任一个;并联电路相当于增加了电阻的横截面积,所以阻值减小,电阻越并越小,小于其中任一个.
2.
解:
两电阻串联后的总电阻:
R1=3Ω+6Ω=9Ω,
两电阻并联后的总电阻:
R2==2Ω,
∴R1:
R2=9Ω:
2Ω=9:
2.
故选D.
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,串联电路总电阻等于各串联电阻之和.求出串联电阻和并联电阻后再求比值.
本题考查了学生对电阻串联和并联特点的掌握和运用,用好R并=,这是本题
的易错点.
3.
解:
n个阻值相同的电阻R串联后的总电阻R串
=nR,由题意知,两个相同电阻串联的总电阻R串
=8Ω,
所以每个电阻的阻值R=R串=×8Ω=4Ω,
n个阻值相同的电阻R并联后的总电阻R并=R;因此它们并联后的总电阻R并=R=×4Ω=2Ω.
故选A.
根据电阻的串并联进行求解,即串联电路的总电阻等于各分电阻之和,并联电路总电阻的倒数等于各分电阻到数值和.
本题考查了本学生对电阻串联和电阻并联的理解和掌握,串联电阻相当于增加了导体的长度,所以电阻越串越大,并联电阻相当于增大了导体的横截面积,所以电阻越并越小.
4.
解:
由图可知,P1接了左上右下,P2接入了左上左下;
则当滑片P1在最左端,P2在最右端时,两滑动变阻器的接入电阻均为最大,则两滑动变阻器串联后的总电阻最大.
故选B.
串联电路的总电阻等于各用电器电阻之和,因为滑动变阻器是靠改变连入电路中的电阻丝长度来改变电阻的,则可知当两滑动变阻器的导线全部接入时总电阻最大;则由接线的方式可知两滑片的位置.
本题考查了滑动变阻器的接法.当滑动变阻器的电阻线全连入电路时,连入电阻最大.
5.
解:
∵I=
,
∴要使电流表的示数增加,应减小电路中的总电阻,
∵串联电路中电阻越串总电阻越大,并联电路中电阻越并越小,
∴需要在R0两端并联一个电阻,故AB不正确;
∵并联电路中总电阻越并越小、小于任何一个分电阻,
∴为使电流表的示数略有增加,应并联一个比R0大得多的电阻,故C不正确,D正确.
故选D.
根据欧姆定律可得,要使电流表的示数增加,应减小电路中的电阻,根据电阻的串并联特点可知所需电阻的连接方式,根据电流表的示数略有增加确定所需电阻的大小.理解电阻越串越大、电路中电流变小,电阻越并越小、电路中电流变大是关键.
6.
解:
甲中当电压值为U甲=1.5V时,电流I甲=0.3A,则由欧姆定律得:
R甲
==
=5Ω;
乙中当电压值为U乙=2.0V时,电流I乙=0.2A,则由欧姆定律得:
R乙
===10Ω;
则==;故A错误;
两电阻并联在电路中,则两电阻两端的电压一定相等,即U甲=U乙=3V;故B错误;因两电阻两端的电压均为3V,则由图可知,电压为3V时,甲的电流I甲=0.6A,通过乙的电流I乙=0.3A;
则电流之比=
=,故C正确,D错误;故选C.
从两条图线中各取一点则可得出相应的电流值及电压值,则由欧姆定律可求得电阻,则可得出两电阻的阻值之比,因两电阻并联在电路中,则根据并联电路的规律利用图象可求出通过两电阻的电流,则可求出比值.
图象法是物理中常用解决问题的方法之一,要求我们一定要学会灵活应用图象解决相关问题.
7.
解:
A、只闭合S1时,灯泡L1处于断路状态,电路为灯泡L2的简单电路,故A不正确;
B、闭合S1、S2时,两灯泡并联,电流表测干路中的电流,故B不正确;
CD、若先闭合S1,再闭合S2,电流表由测L2支路的电流变为测两只灯泡并联的干路电流,电流表的读数变大,故C正确,D不正确.
故选C.
先根据选项判断出电路的连接方式,再根据欧姆定律和电路的三种状态进行解答.解决此类问题要结合电流表和电压表的使用、串并联电路的规律进行分析解答.
8.
解:
由得
∵两灯的额定电压相同,LI的额定功率比L2的额定功率大
∴R1<R2
又∵两灯串联,P=I2R
∴LI的实际功率小于L2的实际功率
而灯的亮度取决于灯的实际功率,所以灯LI比灯L2暗故答案选C
两灯串联时,通过的电流相等,由P=I2R可知,电阻大的实际功率大,而灯的亮度取决于灯的实际功率,由此可以得出答案
规律:
额定电压相同的白炽灯,额定功率大的电阻小,并联时额定功率大的亮,串联时额定功率小的亮.灯的亮度取决于灯的实际功率
9.
解:
(A)原来:
;电压降低2V后:
(B)变化后:
(C)变化后:
(D)因为电阻越并越小,电压不变时,电流将变大,D错故选AC
因为电阻越并越小,电压不变时,电流将变大,所以排除D;根据欧姆定律分别求出
A、B、C变化前后的电流进行比较
电阻越并越小,小于其中的任一个,要使电流减小,并联一个电阻不可行;串联一个电阻时,因为是接在同一电源上,电流变为原来的四分之三,电阻要变为原来的三分之四.
10.
解:
A、三个用电器串联,电压表测变阻器的电压,因灯正常发光,所以灯的电压为
6V,电路中的电流大小I==0.5A,根据欧姆定律,R1的电压U1=0.5A×6Ω=3V,根据串联电路电压的规律,电源电压U=3V+6V+9V=18V,正确;B、由A知,因灯的额定电压为0.5A,即电路中允许的最大电流,D错误;
所以R1的最大功率是P1大=I2R1=(0.5A)2×6Ω=1.5W,正确;
C、因电压表的最大示数为15V,根据分压原理,此时变阻器连入电路中电阻最大,定值电阻和灯的电压为了18V-15V=3V,灯与定值电阻串联的总电阻为6Ω+12Ω=18Ω,
由分压原理,变阻器连入电路中电阻最大值为
×18Ω=90Ω,正确;故选ABC.
A、灯在额定电压下正常发光,根据P=UI求灯的额定电流,根据欧姆定律求R1的电压,根据串联电路电压的规律求电源电压.
B、根据电路中允许的最大电流I,可判断D的正误;根据P1大=I2R1求最大功率;C、根据电压表的量程确定电压表的最大示数,根据分压原理,此时变阻器连入电路中电阻最大,根据串联电路电压的规律求出定值电阻和灯的电压,及灯与定值电阻串联的总电阻,由分压原理,求出变阻器连入电路中电阻最大值.
本题考查串联电路的规律及欧姆定律和电功率公式的运用,综合性较强.
11.
解:
根据串联电路的电阻特点知:
R串比每一个串联的分电阻都要大,根据并联电路中电阻的特点可知:
R并比每一个并联电路的分电阻都要小.
在这四个电阻值中,R串最大,R并最小,所以,当它们两端加相同的电压时,
通过R串的电流最小,故它的I-U图线在I区;通过R并的电流最大,故它的I-U图线在III区.
故答案为:
Ⅰ;Ⅲ.
根据电阻的串并联确定R1、R2、R串、R并之间的大小关系,根据欧姆定律判断电压相同时电流的大小;分析坐标图不同区域的意义即可解决.
本题考查了电阻的串并联特点和欧姆定律的应用,解决本题的关键是弄清楚图象中横纵坐标的物理含义.
12.
解:
(1)串接的灯数:
n=,R总=nR=55×20Ω=1100Ω.
(2)当其中一只彩灯灯丝烧断瞬间,发生断路的地方的电压接近电源电压220V,氧化铜被击穿,
细金属丝与灯丝支架导通,保证其它灯泡继续发光.故答案为:
55,1100,220.
知道一个小彩灯正常发光时的电压,串联接在220V的电源上,所接灯的个数可求,此时的总电阻为nR(热电阻),当灯丝烧断时,烧断灯丝处电压超过200V氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通.
确定何时用热电阻、何时用冷电阻,知道串联电路中发生断路的地方两端电压为电源电压是本题关键
13.
解:
原电路中,两灯串联,电压表测L1的电压,根据电阻的串联规律,
电路的总电阻R=R1+R2=10Ω+20Ω=30Ω;
根据欧姆定律,电路的电流即通过L2的电流I==0.2A;电压表的示数即L1的电压U1=IR1=0.2A×10Ω=2V.
故答案为:
2;0.2.
分析电路的连接及电压表测量的电压,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路的电流,根据串联电路电流的特点得出通过L2的电流,再由欧姆定律求出电压表的示数.本题考查串联电路的规律及欧姆定律,关键是正确认识电压表测量的电压.
14.
解:
(1)我国家庭电路电压为220V;
(2)家中使用的各类用电器可以单独工作,互不影响,因此它们之间的连接是并联;
(3)家庭电路中,同时工作的用电器越多,横截面积越大,所以电阻就越小.故答案为:
220;并联;小.
(1)我国家庭电路的电压是220V,所以在家庭电路中工作的用电器,正常工作电压基本都是220V;
(2)家庭电路中各用电器之间是并联的,用电器和控制本用电器的开关是串联的;
(3)用电器并联相当于增大导体横截面积.
(1)掌握常见的电压以及家庭电路中各用电器之间,插座和用电器之间,开关和开关控制的用电器之间的连接方法.
(2)掌握串联电路和并联电路的电流、电压、电阻的特点.
15.
解:
由图甲知,当环境温度为20℃时,半导体的电阻为了10Ω,电路的总电阻R=10Ω+50Ω=60Ω,根据欧姆定律,电路的电流即电流表的示数是
I=
=0.6A;
5s内电热丝产生的热量是Q=I2R1t=(0.6A)2×50Ω×5s=90J;
当电流表的示数为I′=0.45A时,电路的电阻R′=
=80Ω,则半导体的电阻为80Ω-50Ω=30Ω,由图知,环境温度为40℃.
故答案为:
0.6;90;40.
由图甲找出对应温度下的电阻大小,根据串联电阻的规律,由欧姆定律求电流表示数;
根据Q=I2R1t求5s内电热丝产生的热量;
根据欧姆定律求电路的总电阻,根据串联电阻的规律求半导体的电阻大小,由图甲找出对应的温度.
本题考查欧姆定律、串联电路规律及电热的计算,关键是从图中获取有效的信息.
16.
解:
(1)为保护电路,连接电路时,变阻器移动到阻值最大的位置,即C端;
原电路中,电压表串联在电路中了,变阻器与电阻并联,是错误的,而导致无论怎样移动滑片P,电压表的示数均为3V不变,电流表几乎无示数,
应将电压表并联在电阻两端,变阻器串联在电路中,将连接电阻R右接线柱与电流表负接线柱的连线去掉,将电阻R右接线柱与电压表负接线柱连接起来,如下所示:
(2)由上面的分析可知,在操作中他们又发现了电流表的示数几乎为零,电压表的示数接近3V.己知导线及连接处均完好,则电路发生故障的原因是:
定值电阻断路;
(3)排除5组数据,由表中数据可知,电压为原来的几倍,通过的电流就变为原不的几倍,即