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文档简介
1、.串联电路与并联电路中的比例问题专项练习一选择题(共12小题)1如图所示是两定阻电阻A和B的电流与电压关系图象,如果将两电阻A和B串联后接在3V电源两端下列结论正确的是()A通过B的电流是通过A的电流的二分之一BB两端电压和A两端电压相等CB的电阻是A的电阻的两倍DB的电功率是A的电功率的四倍2两个定值电阻R1和R2,若将它们并联在某电源上,功率之比P1:P2=1:3;若将这两电阻串联在同一电源上,它们的功率之比为()Al:3B3:1C3:4D4:33三个相同的定值电阻都标有“10W 10”字样,它们的连接情况如图所示,若将它们接入电路,在保证三个电阻都安全的前提下,AB两端的电压最高不能超过
2、()A20VB15VC10VD5V4如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R2,且R1=2R2,灯泡L上标有“6V 3W”字样,所用电流表的量程均为00.6A和03A当三个开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针的位置相同当三个开关的状态及滑动变阻器的阻值变化时,电路消耗的总功率也随之变化,下列判断正确的是(不计温度对灯丝电阻的影响)()A电源电压为6VBR1的阻值为24C电路消耗总功率的最小值为0.5WD电路消耗总功率的最大值为3.75W5现有R1、R2两个电阻,它们的UI关系图象分别如图甲、图乙所示将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源
3、两端,下列说法正确的是()A该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍B通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍C电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等D电阻R1与电阻R2的电功率相等6某同学在探究“电阻上电流跟两端电压的关系”时,利用图甲所示电路,在a、b两点分别接入定值电阻R1,R2,通过调节滑动变阻器测得多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的UI关系图象,如图乙所示,若将R1,R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2的电流为()A0.5AB1AC2AD3A7如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表与的示数之比为3:1,只闭合开关S2时,电压表与的示数之比为
4、5:3,则R1与R2的电阻之比为()A4:3B1:3C1:5D5:98如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为()A3:2B3:3C7:5D5:79将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1将这两个定值电阻并联接在同一电源两端时,下列说法中正确的是()A串联时R1与R2两端的电压之比为3:1B并联时R1消耗的功率为16P1C并联时通过R1与R2的电流之比为1:3D并联时两电阻消耗的总功率P110如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10当
5、开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1R2消耗的功率为P2;当开关S1、S2、S3都闭合时,电压表的示数为U1,R2消耗的功率为P2,且电流表A1的示数为0.9A已知U1:U1=1:6,P2:P2=1:9,下列结论错误的是()A开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表A2的示数为0.1AB开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为0.6WC开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A2的示数为1.1AD开关S1、S2、S3都闭合时,R2和R3消耗的总功率为5.4W11如图所示,是我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪的电路图,其中,定值电阻R1=6,电源电压恒为4.5V,R2的
6、规格为“150.5A”,电压表的量程为03V,电流表的量程为00.6A,闭合S,则()A当测个头高的同学身高时,电压表的示数比测个头矮的同学时小B当R2接入电路中的电阻为1.5时,电流表的示数为0.6AC为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是012D当R2接入电路中的电阻为9时,电阻R1消耗消耗的功率为0.54W12如图为某同学实验时所用电路,电路中电流表量程为00.6A,电压表量程为03V,滑动变阻器的最大值为50,定值电阻R0为10电源电压为6V且保持不变,实验操作正确并保证电路各器材安全,则在闭合开关后移动滑片P的过程中()A电流表的最大示数是0.6AB电压表的最小示数
7、是1VC滑动变阻器的最小功率是0.5WD电阻R0的最大功率是0.6W二填空题(共16小题)13甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4,通过的电流之比为2:1,通电时间之比为1:2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为14标有“2400 40W”和“2400 20W”的两个定值电阻,串联起来接在220V的电路上,则它们在相同的时间内产生的热量之比为15如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R2,且R1=2R2,灯泡L上标有“12V 9W”字样当三个开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针的位置相同;通过开关S1、S2、S3闭合或断开及改变滑
8、动变阻器滑片P的位置,可使电路在某种状态下消耗的功率最小,则最小功率值P=W(忽略温度对灯电阻的影响)16如图所示电路中,电源电压保持12V电压不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,定值电阻R1为10,滑动变阻器R2的最大阻值为30,电压表使用的量程是03V为了保证电路的安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为17如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5,变阻器R2最大电阻为20,电流表量程为00.6A,电压表量程为03V为保证两个电表都不被烧坏,变阻器接入电路的最大阻值为,最小阻值为18如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=30,当开关S1、S2均闭合时,电流表
9、示数为0.3A,只闭合S1时,电流表的示数为0.2A,电阻R2阻值为,此时R2消耗的功率是W19如图所示,电阻R1=10,R2=30,R3=20,电源电压保持不变,若开关S1、S2都断开时,电流表示数为0.3A,则电源电压是V;当开关S1、S2都闭合时,电路中电流表示数为A20在如图所示的电路中,电源电压为12V,定值电阻R的阻值为20,滑动变阻器的最大阻值为40在滑片P由A端移动到B端的过程中,电阻R上消耗的电功率逐渐填“变大”或“变小”),其电功率变化范围是从W变化到W21如图所示,将R1和R2串联后接在6V的电源上,R1的阻值为10,R2的阻值为20,闭合开关,R1和R2两端电压之比为,
10、通电1min,电阻R1产生的热量为J22如图,电阻R1:R2=3:2闭合开关S后,R1、R2两端电压之比为U1:U2=:I1:I2= 23如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样,R为定值电阻,闭合S1,小灯泡正常发光;若再闭合S2,发现电流表示数变化了0.3A,则R的阻值为此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是24有两个电阻:R1=3,R2=4,若将它们串联在电路中,则在相同时间内消耗的电能之比W1:W2=;若将它们并联在电路中,则在相同时间内产生的热量之比Q1:Q2=25两定值电阻RA和RB中的电流与其两端电压的关系如图所示,则RA RB (选填“”、“”和“=”),若
11、将两电阻串联在电压为3V的电源两端,电路的总功率为W,通电一段时间后,RA和RB产生的热量之比是26如图所示,若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数U甲:U乙=3:2若甲、乙均为电流表时,断开开关S,则两电流表的读数I甲:I乙=,R1:R2=27某电熨斗内有R1、R2两段发热丝,其简化电路如图,它在220V或110V电压下都能正常工作:110V时将S打至1挡,220V时将S打至2挡,这两种情况下熨斗的电功率均为1100W则电熨斗在220V电压下正常工作的电流是A,两发热丝的电阻之比R1:R2为28如图所示电路,电源电压保持不变,滑动变阻器R2的最大阻值是20移动滑片至变阻器的最右端
12、时,闭合开关,电压表示数为2V,R2消耗的电功率为P2;移动滑片将其置于某位置时,电压表示数为3V,R2消耗的电功率为P2若P2:P2=8:9,则电源电压为V三解答题(共1小题)29如图所示的电路,电源电压6V且保持不变当只闭合开关S1时,电流表的示数为I1;当开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为I2,且I1:I2=1:3,则R1:R2=;若开关S1;S2均闭合时,电流表的示数为0.6A,则通电1min的时间内,R1消耗的电能是J串联电路与并联电路中的比例问题专项练习参考答案与试题解析一选择题(共12小题)1(2013)如图所示是两定阻电阻A和B的电流与电压关系图象,如果将两电阻A和B串联后
13、接在3V电源两端下列结论正确的是()A通过B的电流是通过A的电流的二分之一BB两端电压和A两端电压相等CB的电阻是A的电阻的两倍DB的电功率是A的电功率的四倍【分析】(1)根据图象中的电流与电压值,通过公式R=计算出A、B的电阻值;(2)根据串联电路中电流、电压的关系结合其电阻的关系分析各项【解答】解:由图象知,导体A,电压为3V,电流为0.6A,所以RA=5;导体B,电压为3V,电流为0.3A,所以RB=10;A、因为AB串联,所以通过的电流相等,A错误;B、因为电流相等,根据U=IR,B的电阻是A的电阻的2倍,所以电压是A两端电压的2倍,所以B错误;C、由以上分析知,RB=10,RA=5,
14、B的电阻是A的电阻的2倍,所以C正确;D、根据P=UI,电流相等,由B选项知,B的电压是A的电压的2倍,所以B的电功率是A电功率的2倍,所以D错误故选C【点评】此题考查了有关串联电路电流、电压、电功率大小的分析,关键是根据电流、电压图象得出AB的电阻2(2014秋福田区期末)两个定值电阻R1和R2,若将它们并联在某电源上,功率之比P1:P2=1:3;若将这两电阻串联在同一电源上,它们的功率之比为()Al:3B3:1C3:4D4:3【分析】(1)两电阻并联在电路中时它们两端的电压相等,根据P=求出两电阻的阻值之比;(2)两电阻串联时通过它们的电流相等,根据P=I2R求出两电阻的功率之比【解答】解
15、:两个定值电阻R1和R2并联在某电源上时,因并联电路中各支路两端的电压相等,由P=可得,两电阻的阻值之比:=;将这两电阻串联在同一电源上时,因串联电路中各处的电流相等,所以,由P=I2R可得,两电阻的电功率之比:=故选B【点评】本题考查了并联电路的电压特和串联电路的电流特点以及电功率公式的灵活运用,是一道较为简单的应用题3(2014)三个相同的定值电阻都标有“10W 10”字样,它们的连接情况如图所示,若将它们接入电路,在保证三个电阻都安全的前提下,AB两端的电压最高不能超过()A20VB15VC10VD5V【分析】由电功率公式的变形公式求出电阻的额定电压与额定电流,然后应用串并联电路特点与欧
16、姆定律求出AB两端最大电压【解答】解:由P=可知,电阻额定电压:U=10V,电阻额定电流:I=1A,由图示电路图可知,两电阻先并联再与第三个电阻串联,为保证安全,电路最大电流为I=1A,通过并联电路每支路的电流为I=0.5A,AB两端最大电压:UAB=IR+IR=0.5A×10+1A×10=15V;故选:B【点评】为保护电路安全,通过电阻的电流不能超过其额定电流,电阻两端电压不能超过其额定电压;分析清楚电路结构、应用串联电路特点、欧姆定律、电功率变形公式即可正确解题4如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变阻器的最大阻值为R2,且R1=2R2,灯泡L上标有
17、“6V 3W”字样,所用电流表的量程均为00.6A和03A当三个开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针的位置相同当三个开关的状态及滑动变阻器的阻值变化时,电路消耗的总功率也随之变化,下列判断正确的是(不计温度对灯丝电阻的影响)()A电源电压为6VBR1的阻值为24C电路消耗总功率的最小值为0.5WD电路消耗总功率的最大值为3.75W【分析】(1)当三个开关S1、S2、S3都闭合时,R1与RL并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,灯泡正常发光时的电压和额定电压相等,根据并联电路的电压特点可知电源的电压,根据P=UI求出通过灯泡的电流,根据并联电路的电流特点和
18、指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍确定通过R1的电流,利用欧姆定律求出R1的阻值;(2)根据欧姆定律求出灯泡的电阻,当开关S1、S2、S3都闭合时,电路中的总电阻最小,电路消耗的总功率最大,根据P=UI求出最大功率;当开关S1、S3断开,S2闭合,滑片位于左端时电路中的总电阻最大,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路消耗的最小功率【解答】解:(1)当三个开关S1、S2、S3都闭合时,R1与RL并联,电流表A1测R1支路的电流,电流表A2测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,所以,电源的电压U=UL=6V,故A正确;由P=UI可得,通过灯泡的电流:IL=0.5A,因并
19、联电路中干路电流等于各支路电流之和,且两电流表指针的位置相同,所以,电流表A2的示数I是电流表A1示数I1的5倍,则IL=II1=5I1I1=4I1=0.5A,解得:I1=0.125A,由I=可得,R1的阻值:R1=48,故B错误;(2)灯泡的电阻:RL=12,当三个开关S1、S2、S3都闭合时,R1与RL并联,电路消耗的总功率最大,电路中的电流:I=5I1=5×0.125A=0.625A,电路中的最大总功率:P大=UI=6V×0.625A=3.75W,故D正确;因灯泡的电阻小于R1的阻值,所以,当开关S1、S3断开,S2闭合,滑片位于左端时电路中的总电阻最大,电路消耗的功
20、率最小,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路消耗的最小功率:P小=0.5W,故C正确故选ACD【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是知道电流表指针位置相同时大量程示数是小量程示数的5倍5(2014)现有R1、R2两个电阻,它们的UI关系图象分别如图甲、图乙所示将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端,下列说法正确的是()A该电路中电阻R1的阻值是电阻R2阻值的2倍B通过电阻R1的电流是通过电阻R2电流的2倍C电阻R1两端的电压与电阻R2两端的电压相等D电阻R1与电阻R2的电功率相等【分析】两电阻串联时通过它们的电流相等,且它们两端的电压之和
21、等于电源的电压,根据两个图象找出符合的电压和电流值;然后根据欧姆定律判断电路中两电阻的阻值关系,根据P=UI判断两电阻的电功率之间的关系【解答】解:因串联电路中各处的电流相等,所以,将这两个电阻串联后接入电压为6V的电源两端时,通过它们的电流相等,故B不正确;因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,由图象可知,当电路中的电流I=0.2A,U1=4V,U2=2V时符合,则=,故C不正确;由I=可得,两电阻的阻值之比:=,故A正确;由P=UI可得,两电阻的电功率之比:=,故D不正确故选A【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的灵活应用,关键是根据图象找出符合题意的电流和电压值6(
22、2016白云区模拟)某同学在探究“电阻上电流跟两端电压的关系”时,利用图甲所示电路,在a、b两点分别接入定值电阻R1,R2,通过调节滑动变阻器测得多组数据,并根据数据绘制了两个电阻的UI关系图象,如图乙所示,若将R1,R2组成并联电路,当通过R1的电流为1A时,通过R2的电流为()A0.5AB1AC2AD3A【分析】当R1、R2并联后接入电路,已知R1的电流为1A,根据UI关系图象,得出R2并联电路两端的电压,再根据UI关系图象,得出这个电压下的R2的电流【解答】解:根据UI关系图象,可知R1的电流为1A时,R1两端的电压为3V;将R1、R2组成并联电路,则并联电路两端的电压相同,R2两端的电
23、压也为3V,根据UI关系图象,可知电压为3V时,通过R2的电流为0.5A故选A【点评】本题考需要根据图示信息结合并联电路的电压特点来解决,培养了学生可以从图示中提取有用信息的能力7(2016秋和平区期末)如图所示的电路中,电源电压不变,只闭合开关S1时,电压表与的示数之比为3:1,只闭合开关S2时,电压表与的示数之比为5:3,则R1与R2的电阻之比为()A4:3B1:3C1:5D5:9【分析】只闭合开关S1时,电阻R1与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R1两端电压;只闭合开关S2时,电阻R2与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R2两端电压;根据串联电路的电流处处相
24、等的特点和欧姆定律先得出电阻R1与R0的比值,再得出电阻R2与R0的比值,最后即可得出R1与R2的电阻之比【解答】解:只闭合开关S1时,电阻R1与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R1两端电压;因为电压表V1、V2示数之比为3:1,即U:U1=3:1,则U1:U0=2:1,根据串联分压原理可知:R1:R0=U1:U0=2:1,则:R1=2R0;只闭合开关S2时,电阻R2与R0串联,电压表V1测电源电压,电压表V2测电阻R2两端电压;因为电压表V1、V2示数之比为5:3,即U:U2=5:3,则U2:U0=3:2,根据串联分压原理可知:R2:R0=U2:U0=3:2,则R2=R0;所
25、以,R1:R2=2R0:R0=4:3故选A【点评】分析清楚电路结构、熟练应用串联电路特点、欧姆定律即可正确解题8(2014)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=2R2,闭合S、S1,断开S2时,电压表示数为5V,闭合S、S2,断开S1时,电压表示数为7V,则R:R2为()A3:2B3:3C7:5D5:7【分析】当闭合S、S1,断开S2时,R1与R串联,电压表测R两端的电压;当闭合S、S2,断开S1时,R2与R串联,电压表测R两端的电压;根据欧姆定律表示出电压表的示数求出两种情况下电路中的电流之比,根据电压一定时电流与电阻成反比表示出两种情况下的电流之比,整理等式即可得出答案【解答】解:当
26、闭合S、S1,断开S2时,R1与R串联,电压表测R两端的电压;当闭合S、S2,断开S1时,R2与R串联,电压表测R两端的电压;由I=可得,两种情况下的电流之比:=,因电源的电压一定时,电流与电阻成反比,所以,=,整理可得:=故选A【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的灵活应用,关键是利用电源的电压不变这一条件9(2013鹤壁一模)将两个定值电阻串联接到电压为U的电源两端,R1消耗的功率为P1,R2消耗的功率为3P1将这两个定值电阻并联接在同一电源两端时,下列说法中正确的是()A串联时R1与R2两端的电压之比为3:1B并联时R1消耗的功率为16P1C并联时通过R1与R2的电流之比为1:3D
27、并联时两电阻消耗的总功率P1【分析】(1)当R1、R2串联时,通过两电阻的电流相等,根据电阻消耗的功率关系和P=I2R确定两电阻之间的关系,根据欧姆定律得出两电阻两端的电压关系;根据电阻的串联特点和欧姆定律表示出电路中的电流,根据P=I2R表示出R1消耗的功率(2)当R1、R2并联在同一电源两端时,根据并联电路的电压特点和P=求出R1消耗的功率,根据欧姆定律得出通过两电阻的电流关系,根据P=求出R2消耗的电功率,进一步得出两电阻消耗的总功率【解答】解:(1)R1、R2串联时,通过两电阻的电流相等,P=I2R,且P2=3P1,R2=3R1,U=IR,U1:U2=R1:R2=1:3;电路中的电流I
28、=,则P1=I2R1=()2R1=(2)当R1、R2并联在同一电源两端时,两电阻两端的电压相等为U,R1消耗的功率为P1=16P1;I=,通过R1与R2的电流之比I1:I2=R2:R1=3:1;电路消耗的总功率P总=+=+=×16P1=P1故选B【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律、电功率公式的应用,关键是根据串联时两电阻消耗的功率得出电阻关系和表示出电阻R1消耗的电功率10(2014)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=10当开关S1闭合,S2、S3断开时,电压表的示数为U1R2消耗的功率为P2;当开关S1、S2、S3都闭合时,电压表的示数为U1,R2消耗的
29、功率为P2,且电流表A1的示数为0.9A已知U1:U1=1:6,P2:P2=1:9,下列结论错误的是()A开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表A2的示数为0.1AB开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为0.6WC开关S1、S2、S3都闭合时,电流表A2的示数为1.1AD开关S1、S2、S3都闭合时,R2和R3消耗的总功率为5.4W【分析】当开关S1闭合,S2、S3断开时,三只定值电阻串联,电压表测量R1两端电压;当开关S1、S2、S3都闭合时,三只电阻并联,电流表A1测量通过R1+R2的电流,电流表A2测量整个电路电流根据串联电路和并联电路的特点及已知的电压、电功率比例关系,利用
30、公式P=I2R分别列出关于R2功率的方程,解方程组得到电源电压和串联电路中R1两端电压根据欧姆定律得到电流表A2的示数;已知电源电压和电路电流,利用P=UI得到电路消耗的总功率;已知R1阻值,根据串联电路用电器两端电压与其阻值成正比,可以得到R2、R3阻值之和;已知前后两次R2消耗的功率之比,可以得到R2的阻值,进一步得到R3的阻值;开关S1、S2、S3都闭合时,已知电阻R3两端电压和阻值,可以得到通过R3的电流,最后得到干路电流;已知电源电压和R2、R3的阻值,利用公式P=得到R2、R3消耗的总功率【解答】解:当开关S1闭合,S2、S3断开时,三只定值电阻串联,电压表测量R1两端电压此时的电
31、路电流为I串=;电阻R2消耗的功率为P2=I串2R2=()2R2;当开关S1、S2、S3都闭合时,三只电阻并联,电流表A1测量通过R1+R2的电流,电流表A2测量整个电路电流通过R1的电流为I1=,通过R2的电流为I2=I1+2I1=0.9A,电阻R2消耗的功率为P2=I22R2=(0.9A)2R2;已知,即=,解得U1=1V,U1=6V;A、当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表A2示数为I=0.1A此选项正确;B、当开关S1闭合,S2、S3断开时,电路消耗的总功率为P=UI=6V×0.1A=0.6W此选项正确;C、已知,R2+R3=5R1=5×10=50;已知,代入数
32、值得,解得R2=20;R3=5020=30;开关S1、S2、S3都闭合时,通过R3的电流为I3=0.2A,电流表A2的示数为I总=0.9A+0.2A=1.1A此选项正确;D、开关S1、S2、S3都闭合时,R2消耗的功率为P2=1.8W,R3消耗的功率为P3=1.2W,所以R2、R3消耗的总功率为P2+P3=UI1+2=1.8W+1.2W=3W此选项错误故选D【点评】本题考查了学生对欧姆定律、电功率公式、串联电路特点的掌握和运用,分析电路图,明确开关开合引起电路连接关系的变化及电表测量位置的变化,是本题的关键11如图所示,是我市某中学物理兴趣小组设计的电子身高测量仪的电路图,其中,定值电阻R1=
33、6,电源电压恒为4.5V,R2的规格为“150.5A”,电压表的量程为03V,电流表的量程为00.6A,闭合S,则()A当测个头高的同学身高时,电压表的示数比测个头矮的同学时小B当R2接入电路中的电阻为1.5时,电流表的示数为0.6AC为了保证电路中各元件安全工作,变阻器接入电路的阻值范围是012D当R2接入电路中的电阻为9时,电阻R1消耗消耗的功率为0.54W【分析】由身高测量仪的结构可知当身高增加时,滑动变阻器接入电阻的变化,则由欧姆定律可求得电路中的电流,根据串联电路的电压规律可求得电压表示数变化;定值电阻与滑动变阻器串联,由串联电路特点与欧姆定律可以求出电流表示数;根据题意求出电路最大
34、电流,由串联电路特点与欧姆定律求出滑动变阻器接入电路的最小阻值;电压表测滑动变阻器两端电压,电压表示数等于它的量程时,滑动变阻器接入电路的阻值最大,由串联电路特点与欧姆定律可以求出滑动变阻器接入电路的最大阻值,然后确定滑动变阻器接入电路的阻值范围【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,电流表测电路电流,电压表测滑动变阻器两端电压;A、由电路图可知,当被测身高增加时,滑动变阻器接入电路的电阻增大,滑动变阻器分压变大,电压表测滑动变阻器两端电压,则电压表示数变大,故A错误;B、当变阻器R2接入电路的阻值是1.5时,电路中总电阻R=R1+R2=6+1.5=7.5,由欧姆定律可得电路中电流I=0.6A0
35、.5A,不能保证滑动变阻器安全,故B错误;C、由题意知,电路允许通过的最大电流I=0.5A,由I=可知,此时电路总电阻R总=9,此时滑动变阻器接入电路的阻值最小,R滑最小=R总R1=95=4;由题意知,电压表最大示数为3V,此时滑动变阻器接入电路的阻值最大,此时电阻R1的电压U1=UU滑=4.5V3V=1.5V,电路电流I=0.25A,由I=可知,滑动变阻器接入电路的阻值R滑最大=12;由可知,4R滑10,即滑动变阻器接入电路的阻值范围是412,故C错误;D、当R2接入电路中的电阻为9时,电路电流:I=0.3A,电阻R1消耗的功:P1=I2R1=(0.3A)2×6=0.54W,故D正
36、确;故选D【点评】该题考查了欧姆定律的应用,考查学生应用物理知识解决实际问题的能力,解决此类问题应注意认真审题,找出题目中用到的相关知识进行解答12(2014天津)如图为某同学实验时所用电路,电路中电流表量程为00.6A,电压表量程为03V,滑动变阻器的最大值为50,定值电阻R0为10电源电压为6V且保持不变,实验操作正确并保证电路各器材安全,则在闭合开关后移动滑片P的过程中()A电流表的最大示数是0.6AB电压表的最小示数是1VC滑动变阻器的最小功率是0.5WD电阻R0的最大功率是0.6W【分析】由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路电流;(1)电源的
37、电压大于电压表的最大示数,根据串联电路的分压特点可知当电压表的示数最大时电路中的电流最小,此时定值电阻消耗的电功率最大,滑动变阻器两端的电压不为0,根据P=UI可知滑动变阻器的最小电功率,根据串联电路的电压特点求出定值电阻两端的电压,根据欧姆定律求出电路中的最大电流,利用P=I2R求出电阻R0消耗的最大功率;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电压表的示数最小,根据电阻的串联和欧姆定律求出电路中的电流,利用欧姆定律求出电压表的最小示数【解答】解:由电路图可知,定值电阻与滑动变阻器串联,电压表测定值电阻两端电压,电流表测电路电流;(1)电源的电压大于电压表的最大示数,根据串联电路的分压特点
38、可知当电压表的示数最大时为3V,电路中的电流最大,根据欧姆定律可得,电流表的最大示数:Imax=0.3A,故A错误;(2)当滑动变阻器全部接入电路中,电阻最大为R总=R+R0=50+10=60,则电路中的电流:Imin=0.1A,电压表最小示数为:URmin=IminR0=0.1A×10=1V,故B正确当滑动变阻器接入电路,电路中的电流为I,滑动变阻器消耗的电功率:PR=(UR0I)I=UIR0I2=6V×I10×I2,功率是关于电流的二次函数,功率有最大值,并且在I=0.3A时功率最大,由上分析可知:电流的变化范围是:0.1A0.3A,所以最小值为Pmin=6V
39、×I10×I2=6V×0.1A10×(0.1A)2=0.5W故C正确;电阻R0的最大功率为P0max=I2R0=(0.3A)2×10=0.9W故D不正确故选BC【点评】滑动变阻器的电阻不连入,电压表超量程,根据电压表的量程找出滑动变阻器连入的电阻最小值,是解本题的关键二填空题(共16小题)13(2016滨州模拟)甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4,通过的电流之比为2:1,通电时间之比为1:2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为5:2【分析】根据Q=I2Rt求出电热器产生的热量之比【解答】解:电热器产生的热量之比:=故答案为:5:2【点评
40、】此题主要考查的是学生对焦耳定律计算公式的理解和掌握,基础性题目14(2015秋潜江校级期中)标有“2400 40W”和“2400 20W”的两个定值电阻,串联起来接在220V的电路上,则它们在相同的时间内产生的热量之比为1:1【分析】两定值电阻串联时通过它们的电流相等,根据Q=I2Rt求出它们在相同的时间内产生的热量之比【解答】解:因为串联电路中各处的电流相等,所以根据Q=I2Rt可得,它们在相同的时间内产生的热量之比:=故答案为:1:1【点评】本题考查了串联电路的电流特点和焦耳定律的应用,是一道基础题目15(2013秋石景山区期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1为定值电阻,滑动变
41、阻器的最大阻值为R2,且R1=2R2,灯泡L上标有“12V 9W”字样当三个开关S1、S2、S3都闭合时,灯泡L正常发光,两电流表指针的位置相同;通过开关S1、S2、S3闭合或断开及改变滑动变阻器滑片P的位置,可使电路在某种状态下消耗的功率最小,则最小功率值P=1.5W(忽略温度对灯电阻的影响)【分析】分析清楚电路结构,根据题意求出电源电压,由P=UI的变形公式求出灯泡正常发光时的电流,根据题意与欧姆定律求出电阻阻值;电源电压一定,当电路总电阻最大时,电路消耗的总功率最小,应用串并联电路特点与电功率公式求出电路的最小功率【解答】解:由电路图可知,当三个开关S1、S2、S3都闭合时,电阻R1与灯
42、泡并联,电流表A1测R1支路电流,电流表A2测干路电流,电流表A2示数大于A1示数;此时灯泡正常发光,则电源电压U=UL额=12V,此时两电流表指针位置相同,电流表A2示数大于A1示数,则两电流表量程不同,A2选择大量程,A1选择小量程,A2的示数是A1示数的5倍,即干路电流I是R1支路电流I1的5倍,I=5I1,则IL=II1=4I1;P=UI,灯泡额定电流IL=0.75A,I1=0.1875A,I=,灯泡电阻RL=16;电阻R1=64;R1=2R2,R2=32,灯泡电阻小于任何一个电阻阻值,因此,当S2闭合、S1、S3都断开且滑片在最左端时,两电阻串联,此时电路总电阻最大,电路消耗的总功率
43、最小,最小功率:P=1.5W故答案为:1.5【点评】本题考查了求电路消耗的最小功率问题,分析清楚电路结构、知道电流表指针位置相同时大小量程示数关系、应用串并联电路特点与欧姆定律、电功率公式即可正确解题16(2014山西模拟)如图所示电路中,电源电压保持12V电压不变,小灯泡L上标有“6V 3W”字样,定值电阻R1为10,滑动变阻器R2的最大阻值为30,电压表使用的量程是03V为了保证电路的安全,滑动变阻器接入电路中的最小阻值为18【分析】从电路图可知,滑动变阻器、灯L、电阻R1串联,电压表测量R1两端的电压,由电压表示数最大为3V,为了保护电压表,根据欧姆定律可求电路中的最大电流;由小灯泡L的
44、铭牌可求灯的电阻、正常工作电流,从而得出为了保护灯,根据欧姆定律可求电路中的最大电流;比较得出电路中的最大电流;利用欧姆定律求滑动变阻器接入电路中的最小阻值【解答】解:为了保护电压表,电路中的最大电流:I=0.3A,为了保护灯,电路中的最大电流:I=0.5A,为了保证电路的安全,电路中的最大电流应为0.3A,I=,RL=12即:0.3A=,解得:R小=18故答案为:18【点评】本题考查学生对欧姆功率、电功率公式的掌握和运用,本题关键:一是知道铭牌(额定电压、额定功率)求正常工作电流和电阻,二是确定为了保护电路,电路中的最大电流17(2011金昌)如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变
45、,定值电阻R1=5,变阻器R2最大电阻为20,电流表量程为00.6A,电压表量程为03V为保证两个电表都不被烧坏,变阻器接入电路的最大阻值为10,最小阻值为2.5【分析】由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,电流表示数最大为0.6A,电压表示数最大为3V,根据欧姆定律和串联电路的特点分别算出对应的滑动变阻器的阻值【解答】解:由电路图可知,滑动变阻器R2与电阻R1串联,电压表测量滑动变阻器两端的电压,电流表测量电路总电流,当电流表示数为I1=0.6A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,根据欧姆定律可得,电阻R1两端电压:U1=I1R1=0
46、.6A×5=3V,串联电路中总电压等于各分电压之和,滑动变阻器两端的电压:U2=UU1=4.5V3V=1.5V,串联电路中各处的电流相等,滑动变阻器连入电路的电阻最小:Rmin=2.5;当电压表示数最大为U2max=3V时,滑动变阻器接入电路的电阻最大,此时R1两端电压:U1=UU2max=4.5V3V=1.5V,电路电流为:I2=0.3A,滑动变阻器接入电路的最大电阻:Rmax=10故答案为:10;2.5【点评】注意求阻值范围时,根据电流表和电压表的最大值进行计算,并且会灵活运用欧姆定律18(2014秋淮南期末)如图所示的电路中,电源电压保持不变,R1=30,当开关S1、S2均闭合
47、时,电流表示数为0.3A,只闭合S1时,电流表的示数为0.2A,电阻R2阻值为15,此时R2消耗的功率是0.6W【分析】(1)当开关S1、S2均闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电源的电压;(2)只闭合S1时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,根据欧姆定律求出电路中的总电阻,利用电阻的串联求出电阻R2阻值,根据P=I2R求出此时R2消耗的功率【解答】解:(1)当开关S1、S2均闭合时,电路为R1的简单电路,电流表测电路中的电流,由I=可得,电源的电压:U=IR1=0.3A×30=9V;(2)只闭合S1时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,电路中的总电
48、阻:R=45,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电阻R2阻值:R2=RR1=4530=15,R2消耗的功率:P2=(I)2R2=(0.2A)2×15=0.6W故答案为:15;0.6【点评】本题考查了串联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用,是一道较为简单的应用题19(2015八步区一模)如图所示,电阻R1=10,R2=30,R3=20,电源电压保持不变,若开关S1、S2都断开时,电流表示数为0.3A,则电源电压是9V;当开关S1、S2都闭合时,电路中电流表示数为0.75A【分析】(1)当开关S1、S2都断开时,电路变成R1、R3串联,电流表示数为0.3A,又R1、R3为已知
49、,利用串联电路的电阻特点和欧姆定律求电源电压(2)当S1、S2都闭合时,R1被短路,电路变成电阻R2、R3的并联,利用欧姆定律分别求出通过R2、R3的电流,然后利用并联电路的电流特点求出干路电流,即为电流表示数【解答】解:当开关S1、S2都断开时,R1和R3串联由串联电路的总电阻等于各电阻之和可知R=R1+R3=10+20=30;由欧姆定律得电源电压:U=IR=0.3A×30=9V;当S1、S2都闭合时,R1被短路,电路变成电阻R2、R3的并联;则通过R2、R3的电流分别为I2=0.3A,I3=0.45A,由并联电路干路电流等于个支路电流之和得:I总=I2+I3=0.3A+0.45A
50、=0.75A故答案为:9;0.75【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点以及欧姆定律的应用,弄清开关的断开、闭合造成的电路的连接形式的变化是解决本题的关键20在如图所示的电路中,电源电压为12V,定值电阻R的阻值为20,滑动变阻器的最大阻值为40在滑片P由A端移动到B端的过程中,电阻R上消耗的电功率逐渐变小填“变大”或“变小”),其电功率变化范围是从7.2W变化到0.8W【分析】由图知,电阻和滑动变阻器串联在电路中,电阻消耗功率的变化及具体数值,用公式P=I2R分析计算【解答】解:当滑片P由A端移动到B端的过程中,电路的总电阻逐渐增加电路的电流逐渐减小由公式P=I2R知,电阻R阻值一定,消
51、耗的电功率逐渐变小当滑片P在A端时:电路的电流 I1=0.6A;R上的消耗的电功率P1=I12R=(0.6A)2×20=7.2W;当滑片P在B端时:电路的电流 I2=0.2A;R上的消耗的电功率P2=I22R=(0.2A)2×20=0.8W;所以:当滑片P由A端移动到B端的过程中,电阻R上消耗的电功率变小,其电功率变化范围从 7.2W变化到0.8W故答案为:变小;7.2;0.8【点评】此题考查的是串联电路的特点、欧姆定律和电功率变形公式的应用,综合性较强,有一定的难度,掌握基本规律和公式,根据需要进行正确的选择和变形应用,是解决较复杂电学题的前提21(2014)如图所示,将
52、R1和R2串联后接在6V的电源上,R1的阻值为10,R2的阻值为20,闭合开关,R1和R2两端电压之比为1:2,通电1min,电阻R1产生的热量为24J【分析】由电路图可知,R1与R2串联,(1)根据串联电路电流处处相等和欧姆定律求出电压之比;(2)根据电阻的串联求出总阻值,由欧姆定律可求出电流根据W=UIt=I2Rt求出通电10min电阻R1所消耗的电能【解答】解:(1)因为R1与R2串联,串联电路电流处处相等由欧姆定律得:U1:U2=IR1:IR2=R1:R2=10:20=1:2;(2)串联电路中总电阻等于各分电阻之和,R=R1+R2=10+20=30;则I=0.2A;R1所消耗的电能W1
53、=I2R1t=(0.2A)2×10×60s=24J故答案为:1:2;24【点评】本题考查了串联电路的特点、欧姆定律和焦耳定律的相关知识,熟练应用公式22如图,电阻R1:R2=3:2闭合开关S后,R1、R2两端电压之比为U1:U2=1:1:I1:I2=2:3 【分析】R1、R2并联,利用并联电路电压规律:U=U1=U2、欧姆定律可解答本题【解答】解:由电路图可知:R1、R2并联,在并联电路中,各支路两端电压相等,都等于电源电压,即U1=U2,所以U1:U2=1:1,由欧姆定律得:I1:I2=:=:=2:3故答案为:1:1;2:3【点评】本题考查了并联电路的特点和欧姆定律的应用
54、,是一道较为简单的应用题23(2015临沂模拟)如图所示,电源电压保持不变,小灯泡L标有“6V 0.6W”的字样,R为定值电阻,闭合S1,小灯泡正常发光;若再闭合S2,发现电流表示数变化了0.3A,则R的阻值为20此时灯泡L和电阻R消耗的功率之比是1:3【分析】闭合S1,断开S1时,电路为小灯泡的简单电路,根据额定电压下灯泡正常发光可知电源的电压;再闭合S2时,灯泡与R并联,电流表测干路电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知电流表示数的变化为通过R的电流,根据并联电路的电压特点和欧姆定律求出R的阻值,根据P=UI求出R的电功率,进一步求出灯泡L和电阻R消耗的功率之比【解答】解:闭合S1,断开S1时,电路为小灯泡的简单电路,因为额定电压下灯泡正常发光,所以,电源的电压U=U额=6V,灯泡消耗的电功率PL=0.6W;再闭合S2时,灯泡与R并联,电流表测干路电流,因为并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,电流表示数的变化为通过R的电流,即IR=0.3A,因并联电路中各支路两端的电压相等,由I=可知,R的阻值:R=20;R的电功率:PR=UIR=6V×0.3A=1.8W,所以灯泡L和电阻R消耗的功率之比:=故答案为:20;1:3【点评】本题
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