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易错点 13 会分析串并联电路的特点
目 录
01 易错陷阱
易错点一、不会计算串并联电路的电阻的大小
易错点二、欧姆定律在分析串并联电路中电压与电流的大小
易错点三、涉及定值电阻、滑动变阻器等U-I图像时,不能很快确定对应关系
02 举一反三——易错题型
题型一.欧姆定律的简单计算
题型二.串并联电路的比例计算
题型三.欧姆定律在图像上的应用
题型四.欧姆定律的应用
题型五.欧姆定律在动态电路分析中的应用
03 易错题通关
易错点一、不会计算串并联电路的电阻的大小
【链接知识】
知识点一、串并联电路的电阻关系
1.串联电路:总电阻等于各部分电路电阻之和。
推论:①R 大于任何一个分电阻——相当于增大导体长度
总
②串联电阻个数增多,R 变大——越串越长
总
③某一电阻变大,R 电阻也变大——一个电阻变长,R 也变长
总 总
2.并联电路:总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
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推论:①R 小于任何一个分电阻——相当于增大横截面积
总
②并联电阻个数增多,R 变小——越并越粗,R 变小
总 总
③某一电阻变大,R 电阻也变大——一个电阻变细,R 也变细(导体越细,电阻越
总 总
大)
【陷阱分析】
一、公式运用错误
1、串联电阻公式混淆:串联电路总电阻等于各串联电阻之和
2、并联电阻公式运用失误:并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和
二、概念理解偏差
电阻与电流、电压关系误解:部分同学认为电阻会随着电流或电压的变化而变化,在计算串并联电
阻时,受到错误概念的影响。实际上,电阻是导体本身的一种性质,它只与导体的材料、长度、横
截面积和温度有关,与通过导体的电流和导体两端的电压无关。
三、复杂电路分析困难
1、混联电路电阻计算错误:在混联电路中,既有电阻串联又有电阻并联,分析难度较大。部分同
学在计算混联电路总电阻时,不能正确区分串联部分和并联部分,导致计算顺序错误。
2、等效电阻分析失误:在分析复杂电路时,常常需要将部分电路等效为一个电阻来简化计算。
【解题技巧】
一、准确运用公式
二、深化概念理解
1、明确电阻本质属性:深刻理解电阻是导体本身的性质,与电流、电压无关。在计算电阻时,无
论电路中的电流、电压如何变化,电阻的阻值(不考虑温度对电阻的影响时)都保持不变。
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2、牢记串并联电路特点:熟练掌握串联电路电流处处相等,各电阻两端电压之和等于总电压;并
联电路各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之和。
三、攻克复杂电路分析
1、混联电路分析步骤:对于混联电路,先将电路分解为串联部分和并联部分。从最容易判断的部
分入手,先计算串联部分的总电阻,再计算并联部分的总电阻,最后根据电路连接方式计算整个电
路的总电阻。
2、等效电阻分析方法:在分析复杂电路时,通过观察电路结构,将可以等效的电阻进行合并。当
开关闭合或断开时,仔细分析电路结构的变化,确定哪些电阻可以看作一个整体。
易错点二、欧姆定律在分析串并联电路中电压与电流的大小
【链接知识】
1.串联电路
(正比分压)
经典故障:电压表串联在电路中。
2.并联电路
(反比分流)—— 并联电路:各支路互不影响
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【陷阱分析】
一、概念理解误区
1、公式中物理量同一性理解不足:欧姆定律中的I、U、R必须是针对同一导体、同一时刻而言。
有些同学在解题时,会将不同导体的电流、电压和电阻代入同一个公式。
二、实际电路分析失误
1、串联、并联电路分析错误:在串联电路中,电流处处相等,总电压等于各部分电压之和;在并
联电路中,各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之和。有些同学在运用欧姆定律分析串
联和并联电路时,会混淆这些特点。
2、动态电路分析困难:对于动态电路,如滑动变阻器接入电路阻值发生变化时,电路中的电流、
电压也会随之改变。部分同学在分析这类电路时,不能准确判断电阻变化对电流和电压的影响。
【解题技巧】
1、串联、并联电路分析技巧:分析串联电路时,利用电流处处相等,总电压等于各部分电压之和
的特点。根据欧姆定律,先求出总电阻,再计算总电流,进而求出各部分电压。分析并联电路时,
依据各支路两端电压相等,干路电流等于各支路电流之和。先确定各支路电压,再根据欧姆定律求
各支路电流和总电流。例如,在并联电路中,已知各支路电阻和电源电压,先利用I= U/R求出各支
路电流,再将各支路电流相加得到干路电流。
2、动态电路分析方法:对于动态电路,如滑动变阻器改变阻值的情况,先分析电阻变化对总电阻
的影响,再根据欧姆定律判断总电流的变化。接着,依据串联或并联电路的特点,分析各部分电压
和电流的变化。比如在串联电路中,滑动变阻器阻值增大,总电阻增大,总电流减小,定值电阻两
端电压减小,滑动变阻器两端电压增大 。通过这样逐步分析,准确把握动态电路中各物理量的变
化。
易错点三、涉及定值电阻、滑动变阻器等U-I图像时,不能很快确定对应
关系
【链接知识】
知识点三、欧姆定律之常见三类图像
图像 物理意义
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对定值电阻,其U-I图像类假于正比例函数
定值电阻 U=R·I
0
类比:y=kx (R 相当于k)
∵ 0
小灯泡灯丝阻值随温度升高而变大。(注:
并不是随电压/电流增大而增大,电阻与电
小灯泡
压/电流无关,电压/电流增大均导致温度升
高)
图像向电压U轴弯曲
对于滑变,其U-I图像类似于一次函数
U =U-U=U-R·I
P 0 0
滑动变阻器 (U为电源电压,R 为定值电阻)
∵ 0
类比:y=kx+b (U相当于b,-R 相当于
0
与电流I轴有交点
k)
题型一.欧姆定律的简单计算
1. 如图所示的电路中,电源两端电压为6V并保持不变。当开关S闭合、S 断开时,电流表示数
1
为0.2A;当开关S、S 都闭合时,电流表示数为0.5A。当开关S、S 都闭合时,通过R 的电
1 1 2
流为 A;R 的阻值为 。
2
Ω
【解答】解:当开关S闭合、S 断开时,电路为R 的简单电路,电流表测量通过R 的电流,当
1 1 1
开关S、S 都闭合时,R 、R 并联,电流表测量干路的总电流;
1 1 2
根据并联电路的电流特点可知通过R 的电流为I =I﹣I =0.5A﹣0.2A=0.3A;
2 2 1
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U 6V
根据并联电路的电压特点结合欧姆定律可得R 的阻值:R = 2= =20 。
2 2 I 0.3A
2
Ω
故答案为:0.3;20。
2. 如图所示,要使R
1
与R
2
组成并联电路,应只闭合开关 。若此时电流表A
1
和A
2
的示数之比为2:5,则R 与R 的电阻之比为 。
1 2
【解答】解:当闭合开关S 、S ,断开开关S 时,两个电阻的两端分别连在一起,电流分别经
1 3 2
过S 、R 后和另一支路A 、R 、S 汇合后经过电流表A 回到电源的负极,它们这种连接方式是
1 2 1 1 3 2
并联;
由图可知,电流表A 测量支路R 的电流I ,电流表A 测量干路的电流I,则支路R 的电流I =
1 1 1 2 2 2
I﹣I ,
1
若此时电流表A 和A 的示数之比为2:5,
1 2
根 据 并 联 电 路 的 电 压 太 低 和 欧 姆 定 律 可 知 , R 与 R 的 电 阻 之 比 :
1 2
U
R I I I−I I 5 3
1= 1 = 2= 1= −1= −1= 。
R U I I I 2 2
2 1 1 1
I
2
故答案为:S 和S ;3:2。
1 3
题型二.串并联电路的比例计算
3. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数
之比U甲 :U乙 =5:3,当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比I
1
:I
2
是( )
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A.2:5 B.3:2 C.5:2 D.5:3
【解答】解:当开关S闭合时,甲、乙两表为电压表时,该电路为R 和R 的串联电路,电压表
1 2
甲测电源电压,电压表乙测R 两端的电压,
2
由欧姆定律可知:U甲 =I(R
1
+R
2
),U乙 =IR
2
,
U I(R +R ) 5 R +R 5 2
由题知 甲= 1 2 = ,即 1 2= ,则R = R ;
U I R 3 R 3 1 3 2
乙 2 2
当开关S断开时,甲、乙两表为电流表时,该电路为 R 和R 的并联电路,电流表甲测通过 R
1 2 2
的电流,电流表乙测干路的电流,
U
=
由欧姆定律和并联电路的电流特点可知,电流表甲的示数:I =I ,
1 R2 R
2
U U U U
= + = + = U
电流表乙的示数:I =I +I R R 2 R 2.5× ,
2 R1 R2 1 2 R 2 R
3 2 2
U
I R 2
则电流表甲和乙的示数之比为: 1= 2 = ,故A正确。
I U 5
2 2.5×
R
2
故选:A。
4. 体育中考跳绳的次数是自动记录,其简化电路如图甲所示。R 是光敏电阻,信号处理系统记
1
录ab间的电压,每当绳子挡住射向R 的红外线时,R 的阻值会变大,自动计数器会计数一次。
1 1
电源电压为 6V,ab 间电压随时间变化的图象如图乙所示,下列说法正确的是( )
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A.该同学匀速连续跳绳1min的跳绳次数为120次
B.自动计数器计数一次时,ab间的电压2V
C.有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻的阻值之比为1:4
D.有红外线照射时,R 与R 阻值之比为2:1
1 2
【解答】解:
由甲图电路知,R 与R 串联,ab间电压为R 两端的电压。
1 2 1
60s
(1)由图乙可知,跳绳一次的时间为 0.6s,则1min内跳绳的次数n= =100次,故A
0.6s/次
错误;
(2)由题知,当绳子挡住射向R 的红外线时(即无红外线照射R ),R 的阻值会变大,自动
1 1 1
计数器会计数一次,
根据串联电路的分压原理知,R 分得电压增大,由图乙知,此时U =U =4V,故B错误;
1 1 ab
U U R R 4V 2
由串联电路的分压原理有: 1= 1 = 1 ,即: 1= = ,则R =2R ;
U U−U R R 6V −4V 1 1 2
2 1 2 2
(3)当有红外线照射时,R 阻值变小,R 分得电压减小,由图乙知,此时U '=U '=2V,
1 1 1 ab
U ' U ' R ' R ' 2V 1 1
由串联电路的分压原理有: 1 = 1 = 1 ,即: 1 = = ,则R ′= R ;
U ' U−U ' R R 6V −2V 2 1 2 2
2 1 2 2
即有红外线照射时,R 与R 阻值之比为1:2,故D错误;
1 2
1
R
所以,有红外线照射和无红外线照射时,光敏电阻R
1
的阻值之比 R
1
'
=
2 2
=
1,故C正确。
R 2R 4
1 2
故选:C。
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题型三.欧姆定律在图像上的应用
5. 如图甲所示的电路中,电源电压保持不变,R 为定值电阻。当滑动变阻器R 的滑片P从某点a
1 2
点移到b点时,滑动变阻器的U﹣I线如图乙所示。则电源电压和定值电阻R 的阻值分别是(
1
)
A.9V、10 B.9V、30 C.18V、30 D.18V、10
【解答】解Ω:闭合开关,两电阻串Ω联接入电路,电压表测Ω滑动变阻器两端的电压Ω ,电流表测通
过电路的电流,
由乙图可知电流表示数为0.3A时,电压表示数为9V,
U
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,根据I= 可得电源电压:
R
U=IR +U =0.3A×R +9V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,
1 2 1
由乙图可知当电流表示数为0.4A时,电压表示数为6V,
U
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,根据I= 可得电源电压:
R
U=I′R +U ′=R =0.4A×R +6V﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
1 2 1 1
解①②得:R =30 ,U=18V。
1
故选:C。 Ω
6. 如图是导体甲和乙的U﹣I图象,小阳对图象信息作出的判断中正确的是( )
A.导体乙中的电流跟它两端的电压成正比
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B.当导体甲两端电压为0时,其电阻值为0
C.将甲和乙串联,若电流为0.4A,则它们两端的总电压为3V
D.将甲和乙并联,若电压为1V,则它们的干路电流为0.4A
【解答】解:A、由图象可知,甲对应的电流与电压成正比,而乙对应的电流与电压不成正比,
故A错误;
U 3V
B、由图可知,甲的电阻:R甲 =
I
甲=
0.6A
= 5 ,电阻是导体本身的一种性质,与两端的电压
甲
Ω
和通过的电流无关,故甲两端电压为0V时,其电阻值仍为5 ,故B错误;
C、将甲和乙串联,若电流为0.4A,则通过两电阻的电流均Ω为0.4A,由图象可知此时U甲 ′=
2V、U乙 ′=1V,
由串联电路中总电压等于各分电压之和可知,它们两端的电压:U=U甲 ′+U乙 ′=2V+1V=
3V,故C正确;
D、甲、乙并联在1V电源时,根据并联电路的电压特点可知两电阻两端的电压为 1V,由图象可
知,I甲 ″=0.2A,I乙 ″=0.4A,由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知,干路电流I=
I甲 ″+I乙 ″=0.2A+0.4A=0.6A,故D错误。
故选:C。
题型四.欧姆定律的应用
7. 如图甲所示,电源电压保持不变,当闭合开关 S,将滑动变阻器滑片P分别位于最右端a和其
上某处b(图中未标出),记录两次电表数据并标于图乙中M、N两点处。则滑动变阻器的最
大阻值为 ,电源电压是 V。
Ω
【解答】解:由图甲可知,闭合开关S时,R 与R 串联,电压表测变阻器R 两端的电压,电流
1 2 2
表测电路中的电流。
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(1)当滑片位于a端时,变阻器接入电路中的电阻最大,电路中的电流最小,由串联分压的规
律可知R 两端的电压最大,即电压表的示数最大,
2
由图乙可知,电路中的最小电流I最小 =0.2A,此时R
2
两端的电压U
2大
=4V,
U
由I= 可得,滑动变阻器的最大阻值:
R
U 4V
R 2大 = I 2大= 0.2A = 20 ;
最小
Ω
(2)当滑片位于a端时,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电源的电压:U=I最小 (R 1 +R 2大 )=0.2A×(R 1 +20 ),
当滑片位于b点时,变阻器接入电路中的电阻变小,电路中Ω的电流变大,
由图乙可知,此时电路中的电流I =0.4A,此时R 两端的电压U =2V,
b 2 2
则电源的电压:U=U +I R =2V+0.4A×R ,
2 b 1 1
因电源的电压不变,
所以,0.2A×(R +20 )=2V+0.4A×R ,
1 1
解得:R 1 =10 , Ω
则电源电压:ΩU=I最小 (R
1
+R
2
)=0.2A×(10 +20 )=6V。
故答案为:20;6。 Ω Ω
8. 如图甲所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b端滑到a端,电压表
示数 U 与电流表示数 I 的变化关系如图乙所示,下列说法正确的是( )
A.电源电压为12V
B.定值电阻R的阻值为18
C.滑动变阻器的最大阻值为Ω12
D.当变阻器滑片P处于b端时,Ω电压表的示数为9V
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【解答】解:A、由电路图可知,当滑片P位于a端时,电路为R的简单电路,电压表测电源的
电压,电流表测电路中的电流,且此时电路中的电流最大,由图象可知,电路中的最大电流
1.5A时,电压表的示数为9V,即电源的电压为9V,故A错误;
U U 9V
B、由I= 可得,定值电阻R的阻值:R= = =6 ,故B错误;
R I 1.5A
Ω
C、当滑片P位于b端时,定值电阻R与滑动变阻器的最大阻值串联,此时电路中的电流最小,
由图象可知,电路中的最小电流I′=0.5A,
U 9V
则电路中的总电阻:R总 =
I'
=
0.5A
= 18 ,
Ω
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器的最大阻值:R滑大 =R总 ﹣R=18
﹣6 =12 ,故C正确; Ω
D、Ω当滑片ΩP位于b端时,此时电路中的电流最小,由图象可知,电路中的最小电流时,电压表
示数为3V,故D错误。
故选:C。
题型五.欧姆定律在动态电路分析中的应用
9. 教室长时间密闭会导致室内二氧化碳浓度上升,从而影响学生的听课效率。如图甲所示,这是
某科技小组设计的检测二氧化碳浓度的电路原理图,电源电压保持不变,R 为定值电阻,R是
0
检测二氧化碳浓度的气敏电阻,其阻值与二氧化碳浓度的关系如图乙所示。闭合开关 S,当二
氧化碳浓度变大时( )
A.气敏电阻R的阻值变大
B.电路中的电流变小
C.定值电阻R 两端的电压变大
0
D.气敏电阻R两端的电压不变
【解答】解:由电路图可知,两电阻串联,显示仪与定值电阻R 并联,为电压表;
0
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U
由图乙知,当二氧化碳的浓度增大时,R接入电路的电阻变小,电路的总电阻变小,根据I=
R
知,电路中的电流变大,由U=IR知定值电阻R 两端的电压变大,由串联电路电压的规律知气
0
敏电阻R两端的电压变小,故C正确,ABD错误。
故选:C。
10. “坐位体前屈”是用于反映人体柔韧性的测试项目。在一次综合实践活动中,小林自制了一个
坐位体前屈成绩测量仪,原理如图所示,其中电源电压恒为 6V,R =20 ,电阻丝R 粗细均
1 2
匀,总长度为20cm。闭合开关,挡板P在B端时,坐位体前屈成绩为Ω0cm,电流表示数为
0.1A;挡板P在A端时,坐位体前屈成绩为20cm。下列分析正确的是( )
A.挡板在A端时,电流表的示数最小
B.挡板在A端时,电压表的示数为4V
C.坐位体前屈的成绩越好,电压表的示数越小
D.坐位体前屈的成绩越好,电路的总功率越大
【解答】解:由电路图可知,闭合开关,R 和R 串联,电压表测量PB段电阻丝两端的电压,
1 2
电流表测量电路电流;
A、由图可知,R 全部接入电路中,移动推挡板P无法改变电阻丝R 接入的阻值,根据欧姆定
2 2
律可知,电路中的电流也不变,故A错误;
B、因为电压表相当于断路,所以电阻丝全部接入电路,
U U 6V
由I= 可知,电路中的总电阻为:R= = =60 ,
R I 0.1A
Ω
由串联电路的电阻规律可知,电阻丝R 的最大阻值:R =R﹣R =60 ﹣20 =40 ;
2 2 1
当挡板P在A端时电压表测整个电阻丝R
2
两端的电压,其示数为:UΩ2 =IRΩ2 =0.1ΩA×40 =4V,
故B正确; Ω
CD、坐位体前屈的成绩越好,PB段越长,电阻越大,分得的电压越大,电压表的示数越大,故
C错误;
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由于电路中的电流不变,根据P=UI知电路的总功率不变,故D错误。
故选:B。
1. 如图甲所示是电阻R和小灯泡L的U﹣I图象,若将电阻R与小灯泡L串联在电路中(如图
乙),电流表示数为0.4A,则电阻R为 ,电源电压为 V。
Ω
【解答】解:在图甲中R的图像上,当电压U=3.0V时,通过的电流为I=0.6A,根据欧姆定律
U U 3V
公式I= 可知,电阻R的阻值为,R= = =5 ;
R I 0.6A
Ω
当电流表示数为0.4A时,电阻R的电压U =2.0V,小灯泡两端的电压U =1.0V,
R L
在串联电路中,电源两端的电压等于各用电器两端的电压之和,所以电源电压 U源 =U
R
+U
L
=
2.0V+1.0V=3.0V。
故答案为:5;3.0。
2. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,定值电阻R =20 ,只闭合开关S ,记录电流表的示
0 1
数为0.3A;闭合开关S 和S ,记录电流表的示数为0.42A;Ω则电阻R 的阻值为 。
1 2 x
Ω
【解答】解:只闭合开关S ,电路为R 的简单电路,闭合开关S 和S ,两电阻并联接入电路,
1 x 1 2
并联电路干路电流等于各支路电流之和,则通过定值电阻 R 的电流:I =I﹣I =0.42A﹣0.3A=
0 0 x
0.12A,
并联电路各支路两端电压相等,根据欧姆定律可得电源电压:U=I R =0.12A×20 =2.4V,
0 0
Ω
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则电阻R 的阻值:
1
U 2.4V
= = =
R 8 。
x I 0.3A
x
Ω
故答案为:8。
3. 如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R 的阻值为3 ,电阻R 的阻值为9 。当开关S
1 2
闭合时,电压表示数为3V。求: Ω Ω
(1)电流表的示数I;
(2)R 两端的电压U ;
2 2
(3)电源电压U。
【解答】解:由电路图可知,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压,电流表测电路中的电流。
1 2 1
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数:
U 3V
I=I = 1= =1A;
1 R 3Ω
1
U
(2)由I= 可得R 两端的电压为:
R 2
U =IR =1A×9 =9V;
2 2
(3)电源的电压Ω:
U=IR=I(R +R )=1A×(3 +9 )=12V。
1 2
答:(1)电流表的示数I为1ΩA;Ω
(2)R 两端的电压U 为9V;
2 2
(3)电源电压U为12V。
4. 如图所示的电路中,电源电压恒定,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比为
5:1,则( )
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A.R 与R 的阻值之比为5:1
1 2
B.R 与R 的电压之比为1:4
1 2
C.当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比为1:5
D.当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两表的读数之比为4:5
【解答】解:
(1)若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,R 和R 串联,电压表甲测电源电压,电压表乙测R
1 2 2
的电压,
已知U甲 :U乙 =5:1,
U 5−1 4
因串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以 R 与R 两端的电压之比: 1= = ,故
1 2 U 1 1
2
B错误,
U
1
U R I U 4
因串联电路处处电流相等,所以由I= 可得,R 与R 的阻值之比: 1= = 1= ,故A
R 1 2 R U U 1
2 2 2
I
错误;
(2)若甲、乙均为电流表时,断开开关S,R 和R 并联,电流表乙测干路电流,电流表甲测R
1 2 2
的电流,
U
因并联电路各支路两端电压相等,所以由 I= 可得,通过 R 和 R 的电流之比:
R 1 2
U
I R R 1
1= 1 = 2= ,
I U R 4
2 1
R
2
I I 4 4
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以两表的读数之比: 甲= 2 = = ,
I I +I 1+4 5
乙 1 2
故C错误,D正确。
故选:D。
5. 如图甲所示为某电阻材料组成的边长为12cm的等边三角形ABC,D为BC边的中点,该材料
每1cm的电阻为1 。图乙中电源电压恒为U,R 为定值电阻,a、b两点为开放式接点。若将
0
AC点分别接在图乙Ω a、b两点(接AC两点三角形总电阻为R ),电压表示数为U =2V;若
1 1
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将AD点接在图乙a、b两点(接AD两点三角形总电阻为 R ),此时电压表示数为 U =
2 2
1.8V。下列说法正确的是( )
A.R :R =9:8
1 2
B.前后两次通过定值电阻R 的电流之比为10:9
0
C.R 的阻值为2
0
D.电源电压U=Ω15V
【解答】解:A、如图甲所示为某电阻材料组成的边长为12cm的等边三角形ABC,D为BC边
的中点,该材料每1cm的电阻为1 ,则R =R =R =12 ,R =R =6 ,
AB AC BC BD CD
将 AC 点 分 别 接 在 图 乙 a 、Ωb 两 点 ( 接 AC 两 点 三Ω角 形 总 电 阻Ω为 R
1
) , 则 R
1
R (R +R ) 12Ω×(12Ω+2Ω)
= AC AB BC = =8 ,
R +(R +R ) 12Ω+(12Ω+12Ω)
AC AB BC
Ω
将 AD 点 接 在 图 乙 a 、 b 两 点 ( 接 AD 两 点 三 角 形 总 电 阻 为 R ) , 则 R
2 2
(R +R )(R +R ) (12Ω+6Ω)(12Ω+6Ω)
= AB BD AC CD = =9 ,
(R +R )+(R +R ) (12Ω+6Ω)+(12Ω+6Ω)
AB BD AC CD
Ω
所以R :R =8:9,故A错误;
1 2
B、电压表测定值电阻两端的电压,根据欧姆定律可得前后两次通过定值电阻 R 的电流之比为:
0
U U U 2V
I:I′= 1 : 2= 1= =10:9﹣﹣﹣﹣﹣﹣①,故B正确;
R R U 1.8V
0 0 2
CD、三角形ABC和定值电阻串联接入电路,串联电路总电压等于各部分电压之和,根据欧姆定
律可得电源电压:U=U +IR =U I′R ,
1 1 2 2
代入数据可得2V+I×8 =1.8V+I′×9 ﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②,
①②联立可得I=2AΩ, Ω
则U=U +IR =2V+2A×8 =18V,故D错误;
1 1
Ω
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U 2V
根据欧姆定律可得R 的阻值:R = 1= =1 ,故C错误。
0 0
I 2A
Ω
故选:B。
6. 物理兴趣小组为蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图(如图甲),其中电源电压恒为
6V,定值电阻R 的阻值为10 ,电压表量程为0~3V,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变
0
化关系如图乙所示。若用电压Ω表显示空气湿度,下列分析正确的是( )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.当空气湿度为50%时,R与R 两端的电压之比为3:2
0
C.当电路中电流为0.3A时,空气湿度为40%
D.适当减小电源电压,可以提高该装置所能测量的最大空气湿度值
【解答】解:A、由图乙可知空气湿度越小,湿敏电阻R的阻值越大,故A错误;
B、由图乙知当空气湿度为50%时,湿敏电阻R的阻值为20 ,
根据串联电路规律和根据欧姆定律可得R与R
0
两端的电压之Ω比为:
U I R R 20Ω 2
R= R = = = ,故B错误;
U I R R 10Ω 1
0 0 0 0
U 6V
C、当电路中电流为0.3A时,根据欧姆定律可得,此时电路的总电阻:R总 =
I
=
0.3A
= 20 ,
Ω
根据串联电路电阻规律可得,此时湿敏电阻接入电路的阻值:R′=R总 ﹣R
0
=20 ﹣10 =
10 , Ω Ω
由Ω图乙可知,空气湿度为H′=80%,故C错误;
D、要提高该装置所能测量的最大空气湿度值,湿敏电阻接入电路的阻值变小,不改变电压表量
程,若定值电阻的阻值不变,根据U=IR可知通过电路的电流变小,根据串联电路电阻规律结
合欧姆定律可知可适当减小电源电压,故D正确。
故选:D。
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7. 如图甲表示灯泡L和定值电阻R的I﹣U关系图象。将L和R先后以图乙和图丙两种方式接在
同一恒压电源 U 上,流过它们的电流和它们两端电压如图所示;则下列判断正确的是
( )
A.I =I =I =I B.I =I <I <I
1 2 4 3 1 2 4 3
C.U <U <U =U D.U =U =U =U
2 1 4 3 1 2 4 3
【解答】解:由图甲图像可知,电流I相同时,R的电压小于R 的电压,根据欧姆定律可得R<
L
R ;
L
乙图中,R与L串联,根据串联电路中电流处处相等可知,I =I ,根据甲图可知灯的电压大于
1 2
R的电压,即U >U ,
1 2
根据串联电路电压规律可知电源电压U>U >U ,
1 2
丙图中,R与L并联,根据并联电路中各支路电压相等可知U =U =U;
3 4
串联电路总电阻大于任一分电阻,由欧姆定律可知所以I <I <I ,
2 3 4
综上可知U <U <U =U ,I =I <I <I ,ABD错误,C正确。
2 1 4 3 1 2 3 4
故选:C。
8. 如图甲所示电路,电源电压保持不变,当闭合开关 S,调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小,
两个电阻的“U﹣I”关系图象如图乙所示。则下列判断正确的是( )
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A.电源电压为4V
B.定值电阻R 的阻值为20
1
C.滑动变阻器R
2
的阻值变化Ω范围为0~10
D.变阻器滑片在中点时,电流表示数为0.3ΩA
【解答】解:由图甲可知,该电路为R 和R 的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表V
1 2 1
测R 两端的电压,电压表V 测R 两端的电压;
1 2 2
电阻一定时,电流与电压成正比,R 是定值电阻,因此图线乙代表R 的U﹣I关系图象,而图线
1 1
甲代表R 的U﹣I关系图象;
2
A、由图可知,当通过的电流为0.2A时,R 两端的电压为4V,R 两端的电压为2V,
2 1
由串联电路的电压特点可知电源电压为:U=U +U =2V+4V=6V,故A错误;
1 2
B、由图乙中的图线乙可知,当通过的电流为0.2A时,其两端电压为2V,则R 的阻值为:R
1 1
U 2V
= 1= =10 ,故B错误;
I 0.2A
Ω
C、由图可知,当电流最小为0.2A时,R
2
两端的电压最大为U
2大
=4V,由欧姆定律可知此时总
电阻最大,即R 连入电路的阻值最大,
2
U 4V
则R
2
连入电路的最大阻值为:R
2大
=
I
2大=
0.2A
=20 ;
Ω
当电流最大为I大 =0.6A时,由欧姆定律可知此时总电阻最小,由图可知此时 R
2
两端的电压为
0V,即连入电路的最小阻值为0 ,
因此滑动变阻器R
2
的阻值变化范Ω围为0~20 ,故C错误;
D、已知滑动变阻器最大阻值为20 ,当滑Ω片在中点时,滑动变阻器连入电路的阻值为:R中
Ω
20Ω
= =10 ,
2
Ω
电路的总电阻为:R=R
1
+R中 =10 +10 =20 ,
U 6VΩ Ω Ω
则电路中的电流为:I′= = =0.3A,故D正确。
R 20Ω
故选:D。
9. 如题图,图甲所示是定值电阻R和标有“8V 0.5A”字样的小灯泡L的I﹣U关系图象,小明将
定值电阻和小灯泡接到图乙所示的电路中,闭合开关S,下列选项中正确的是( )
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A.向右调节滑动变阻器的滑片时,灯泡变亮
B.电压表的示数为8V时,灯丝电阻为16
C.电压表的示数为8V时,电源电压等于Ω12V
D.电压表的示数为6V时,小灯泡与定值电阻的两端电压之比为1:3
【解答】解:A、由电路图可知,定值电阻R与灯泡L、滑动变阻器串联,电压表测R两端的电
压,向右调节滑动变阻器的滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻变大,串联电路总电阻等于各
部分电阻之和,根据欧姆定律可知通过电路的电流变小,所以灯泡变暗,故A错误;
BC、串联电路各处电流相等,电压表的示数为8V时,由图可知通过电路的电流为0.4A,此时
灯泡两端的电压为4V,
U 4V
灯泡的电阻:R = L= =10 ,故B错误;
L
I 0.4A
Ω
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,电源的电压:U=U
L
+U
R
+U滑 >U
L
+U
R
>8V+4V
>12V,故C错误;
D、由图象可知U =6V时I =0.3A,此时灯泡L两端的电压U =2V,则U :U =2V:6V=
R R L L R
1:3,故D正确。
故选:D。
10. 小明观察了市场上自动测高仪后,设计了以下四个电路(其中R′是滑动变阻器,R是定值电
阻,电源电压恒定).其中能实现身高越高,电压表示数越大的电路是( )
A. B.
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C. D.
【解答】解:A、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测电源电压,示数不变,
故A不符合题意;
B、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测定值电阻电压,身高越高,滑动变阻
器接入电路中的电阻越大、电路中的总电阻越大,根据欧姆定律可知电路中的电流越小、定值
电阻两端的电压越小,故B不符合题意;
C、由电路图可知:电压表串联在电路中,电路中无电流,电压表测电源的电压,示数不变,故
C不符合题意;
D、由电路图可知:滑动变阻器和定值电阻串联,电压表测滑动变阻器的电压,身高越高,滑动
变阻器接入电路中的电阻越大、电路中的总电阻越大,根据欧姆定律可知电路中的电流越小、
定值电阻两端的电压越小,根据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
越大即电压表示数越大,故D符合题意。
故选:D。
11. 小伟给学校图书馆设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示,电源电压恒为 6V,定值
电阻R 的阻值为10 ,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确
0
的是( ) Ω
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.没有电流表,不能求出R的电阻
D.当电压表示数为2.4V时,空气湿度为60%
【解答】解:由图甲可知,定值电阻R 和湿敏电阻R串联,电压表测定值电阻R 两端的电压,
0 0
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AB、由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,故A错误;
空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越小,根据串联分压的规律可知,湿敏电阻R两端的电压越
小,则定值电阻R 两端的电压越大,即电压表示数越大,故B错误;
0
U 2.4V
CD、当电压表示数为2.4V时,电路中电流为I= 0= =0.24A,
R 10Ω
0
此时湿敏电阻的电压为:U湿 =U﹣U
0
=6V﹣2.4V=3.6V,
串联电路中的电流相等,由欧姆定律可得湿敏电阻的阻值:
U 3.6V
R湿 = 湿= =15 ,
I 0.24A
Ω
由图乙可知对应的空气湿度为60%,故C错误,D正确;
故选:D。
12. 如图所示为测量未知电阻R 的实验电路图,电源两端的电压保持不变,其中R 为阻值已知的
x 0
定值电阻。当开关S 闭合、S 断开时,电压表示数为U ;当开关S 、S 均闭合时,电压表示
1 2 1 1 2
数为U ,则下列判断中正确的是( )
2
A.电源两端的电压为U
1
B.开关S 、S 均闭合时,电阻R 与R 是串联关系
1 2 x 0
U −U
C.开关S 、S 均闭合时,通过电阻R 的电流为I= 2 1
1 2 x R
0
U
D.未知电阻的阻值R = 1 R
x U −U 0
2 1
【解答】解:AB、由电路图可知,当开关S 、S 闭合时,定值电阻R 短路,电压表测量电阻
1 2 0
R 的电压,也是测量电源电压,即电源电压U=U ,故A、B错误;
x 2
U U
C、当开关S 、S 闭合时,只有电阻R 接入电路,通过电阻R 的电流为I = = 2 ,故C错误;
1 2 x x x R R
x x
D、当开关S 闭合、S 断开时,R 与R 串联,电压表测R 两端的电压,即U =U ,
1 2 0 x x x 1
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因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,R 两端的电压:U =U﹣U =U ﹣U ;
0 0 x 2 1
U U −U U
因串联电路中各处的电流相等,所以,电路中的电流:I= 0= 2 1= 1 ,
R R R
0 0 x
U
解得:R = 1 R ;故D正确。
x U −U 0
2 1
故选:D。
13. 在图示电路中,闭合开关S ,两个电表均有示数,下列操作能使电压表V 示数与电压表V 示
1 2 1
数比值变大的是( )
A.向左移动滑片P
B.用阻值大于R 的电阻R 替换R
1 0 1
C.减小电源电压
D.闭合开关S
2
【解答】解:A、由图可知,定值电阻R 与滑动变阻器R 串联,电压表V 测R 两端的电压,
1 2 2 2
电压表V 测电源电压,则电压表V 的示数不变。当滑片P向左移动时,R 接入电路的阻值变小,
1 1 2
根据串联电路的分压原理可知电压表V 的示数变小,所以电压表V 示数与电压表V 示数比值
2 2 1
的变小,故A不符合题意;
BC、根据串联电路的分压原理可知,R 两端的电压与总电压之比U :U=R :R,用阻值大于
2 2 2
R 的电阻R 替换R ,R 的阻值不变,电路的总电阻变大,所以电压表V 示数与电压表V 示数
1 0 1 2 2 1
比值变小,故B不符合题意;
减小电源电压时,R 的阻值和电路的总电阻不变,所以电压表V 示数与电压表V 示数比值不变,
2 2 1
故C不符合题意;
D、再闭合开关S ,R 短路,电路变为R 的简单电路,电压表V 测电源电压,即电压表V 的
2 1 2 2 2
示数变大,所以电压表V 示数与电压表V 示数比值变大,故D符合题意。
2 1
故选:D。
14. 小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器,其工作原理如图所示,水量减少时滑片上移,
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下列分析正确的是( )
A.与电压表相比,选择电流表设计电路更节能
B.如果选择电流表,R 可以在水太多时保护电路
0
C.如果选择电压表,水量增多时电表示数变小
D.如果选择电流表,水量增多时电表示数变小
【解答】解:
U2
A.如果选择电压表,R的最大阻值与R 串联,电路的总电阻最大,由P=UI= 可知,电路
0
R
的总功率最小,在时间相同时最节能,则可知选择电流表设计电路不节能,故A错误;
B.如果选择电流表,在水太多时,变阻器R接入电路中的电阻太小,电路中的电流太大,若电
路中没有R ,可能会烧坏电源和电流表,所以R 可以在水太多时保护电路,故B正确。
0 0
C.如果选择电压表,R与R 串联,电压表测滑片P上方电阻丝两端的电压,由电压表的内阻很
0
大、在电路中相当于断路可知,滑片移动时,变阻器接入电路中的电阻不变,总电阻不变,由 I
U
= 可知,电路中的电流不变,由题意可知当水量增多时,滑片下移,滑片P上方电阻丝的长度
R
变长、其阻值变大,由U=IR可知,滑片P上方电阻丝两端的电压变大,即电压表的示数变大,
故C错误;
D.如果选择电流表,滑片P上方电阻丝被短路,变阻器下方的电阻丝与R 串联,电流表测电
0
路中的电流,当水量增多时,滑片下移,变阻器R接入电路中的电阻变小,电路的总电阻变小,
U
由I= 可知,电路中的电流变大,即电流表的示数变大,故D错误。
R
故选:B。
15. 燃气管道漏气会带来极大的危险。小明用气敏电阻设计了如图甲所示的电路,检测燃气管道是
否漏气。电源电压保持不变,R 、R 中的一个是定值电阻,另一个是气敏电阻。气敏电阻的
1 2
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阻值随燃气浓度的变化关系如图乙所示,当电压表示数大于某一值 U时,就会触发报警。电
压表示数为U时,燃气浓度为警戒浓度。下列说法正确的是( )
A.R 是气敏电阻
1
B.燃气浓度越高,电路中电流越小
C.若换用阻值更大的定值电阻,警戒浓度将变小
D.若换用电压更大的电源,警戒浓度将变大
【解答】解:根据电路图可知,电阻R 、R 串接入电路中,电压表测量电阻R 两端的电压;
1 2 1
AB、气敏电阻的阻值随燃气浓度的增加而减小,当燃气浓度的增加时,气敏电阻的阻值减小,
根据串联电路的分压规律气敏电阻分担的电压变小;
根据串联电路的电压规律可知,定值电阻两端电压变大,由于电压表示数大于某一值U时,就
会触发报警,所以R 是气敏电阻;
2
此时电路的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中的电流变大,故AB错误;
C、电压表的报警电压不变,定值电阻两端电压不变,若换用阻值更大的定值电阻,根据欧姆定
U
律可知,电路中的电流变小,根据R= 可知,气敏电阻的阻值变大,警戒浓度将变小,故C正
I
确;
D、电压表的报警电压不变,若换用电压更大的电源,定值电阻两端电压变大,根据欧姆定律可
U
知,电路中的电流变大,根据R= 可知,气敏电阻的阻值变大,警戒浓度将变小,故D错误。
I
故选:C。
26