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17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、欧姆定律在串联电路中的应用
1.有两个电阻,阻值分别为30Ω和10Ω,把它们串联起来,其总电阻是( )
A.40Ω B.30Ω C.20Ω D.7.5Ω
【答案】A
【详解】两电阻串联,串联电路中的总电阻等于各分电阻之和,因此串联后的总电阻为
R=30Ω+10Ω=40Ω
故BCD不符合题意,A符合题意。所以选A。
2.接入同一电路中的两只电阻,若一只电阻的阻值增大,其电路总电阻( )
A.增大 B.减小 C.不变 D.无法判定
【答案】A
【详解】两个电阻不论是并联还是串联,当其中一只电阻的阻值增大,其电路总电阻变大。
3.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S由断开到闭合时( )
A.电流表A示数不变 B.电压表V示数变小
C.电压表V示数变大 D.电路的总电阻变小
【答案】D
【详解】AD.由图可知,当开关S断开时,该电路为串联电路,电压表测量的是电源电压,
电流表测量电路中的电流;当开关S闭合时,R 被短路,该电路为只有R 的简单电路,电压表测量
2 1
的是电源电压,电流表测量电路中的电流;电源电压不变,电路的总电阻减小,根据I=U/R可知,
电路中的电流会变大,即电流表示数变大,故A不符合题意,D符合题意;
BC.由于电源电压不变,所以电压表示数不变,故BC不符合题意。
故选D。
4.有一只小灯泡,它正常工作时电压是5V,此时它的电阻为10Ω。若将此灯泡接在电压为
8V的电源上,要使它正常工作,需要串联一个多大的电阻?此时通过这个电阻的电流多大?【答案】6Ω,0.5A
【详解】小灯泡正常工作时的电压U =5V,电阻R =10Ω,因串联电路中各处的电流相等,所
L L
以,电路中的电流 I===0.5A
因串联电路中电流处处相等,所以通过电阻的电流为
I =I=0.5A
R
因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻两端的电压
U =U-U =8V-5V=3V
R L
则串联电阻的阻值
R===6Ω
答:要使它正常工作,需要串联一个6Ω的电阻,这个电阻的电流是0.5A。
5.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。
R=5Ω R=10Ω
1 2
次数 1 2 3
电压/V 1.5 2.4 3
电流/A 0.1 0.16 0.2
(1)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;
(2)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________;
(3)交流表达:科学研究有时需要等效替代的方法,如在某实验中需要用到35Ω的电阻,现
有阻值为15Ω、20Ω、50Ω的三个电阻,就可以选用其中的_______两个电阻串联替代。
【答案】(1)A;(2)串联电阻的总电阻等于各电阻之和;(3)15Ω,20Ω。
【详解】(1)滑动变阻器在接入时,要处于最大阻值处,所以要移到A处。
(2)利用R=分析数据R 约为15Ω,为R 与R 的阻值之和,所以可得出的结论是:串联电
总 1 2
路的总电阻等于各电阻之和。
(3)因为串联电路的总电阻等于各分电阻之和,所以要得到35Ω的电阻,需用15Ω和20Ω电
阻串联使用。二、欧姆定律在并联电路中的应用
6.教室里,电风扇与电灯是___________联的(选填“串”或“并”),实验室中使用的用电
器越少,电路中的总电流越___________(选填“大”或“小”)。
【答案】并,小。
【详解】电风扇和电灯工作时互不影响,所以它们之间是并联的。实验室里同时工作的并联的
用电器越少,电路中的总电阻越大,电路中的总电流越小。
7.两导体电阻R=10Ω,R=1Ω,并联后的总电阻( )
1 2
A.大于10Ω B.小于1Ω C.在1Ω与10Ω之间 D.无法确定
【答案】B
【详解】将电阻并联起来,相当于导体横截面积变大,则总电阻变小,所以并联电路的总电阻
比最小的分电阻还小。两导体电阻R=10 Ω,R=1 Ω,则并联后的总电阻小于1Ω。
1 2
故选B。
8.如图所示的四个电路电源电压相等,已知两个电阻R、R 为定值电阻,它们阻值的大小关
1 2
系为R>R,在这四个电路中电流表示数最大的是( )
1 2
A B C D
【答案】D
【详解】根据R=可知,当电路中的电阻最小时,电流表的示数最大,根据串联电路总电阻为
各电阻之和,并联电路中总电阻小于任一电阻,可以判断出两电阻并联时电阻最小。
故选D。
9.如图所示,电源两端的电压恒定.闭合开关S,小灯泡发光,再闭合开关S,则( )
1 2
A.小灯泡变亮 B.电流表示数变小
C.电压表示数不变 D.电路的总电阻变大
【答案】C【详解】A.由于并联各支路之间互不影响,且电源电压不变,所以当开关S、S 都闭合时,
1 2
小灯泡亮度不会受影响,故A错误;
B.当开关S、S 都闭合时,电阻R会通过电流,而电流表测量干路电流,所以电流表示数变
1 2
大,故B错误;
C.当开关S、S 都闭合时,为并联电路,但并联两端的电压即电源电压不变,所以电压表示
1 2
数不变,故C正确;
D.当开关S、S 都闭合时,电阻R和灯并联,导体并联时,相当于增加了导体的横截面积,
1 2
所以电阻会变小,故D错误.
10.如图所示的电路,电源电压为9V不变,定值电阻R 阻值为10Ω。闭合开关S、S 时,电
1 1
流表的示数为1.2A,求:
(1)电阻R 两端的电压为多少伏特?
1
(2)闭合开关S,断开S,电流表的示数为多少?
1
(3)定值电阻R 的阻值。
2
【答案】(1)9V;(2)0.9A;(3)30Ω
【详解】(1)由电路图可知,闭合开关S、S 时,电阻R 与电阻R 并联,由并联电路的电压
1 1 2
规律可知,R 和R 两端的电压相等,并且与电源电压相等,都为9V。
1 2
(2)闭合开关S,断开S,电路中只有R 一个用电器接入电路,则R 两端的电压与电源电压
1 1 1
相等为9V,则电流表的示数为
I===0.9A
(3)由题意知闭合开关S、S 时,电流表的示数为I=1.2A,根据欧姆定律,则此时电路总电
1 0
阻为R ===7.5Ω
总
由并联电路中电阻的特点=+可得,定值电阻R 的阻值为
211.下列说法错误的是( )
A.串联电路中,任何一个分电阻总小于串联的总电阻
B.并联电路中,并联的总电阻等于各分电阻的倒数之和
C.串联电路中,电阻越大,它两端的电压就越高
D.并联电路中,电阻越大,通过它的电流就越小
【答案】B
【详解】A.由于串联电路总电阻等于各串联电阻之和,则串联电路中任何一个电阻小于串联
总电阻,故A正确,不符合题意;
B.并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,故B错误,符合题意;
C.由于串联电路中电流相等,电阻越大,根据U=IR可知它两端的电压就越大,故C正确,
不符合题意;
D.由于并联电路中电压相等,电阻越大,根据I=U/R可知通过它的电流就越小,故D正确,
不符合题意。
故选B。
12.如图的电路中,电源电压为12V,且保持不变,定值电阻R 的阻值是滑动变阻器R′最大阻
0
值的三分之一,当滑片P在变阻器上滑动的过程中,电压表的示数范围是( )
A.12V到3V B.12V到4V C.0到4V D.12V到6V
【答案】A
【详解】由电路图可知,定值电阻R 与滑动变阻器R′串联,电压表测定值电阻R 两端电压,
0 0
当滑动变阻器的滑片位于最左端时,此时滑动变阻器接入电路中的阻值为0,定值电阻两端电压等
于电源电压,此时电压表示数最大,为12V,当滑动变阻器的滑片位于最右端时,此时滑动变阻器
接入电路中的阻值最大,电压表示数最小,由串联电路电阻等比例分压可得
①且定值电阻两端电压与滑动变阻器两端电压之和为12V,即
U +U =12V ②
V R′
联立①②,解得U =3V,故可知电压表的示数范围为12V到3V,故A符合题意,BCD不符合
V
题意。
故选A。
13.如图为一种测量环境光照强度的仪器的简化工作原理图。R 为定值电阻,R为光敏电阻,
0
其阻值随环境光照强度的增加而减小,电源电压不变,闭合开关S后,下列说法中正确的是
( )
A.环境光照强度增加,电压表示数变大
B.电流表示数变大,说明光照强度增加
C.不管环境光照强度增加还是减少,电压表与电流表示数比值保持不变
D.将定值电阻R 换成一个小灯泡,环境光照变暗,小灯泡亮度变亮
0
【答案】B
【详解】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量光敏电阻R两端的电压,电流表测量电路
中的电流;
A.环境光照强度增大,光敏电阻R的阻值变小,由串联分压原理可得,光敏电阻R的电压变
小,即电压表示数变小。故A错误;
B.电流表示数变大,根据R=可知,电路中的总电阻减小,由于R 为定值电阻,因此光敏电
0
阻的阻值变小,光照强度增加,故B正确;
C.电压表与电流表示数之比为光敏电阻R的阻值,而光敏电阻R的阻值随着光线的变化而变
化,故C错误;
D.将定值电阻R 换成一个小灯泡,环境光照变暗,光敏电阻R阻值变大,根据I=U/R可知,
0
电路中的电流减小,小灯泡亮度变暗,故D错误。
故选B。
14.如图所示,电源两端电压保持不变,电阻R 的阻值为20Ω,闭合开关S,两电流表的示数
1
分别为0.8A和0.3A。求:
(1)通过电阻R 的电流I;
2 2(2)电源两端电压U。
【答案】(1)0.5A;(2)6V
【详解】由电路图可知,R 与R 并联,电流表A 测干路电流,A 测电阻R 支路的电流。
1 2 2 1 1
(1)闭合S,两电流表的示数分别为0.8A和0.3A,则干路电流I=0.8A,通过电阻R 的电流
1
I=0.3A,因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过R 的电流
1 2
I=I-I=0.8A-0.3A=0.5A
2 1
(2)并联电路中各支路两端的电压相等,由欧姆定律可得,电源电压
U=U=IR=0.3A×20Ω=6V
1 1 1
15.如图所示的电路中,电源电压为18V不变,滑动变阻器R 上标有“30Ω 2A”的字样,闭合
2
开关S后,当电流表的示数为1A时,电压表(量程0~15V)的示数为10V,求:
(1)电阻R 的阻值;
1
(2)移动滑片使电路达到的最小电流;
(3)根据题干条件,为使电路正常工作,滑动变阻器R 连入电路的阻值范围。
2
【答案】(1)10Ω;(2)0.45A;(3)2Ω~3Ω。
【详解】(1)由电路图可知,R、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
由I=U/R可得,电阻R 的阻值
1
R===10Ω
1
(2) 当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,则电路中的最小电流
(3)因为电流表示数为1A时,电压表示数为10V,因此电流表的量程为0~3A,电压表的量
程为0~15V,而滑动变阻器允许通过的最大电流为2A,为了保证电路的安全,电压表的最大示数
为15V,则通过定值电阻R 的最大电流∶
1I ===1.5A
max
因此电路允许通过的最大电流为1.5A,电路的最小总电阻为
R===12Ω
则滑动变阻器接入电路的最小阻值
R =RR=12Ω-10Ω=2Ω
min - 1
当滑动变阻器接入电路的电阻最大时,电路中的电流最小,电压表示数最小,各电路元件均安
全,因此滑动变阻器接入电路的阻值范围为2Ω~3Ω。
16.(2022·黑龙江哈尔滨·统考中考真题)一只灯泡的额定电压是6V,额定电流是0.4A,若
将该灯泡接在10V的电源上,为使其正常发光,应_____联一个_____Ω的定值电阻。
【答案】串,,10。
【详解】因为电源电压大于灯泡的额定电压,则需要串联一个电阻分担电压。
电阻两端的电压为U=U-U =10V-6V-4V
1 L
此时灯泡正常发光,电流等于灯泡的额定电流为0.4A,故电阻阻值为
R===10Ω
17.(2022·黑龙江牡丹江·统考中考真题)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关S,滑动
变阻器R 的滑片向右移动时,下列判断正确的是( )
2
A.电压表V的示数变大 B.电流表A 的示数不变
1
C.电流表A 的示数变大 D.电压表V的示数变小
2
【答案】B
【详解】电源电压保持不变,闭合开关S,滑动变阻器R 的滑片向右移动时,R 的阻值将变大。
2 2
由于R 的阻值不变,当R 的阻值变大后,R 的阻值也增大。由于电压表测量的是电源的电压,故
1 2 总
无论如何调节滑片,电压表的示数不变,R 的阻值也没变,由欧姆定律可知通过R 的电流不变,
1 1
即电流表A 的示数不变。由于电压表示数不变,而R 的阻值也增大,由欧姆定律可知,总电流减
1 总
小,故电流表A 的示数变小。
2故选B。
18.(2022·广西贵港·统考中考真题)为保障安全,现在很多室内公共场所安装有烟雾报警装
置,如图所示是烟雾报警的简化原理图。电源电压保持不变,R 为定值电阻,光敏电阻R的阻值随
0
光照强度的减弱而增大,当电路中的电流减小至某一数值时报警器开始报警。当有烟雾遮挡射向光
敏电阻R的激光时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变小,电压表的示数不变
B.电流表的示数变小,电压表的示数变大
C.电流表的示数不变,电压表的示数变大
D.电流表的示数不变,电压表的示数不变
【答案】B
【详解】分析电路图可知,定值电阻R 与光敏电阻R串联,电压表测光敏电阻R两端的电压,
0
电流表测电路中的电流;当有烟雾遮挡射向光敏电阻R的激光时,光照强度减弱,光敏电阻R的阻
值增大,根据串联电阻的规律,总电阻变大,由I=U/R可知,电路中电流变小,即电流表示数变小;
根据U=IR可知,定值电阻R 两端的电压变小;根据串联电路电压的规律可知,光敏电阻R的电压
0
增大,即电压表示数变大,故B符合题意。
故选B。
19.(2022·四川眉山·中考真题)如图所示,电源电压U=3V保持不变,滑动变阻器R 的规格为
2
“20Ω 1.5A”。当开关S闭合滑动变阻器滑片P位于A端时,电流表A的示数为0.3A,则定值电
阻R=______Ω。当开关S闭合时,滑动变阻器滑片P从A端移至B端的过程中,电压表V的示数
1
变化范围是______V。
【答案】10,3~1。【解析】当开关S闭合滑动变阻器滑片P位于A端时,只有定值电阻接入电路,此时定值电阻
的阻值为
R===10Ω
1
当开关S闭合时,滑动变阻器滑片P从A端时,电压表测量电源电压为3V,当滑动变阻器滑
片P从A端移至B端的过程中,滑动变阻器全部接入,此时电路中的电流为
I===0.1A
则此时电压表的示数为
U =IR =0.1A×10Ω=1V
1
则滑动变阻器滑片P从A端移至B端的过程中,电压表的范围为3~1V。
20.(2022·贵州毕节·统考中考真题)如图所示的电路,其中R 的阻值为15Ω,电源电压保持
1
6V不变,电流表的量程为0~0.6A,求:
(1)开关S闭合、S 断开时,电流表的示数。
1
(2)开关S、S 都闭合时,保证电流表安全,电阻R 的最小阻值。
1 2
【答案】(1)0.4A;(2)30Ω
【详解】(1)由图可知,开关S闭合、S 断开时,只有R 工作,电流表测量的是通过R 的电
1 1 1
流,通过R 的电流为
1
I===0.4A
1
即电流表示数为0.4A。
(2)开关S、S 都闭合时,R、R 并联,根据电流表量程可知,干路的总电流最大为0.6A,
1 1 2
根据并联电路的电流特点可知,通过电阻R 的最大电流为
2
I=I-I =0.6A-0.4A=0.2A
2 1
根据并联电路的电压特点可知,R 两端的电压为
2
U=U=6V
2
由欧姆定律可知,R 的最小阻值为
2
R===30Ω
2