2022年中考物理知识点二轮复习专题练习——串并联电路电压的规律
展开串并联电路电压的规律
一、选择题(共15题)
1.用如图所示电路探究串联电路的电压规律,下列说法正确的是( )
A.电压表不能直接测量电源电压 B.亮度大的灯泡两端的电压一定大
C.测量L1电压时,电压表正接线柱接b点 D.换用不同的灯泡重复实验是为了减小误差
2.如图所示电路,电源电压不变,R1为定值电阻,R2为滑动变阻器。闭合开关S,滑动变阻器R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V;移动滑片P到某位置的过程中,两表的示数分别变化了0.2A和1V。下列说法正确的是( )
①电源电压为6V
②R2的最大阻值为15Ω
③电路消耗的总功率最小时,R1与R2接入电路的阻值之比为2:3
④电流表示数为0.5A时, R1与R2消耗的功率之比为5:3
A.只有①③正确 B.只有②④正确
C.只有③④正确 D.只有①②③正确
3.如图所示,灯L1“3V3W”、灯L2“3V1.5W”串联在电路中,若灯丝电阻不变,电源电压3V,开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.灯L1两端电压是3V
B.两灯消耗的总功率是1W
C.通过L1和L2的电流之比是1:2
D.L1和L2的电阻之比是2:1
4.将标有“12V 12W”的甲灯和“12V 6W”的乙灯串联在某电源上,两灯都发光。下列说法正确的是( )
A.甲灯的灯丝较细 B.乙灯的亮度较大
C.通过两灯的电流之比为2:1 D.电源的最大电压为12V
5.如图所示的电路,是由两节干电池、一个开关、两只小灯泡L1、L2和几根铜导线组成。当开关闭合后,小灯泡均发光,下列说法正确的是( )
A.电路中的电流是由正电荷定向移动形成的
B.L1两端的电压一定大于L2两端的电压
C.流过L1的电流大于流过L2电流大小相等
D.金属导线中自由电子定向移动的方向与电流方向相反
6.如图所示两个灯泡L1、L2阻值分别为6Ω和10Ω,闭合开关后的现象是( )
A.通过两灯泡的电流I1:I2=3:5 B.灯泡两端的电压U1:U2=3∶5
C.灯泡的电功率P1:P2=5:3 D.灯泡L1比L2暗
7.如图所示的电路,闭合开关时小灯泡L不亮,电压表指针明显偏转。若电路中只有一处元件发生故障,则下列说法正确的是:( )
A.滑动变阻器被短接
B.小灯泡L处发生断路
C.电流表处发生断路
D.移动滑动变阻器的滑片,电压表示数会明显变化
8.如图所示,在测量小灯泡的电阻实验中,当闭合开关S时,发现灯泡L不亮,电流表电压表都有较小的偏转,则灯泡不亮的原因是( )
A.灯泡L断路 B.灯泡L被短接
C.开关S被短接 D.电路中电流过小
9.如图所示,电源电压不变,闭合开关S后,灯L1、L2都发光,一段时间后,其中一盏灯突然熄灭,电流表和电压表都有示数,则产生这现象的原因可能是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2断路 D.电流表断路
10.如图所示的电路,闭合开关,两只灯泡都不发光,电流表没有示数,电压表指针有明显偏转。则下列判断正确的是( )
A.灯泡L1的灯丝断了 B.电流表内部出现断路
C.灯泡L2的灯丝断了 D.电源接线处接触不良
11.现将灯泡L1和L2串联接在一个电源上,加在它们两端的电压之比是3∶1,若把它们并联后,接到同一个电源上,加在它们两端的电压之比是( )
A.1∶1 B.1∶3 C.3∶1 D.无法确定
12.将标有“6V 3W”和“6V 6W”两个灯泡串联起来,接在可调的电源两端,其中有一个灯泡正常发光,则下列说法正确的是( )
A.电源电压是12V B.电路的总功率是4.5W
C.电路的总电流是1.5A D.电路的总功率是9W
13.如图所示的电路中,元件均完好,R1的阻值大于滑动变阻器R2的最大阻值,闭合开关后移动R2的滑片时,下列说法正确的是( )
A.V1的示数大于V2的示数
B.V1的示数不可能等于V的示数
C.V1与V2的示数之和增大
D.V1示数的变化量等于V2示数的变化量
14.如图所示的电路中,电源电压不变,R1、R2为定值电阻,R3为滑动变阻器。闭合开关S,滑片P从最左端向右移动的过程中(保证各元件安全),下列说法正确的是( )
A.电流表A1示数变大,电流表A2示数不变
B.电流表A1示数变小,电压表V示数不变
C.电流表A2示数变大,电压表V示数变大
D.电压表V示数与电流表A2示数的比值不变
15.下列关于物理概念的说法中,不正确的是( )
A.同一物体,温度越高,它的内能越大,它含有的热量也越多
B.将煤球研磨成粉末,有利于充分燃烧,提高煤的热值
C.电荷的定向移动形成电流
D.并联电路中,电压处处相等
二、非选择题
16.如图甲所示的电路中,L1两端的电压为U1=3.7V,L2两端的电压如图乙所示,则电源电压U=______V;若电流表示数为0.2A,灯L2的功率为______W。
17.如图1所示电路,电源电压为3V,当开关S闭合后,两个电流表A1、A2的指针偏转角度一样,如图2所示,则其中通过小灯泡L1的电流为______A,此时两小灯泡L1、L2的电阻之比为 ______。
18.电阻R1=10Ω,R2=30,将R1、R2并联,通过它们的电流之比I1:I2=________,它们两端的电压之比U1:U2=________。
19.如图是定值电阻R和小灯泡L的电流随电压变化图像,由图可知R的阻值为______Ω;将R、L串联接入电源电压为5V的电路中,电路中的电流为______A;将R、L并联接入电源电压为2V的电路中,干路电流为______A。
20.在如图所示的电路中,,当开关S1断开,开关S2闭合时,电流表的示数为1A;当开关S1、S2均闭合时,电流表的示数为3A。求:
(1)电源电压;
(2)R3的阻值;
(3)当开关S1和S2都断开时电流表的示数。
21.如图甲是一个检测空气质量指数的电路。其中R为气敏电阻,其电阻的倒数与空气质量指数的关系如图乙所示。已知:电源电压为6V且保持不变,定值电阻R0为4Ω。当闭合开关S后,电压表示数为2V时,求:
(1)通过R0的电流。
(2)电阻R的阻值。
(3)若电压表的量程为0-3V,为保证电路安全工作,当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为多少?空气质量指数最大为多少?
22.如图所示电路,电源电压保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~15V,灯泡上标有“6V 3W”字样,R1=18Ω。(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光。(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A。求:
(1)灯泡正常发光时的电阻多大?
(2)电源电压多大?
23.如图甲是一个风力测试仪装置的原理图。迎风板与一压敏电阻Rx连接,工作时迎风板总是正对风吹来的方向,有风时,迎风板向左运动,当挤压压敏电阻时,压敏电阻的阻值会发生变化,已知电源电压恒为18V,定值电阻R0=15Ω,电压表的量程为0~15V,电流表量程0~3A,压敏电阻Rx能通过的最大电流0.9A,阻值与迎风板承受风力F的关系如图乙所示。试求:
(1)无风时,求电压表和电流表的示数;
(2)当通过压敏电阻电流为0.6A,压敏电阻Rx两端的电压和它的功率;
(3)在满足所有元件均安全使用的条件下,此装置能测量风力最大是多少?
参考答案
1.B
【详解】
A.电压表能直接测量电源电压,只要把它并联在电源两端即可,可以把电压表接a、c两端,故A错误;
B.从图中可以看到,这是一个串联电路,串联电路电流处处相等,灯泡的亮度大,则其电功率P大,根据电功率公式可知,亮度大的灯泡两端的电压一定大,故B正确;
C.从图中可以看到,灯泡L1左端a点接近电源正极,而要求电流从电压表的正接线柱流入,所以测量L1电压时,电压表正接线柱接a点,故C错误;
D.换用不同的灯泡重复实验不是为了减小误差,是为了避免实验的偶然性,让实验具有普遍性,故D错误。
故选B。
2.B
【详解】
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。
①②由题意可知,R2的滑片P在某一端点时,两表的示数分别为0.2A和3V,即电压表的示数不为零,所以,此时滑片应位于左端,即滑动变阻器接入电路中的电阻最大,由欧姆定律,可得R2的最大阻值
根据欧姆定律和串联电路中总电压等于各分电压之和,所以电源的电压
U=I1R1+U2=0.2A×R1+3V
滑片移动时,只能是减小接入电路中的电阻,此时电路中的电流变大,由串联电路的分压原理可知电压表的示数变小,已知两表的示数分别变化了0.2A和1V可知,此时电路中的电流
I2=0.2A+0.2A=0.4A
电压表的示数
U22=3V-1V=2V
根据欧姆定律和串联电路电压的规律,则电源的电压
U=I2R1+U22=0.4A×R1+2V
因电源电压保持不变,故有
U=I1R1+U2=0.2A×R1+3V=0.4A×R1+2V
解之可得
故①错误,②正确;
③当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的总电阻最大,由公式可知,电路消耗的总功率最小,则R1与R2接入电路的阻值之比
故③错误;
④当电流表示数为0.5A时,由欧姆定律,电路的总电阻
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,滑动变阻器接入电路中的电阻
因串联电路中各处的电流相等,由P=I2R可知,电流相等时,电功率与电阻成正比,故R1与R2消耗的功率之比为
故④正确。综上,ACD错误,B正确。
故选B。
3.B
【详解】
A.由电路图可知,灯L1和L2串联,电源总电压为3V,根据串联电路分压原理可知,总电压等于各分压之和,所以灯L1两端电压小于3V,故A错误;
B.由题意可知,灯丝的电阻不变,由可得,灯L1和L2的电阻分别为
此时电路的总电阻
则两个灯泡消耗的总功率
故B正确;
C.灯L1和L2串联,串联电路电流处处相等,通过L1和L2的电流之比是1:1,故C错误;
D.由B选项分析可知,灯L1和L2的电阻之比是
故D错误。
故选B。
4.B
【详解】
A.根据公式可知,电压一定,当额定功率越大时,电阻越小,所以甲灯的电阻小于乙灯的电阻;因为灯丝的材料、长度相同,横截面积越大,电阻越小,所以甲灯的灯丝比较粗,故A错误;
B.因为两灯串联,所以两灯中电流相等,根据知,由A分析知甲灯的电阻小,乙灯的电阻大,所以甲灯的实际功率较小,乙灯的实际功率较大,乙灯的亮度较大。故B正确;
C.因为两个灯串联,所以通过两灯的电流之比为1:1,故C错误;
D.因为甲乙两灯串联,都发光。只能保证额定电流较小的正常发光,另一个灯泡不会损坏。根据得,两灯泡的额定电流为
所以两灯串联时,电路中允许的最大电流为0.5A,根据得两灯的电阻为
根据得电源电压最大为
故D错误。
故选B。
5.D
【详解】
AD.电流是由自由电荷定向移动形成的,不一定是正电荷才会定向移动,物理学中把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向,金属导线中自由电子定向移动的方向与电流方向相反,故A错误,D正确;
BC.由图可知两只小灯泡L1、L2串联,电路中电流处处相等,但不清楚两个灯泡的电阻大小,故无法判断两端电压大小,故BC错误。
故选D。
6.C
【详解】
AB.由图可知,灯泡L1、L2并联在电路中,电流表A1测量干路中的电流,电流表A2测量灯泡L2的电流,所以两个灯泡两端的电压相等,即
由欧姆定律可知,通过两灯泡的电流
故A错误, B错误;
CD.灯泡的电功率
由于灯泡L1的实际功率大于灯泡L2的实际功率,所以灯泡L1比L2亮,故C正确,D错误。
故选C。
7.B
【详解】
A.若滑动变阻器被短接,电路为灯泡的简单电路,灯泡变亮,电压表测量电源电压,即电压表指针明显偏转,故A错误;
B.若小灯泡L处发生断路,灯泡不发光,电压表通过变阻器与电源连接,电压表测量电源电压,电压表指针明显偏转,故B正确;
C.若电流表处发生断路,整个电路断路,则灯泡不发光,电压表无示数,故C错误;
D.根据选项B可知,电路中的故障是小灯泡断路,此时电压表串联在电路中,移动滑动变阻器的滑片,由于电压表此时测量的是电源的电压,所以电压表示数不会明显变化,故D错误。
故选B。
8.D
【详解】
A.若灯泡L断路,电压表串联在电路中,其示数将接近为电源电压,故A不符合题意;
B.若灯泡L被短接,电压表也被短接,不会有示数,故B不符合题意;
C.若开关S被短接,电路持续接通,开关闭合不闭合不影响电表示数,故C不符合题意;
D.若电路中电流过小,电流表示数也小,由欧姆定律可知加在灯泡两端的电压也小,两表都会有较小的偏转,故D符合题意。
故选D。
9.C
【详解】
A.由电路图知,两灯并联在电路中,电流表测L1的电流,电压表测电源电压。闭合开关S后,两灯发光,说明电路通路。灯L1短路,则电源也被短路了,两灯都不发光,电压表都无示数,电流表示数很大,甚至被烧坏。故A不符合题意;
B.灯L1断路,则L1不亮,电流表无示数,L2的工作不受影响,仍然发光,电压表仍有示数,故B不符合题意;
C.灯L2断路,则L2不亮,L1的工作不受影响,电流表有示数,电压表也有示数,故C符合题意;
D.电流表断路,则L1支路断路,电流表无示数,L1不亮。L2不受影响,电压表与电源断开,没有示数,故D不符合题意。
故选C。
10.A
【详解】
由图得,两灯泡串联,电压表测量灯泡L1的电压,电流表测量电路的电流,闭合开关,两只灯泡都不发光,电流表没有示数,电压表指针有明显偏转,说明电路中没有电流通过,发生断路现象,且电压表的两端与电源连接完好,说明灯泡L1的灯丝断了,即灯泡L1断路,故A正确,BCD错误。
故选A。
11.A
【详解】
灯泡L1和L2并联后,接到同一电源上,根据并联电路电压规律,它们两端电压相等,故加在它们两端的电压之比
故A符合题意,故BCD不符合题意。
故选A。
12.B
【详解】
C.由可得,“6V 3W”的灯泡的电阻
“6V 6W”的灯泡的电阻
串联电路中的总电阻等于各电阻之和,所以两灯串联后电路的总电阻
R=R1+R2=12Ω+6Ω=18Ω
由P=UI可得两灯正常发光时的电流,“6V 3W”的灯泡正常发光时电流
“6V 6W”的灯泡正常发光时电流
由题意知,两灯泡串联,其中有一个灯泡正常发光,串联电路中电流处处相等,所以电路中的电流应该为0.5A,则一定是“6V 3W”的灯泡正常发光,电路中总电流为0.5A,故C错误;
A.由欧姆定律可得电源电压
U=I(R1+R2)=0.5A×(12Ω+6Ω)=9V
故A错误;
BD.电路的总功率
P=UI=9V×0.5A=4.5W
故B正确,D错误。
故选B。
13.AD
【详解】
由图可知,该电路为串联电路,电压表V测量的是电源电压;电压表V1测量的是R1两端的电压;电压表V2测量的是R2两端的电压。
A.闭合开关后移动R2的滑片时,滑动变阻器接入电路的电阻发生变化,则其分得的电压发生变化;R1的阻值大于滑动变阻器R2的最大阻值,根据串联电路的分压规律可知,V1的示数要始终大于V2的示数,故A正确;
B.电压表V测量的是电源电压,保持不变,由于在串联电路中,电源电压等于各部分电压之和,当R2的滑片移动到最左端时,滑动变阻器接入电路的电阻为0,此时电压表V1测量的是电源电压,则V1的示数会等于V的示数,故B错误;
C.V1与V2的示数之和等于电源电压,保持不变,故C错误;
D.电源电压等于各部分电压之和,电源电压不变,则V1示数的变化量等于V2示数的变化量,故D正确。
故选AD。
14.AD
【详解】
由电路图可知,R1、R2、R3并联,电流表A1测R1、R3支路的电流之和,电流表A2测R2支路的电流,电压表V测电源两端的电压;因电源电压不变,所以滑片移动时电压表V的示数不变;因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时,R1、R3支路的电流不变,所以电流表A2的示数不变,电压表V示数与电流表A2示数的比值不变;滑片P从最左端向右移动的过程中,接入电路中的电阻变小,由可知,变阻器R3支路的电流变大,所以电流表A1的示数变大。综上所述,故AD正确,BC错误。
故选AD。
15.ABD
【详解】
A.热量是一个过程量,不能说含有热量,故A错误,A符合题意;
B.将煤球研磨成粉末后,增加了和空气的接触面,有利于充分燃烧,但不会提高煤的热值,因为热值是燃料的特性,与燃料的燃烧情况无关,故B错误,B符合题意;
C.电荷的定向移动形成电流,正、负电荷定向移动都可以形成电流,故C正确,C不符合题意;
D.电压不是某一处的,它是加在某个导体两端的,表达不清楚,故D错误,D符合题意。
故选ABD。
16.6 0.46
【详解】
如图乙所示为电压表,选择小量程,分度值为0.1V,故读数为2.3V,故电源电压为
若电流表示数为0.2A,灯L2的功率为
17.0.24 4:1
【详解】
开关S闭合后,两小灯泡L1、L2并联,电流表A1测量通过灯泡L1的电流,电流表A2测量干路电流。所以电流表A1量程为0~0.6A,电流表A1的示数为0.24A,即通过小灯泡L1的电流为0.24A。电流表A2量程为0~3A,电流表A2的示数为1.2A。
由并联电路电流规律可知通过小灯泡L2的电流为
灯泡L1的电阻为
灯泡L2的电阻为
此时两小灯泡L1、L2的电阻之比为
18.3:1 1:1
【详解】
电阻R1=10Ω,R2=30Ω,将R1、R2并联,由并联电路电压的规律,两电阻的电压相等,根据知,在电压不变时,通过电阻的电流与电阻成反比,故通过它们的电流之比
I1:I2= R2: R1=30Ω:10Ω=3:1
因R1、R2两端的电压相等,故
U1:U2=1:1
19.10 0.4 0.8
【详解】
由图像可知,甲是曲线,乙是直线,根据欧姆定律可知,当电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比,因此乙是定值电阻R的电流随电压变化图像。由图可知R的阻值为
将R、L串联接入电源电压为5V的电路中,根据串联电路的特点:电流处处都相等,电源电压等于各部分电路两端电压之和。观察图像可知,当电流为0.4A时,R、L两端的电压分别为4V、1V,总电压为
U总=4V+1V=5V
因此将R、L串联接入电源电压为5V的电路中,电路中的电流为0.4A。
将R、L并联接入电源电压为2V的电路中,由图像可知,通过定值电阻R的电流为0.2A,通过小灯泡L的电流为0.6A。由并联电路的电流特点可知,干路电流为
I干=0.2A+0.6A=0.8A
20.(1)10V;(2)5Ω;(3)0.5A
【详解】
解:(1)当开关断开,闭合时,短路,电路只有电阻,电流表的示数为1A。则电源电压
(2)当开关、均闭合时,和并联,电流表的示数为干路电流,即,两端的电压不变,仍为电源电压,通过的电流不变,则流过的电流为
则的阻值为
(3)当开关和都断开时,电阻和串联,电流表测的是电路中的电流,其示数为
答:(1)电源电压为10V;
(2)R3的阻值为5Ω;
(3)当开关S1和S2都断开时电流表的示数为0.5A。
21.(1)0.5A;(2)8Ω;(3)4Ω,50
【详解】
解:(1)由图知道,R与R0串联,电压表测R0两端的电压,通过R0的电流为
(2)由串联电路电压的特点知道,R两端的电压
UR=U-U0=6V-2V=4V
由知道,R的阻值为
(3) R的阻值越小时,其倒数越大,从图乙知道空气质量指数越大。电压表的量程为0-3V,故当R0两端的最大电压为3V时,空气质量指数最大,由串联电路的电压特点知道,R两端的最小电压为
U小=U-U0′=6V-3V=3V=U0′
根据串联分压规律知道,R的阻值
R=R0=4Ω
则
由图乙知道,空气质量指数最大为50。
答:(1)通过R0的电流为0.5A;
(2)电阻R的阻值为8Ω;
(3)当电压表示数为最大值3V时电阻R的阻值变为4Ω,空气质量指数最大为50。
22.(1);(2)9V
【详解】
解:(1)由得,灯泡正常发光时的电阻为
(2)(a)当开关S2断开,S、S1闭合,滑片移到变阻器中点时,灯泡正常发光,此时灯泡与滑动变阻器串联,电阻R1开路。由得,灯泡正常发光的电流为
电源电压为
(b)当S1断开,S、S2闭合,滑片移至最大阻值处时,电流表示数为0.3A,此时电阻R1与滑动变阻器串联,灯泡L开路。电源电压
解得
,
答:(1)灯泡正常发光时的电阻;
(2)电源电压9V。
23.(1)5.4V,0.36A;(2)9V,5.4W;(3)720N
【详解】
解:(1)无风时,F=0,由图乙可知Rx=35Ω,电路中的电流即电流表的示数为
电压表的示数为
(2)当通过压敏电阻电流为0.6A,R0两端的电压为
U0'=I'R0=0.6A×15Ω=9V
压敏电阻Rx两端的电压为
Ux=U-U0'=18V-9V=9V
压敏电阻Rx的功率为
Px=Ux×I'=9V×0.6A=5.4W
(3)在满足所有元件均安全使用的条件下,压敏电阻Rx能通过的最大电流I1=0.9A,此时风力最大,电路中的总电阻为
此时Rx的电阻为
Rx=R-R0=20Ω-15Ω=5Ω
由图乙可知,当Rx=5Ω时风力F=720N。
答:(1)无风时,求电压表和电流表的示数分别为5.4V,0.36A;
(2)当通过压敏电阻电流为0.6A,压敏电阻Rx两端的电压和它的功率分别为9V,5.4W;
(3)在满足所有元件均安全使用的条件下,此装置能测量风力最大是720N。
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