教科版物理九年级上册同步练习：5.3 等效电路　（Word有答案）

3.等效电路　*
知识点 1　串联电路的等效电阻
1.在学习“串联电路的等效电阻”的时候,小强和小刚利用滑动变阻器(铭牌上标有“50 Ω　1 A”)、两个定值电阻(5 Ω和10 Ω)、电压表、电源等器材对其进行了探究。他们设计了如图所示的电路图。
图(1)根据电路图,请你在图乙中用笔画线代替导线将没有连接完的实物电路连接好(导线不允许交叉且电流表的量程选取要适当)。
(2)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。
(3)下表是小强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,可以得出的结论是:　 。
R1=5 Ω　R2=10 Ω
实验次数 1 2 3
电压U/V 1.5 2.4 3
电流I/A 0.1 0.16 0.2
2.如图示,电阻串联相当于增加了导体的　　　　,所以串联后的等效电阻要比每一个串联电阻都　　　　。
图3.电阻R1与一个40 Ω的电阻R2串联后,它们的总电阻是100 Ω,则电阻R1的阻值是
Ω。如果在它们两端接上20 V的电压,则通过电阻R1的电流是　　　　A。
4.将10 Ω和20 Ω的两个电阻串联,总电阻是　　　　Ω。若通过它们的电流是0.3 A,则两电阻两端的总电压是　　　　V。
知识点 2　并联电路的等效电阻
5.如图示,电阻并联相当于增加了导体的　　 　　　,所以并联后的等效电阻要比每一个并联电阻都　　　　。
图6.把R1与R2并联后接在电源上,当R1减小时,电路的总电阻 (　　)
A.一定减小 B.一定增大 C.可能会增大 D.可能会减小
7.教室里装有多盏电灯,上晚自习时,我们每多开一盏电灯,教室电路的 (　　)
A.总电阻增大 B.总电阻减小 C.总电压增大 D.总电流不变
8.如图示的电路中,定值电阻R1=6 Ω,R2=4 Ω。求:
(1)只闭合S2,电路中的总电阻。
(2)闭合S1、S3,断开S2,电路中的总电阻。
知识点 3　串联分压　并联分流
9.有两个定值电阻R1、R2,其阻值之比R1∶R2=1∶2。如果把它们串联在电路中,通过它们的电流之比I1∶I2=　　　　,加在它们的两端电压之比U1∶U2=　　　　;如果把它们并联在电路中,通过它们的电流之比I1'∶I2'=　　　　,加在它们两端的电压之比U1'∶U2'=　　　　。
10.某灯泡标有“2.5 V　0.25 A”字样,表示该灯泡正常工作时的电压为2.5 V,正常工作时的电流为0.25 A,则灯泡(正常工作时)的电阻为　　　　Ω,若把该灯泡接在4.5 V的电路中使用,要使灯泡能正常工作,则需要　　　　联一个　　　　Ω的电阻。
11.有两个电阻,阻值分别为30 Ω和10 Ω,把它们以不同方式连接起来,其总电阻是(　　)
A.20 Ω B.40 Ω C.7.5 Ω D.40 Ω或7.5 Ω
12.已知R1图13.把n个阻值相等的定值电阻串联时,总阻值为R1;把它们并联时,总阻值为R2,则R1∶R2等于 (　　)
A.n2　　　 B.n　　　 C.　　　 D.
14.如图示,3个阻值均为10 Ω的电阻R1、R2、R3串联后接在电压恒为U的电路中,某同学将一只电流表并联在电阻R2两端,发现电流表的示数为0.3 A,据此可推知电压U是
　　　V;若用一只电压表替代电流表并联在R2两端,则电压表的示数应为　　　　V。
图15.如图示,电源电压恒定,R1=30 Ω,R2=60 Ω。当开关S3闭合,S1、S2都断开时,电流表的示数为0.1 A,则电源电压是　　V;当开关S3断开,S1、S2都闭合时,电流表的示数是　A。
图16.[2020·广元] 如图示,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表读数之比U甲∶U乙=4∶1,则R1∶R2=　　　　;当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,通过两电表的电流之比I1∶I2=　　　　。
图17.如图示的黑盒子中,由导线和几个阻值均为10 Ω的电阻构成电路,盒外有四个接线柱。已知1、3接线柱间的电阻为10 Ω,2、4接线柱间的电阻也为10 Ω,1、2接线柱间的电阻为20 Ω,而3、4接线柱间没有明显电阻。试画出盒内最简单的连接方式。
图18.如图所示,R1=20 Ω,R2=40 Ω,电源电压保持不变。
(1)当开关S1、S2都闭合时,电流表A1的示数是0.3 A,电源电压是多少
(2)当开关S1、S2都断开时,电流表A2的示数是0.1 A,灯L的电阻是多少
考|题|展|示
19.[2020·西藏] 如图所示,开关闭合后,电压表V1的示数为2 V,电压表V2的示数为5 V,则R1∶R2等于 (　　)
A.2∶5 B.5∶2 C.3∶2 D.2∶3
20.[2020·福建] 如图所示电路,电源电压为3 V,R1、R2、R3阻值均为10 Ω,闭合开关S,电压表示数为　　　　V,电流表示数为　　　　A。
21.[2020·江西] 如图所示,滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1的阻值相等,闭合开关S,当滑片P在a端时,电压表示数为2 V,则电源电压为　　　　V,此时电流表示数为I1,当滑片P在b端时,电流表示数为I2,则I1∶I2=　　　　。
答案
3.等效电路　*
1.(1)如图所示
(2)A (3)串联电路的等效电阻等于各串联电阻之和
2.长度　大
3.60　0.2
4.30　9
5.横截面积　小 6.A 7.B
8.(1)由图示电路图可知,只闭合S2,R1、R2两电阻串联,R1、R2串联后的总电阻:R=R1+R2=6 Ω+4 Ω=10 Ω。
(2)闭合S1、S3,断开S2时,R1、R2两电阻并联,则=+,即= Ω+ Ω,解得R并=2.4 Ω。
9.1∶1　1∶2　2∶1　1∶1
10.10　串　8　 灯泡正常工作时的电阻:RL===10 Ω。
串联分压,要使灯泡能正常工作,则需要串联一个电阻。因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,串联电阻R两端的电压:UR=U-UL=4.5 V-2.5 V=2 V,
根据串联分压规律得:=,即=,解得:R=8 Ω。
11.D　
12.D　 图A中只有电阻R1,图B中只有电阻R2,图C中电阻R1和R2并联,总电阻小于任何一个并联的分电阻,图D中两电阻串联,总电阻大于任何一个串联的分电阻;所以串联的总电阻最大,串联时电路电流最小。
13.A
14.6　2　 (1)当电流表并联在电阻R2两端时,R2短路,电路为R1、R3的串联电路,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,由I=可得电源的电压:U=I(R1+R3)=0.3 A×(10 Ω+10 Ω)=6 V。
(2)电流表换成电压表时,三电阻串联,电压表测电阻R2两端的电压,则电路中的电流:
I'===0.2 A,
则电压表的示数:U2=I'R2=0.2 A×10 Ω=2 V。
15.9　0.45　 当开关S3闭合,S1、S2断开时,R1与R2串联,电路的总电阻:R=R1+R2=30 Ω+60 Ω=90 Ω,电源电压:U=IR=0.1 A×90 Ω=9 V;当开关S3断开,S1、S2闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,通过R1的电流:I1===0.3 A,通过R2的电流:I2===0.15 A,干路电流:I'=I1+I2=0.3 A+0.15 A=0.45 A,即电流表示数为0.45 A。
16.3∶1　3∶4　 (1)当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,甲电压表测电源的电压,乙电压表测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,则两电阻两端的电压之比为U1∶U2=(U甲-U乙)∶U乙=(4-1)∶1=3∶1,
因串联电路中各处的电流相等,由I=可得,两电阻的阻值之比为R1∶R2=∶=U1∶U2=3∶1。
(2)当开关S断开,甲、乙两表为电流表时,两电阻并联,甲电流表测R2支路的电流,乙电流表测干路电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,则两支路的电流之比为I1∶I2=∶=R2∶R1=1∶3,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,则两电流表的示数之比为I甲∶I乙=I2∶(I1+I2)=3∶(1+3)=3∶4。
17.如图所示
每个电阻的阻值为10 Ω;1、3及2、4之间均为10 Ω,说明若分别连接1、3或2、4时,电路中只有一个电阻;1、2间电阻为20 Ω,说明1、2间应为2个电阻串联,3、4间的电阻为0,说明3、4之间应为导线直线相连;则首先分别将一个电阻连接在1、3及2、4之间;在靠近3、4的位置用导线将3、4相连,则可组成符合题意的电路。
18.(1)当开关S1、S2都闭合时,R1与L并联,电流表A1测R1支路的电流,因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,由I=可得,电源的电压:U=I1R1=0.3 A×20 Ω=6 V。
(2)当开关S1、S2都断开时,L与R2串联,电流表A2测电路中的电流,电路中的总电阻:
R===60 Ω;
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,灯泡的电阻:RL=R-R2=60 Ω-40 Ω=20 Ω。
19.D　 由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测R1两端电压,电压表V2测电源电压,
因串联电路总电压等于各分电压之和,所以,两电阻两端的电压之比:===,
因串联电路中各处的电流相等,所以,由I=可得,两电阻的阻值之比:===。
20.3　0.6　 由电路图可知,R1、R2、R3并联,电压表测电源电压,则电压表的示数为3 V,电流表测R2和R3的电流之和,通过R2和R3的电流相等,即I====0.3 A,故电流表的示数为0.6 A。
21.4　1∶1　 由图可知,电阻R1和变阻器R2串联,电流表测量通过电路的电流,电压表测量变阻器两端的电压,电压表内阻较大,在电路中相当于断路,滑片移动时,不会改变变阻器连入电路的电阻。当滑片P在a端时,滑动变阻器阻值全部接入电路,电压表测量变阻器两端的电压,滑动变阻器R2的最大阻值与定值电阻R1的阻值相等,电压表示数为2 V,由串联分压可知定值电阻两端的电压为2 V,电源电压:U=U1+U2=2 V+2 V=4 V,电流表的示数:I1=;当滑片P在b端时,仍然是变阻器(最大阻值接入电路)和定值电阻串联,电流表的示数:I2=,所以I1∶I2=1∶1。