17.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(三)
第3课时 等效电路
1、简化电路的原则
(1)理想导线可以任意缩短和变长;比如如果导线上两点之间没有用电器(开关,电流表除外),那么导线上的各点可以看做是一个点,可以任意合并、分开、增减。
(2)理想的电流表可近似认为是导线;
(3)理想电压表可认为断路,可以去除。去电压表时不仅要去掉电压表,也要去掉两节点之间的导线;
(4)闭合的开关相当于导线,断开的开关相当于断路,可从电路两节点间去掉。
(5)无电流的支路可以去除;比如被短路的电学元件(用电器、电阻、开关、电流表、电压表等),无电流通过,可以把用电器从电路的两节点间去掉。
二、简化电路的方法
(1)断路法判断电流表测量对象:电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流,如果某处断开,所串联的每个部分都没有电流通过,所以可以用断路法(先把电流表去掉,使该处形成断路,接着我们分析哪一部分没有电流通过,则电流表就是测量这一部分的电流)来判断。
(2)去源法判断电压表的测量对象:电压表和哪个用电器并联就测哪个用电器的电压,可用去源法(即去掉电源后,电压表与哪些用电器组成串联回路,电压表就测量那些用电器的电压)判断。
(3)电流法识别串并联电路的连接方式 :所谓“电流法”就是在识别电路时,让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,这些用电器连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联。
三、等效电路的画法
(1)根据开关的闭合状态以及电路的简化原则,识别电路的连接方式。
(2)画出用电器的连接方式(串联或者并联)。
例1.如图的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2、R3的阻值分别为4Ω和8Ω,闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为2:1,则R1= 2 Ω,.若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则I1:I2= 2:1 。
【答案】2;2:1。
【解析】(1)当两表为电压表时,电路图如图所示,
由于串联电路各处的电流相等,根据I得U=IR可知,
电流表V1和电流表V2的示数之比:
U1:U2=I(R2+R3):I(R1+R2)=(R2+R3):(R1+R2)=(4Ω+8Ω):(R1+4Ω)=2:1,
解得:R1=2Ω;
(2)当两表为电流表时,电路图如图所示,
根据并联电路的电流特点可知:
电流表A1的示数为:I1=I′+I″,
电流表A2的示数为:I2=I″+I″′,
根据I可知,
I1:I2=():()=():()=2:1。
例2.如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R2和R3的阻值都为10Ω,闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2,此时三电阻R1、R2和R3是 并 (串或并)联,R1= 5 Ω.若把电流表A1和A2换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2为U2,U1:U2= 4:3 。
【答案】并; 5;4:3。
【解析】(1)由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R1与R2支路的电流之和,电流表A2测R2与R3支路的电流之和。
因并联电路中各支路两端的电压相等,且R2和R3的阻值都为10Ω,
所以,由I可知,通过R2和R3的电流相等,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,两电流表的示数之比:,
解得:,
则,
解得:R1R210Ω=5Ω;
(2)若把电流表A1和A2换成电压表V1和V2后,三电阻串联,电压表V1测R2与R3两端的电压之和,电压表V2测R1与R2两端的电压之和,
因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和,
所以,两电压表的示数之比:
。
例3.如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
【答案】(1)电源电压为10V;(2)R2的阻值为50Ω。
【解析】(1)由电路图可知,S1、S2都断开时,R1与L串联,小灯泡L正常发光,
所以,灯泡两端的电压UL=2.5V,电路电流I=IL=0.3A,
由I可得,R1两端电压:
U1=I1R1=0.3A×25Ω=7.5V,
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=UL+U1=2.5V+7.5V=10V;
(2)由电路图知,S1、S2都闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:
I1′0.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I′﹣I1′=0.6A﹣0.4A=0.2A,
则R2的阻值:
R250Ω。
例4.如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变。R1=8Ω,R3=14Ω.求:
(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.2A.则R2的阻值多大?
(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数多大?
(3)当S1、S2均断开时,电压表V1、V2的示数多大?
【答案】(1)R2的阻值为10Ω;
(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数为2.7A;
(3)当S1、S2均断开时,电流表A的示数为0.5A,电压表V1、V2的示数分别为5V、7V。
【解析】(1)当S1闭合、S2断开时,电路为R2的简单电路,电流表测电路中的电流,
由I可得,R2的阻值:
R210Ω;
(2)当S1、S2均闭合时,R1与R2并联,电流表测干路电流,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:R,
干路电流表的示数:I′2.7A;
(3)当S1、S2均断开时,R2与R3串联,电流表测电路中的电流,电压表V1测R2两端的电压,电压表V2测R3两端的电压,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中电流的示数:I″0.5A,
电压表V1的示数:UV1=I″R2=0.5A×10Ω=5V,
电压表V2的示数:UV2=I″R3=0.5A×14Ω=7V。
一.选择题(共5小题)
1.如图所示,电源两端的电压保持不变,电阻R1与R2的阻值均为30Ω.闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为6:5;若将电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1、A2的示数分别为I1和 I2.则下列判断中正确的是( )
A.R3=10Ω B.R2:R3=2:3 C.I1:I2=4:5 D.I1:I2=5:4
【答案】D。
【解析】(1)由电路图可知,三电阻串联,
电路中的电流为I①
所以V1的示数为U1=I(R1+R2)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②
V2的示数为U2=I(R2+R3)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣③
由①②③式和U1:U2=6:5得:R3=20Ω,
所以R2:R3=30Ω:20Ω=3:2。
(2)电压表换成电流表时,三电阻并联,
通过R1、R2支路的电流为I1′=I2′,
通过R3支路的电流I3,
电流表A1的示数为I1=I2′+I3′,
电流表A2的示数为I2=I1′+I2′,
I1:I2:5:4。
2.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2与R3的阻值均为10Ω.闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2.若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2.则下列选项正确的是( )
A.R1=30Ω B.R1=20Ω C.U1:U2=3:4 D.U1:U2=4:3
【答案】D。
【解析】(1)由电路图可知,三电阻并联,电流表A1测R1和R2支路的电流,电流表A2测R2和R3支路的电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
所以,由I可得:
,
解得:R1=5Ω,故AB错误;
(2)若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,三电阻串联,电压表V1测R2和R3两端的电压之和,电压表V2测R1和R2两端的电压之和,
因串联电路中各处的电流相等,且总电阻等于各分电阻之和,
所以,,故C错误,D正确。
3.在图所示的电路中,电源两端电压不变。闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比为2:3,电流表A的示数为1A.若将电压表V1换成电流表A1,则电流表A1的示数为2A.电阻R1与电阻R3的阻值之比为( )
A.1:2 B.4:3 C.1:4 D.2:1
【答案】A。
【解析】(1)根据电路图,画出等效电路图,等效电路图如图所示;
(2)电压表V1与V2的示数之比①,
如图一所示,由欧姆定律得:I1A ②;
如图二所示,由欧姆定律得:I′2A ③;
由①②③解得:。
4.如图所示。电源两端的电压保持不变。闭合开S1、S2,电压表V1、V2的实数分别为U1、U2,电流表A的实数为I1,只闭合开关S1,电压表V1、V2的示数分别为0.6U1、1.8U2,电压表的示数为I2,则下列说法中正确的是( )
A.I1:I2=3:5 B.R1:R2=1:2 C.R2:R3=1:2 D.U1:U2=5:3
【答案】C。
【解析】闭合开S1、S2,等效电路图如图1所示;只闭合开关S1,等效电路图如图2所示:
由I可得:
,故A不正确;
图1和图2中,电压表V2的比值:
,
整理可得:
2R2=R3﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
因电源的电压一定时,电流与电阻成反比,
所以,,
整理可得:
3R3=2R1+2R2﹣﹣﹣﹣②
由①②可得:R3=R1=2R2,即R1:R2=2:1,R2:R3=1:2,故B错误,C正确;
由图1中可知:
U1:U2=I1R1:I1R2=R1:R2=2:1,故D错误。
5.如图所示电路中,电源电压不变。开关S闭合后,电压表V1、V2示数之比为3:5;断开开关S,把电压表V1换成电流表A1,把电压表V2换成电流表A2,闭合开关S,电流表A1、A2示数之比为5:9.则下列结果正确的是( )
A.R1:R2=5:3 B.R3:R1=1:3
C.R2:R3=5:3 D.R1:R2:R3=1:2:3
【答案】B。
【解析】电路接入两个电压表时,等效电路如图1所示;电路接入两个电流表时,等效电路如图2所示。
图1中,电压表V1、V2示数之比为3:5
∵串联电路中各处的电流相等,
∴根据欧姆定律可得:
,
图2中:电流表A1、A2示数之比为5:9
∵并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,
∴,
解得:R1=3R3,故B正确;
,
解得:R2=2R3,故C不正确;
R1=3R3=1.5R2,即R1:R2=3:2,故A不正确;
R1:R2:R3=3:2:1,故D不正确。
二.计算题(共12小题)
6.如图,R2=R3=10Ω,电源电压为6V,且保持不变。试求:
①当S1、S2都断开时,电流表示数为0.4A,求R1的值。
②当S1、S2都闭合时,求电流表和电压表的示数。
【答案】①R1的值为5Ω;
②当S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.2A,电压表的示数为0V。
【解析】
①当S1、S2都断开时,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
由I可得,电路中的总电阻:
R15Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R1的值:
R1=R﹣R2=15Ω﹣10Ω=5Ω;
②当S1、S2都闭合时,R1和电压表被短路,R2与R3并联,电流表测干路电流,
则电压表的示数为0V,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R′5Ω,
则干路电流表的示数:
I1.2A。
7.如右图所示电路,电源电压保持不变,R1=4Ω,R2=6Ω。
(1)开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求电源电压;
(2)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(3)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值。
【答案】电源电压为6V;电流表的示数为0.6A;R3的阻值为12Ω。
【解析】(1)电源电压为U=IR1=1.5A×4Ω=6V;
(2)开关S1、S2都断开时,R1、R2串联,
电路中的电流为I0.6A,即电流表的示数为0.6A;
(3)开关S1、S2都闭合时,R2被短路,电路为R1、R3并联,
因R1两端的电压不变,所以通过R1的电流为I1=1.5A,
通过R3的电流为I3=2A﹣1.5A=0.5A,
R3的阻值为R312Ω。
8.如图所示,小灯泡上标有“12V12Ω”字样,R2标有6Ω.当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.5A,这时电灯正常发光。不考虑灯丝电阻受温度的影响。求
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)当开关都断开时,电灯两端的电压。
【答案】(1)电源电压为12V;
(2)定值电阻R1的阻值为24Ω;
(3)当开关都断开时,电灯两端的电压为8V。
【解析】
(1)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且电灯正常发光,
所以,电源的电压U=UL=12V;
(2)当开关S1、S2都闭合时,电阻R1与灯泡L并联,电流表测干路电流,
通过电灯的电流:
IL1A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过定值电阻R1的电流:
I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A,
则电阻R1的阻值:
R124Ω;
(3)当S1、S2都断开时,电阻R2与灯泡串联,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
IA,
电灯两端的电压:
UL实=IRLA×12Ω=8V。
9.如图所示电路中,电源电压不变,电阻R1=45Ω.当闭合开关S后,电压表的示数是9V,电流表A1的示数为0.3A.求:
(1)电流表A2的示数;
(2)电阻R2的值;
(3)电路中的总电阻。
【答案】(1)电流表A2的示数为0.1A;
(2)电阻R2的值为90Ω;
(3)电路中的总电阻30Ω。
【解析】由电路图知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流,电压表测电源两端的电压。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R1的电流:
I10.2A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.3A﹣0.2A=0.1A;
(2)电阻R2的阻值:
R290Ω;
(3)电路中的总电阻:
R30Ω。
10.如图所示,电源电压为6V恒定不变,灯丝电阻不变。当Sl、S3闭合,S2断开时,电流表示数为0.5A;当S2闭合,Sl、S3断开时,电流表示数变为0.2A;
求:(l)R1的电阻;
(2)R2的电阻;
(3)当Sl、S2闭合,S3断开时,电流表示数。
【答案】(l)R1的电阻为12Ω;
(2)R2的电阻为18Ω;
(3)当Sl、S2闭合,S3断开时,电流表示数为0A。
【解析】(1)当Sl、S3闭合,S2断开时,R1与R2并联,电流表测通过R1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,R1的电阻:
R112Ω;
(2)当S2闭合,Sl、S3断开时,两电阻串联,电流表测电路中的电流,
电路中的总电阻:
R30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,R2的电阻:
R2=R﹣R1=30Ω﹣12Ω=18Ω;
(3)当Sl、S2闭合,S3断开时,电路为R2的简单电路,电流表和R1被短路,则电流表的示数为0A。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,L1的阻值为10Ω.只闭合S1时,电流表的示数为0.8A;只闭合S2时,电流表的示数为0.1A(L1 L2的阻值保持不变).求:
(1)电源电压是多少?
(2)L2的阻值是多少?
(3)在电路正常时候,闭合哪些开关能使电流表的示数最大?最大示数为多少A?
【答案】(1)电源电压是8V;
(2)L2的阻值是70Ω;
(3)在电路正常时候,闭合S1、S3时,电流表的示数最大,最大示数为0.91A。
【解析】(1)只闭合S1时,电路为L1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=I1R1=0.8A×10Ω=8V;
(2)只闭合S2时,L1与L2串联,电流表测电路中的电流,
此时电路中的总电阻:
R80Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,L2的阻值:
R2=R﹣R1=80Ω﹣10Ω=70Ω;
(3)由电路图可知,只闭合S1、S3时,两灯泡并联,电路中的总电阻最小,电路中电流表的电流最大,
因并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,电路中的总电阻:
R′8.75Ω,
电路中电流表的最大示数:
I′0.91A。
12.如图所示,R1=2Ω,R2=3Ω.当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A;当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表示数为1.5A,且灯泡L正常发光。
求:(1)电源电压;
(2)灯泡L正常发光时的电阻。
【答案】(1)电源电压为3V;
(2)灯泡L正常发光时的电阻为6Ω。
【解析】(1)当开关S1闭合,S2、S3断开时,R1与R2串联,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可知,电源的电压:
U=I(R1+R2)=0.6A×(2Ω+3Ω)=3V;
(2)当开关S1、S2、S3都闭合时,R2与灯L并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R2的电流:
I21A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过灯泡L的电流:
IL=I′﹣I2=1.5A﹣1A=0.5A,
灯泡L正常发光时的电阻:
RL6Ω。
13.如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 12Ω”字样,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,求此时电流表的示数。
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时R1两端的电压。
【答案】(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,此时电流表的示数为0.8A;
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A,此时R1两端的电压为2V。
【解析】(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,灯泡L与滑动变阻器R2的最大阻值并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,且小灯泡正常发光,
所以,电源的电压U=UL=6V,
通过灯泡L的电流:
IL0.5A,
通过R2的电流:
I20.3A,
因并联电路干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流:
I=IL+I2=0.5A+0.3A=0.8A;
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电阻R1与R2的最大阻值串联,电流表测电路中的电流,
R2两端的电压:
U2=I′R2=0.2A×20Ω=4V,
因串联电路中总电压等于各分电阻之压,
所以,此时R1两端的电压:
U1=U﹣U2=6V﹣4V=2V。
14.如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”字样。
(1)闭合S1,断开S2,将滑片P移到最右端,求电流表的示数I1。
(2)闭合S1、S2,保持滑片P在最右端,此时电流表示数I=5I1,求R2的阻值。
(3)闭合S1、S2,将滑片P移至某一位置,电流表示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
【答案】(1)闭合S1,断开S2,将滑片P移到最右端,求电流表的示数为0.12A;
(2)R2的阻值为12.5Ω;
(3)闭合S1、S2,将滑片P移至某一位置,电流表示数为0.68A,此时滑动变阻器接入电路的阻值为30Ω。
【解析】(1)闭合S1,断开S2,将滑片P移到最右端,电路为R1最大阻值的简单电路,电流表测电路中的电流,
电流表的示数:
I0.12A;
(2)闭合S1、S2,保持滑片P在最右端,R2与R1的最大阻值并联,电流表测干路电流,
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,通过R1的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,且I=5I1=5×0.12A=0.6A,
所以,过R2的电流:
I2=I﹣I1=0.6A﹣0.12A=0.48A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,R212.5Ω;
(3)闭合S1、S2,将滑片P移至某一位置,电流表示数为0.68A时,
通过R1的电流:
I1′=I′﹣I2=0.68A﹣0.48A=0.2A
则此时滑动变阻器接入电路的阻值:
R1′30Ω。
15.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,灯泡电阻不随温度变化。闭合开关S,当开关S1S2都断开,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,电流表的读数为0.4A;当开关S1S2都闭合,滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时,电流表的示数为0.9A,求:
(1)电源电压为多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?
【答案】(1)电源电压为8V;
(2)小灯泡的电阻是16Ω。
【解析】(1)闭合开关S,当开关S1S2都断开,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,R1与R2阻值的一半串联,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)=0.4A×(10Ω)=8V;
(2)当闭合开关S,闭合开关S1、S2时,灯泡L与R2的最大阻值并联,电表测干路电流,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过R2的电流:
I20.4A,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过灯泡L的电流:
IL=I′﹣I2=0.9A﹣0.4A=0.5A,
则灯泡的电阻:
RL16Ω。
217.4 欧姆定律在串并联电路中的应用(三)
第3课时 等效电路
1、简化电路的原则
(1)理想导线可以任意缩短和变长;比如如果导线上两点之间没有用电器(开关,电流表除外),那么导线上的各点可以看做是一个点,可以任意合并、分开、增减。
(2)理想的电流表可近似认为是导线;
(3)理想电压表可认为断路,可以去除。去电压表时不仅要去掉电压表,也要去掉两节点之间的导线;
(4)闭合的开关相当于导线,断开的开关相当于断路,可从电路两节点间去掉。
(5)无电流的支路可以去除;比如被短路的电学元件(用电器、电阻、开关、电流表、电压表等),无电流通过,可以把用电器从电路的两节点间去掉。
二、简化电路的方法
(1)断路法判断电流表测量对象:电流表和哪个用电器串联就测哪个用电器的电流,如果某处断开,所串联的每个部分都没有电流通过,所以可以用断路法(先把电流表去掉,使该处形成断路,接着我们分析哪一部分没有电流通过,则电流表就是测量这一部分的电流)来判断。
(2)去源法判断电压表的测量对象:电压表和哪个用电器并联就测哪个用电器的电压,可用去源法(即去掉电源后,电压表与哪些用电器组成串联回路,电压表就测量那些用电器的电压)判断。
(3)电流法识别电路的连接方式 :所谓“电流法”就是在识别电路时,让电流从电源正极出发经过各用电器回到电源负极,途中不分流,电流始终是一条路径,这些用电器连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联。
三、等效电路的画法
(1)根据开关的闭合状态以及电路的简化原则,识别电路的连接方式。
(2)画出用电器的连接方式(串联或者并联)。
例1.如图的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2、R3的阻值分别为4Ω和8Ω,闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为2:1,则R1= Ω,.若把电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1的示数为I1,电流表A2的示数为I2.则I1:I2= 。
例2.如图所示电路中,电源电压保持不变,电阻R2和R3的阻值都为10Ω,闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2,此时三电阻R1、R2和R3是 (串或并)联,R1= Ω.若把电流表A1和A2换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2为U2,U1:U2= 。
例3.如图所示,R1=25Ω,小灯泡L的规格为“2.5V0.3A”,电源电压保持不变。(不考虑灯丝电阻变化)
(1)S1、S2都断开时,小灯泡L正常发光,求电源电压;
(2)S1、S2都闭合时,电流表示数变为0.6A,求R2的阻值。
例4.如图所示的电路,电源电压为12V且保持不变。R1=8Ω,R3=14Ω.求:
(1)当S1闭合、S2断开时,电流表A的示数为1.2A.则R2的阻值多大?
(2)当S1、S2均闭合时,电流表A的示数多大?
(3)当S1、S2均断开时,电压表V1、V2的示数多大?
一.选择题(共5小题)
1.如图所示,电源两端的电压保持不变,电阻R1与R2的阻值均为30Ω.闭合开关S,电压表V1和V2的示数之比为6:5;若将电压表V1和V2分别换成电流表A1和A2后,电流表A1、A2的示数分别为I1和 I2.则下列判断中正确的是( )
A.R3=10Ω B.R2:R3=2:3 C.I1:I2=4:5 D.I1:I2=5:4
2.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,电阻R2与R3的阻值均为10Ω.闭合开关S,电流表A1和A2的示数之比为3:2.若把电流表A1和A2分别换成电压表V1和V2后,电压表V1的示数为U1,电压表V2的示数为U2.则下列选项正确的是( )
A.R1=30Ω B.R1=20Ω C.U1:U2=3:4 D.U1:U2=4:3
3.在图所示的电路中,电源两端电压不变。闭合开关S,电压表V1与V2的示数之比为2:3,电流表A的示数为1A.若将电压表V1换成电流表A1,则电流表A1的示数为2A.电阻R1与电阻R3的阻值之比为( )
A.1:2 B.4:3 C.1:4 D.2:1
4.如图所示。电源两端的电压保持不变。闭合开S1、S2,电压表V1、V2的实数分别为U1、U2,电流表A的实数为I1,只闭合开关S1,电压表V1、V2的示数分别为0.6U1、1.8U2,电压表的示数为I2,则下列说法中正确的是( )
A.I1:I2=3:5 B.R1:R2=1:2 C.R2:R3=1:2 D.U1:U2=5:3
5.如图所示电路中,电源电压不变。开关S闭合后,电压表V1、V2示数之比为3:5;断开开关S,把电压表V1换成电流表A1,把电压表V2换成电流表A2,闭合开关S,电流表A1、A2示数之比为5:9.则下列结果正确的是( )
A.R1:R2=5:3 B.R3:R1=1:3
C.R2:R3=5:3 D.R1:R2:R3=1:2:3
二.计算题(共10小题)
6.如图,R2=R3=10Ω,电源电压为6V,且保持不变。试求:
①当S1、S2都断开时,电流表示数为0.4A,求R1的值。
②当S1、S2都闭合时,求电流表和电压表的示数。
7.如右图所示电路,电源电压保持不变,R1=4Ω,R2=6Ω。
(1)开关S1断开、S2闭合时,电流表示数为1.5A,求电源电压;
(2)开关S1、S2都断开时,求电流表的示数;
(3)开关S1、S2都闭合时,电流表示数为2A,求R3的阻值。
8.如图所示,小灯泡上标有“12V12Ω”字样,R2标有6Ω.当开关S1、S2都闭合时,电流表的示数为1.5A,这时电灯正常发光。不考虑灯丝电阻受温度的影响。求
(1)电源电压;
(2)定值电阻R1的阻值;
(3)当开关都断开时,电灯两端的电压。
9.如图所示电路中,电源电压不变,电阻R1=45Ω.当闭合开关S后,电压表的示数是9V,电流表A1的示数为0.3A.求:
(1)电流表A2的示数;
(2)电阻R2的值;
(3)电路中的总电阻。
10.如图所示,电源电压为6V恒定不变,灯丝电阻不变。当Sl、S3闭合,S2断开时,电流表示数为0.5A;当S2闭合,Sl、S3断开时,电流表示数变为0.2A;
求:(l)R1的电阻;
(2)R2的电阻;
(3)当Sl、S2闭合,S3断开时,电流表示数。
11.如图所示的电路中,电源电压保持不变,L1的阻值为10Ω.只闭合S1时,电流表的示数为0.8A;只闭合S2时,电流表的示数为0.1A(L1 L2的阻值保持不变).求:
(1)电源电压是多少?
(2)L2的阻值是多少?
(3)在电路正常时候,闭合哪些开关能使电流表的示数最大?最大示数为多少A?
12.如图所示,R1=2Ω,R2=3Ω.当开关S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.6A;当开关S1、S2、S3都闭合时,电流表示数为1.5A,且灯泡L正常发光。
求:(1)电源电压;
(2)灯泡L正常发光时的电阻。
13.如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“6V 12Ω”字样,滑动变阻器R2的最大阻值是20Ω。
(1)当开关S1、S2闭合,滑片P置于b端时,小灯泡正常发光,求此时电流表的示数。
(2)当开关S1闭合、S2断开,滑片P置于a端时,电流表的示数为0.2A,求此时R1两端的电压。
14.如图所示的电路,电源电压为6V且保持不变,滑动变阻器R1标有“50Ω 2A”字样。
(1)闭合S1,断开S2,将滑片P移到最右端,求电流表的示数I1。
(2)闭合S1、S2,保持滑片P在最右端,此时电流表示数I=5I1,求R2的阻值。
(3)闭合S1、S2,将滑片P移至某一位置,电流表示数为0.68A,求此时滑动变阻器接入电路的阻值。
15.如图所示电路,电源电压保持不变,电阻R1=10Ω,滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω,灯泡电阻不随温度变化。闭合开关S,当开关S1S2都断开,滑动变阻器的滑片P滑动到中点时,电流表的读数为0.4A;当开关S1S2都闭合,滑动变阻器的滑片P滑动到最右端时,电流表的示数为0.9A,求:
(1)电源电压为多少?
(2)小灯泡的电阻是多少?
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