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华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第3课时)并联电路
一、夯实基础
1.(2013·义乌)如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同。当开关闭合时,电流表读数最大的是( )
A.只有甲 B.只有乙 C.甲和丙 D.甲和丁
2.小云家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示,下列分析正确的是( )
A.换气扇和照明灯不能同时工作
B.换气扇和照明灯只能同时工作
C.换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等
D.换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等
3.如图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1的电阻比L2大
B.L1两端的电压比L2大
C.若L1灯丝烧断,L2两端电压不变
D.若L2灯丝烧断,通过L1的电流变大
4.(2019八下·慈溪期末)如图所示,汽车装有日间行车灯可以提高行车安全,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起:再闭合S2,车前大灯L2也亮起。符合这一情况的电路图是( )
A. B.
C. D.
5.两个定值电阻R1与R2的比值为3∶5,把它们并联接入电路,通过它们的电流与电压之比( )
A.5∶3 3∶5 B.5∶3 1∶1 C.1∶1 3∶5 D.3∶5 5∶3
6.如图所示,R1与R2并联在电源电压为3 V的电路中。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A;同时闭合开关S1和S2,电流表的示数为0.5 A。则( )
A.R1的阻值为60 Ω B.R2的阻值为15 Ω
C.通过R1的电流是0.5 A D.通过R2的电流是0.3 A
7.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3 V的电源两端。下列分析正确的是( )
A.R甲∶R乙=2∶1 B.U甲∶U乙=2∶1
C.I甲∶I乙=2∶1 D.I乙∶I甲=2∶1
8.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数都变大
B.两个电流表的示数都变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
9.如图所示是一种LED手电筒,它由5个LED并联组成,用两节干电池作电源,正常每只LED通过的电流为15 mA,则它正常工作时的总电流为 A。
10.如图所示,电源电压恒定,R1为20 Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表示数为0.3 A;若闭合S1电流表示数为0.5 A,通过R2的电流为 A,则电源电压是 V,R2电阻阻值为 Ω。
二、能力提升
11.小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(电源电压不变)( )
A.A1示数变大 B.A1示数变小 C.A示数变大 D.A示数变小
12.某同学在做“用电流表测电流”的实验中,所用电路如图甲所示。按电路图正确连接电路并闭合开关S后,电流表A1、A2的示数如图乙,则A1读数是 A;A2的读数是 A;那么R1的电流是 A,R2的电流是 A。
13.某实验小组想探究并联电路中电流的规律,晓丹同学猜想:并联电路中各支路电流相等。她设计了如图所示的电路,准备测量a、b、c三处的电流,并从实验室取来电流表3只、灯泡2个、开关1个、电池和导线若干进行实验。
(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是 的。
(2)检查电路连接无误后,她开始实验,读出电流表示数并记录在表格中。
Ib(A) Ic(A) Ia(A)
0.18 0.18 0.36
晓丹同学分析数据后得出结论:并联电路中各支路电流相等。
晓丹得出错误的实验结论,主要原因是 。
(3)请你对接下来的实验提出改进措施(一条即可): 。
(4)晓丹同学在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小刚同学同时发现,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来。造成这种现象的原因是 。
三、拓展创新
14.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变大
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变小
15.如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①电阻串联相当于增加导体的长度,因此总电阻大于任何一个电阻;电阻并联相当于增加导体的横截面积,因此总电阻小于任何一个电阻;
②将四个电路中的总电阻进行排序,然后根据“电流和电阻的反比关系”确定相应电流的大小关系。
【解答】甲:两个灯泡并联,总电阻为R并;
乙:两个灯泡串联,总电阻为R串;
丙:开关闭合后,短路右边的灯泡,只有下面的灯泡工作,总电阻为R灯;
丁:两个灯泡并联,总电阻为R并;
那么总电阻的大小排序为:乙>丙>甲=丁;
根据“电流和电阻的反比关系”得到电流表的示数大小为:I乙故选D。
2.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图分析用电器的串并联关系,然后根据串并联电路的特点对各个选项进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,换气扇和照明灯并联。开关S1与换气扇串联,只能控制换气扇;开关S2与照明灯串联,只能控制照明灯。
当两个开关都闭合时,换气扇和照明灯可以同时工作;当只闭合其中一个开关时,二者可以不同时工作,故A、B错误;
根据并联电路各支路两端电压相等可知,换气扇和照明灯两端的电压相等,但是它们的电阻不一定相等,根据公式可知,通过它们的电流不一定相等,故C错误,D正确。
故选D。
3.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电流规律和功率公式分析;
(2)根据公并联电路中,各支路两端电压相等分析;
(3)根据并联电路的电压特点分析;
(4)根据并联电路的电流规律分析。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2并联,根据并联电路的电压特点可知,两个灯泡的电压相等,故B错误;
灯泡L1比灯泡L2亮,说明前者的电功率大于后者,即P1>P2,且U1=U2,根据可知,灯泡的电阻R1两个灯泡并联,二者不相互影响,因此灯泡L1灯丝烧断,L2照常工作,它的电压仍然等于电源电压,故C正确;
两个灯泡并联,二者不相互影响,若L2灯丝烧断,通过L1的电流不变,故D错误。
故选C。
4.【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【分析】(1)如果用电器相互影响,那么它们串联;否则,它们并联;
(2)在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只能控制它所在支路的用电器。
【解答】(1)根据题目描述可知,L1发光时,L2可以发光也可以不发光,因此它们是并联;
(2)当S1断开时,两盏灯都不发光,说明开关S1控制所有用电器,即在干路上;因为S2断开时,大灯L2不发光,闭合后它就发光,所以开关S2与大灯L2串联在同一支路上,
故C符合题意,而A、B、D不合题意。
故窜C。
5.【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据并联电路的电压特点和欧姆定律分析计算。
【解答】定值电阻R1与R2并联,
根据并联电路中各支路两端电压相等可知,它们的电压之比:U1:U2=1:1;
根据公式可知,通过它们的电流之比:.
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】只闭合开关S1时,只有电阻R1工作,此时电流表测通过R1的电流;
则通过R1的电流为0.3A,故C错误;
同时闭合开关S1和S2,电阻R1与R2并联,此时电流表测干路电流;
那么通过电阻R2的电流:I2=I总-I1=0.5A-0.3A=0.2A,故D错误;
那么R1的阻值为:,故A错误;
那么R2的阻值为:,故B错误。
故选B。
7.【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据分别计算出甲和乙的电阻,然后计算它们的比值;
(2)根据并联电路的电压规律计算;
(3)(4)根据表格确定通过甲和乙的电流大小,然后求出比值。
【解答】当甲和乙并联在电压为3V的电源两端时,
根据并联电路各支路两端电压相等可知:U=U甲=U乙=3V;
那么U甲:U乙=1:1,故B错误;
根据图像可知,当电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A;
那么I甲:I乙=0.6A:0.3A=2:1,故C正确,D错误;
此时甲的电阻,乙的电阻;
那么R甲:R乙=5Ω:10Ω=1:2,故A错误。
故选C。
8.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】由图可知,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测干路电流。
因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,则通过变阻器的电流变小。因通过R1的电流不变,根据并联电路的电流规律I总=I1+I2可知,总电流变小,即电流表A2示数变小,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
9.【答案】0.075
【知识点】串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,据此分析计算。
【解答】根据I总=I1+I2可知,这个手电筒正常工作时的电流为:I总=nI=5×0.015A=0.075A。
10.【答案】0.2;6;30
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】闭合开关S,断开开关S1时,只有电阻R1工作,此时电流表测通过R1的电流。
则通过R1的电流为0.3A;
若闭合S1,此时电阻R1与R2并联,电流表测干路电流;
则通过电阻R2的电流为:I2=I总-I1=0.5A-0.3A=0.2A;
电源电压U总=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
那么电阻R2的阻值:。
11.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】闭合开关S和S1时,只有电阻R1工作,
此时电流表A和A1都测通过R1的电流I1,A2的示数为零;
再闭合开关S2时,电阻R1和R2并联,
A1仍然测量通过R1的电流I1,因此示数保持不变;
电流表A测干路电流,根据I总=I1+I2可知,它的示数变大;
A2测通过R2的电流,因此它的示数增大。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
12.【答案】0.5;1.5;1.0;0.5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】首先根据并联电路的电流规律比较两个电流表的示数大小,然后根据乙图读出两个电流表的示数,最后根据I总=I1+I2计算出相应的电流即可。
【解答】根据甲图可知,两个电阻并联,电流表A1测通过R2的电流,A2测干路电流;
那么A2的示数肯定大于A1;
根据乙图可知,当量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,那么两个表的读数分别为0.5A和0.3A;
当量程为0~3A时,分度值为0.1A,那么两个表的读数分别为2.5A和1.5A。
比较可知,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为1.5A;
则通过R2的电流为0.5A;
通过R1的电流为:I1=I总-I2=1.5A-0.5A=1A。
13.【答案】(1)断开
(2)选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验
(3)换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据
(4)灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小
【知识点】电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】(1)在连接电路时,为了防止电路时通时断,从而烧坏灯泡,所以开关必须断开;
(2)在并联电路中,两个灯泡的电压肯定相等,如果两个灯泡的电阻也相等,根据可知,通过两个灯泡的电流也相等
(3)为了使实验探究得到的数据避免特殊性,具有普遍性,我们应该换用不同的灯泡反复进行实验,从而收集更多的实验数据;
(4)从灯丝的电阻随温度变化的规律分析即可。
【解答】(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是断开的;
(2)晓丹得出错误的实验结论,主要原因是:选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验。
(3)接下来的实验提出改进措施:换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据。
(4)造成这种现象的原因是:灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小。
14.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】闭合开关后,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,变阻器的阻值变小,根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变大,而总电流变小,因此电流表的示数变大。根据U1=I1R1可知,R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大。根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数变小。
故A、B错误;
电压表V2测变阻器的电压,电流表A测通过变阻器的电流,根据可知,二者的比值就是变阻器的阻值,因此它们的比值变小,故C错误,D正确。
故选D。
15.【答案】(1)解:只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)解:闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A- =0.2 A,变阻器的最大阻值R2= = = 45 Ω。
(3)解:只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax= = =0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I= = ,得Rmax= = =5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′= = ,得Rmin= = =1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,根据欧姆定律的变形式U=I(R1+RL)计算即可;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联。首先根据计算出通过R1的电流I1,再根据I2=I总-I1计算出通过R2的电流,最后根据 计算出它的电阻值。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联。
①当变阻器的阻值为零时,只有灯泡工作,此时总电阻最小,总电流最大,最后与电流表的量程比较;
②电压表测变阻器的电压,根据串联电路的分压规律可知,它两端的电压最大时,它接入的阻值也达到最大。根据电压表的量程确定它的最大电压,然后根据各处电流相等,即I变=IL和列出方程,计算变阻器的最大电阻;
③根据U总=UL+U变可知,当灯泡两端的电压达到最大时,变阻器两端的电压最小,此时变阻器接入的阻值最小。首先根据Umin=U-UL计算出变阻器的最小电压,再根据I变=IL和列出方程,计算出变阻器的最小电阻即可。
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华师大版初中科学八年级下学期4.5 欧姆定律(第3课时)并联电路
一、夯实基础
1.(2013·义乌)如图所示的四个电路中,电源及各灯泡规格均相同。当开关闭合时,电流表读数最大的是( )
A.只有甲 B.只有乙 C.甲和丙 D.甲和丁
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】①电阻串联相当于增加导体的长度,因此总电阻大于任何一个电阻;电阻并联相当于增加导体的横截面积,因此总电阻小于任何一个电阻;
②将四个电路中的总电阻进行排序,然后根据“电流和电阻的反比关系”确定相应电流的大小关系。
【解答】甲:两个灯泡并联,总电阻为R并;
乙:两个灯泡串联,总电阻为R串;
丙:开关闭合后,短路右边的灯泡,只有下面的灯泡工作,总电阻为R灯;
丁:两个灯泡并联,总电阻为R并;
那么总电阻的大小排序为:乙>丙>甲=丁;
根据“电流和电阻的反比关系”得到电流表的示数大小为:I乙故选D。
2.小云家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示,下列分析正确的是( )
A.换气扇和照明灯不能同时工作
B.换气扇和照明灯只能同时工作
C.换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等
D.换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图分析用电器的串并联关系,然后根据串并联电路的特点对各个选项进行判断即可。
【解答】根据电路图可知,换气扇和照明灯并联。开关S1与换气扇串联,只能控制换气扇;开关S2与照明灯串联,只能控制照明灯。
当两个开关都闭合时,换气扇和照明灯可以同时工作;当只闭合其中一个开关时,二者可以不同时工作,故A、B错误;
根据并联电路各支路两端电压相等可知,换气扇和照明灯两端的电压相等,但是它们的电阻不一定相等,根据公式可知,通过它们的电流不一定相等,故C错误,D正确。
故选D。
3.如图所示,电源两端电压恒定。闭合开关,灯泡L1比灯泡L2亮,则( )
A.L1的电阻比L2大
B.L1两端的电压比L2大
C.若L1灯丝烧断,L2两端电压不变
D.若L2灯丝烧断,通过L1的电流变大
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;电功率计算公式的应用
【解析】【分析】(1)根据串联电路的电流规律和功率公式分析;
(2)根据公并联电路中,各支路两端电压相等分析;
(3)根据并联电路的电压特点分析;
(4)根据并联电路的电流规律分析。
【解答】根据图片可知,灯泡L1与L2并联,根据并联电路的电压特点可知,两个灯泡的电压相等,故B错误;
灯泡L1比灯泡L2亮,说明前者的电功率大于后者,即P1>P2,且U1=U2,根据可知,灯泡的电阻R1两个灯泡并联,二者不相互影响,因此灯泡L1灯丝烧断,L2照常工作,它的电压仍然等于电源电压,故C正确;
两个灯泡并联,二者不相互影响,若L2灯丝烧断,通过L1的电流不变,故D错误。
故选C。
4.(2019八下·慈溪期末)如图所示,汽车装有日间行车灯可以提高行车安全,当汽车启动时,S1闭合,日间行车灯L1立即亮起:再闭合S2,车前大灯L2也亮起。符合这一情况的电路图是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】串、并联电路的设计
【解析】【分析】(1)如果用电器相互影响,那么它们串联;否则,它们并联;
(2)在并联电路中,干路开关控制所有用电器,支路开关只能控制它所在支路的用电器。
【解答】(1)根据题目描述可知,L1发光时,L2可以发光也可以不发光,因此它们是并联;
(2)当S1断开时,两盏灯都不发光,说明开关S1控制所有用电器,即在干路上;因为S2断开时,大灯L2不发光,闭合后它就发光,所以开关S2与大灯L2串联在同一支路上,
故C符合题意,而A、B、D不合题意。
故窜C。
5.两个定值电阻R1与R2的比值为3∶5,把它们并联接入电路,通过它们的电流与电压之比( )
A.5∶3 3∶5 B.5∶3 1∶1 C.1∶1 3∶5 D.3∶5 5∶3
【答案】B
【知识点】串、并联电路的电流特点;串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据并联电路的电压特点和欧姆定律分析计算。
【解答】定值电阻R1与R2并联,
根据并联电路中各支路两端电压相等可知,它们的电压之比:U1:U2=1:1;
根据公式可知,通过它们的电流之比:.
故B正确,而A、C、D错误。
故选B。
6.如图所示,R1与R2并联在电源电压为3 V的电路中。只闭合开关S1时,电流表的示数为0.3 A;同时闭合开关S1和S2,电流表的示数为0.5 A。则( )
A.R1的阻值为60 Ω B.R2的阻值为15 Ω
C.通过R1的电流是0.5 A D.通过R2的电流是0.3 A
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】只闭合开关S1时,只有电阻R1工作,此时电流表测通过R1的电流;
则通过R1的电流为0.3A,故C错误;
同时闭合开关S1和S2,电阻R1与R2并联,此时电流表测干路电流;
那么通过电阻R2的电流:I2=I总-I1=0.5A-0.3A=0.2A,故D错误;
那么R1的阻值为:,故A错误;
那么R2的阻值为:,故B错误。
故选B。
7.通过定值电阻甲、乙的电流与其两端电压关系图像如图所示。现将甲和乙并联后接在电压为3 V的电源两端。下列分析正确的是( )
A.R甲∶R乙=2∶1 B.U甲∶U乙=2∶1
C.I甲∶I乙=2∶1 D.I乙∶I甲=2∶1
【答案】C
【知识点】串、并联电路的电压特点;欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)根据分别计算出甲和乙的电阻,然后计算它们的比值;
(2)根据并联电路的电压规律计算;
(3)(4)根据表格确定通过甲和乙的电流大小,然后求出比值。
【解答】当甲和乙并联在电压为3V的电源两端时,
根据并联电路各支路两端电压相等可知:U=U甲=U乙=3V;
那么U甲:U乙=1:1,故B错误;
根据图像可知,当电压为3V时,通过甲的电流为0.6A,通过乙的电流为0.3A;
那么I甲:I乙=0.6A:0.3A=2:1,故C正确,D错误;
此时甲的电阻,乙的电阻;
那么R甲:R乙=5Ω:10Ω=1:2,故A错误。
故选C。
8.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,下列说法正确的是( )
A.两个电流表的示数都变大
B.两个电流表的示数都变小
C.电流表A1示数不变,电流表A2示数变大
D.电流表A1示数不变,电流表A2示数变小
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】由图可知,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,A2测干路电流。
因为并联电路各支路独立工作、互不影响,所以滑片移动时通过定值电阻R1的电流不变,即电流表A1示数不变。当滑动变阻器的滑片P向右滑动时,变阻器连入电路中的电阻变大,则通过变阻器的电流变小。因通过R1的电流不变,根据并联电路的电流规律I总=I1+I2可知,总电流变小,即电流表A2示数变小,故D正确,而A、B、C错误。
故选D。
9.如图所示是一种LED手电筒,它由5个LED并联组成,用两节干电池作电源,正常每只LED通过的电流为15 mA,则它正常工作时的总电流为 A。
【答案】0.075
【知识点】串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】在并联电路中,干路电流等于各支路电流之和,据此分析计算。
【解答】根据I总=I1+I2可知,这个手电筒正常工作时的电流为:I总=nI=5×0.015A=0.075A。
10.如图所示,电源电压恒定,R1为20 Ω,闭合开关S,断开开关S1时电流表示数为0.3 A;若闭合S1电流表示数为0.5 A,通过R2的电流为 A,则电源电压是 V,R2电阻阻值为 Ω。
【答案】0.2;6;30
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】闭合开关S,断开开关S1时,只有电阻R1工作,此时电流表测通过R1的电流。
则通过R1的电流为0.3A;
若闭合S1,此时电阻R1与R2并联,电流表测干路电流;
则通过电阻R2的电流为:I2=I总-I1=0.5A-0.3A=0.2A;
电源电压U总=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V;
那么电阻R2的阻值:。
二、能力提升
11.小明在研究并联电路电流特点时,根据如图所示电路图连接好电路,并闭合开关S和S1。当他再闭合开关S2时,电流表示数变化正确的是(电源电压不变)( )
A.A1示数变大 B.A1示数变小 C.A示数变大 D.A示数变小
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】闭合开关S和S1时,只有电阻R1工作,
此时电流表A和A1都测通过R1的电流I1,A2的示数为零;
再闭合开关S2时,电阻R1和R2并联,
A1仍然测量通过R1的电流I1,因此示数保持不变;
电流表A测干路电流,根据I总=I1+I2可知,它的示数变大;
A2测通过R2的电流,因此它的示数增大。
故C正确,而A、B、D错误。
故选C。
12.某同学在做“用电流表测电流”的实验中,所用电路如图甲所示。按电路图正确连接电路并闭合开关S后,电流表A1、A2的示数如图乙,则A1读数是 A;A2的读数是 A;那么R1的电流是 A,R2的电流是 A。
【答案】0.5;1.5;1.0;0.5
【知识点】电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】首先根据并联电路的电流规律比较两个电流表的示数大小,然后根据乙图读出两个电流表的示数,最后根据I总=I1+I2计算出相应的电流即可。
【解答】根据甲图可知,两个电阻并联,电流表A1测通过R2的电流,A2测干路电流;
那么A2的示数肯定大于A1;
根据乙图可知,当量程为0~0.6A时,分度值为0.02A,那么两个表的读数分别为0.5A和0.3A;
当量程为0~3A时,分度值为0.1A,那么两个表的读数分别为2.5A和1.5A。
比较可知,电流表A1的示数为0.5A,A2的示数为1.5A;
则通过R2的电流为0.5A;
通过R1的电流为:I1=I总-I2=1.5A-0.5A=1A。
13.某实验小组想探究并联电路中电流的规律,晓丹同学猜想:并联电路中各支路电流相等。她设计了如图所示的电路,准备测量a、b、c三处的电流,并从实验室取来电流表3只、灯泡2个、开关1个、电池和导线若干进行实验。
(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是 的。
(2)检查电路连接无误后,她开始实验,读出电流表示数并记录在表格中。
Ib(A) Ic(A) Ia(A)
0.18 0.18 0.36
晓丹同学分析数据后得出结论:并联电路中各支路电流相等。
晓丹得出错误的实验结论,主要原因是 。
(3)请你对接下来的实验提出改进措施(一条即可): 。
(4)晓丹同学在实验过程中还发现:闭合开关时电流表指针迅速偏转较大角度,紧接着指针再偏回一定角度后,示数才稳定下来;同组的小刚同学同时发现,闭合开关瞬间灯泡亮度较大,紧接着变暗一点后,亮度才稳定下来。造成这种现象的原因是 。
【答案】(1)断开
(2)选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验
(3)换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据
(4)灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小
【知识点】电流的测量及电流表的使用;串、并联电路的电流特点
【解析】【分析】(1)在连接电路时,为了防止电路时通时断,从而烧坏灯泡,所以开关必须断开;
(2)在并联电路中,两个灯泡的电压肯定相等,如果两个灯泡的电阻也相等,根据可知,通过两个灯泡的电流也相等
(3)为了使实验探究得到的数据避免特殊性,具有普遍性,我们应该换用不同的灯泡反复进行实验,从而收集更多的实验数据;
(4)从灯丝的电阻随温度变化的规律分析即可。
【解答】(1)画好电路图后,晓丹同学开始连接电路,在连接电路过程中,开关应该是断开的;
(2)晓丹得出错误的实验结论,主要原因是:选用了规格相同的(或电阻相同)的灯泡进行实验。
(3)接下来的实验提出改进措施:换用不同的灯泡进行实验,多次测量获得多组数据。
(4)造成这种现象的原因是:灯丝的电阻随着温度的升高而增大。刚闭合开关时,灯丝的温度较低,电阻较小,电流较大;当灯泡发光后灯丝温度升高,电阻增大,电流减小。
三、拓展创新
14.如图所示,电源电压保持不变,R1为定值电阻。闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,下列判断正确的是( )
A.电流表A的示数变大,电压表V1的示数变小
B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变小
C.电压表V1的示数与电流表A的示数的比值变大
D.电压表V2的示数与电流表A的示数的比值变小
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【分析】根据电路图,分析电路的串并联关系和电表所测的物理量,然后利用欧姆定律和串并联电路的特点进行计算即可。
【解答】闭合开关后,定值电阻R1与变阻器R2串联,电压表V1测R1的电压,V2测R2的电压。
闭合开关S,当滑动变阻器的滑片向右移动的过程中,变阻器的阻值变小,根据R总=R1+R2可知,电路的总电阻变大,而总电流变小,因此电流表的示数变大。根据U1=I1R1可知,R1两端的电压变大,即电压表V1的示数变大。根据U总=U1+U2可知,电压表V2的示数变小。
故A、B错误;
电压表V2测变阻器的电压,电流表A测通过变阻器的电流,根据可知,二者的比值就是变阻器的阻值,因此它们的比值变小,故C错误,D正确。
故选D。
15.如图所示,电路的电源电压和灯泡电阻不变,R1=5 Ω,灯L标有“8 V 10 Ω”字样(“8 V”是指灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏),电流表量程为0~3 A,滑动变阻器R2标有“2 A”字样。
(1)只闭合S1时,电流表的示数为0.6 A,求电源电压。
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端时,电流表的示数为I总=2 A,求变阻器的最大阻值。
(3)若电压表的量程为0~3 V,电流表的量程为0~3 A,只闭合S2时,在保证电路安全的情况下,求变阻器连入电路的阻值范围。
【答案】(1)解:只闭合S1时,灯L和R1串联,如图甲,电源电压U=I(R1+RL)= 0.6 A×(5 Ω+10 Ω)=9 V。
(2)解:闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联,如图乙,通过R2的电流I2=I总-I1=2 A- =0.2 A,变阻器的最大阻值R2= = = 45 Ω。
(3)解:只闭合S2时,灯L和R2串联,如图丙,为保证电路安全,要考虑电压表的量程、电流表的量程是否合适,以及灯两端的电压要小于等于8 V。①对于电流表,量程为0~3 A,当滑动变阻器连入电阻为0时,电流最大Imax= = =0.9 A<3 A,所以当滑片左右移动时,电路中的电流始终不会超出电流表的量程;②对于电压表,量程为0~3 V,滑动变阻器两端的最大电压Umax=3 V,此时连入的电阻最大。根据I= = ,得Rmax= = =5 Ω;③由题可知,UL=8 V是灯泡正常工作时的电压,超过此电压灯泡容易损坏,此时滑动变阻器两端的电压最小(Umin=U-UL=9 V-8 V=1 V),连入电路的电阻最小。根据I′= = ,得Rmin= = =1.25 Ω。综上可知,为保证电路安全,滑动变阻器连入的电阻范围是1.25~5 Ω。
【知识点】欧姆定律及其应用
【解析】【分析】(1)只闭合S1时,灯L和R1串联,根据欧姆定律的变形式U=I(R1+RL)计算即可;
(2)闭合S1、S2、S3,滑片移到b端(R2全连入电路)时,R1和R2并联。首先根据计算出通过R1的电流I1,再根据I2=I总-I1计算出通过R2的电流,最后根据 计算出它的电阻值。
(3)只闭合S2时,灯L和R2串联。
①当变阻器的阻值为零时,只有灯泡工作,此时总电阻最小,总电流最大,最后与电流表的量程比较;
②电压表测变阻器的电压,根据串联电路的分压规律可知,它两端的电压最大时,它接入的阻值也达到最大。根据电压表的量程确定它的最大电压,然后根据各处电流相等,即I变=IL和列出方程,计算变阻器的最大电阻;
③根据U总=UL+U变可知,当灯泡两端的电压达到最大时,变阻器两端的电压最小,此时变阻器接入的阻值最小。首先根据Umin=U-UL计算出变阻器的最小电压,再根据I变=IL和列出方程,计算出变阻器的最小电阻即可。
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