【精品解析】人教版物理九年级(全册)同步练习17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用(基础卷)

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名称 【精品解析】人教版物理九年级(全册)同步练习17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用(基础卷)
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资源类型 试卷
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科目 物理
更新时间 2025-02-12 14:44:54

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人教版物理九年级(全册)同步练习17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用(基础卷)
一、选择题
1.(2024九上·清新期中)如图所示的电路,电源电压不变,当开关闭合后,移动滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数从 6 V 变化到 2 V,同时观察到电流表的示数从0.6A变化到1A。则定值电阻阻值为(  )
A.4Ω B.6Ω C.8Ω D.10Ω
2.(2024九上·于洪期末)如图,电源电压保持不变,闭合开关S后,在滑动变阻器R的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A的示数不变 B.电压表V的示数变大
C.灯L两端电压变小 D.电路的总电阻变大
3.(2024九下·随县模拟)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是(  )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
4.(2024九下·萧县模拟)如图所示,这是某种光电计数器的原理示意图。电源电压保持不变,其中的阻值随着光照亮度的增大而减小,为定值电阻,A、B两点间接上信号处理系统,处理系统每获得一次高电压就计数一次。光线照射到时(  )
A.两端的电压变小,信号处理系统计数
B.两端的电压变大,信号处理系统计数
C.两端的电压变小,信号处理系统不计数
D.两端的电压变大,信号处理系统不计数
5.(2024九下·南通月考)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置。是阻值均匀的变阻器,它的金属片连接在杠杆的一端,是定值电阻,电源电压恒定。已知油箱中油的体积V与电路中总电阻成反比,则下列描述电路中通过的电流I、定值电阻的电功率与V关系的图像中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
6.(2024九下·滁州月考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列判断正确的是(  )
A.灯泡变暗,电流表示数变小
B.灯泡变亮,电流表示数变大
C.灯泡亮度不变,电流表示数变小
D.灯泡亮度不变,电流表示数变大
7.(2024九下·西安模拟)如图-1所示是创新小组设计的“划船健身器”工作原理图,其中电源电压为12V,为10Ω的定值电阻,R为质地均匀的电阻丝,其最大阻值为50Ω,显示拉力的显示仪是用电压表改装的。健身者通过来回拉动c端的把手来达到健身的目的,手拉把手的力F与滑片左侧电阻丝的阻值的关系如图-2所示。则闭合开关后,下列说法正确的是(  )
A.该显示仪刻度盘上刻度线分布不均匀
B.健身器工作时电路中的电流为0.2A
C.当手拉把手的力时,两端电压为4V
D.只将更换为阻值更大的定值电阻,拉力相同时,显示仪示数变大
8.(2024九下·濠江模拟)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,小明结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源电压恒定),以下说法不正确的是(  )
A.称重表是电流表改装的 B.电路中R1的作用是保护电路
C.车辆越重,称重表的示数越大 D.车辆越重,称重表的示数越小
二、填空题
9.(2024九上·长寿期末)如图所示电路,闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P,电流表A的示数   。电压表V的示数与电流表A的示数的比值   (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
10.(2024九上·蓬江期中)如图所示的实物电路中,AB部分为金属电阻丝.当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,可观察到灯泡慢慢变暗,电流表的示数变   (选填“大”或“小”)了,说明金属电阻丝AB的电阻在   (选填“变大”“变小”或“不变”).此实验现象说明金属导体AB的电阻跟   有关.
11.(2024九上·清新期中)小敏利用如下器材:电压恒定的电源(电源电压值未知)、最大阻值为R(已知)的滑动变阻器、电流表等,设计了如图所示电路来测量未知电阻Rx的阻值。实验时,闭合开关S,将滑片移至B端,电流表的示数为I1再将滑片移至A端,电流表的示数为I2。则待测电阻Rx的阻值为   。(用已知物理量和测得物理量的字母表示)
12.(2024九上·惠阳期中) 如图,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R'是电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表指针所指的刻度就可以知道油面的高度。
(1)油量表其实是   表;
(2)油面升高,R   (变大、变小),油量表示数   (变大、变小)
13.(2024九下·永修期中)如图所示,电源电压保持不变,将规格相同的两个小灯泡L1、L2连接在电路中。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为 2 V,则电源电压为    V。过了一会儿,灯泡L2被烧坏,则电压表示数   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
14.(2024九上·云城月考)如图所示是电子秤的工作原理示意图,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向下移动时,电路中电流   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。往电子秤的托盘上放一个物块时,电压表的示数将    。把该电子秤拿到月球上称量物块的质量时,跟在地球上称量同一个物块的质量相比较,电子秤的示数将   (以上各空均填“变大”、“不变”或“变小”)。
15.(2023九上·襄城期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S1始终闭合。当开关S2断开时,灯L1、L2均发光,则灯L1、L2是    联的;当开关S2闭合时,灯L1仍发光、L2熄灭,则电压表的示数    (填“变大”、“变小”或“不变”)。
三、综合题
16.(2024九下·北京市开学考)小明设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示,R0为定值电阻,压力传感器R固定放置,已知电源电压为12V,R0阻值为10Ω,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板质量均忽略不计。
(1)该模拟装置,应将0N物重标在电流表表盘的   A处,应将28N物重标在电流表表盘的   A处;
(2)已知该模拟装置中用到的电流表量程为0~3A,在称重范围仍为0~28N且不更换压力传感器R的前提下,小明想要增大该模拟装置的测量精确度,请你写出一条改进措施并分析说明理由。   
四、作图题
17.(2023九上·榕城期末)如图所示,是小明同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中C是金属弹簧。请你帮小明完成电路图的连接,当所称质量越大时电压表示数越大。
18.(2023九上·南海期中)如图所示,为某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为旋片(相当于一根电阻丝)上的位置,A、C分别连在碳膜两端。用笔画线代替导线,要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。
五、计算题
19.(2023九上·抚州期中)如图甲所示是小莉连接的电路,闭合开关后,发现两灯都发光,电流表指针均如图乙,电压表指针指在满刻度的三分之一处。(解答过程要有必要的文字说明)
(1)分别求出通过灯L1、灯L2的电流;
(2)分别求出灯L1、L2两端的电压和电源的电压。
六、科普阅读题
20.(2024九上·普宁期中)为减少碳排放,我国大力推行混合动力汽车。汽车上的很多元件都涉及了很多物理知识,比如,控制速度的“油门”系统、刹车系统、转向灯、油量表、速度表等。请根据情景回答:
根据情景回答:
(1)自动挡车下陡坡时,应该挂入L挡,也就是低速挡位,不能挂空挡采用长时间踩刹车的方式,否则最终刹车片会由于温度过高变软失去制动作用,这种改变物体内能的方式属于   。
(2)如图乙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速,用笔画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处   。
(3)汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个灯损坏时,另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为   ,转向横杆相当于电路中的   。
(4)为了提醒驾驶员汽车后备箱的开、关情况,汽车上设置了“后备箱指示灯”以提醒驾驶员。当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮:后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯发光,下列电路图符合要求的是____。
A. B.
C. D.
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】根据题意分析以及欧姆定律可分为,当变阻器电阻较大时,变阻器电压为6V,电路电流较小为0.6A,电源电压为U,U=6V+0.6AR0;变阻器电阻较小,变阻器电压为2V,电流为1A,此时电源电压为U,U=2V+1AR0,连列解得R0=10Ω。D正确,ABC错误。
综上选D
【分析】欧姆定律以及电路的动态分析:当变阻器电阻最大时,电源电压不变,所以电路中电流较小为0.6A,当变阻器电阻较小时,电路中电流较大为1A,结合欧姆定律U=IR计算定值电阻。
2.【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.根据电路图,灯泡L和滑动变阻器R并联,电流表测量干路电流,闭合开关S后,在滑动变阻器R的滑片P向右移动,电阻变大,电流减小,电流表示数变小,电压表测量电源电压,电源电压保持不变,电压表V的示数不变,故AB错误;
C.灯泡L和滑动变阻器R并联,并联电路中,各支路互不影响,灯L两端电压不变,故C错误;
D.干路电路变小,电源电压不变,根据,电路的总电阻变大。故D正确。
故选D。
【分析】在并联电路中,支路电阻变大,电流减小,干路电流变小,其它支路的电流不变,电源电压不变。
3.【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻越小;由电路图可知,R0与湿敏电阻串联,根据串联分压可知,适度越大,电阻越小,湿敏电阻分压越小,所以,定值电阻电越大,即电压表的示数变大。故AB错误;
C.当空气湿度为40%时,湿敏电阻为30Ω,定值电阻为20Ω,根据欧姆定律可计算电路总电流为,同理计算电压表的示数为,故C错误;
D.当电路中电流为0.15A时,根据欧姆定律可计算电路的总电阻,根据串联电路电阻规律可知湿敏电阻的阻值为,由图像乙可知空气湿度为50%,故D正确。
故选D。
【分析】1、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,湿敏电阻变小,所以分压减小,定值电阻阻值变大;
2、欧姆定律U=IR,结合串联电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和,计算电路总电流。
4.【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】光线照射到R1时,R1电阻变小,根据串联正比分压可知,R1两端电压变小,R2两端电压变大,信号处理系统计数,故BCD错误,A正确。
故选A。
【分析】根据光照亮度和电阻关系,判断电阻变化,在串联电路中,电阻变小,电流变大,减小的电阻分压变小。
5.【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】AB.由图知,油量表、定值电阻R1、滑动变阻器R串联,油箱中油的体积V与电路中总电阻R总成反比,根据一可知,电路中的电流I与油箱中油的体积V成正比,油箱中油的体积V为零时,滑动变阻器接入电路的电阻较大,由可知,电路中仍然有电流,AB不符合题意;
CD.定值电阻R的阻值不变,根据P=I2R可知,定值电阻R的电功率与油箱中油的体积V的平方成正比,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】由图知,油量表、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,油箱中油的体积V与电路中总电阻R总成反比,根据判断出电路中的电流与油箱中油的体积V的关系,进而判断出符合题意的图像;定值电阻R的阻值不变,根据P=I2R判断出定值电阻R1的电功率与油箱中油的体积V的平方的关系,进而判断出符合题意的图像。
6.【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;电路的动态分析
【解析】【解答】A、 据题可知,灯泡和变阻器并联,电流表在干路,测量干路电流,滑动变阻器的滑片P向左移动时,电阻变大,所以通过变阻器的电流减小,通过灯泡的电压和电流无变化,灯泡亮度无变化,干路电流电流减小,电流表示数减小,C正确,ABD错误
综上选C
【分析】根据电路动态分析判识选项
1、滑动变阻器的滑片P向左移动,电阻变大,结合欧姆定律可知U=IR,通过变阻器电流减小
2、并联电路规律:并联电路干路电流为支路电流之和,所以干路电流减小,通过电灯泡的电压和电流不变,P=UI不变,所以灯泡亮度不变
7.【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.电压表并联在滑动变阻器滑片上,测量滑片左侧电阻的分压,移动滑片P,连入电路的阻值不变,则电路中电流大小不变,由可知,电压表示数与滑片左侧电阻阻值成正比,所以该显示仪刻度盘上刻度线分布均匀,故A错误;
B.健身器工作时电路中的电流故B正确;
C.由A分析可知,两端电压不变,两端电压为故C错误;
D.只将更换为阻值更大的定值电阻,电路中电流减小,拉力相同时,显示仪示数变小,故D错误。
故选B。
【分析】根据欧姆定律、电压表的连接判识选项
电压表的连接:电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。电压表并联在滑动变阻器滑片上,测量滑片左侧电阻的分压,移动滑片P,连入电路的阻值不变
欧姆定律:U=IR,据题可知移动滑片P,连入电路的阻值不变,则电路中电流大小不变,由可知,电压表示数与滑片左侧电阻阻值成正比,该设备的工作电压为12V,电阻为60Ω,据此计算工作电流,R0电压
8.【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.电流表要串联连接,称重表与电阻串联,是电流表,故A正确,不符合题意;
B.当滑片位于最下端时,电阻最小,若无R1,电源短路,R1能避免短路,保护电路,故B正确,不符合题意;
CD.车辆越重,滑片向下移动,电阻减小,电路中电流增大,称重表示数增大,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
【分析】电流表在电路中串联连接,在串联电路中,电阻减小,电流变大。
9.【答案】变小;不变
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,电阻R1和R2串联,电压表测量R1的电压,闭合开关S,滑片P向右移动,R2接入电路中的电阻变大,总电阻变大,电流表A的示数变小;电压表V的示数与电流表A的示数的比值是电阻R1的阻值,大小不变。
【分析】在串联电路中,电阻减小,电流变大;根据,分析电压和电流的比值。
10.【答案】小;变大;温度
【知识点】影响电阻大小的因素;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,灯泡、电流表和电阻丝串联,用酒精灯给电阻丝加热,灯泡变暗,则电流表的示数变小,是金属电阻丝AB的阻值变大了;实验中,电阻丝的温度改变了,则金属导体的电阻跟温度有关。
【分析】对金属导体加热时,电阻变大,电流减小,灯泡变暗;电阻和温度有关。
11.【答案】
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】变阻器移动到B,此时变阻器电阻最大为R,根据欧姆定律可知电源电压U=I1 (Rx+R),当变阻器在A端时,电阻最小,此时可列U=I2 Rx;连列可解Rx=。
【分析】欧姆定律以及电路的动态分析:当变阻器电阻最大时,电源电压不变,所以电路中电流较小为I1,当变阻器电阻较小时,电路中电流较大为I2H,结合欧姆定律U=IR计算定值电阻。
12.【答案】(1)电流
(2)变小;变大
【知识点】电流表的连接;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)据图可知,油量表串联在电路中,所以为电流表。
综上 第1空、 电流;
(2)油面升高,浮标下滑,R变小,电流表示数变大。
综上 第1空、变小; 第2空、变大。
【分析】1、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向下移动时,接入电路中的阻值变小,导致电路中的电流大。
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
13.【答案】4;变大
【知识点】串联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【解答】根据图像,灯泡串联,电压表串联L2分压,闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为2V,由于灯泡规格相同,分压相同,则电源电压为2V+2V=4V;当灯泡L2被烧坏,电压表串联在电路中,测量电源电压,示数变大。
【分析】在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;电压表串联在电路中时,测量电源电压。
14.【答案】不变;变大;变小
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)由图可知,定值电阻R0和滑阻变阻器R串联,电压表测量变阻器滑片P上部电阻两端的电压。由于电压表内阻很大,相当于断路,所以滑片向下移动时,R接入电路的阻值最大,且不变,则电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流不变;
(2)往电子秤的托盘上放一个物块时,变阻器的滑片向下移动,滑片P上部电阻变大,根据U=IR可知,滑片P上部电阻两端的电压变大,即电压表示数的变大;
(3)该电子秤拿到月球上称量物块的质量时,由于物体受到月球的引力小于它在地球上受到的重力,则物块对托盘的压力会变小,滑片向下移动的距离变小,则电压表的示数变小,即电子秤的示数变小。
故答案为:不变;变大;变小。
【分析】(1)由图可知,定值电阻R0和滑阻变阻器R串联,电压表测量变阻器滑片P上部电阻两端的电压。由于电压表内阻很大,相当于断路,所以滑片向下移动时,R接入电路的阻值最大,且不变,则电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变化;
(2)往电子秤的托盘上放一个物块时,变阻器的滑片向下移动,滑片P上部电阻变大,根据欧姆定律可知滑片P上部电阻两端的电压变化,即电压表示数的变化;
(3)该电子秤拿到月球上称量物块的质量时,由于物体受到月球的引力小于它在地球上受到的重力,则物块对托盘的压力会变小,滑片向下移动的距离变小,由此可知电压表的示数变化,即电子秤的示数变化。
15.【答案】串;变大
【知识点】串联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【解答】根据电路图,开关S2断开时,灯L1、L2是串联的,电压表测量部分分压;当开关S2闭合时,L2被短路,熄灭,灯L1发光,电压表测量电源电压,示数变大。
【分析】灯泡顺次连接,是串联电路;导线和用电器并联,用电器短路。
16.【答案】0.15;1.2;见解析
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)当压力为0N时,压力传感器的电阻为70Ω,总电阻R=R0+RF=70Ω+10Ω=80Ω
根据欧姆定律可知电路的电流
当28N物重压在压力传感器上,压力传感器的电阻为0Ω,总电阻有R'=R0=10Ω,同理计算电路中的电流
(2)电路中的最大电流小于电流表的量程,可以增大电路中的电流,即减小R0的阻值。
综上 第1空、 0.15, 第2空、 1.2 第3空、见解析
【分析】根据欧姆定律填空
欧姆定律:公式为U=IR,本题中,当总电阻为80Ω,电压为12V,据此计算电路最小电流,当总电阻有R'=R0=10Ω,同理计算电路的最大电流。
17.【答案】
【知识点】串联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,金属板、弹簧与滑片连接,质量变大滑片下移,连入电路的电阻变大,串联电路中,电阻变大,电压越大,电压表并联在滑动变阻器两端,示数变大,如图所示:
【分析】滑动变阻器和电阻串联时,电阻越大,分压越大。
18.【答案】
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据要求,顺时针转动旋钮,灯泡亮度增加,则电路的电流增大,电阻减小,电位器接入电路的阻值减小,滑片靠近电阻的接线柱,电路上端接口接A端,下端接口接B端,如图所示:
【分析】串联电路中,电阻变小,电流变大,灯变亮;滑片靠近电阻的接线柱,电阻减小。
19.【答案】(1)解: 由实物图知,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测L2支路电流,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和知,A2示数应大于A1的示数,而两电流表指针指在同一位置,
所以A2使用大量程,由图乙知,示数为1.5A,即干路电流I=1.5A,
A1使用小量程,示数为0.3A,即通过L2的电流I2=0.3A,
则通过L1的电流I1=I-I2=1.5A-0.3A=1.2A;
答:通过L1电流为1.2A,L2电流为0.3A;
(2)解: 由实物图知,电源由三节蓄电池组成,电压表测L1两端电压,
因并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压,所以电压表应使用大量程,且指针指在满刻度的三分之一处,所以电压表示数为×15V=5V,
所以L1、L2两端的电压和电源的电压均为5V。
答:灯泡L1、L2和电源电压均为5V。
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)由实物图知,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测L2支路电流,根据并联电路的电流规律判断电流表量程并读出数,从而得到通过灯L1、灯L2的电流;
(2)电压表测L1两端电压,由电压表指针的偏转情况,根据并联电路的电压规律判断电压表量程并读数,从而可知灯L1、L2两端的电压和电源的电压。
20.【答案】(1)做功
(2)
(3)并联;开关
(4)D
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能;电路的三种状态;串、并联电路的设计;电路的动态分析
【解析】【解答】(1) 通过摩擦力做功,使得刹车片温度增加;
综上 第1空、 做功。
(2)驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,即逆时针旋转,电阻减小,所以MN连接OE,据此作图:
(3) 汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个灯损坏时,另一个仍能正常工作, 说明灯泡工作是互不影响,属于并联 ,转向横杆相当于电路中的 开关;
综上 第1空、并联; 第2空、开关。
(4) 当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮:后备箱未关好时,相当于断开开关 .所以开关闭合相当于将灯泡短路,ABC错误,D正确;
综上选D。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递,如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能,用酒精灯热水属于热传递改变物体内能。
2、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片时,接入电路中的阻值变化,导致电路中的电流变化,电阻的电压示数变化。
3、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路。
4、电路的三种状态:断路:电路中存在接触不良、或者损害电路中无电流;短路:电路中电流直接连接在用电器两端,用电器无电流,通路:电路正常工作。
1 / 1人教版物理九年级(全册)同步练习17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用(基础卷)
一、选择题
1.(2024九上·清新期中)如图所示的电路,电源电压不变,当开关闭合后,移动滑片,改变滑动变阻器接入电路的阻值,使电压表的示数从 6 V 变化到 2 V,同时观察到电流表的示数从0.6A变化到1A。则定值电阻阻值为(  )
A.4Ω B.6Ω C.8Ω D.10Ω
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】根据题意分析以及欧姆定律可分为,当变阻器电阻较大时,变阻器电压为6V,电路电流较小为0.6A,电源电压为U,U=6V+0.6AR0;变阻器电阻较小,变阻器电压为2V,电流为1A,此时电源电压为U,U=2V+1AR0,连列解得R0=10Ω。D正确,ABC错误。
综上选D
【分析】欧姆定律以及电路的动态分析:当变阻器电阻最大时,电源电压不变,所以电路中电流较小为0.6A,当变阻器电阻较小时,电路中电流较大为1A,结合欧姆定律U=IR计算定值电阻。
2.(2024九上·于洪期末)如图,电源电压保持不变,闭合开关S后,在滑动变阻器R的滑片P向右移动的过程中,下列说法正确的是(  )
A.电流表A的示数不变 B.电压表V的示数变大
C.灯L两端电压变小 D.电路的总电阻变大
【答案】D
【知识点】滑动变阻器的原理及其使用;欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.根据电路图,灯泡L和滑动变阻器R并联,电流表测量干路电流,闭合开关S后,在滑动变阻器R的滑片P向右移动,电阻变大,电流减小,电流表示数变小,电压表测量电源电压,电源电压保持不变,电压表V的示数不变,故AB错误;
C.灯泡L和滑动变阻器R并联,并联电路中,各支路互不影响,灯L两端电压不变,故C错误;
D.干路电路变小,电源电压不变,根据,电路的总电阻变大。故D正确。
故选D。
【分析】在并联电路中,支路电阻变大,电流减小,干路电流变小,其它支路的电流不变,电源电压不变。
3.(2024九下·随县模拟)小伟给学校劳动实践基地的蔬菜大棚设计了一个测量空气湿度的电路图,如图甲所示。电源电压恒为6V,定值电阻的阻值为20Ω,湿敏电阻R的阻值随空气湿度H的变化关系图乙所示。下列分析正确的是(  )
A.空气湿度越大,湿敏电阻R的阻值越大
B.空气湿度越大,电压表示数越小
C.当空气湿度为40%时,电压表的示数为3.6V
D.当电路中电流为0.15A时,空气湿度为50%
【答案】D
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】AB.由图乙可知,空气湿度越大,湿敏电阻越小;由电路图可知,R0与湿敏电阻串联,根据串联分压可知,适度越大,电阻越小,湿敏电阻分压越小,所以,定值电阻电越大,即电压表的示数变大。故AB错误;
C.当空气湿度为40%时,湿敏电阻为30Ω,定值电阻为20Ω,根据欧姆定律可计算电路总电流为,同理计算电压表的示数为,故C错误;
D.当电路中电流为0.15A时,根据欧姆定律可计算电路的总电阻,根据串联电路电阻规律可知湿敏电阻的阻值为,由图像乙可知空气湿度为50%,故D正确。
故选D。
【分析】1、串联分压:用电器串联时,其两端的电压和电阻成正比,湿敏电阻变小,所以分压减小,定值电阻阻值变大;
2、欧姆定律U=IR,结合串联电路规律:串联电路,电流处处相等,电源的电压为用电器电压之和,总电阻为用电器电阻之和,计算电路总电流。
4.(2024九下·萧县模拟)如图所示,这是某种光电计数器的原理示意图。电源电压保持不变,其中的阻值随着光照亮度的增大而减小,为定值电阻,A、B两点间接上信号处理系统,处理系统每获得一次高电压就计数一次。光线照射到时(  )
A.两端的电压变小,信号处理系统计数
B.两端的电压变大,信号处理系统计数
C.两端的电压变小,信号处理系统不计数
D.两端的电压变大,信号处理系统不计数
【答案】A
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】光线照射到R1时,R1电阻变小,根据串联正比分压可知,R1两端电压变小,R2两端电压变大,信号处理系统计数,故BCD错误,A正确。
故选A。
【分析】根据光照亮度和电阻关系,判断电阻变化,在串联电路中,电阻变小,电流变大,减小的电阻分压变小。
5.(2024九下·南通月考)如图所示是一种自动测定油箱内油量的装置。是阻值均匀的变阻器,它的金属片连接在杠杆的一端,是定值电阻,电源电压恒定。已知油箱中油的体积V与电路中总电阻成反比,则下列描述电路中通过的电流I、定值电阻的电功率与V关系的图像中,正确的是(  )
A. B.
C. D.
【答案】C
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】AB.由图知,油量表、定值电阻R1、滑动变阻器R串联,油箱中油的体积V与电路中总电阻R总成反比,根据一可知,电路中的电流I与油箱中油的体积V成正比,油箱中油的体积V为零时,滑动变阻器接入电路的电阻较大,由可知,电路中仍然有电流,AB不符合题意;
CD.定值电阻R的阻值不变,根据P=I2R可知,定值电阻R的电功率与油箱中油的体积V的平方成正比,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:C.
【分析】由图知,油量表、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联,油箱中油的体积V与电路中总电阻R总成反比,根据判断出电路中的电流与油箱中油的体积V的关系,进而判断出符合题意的图像;定值电阻R的阻值不变,根据P=I2R判断出定值电阻R1的电功率与油箱中油的体积V的平方的关系,进而判断出符合题意的图像。
6.(2024九下·滁州月考)如图所示的电路中,电源电压保持不变,闭合开关,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列判断正确的是(  )
A.灯泡变暗,电流表示数变小
B.灯泡变亮,电流表示数变大
C.灯泡亮度不变,电流表示数变小
D.灯泡亮度不变,电流表示数变大
【答案】C
【知识点】并联电路的电流规律;电路的动态分析
【解析】【解答】A、 据题可知,灯泡和变阻器并联,电流表在干路,测量干路电流,滑动变阻器的滑片P向左移动时,电阻变大,所以通过变阻器的电流减小,通过灯泡的电压和电流无变化,灯泡亮度无变化,干路电流电流减小,电流表示数减小,C正确,ABD错误
综上选C
【分析】根据电路动态分析判识选项
1、滑动变阻器的滑片P向左移动,电阻变大,结合欧姆定律可知U=IR,通过变阻器电流减小
2、并联电路规律:并联电路干路电流为支路电流之和,所以干路电流减小,通过电灯泡的电压和电流不变,P=UI不变,所以灯泡亮度不变
7.(2024九下·西安模拟)如图-1所示是创新小组设计的“划船健身器”工作原理图,其中电源电压为12V,为10Ω的定值电阻,R为质地均匀的电阻丝,其最大阻值为50Ω,显示拉力的显示仪是用电压表改装的。健身者通过来回拉动c端的把手来达到健身的目的,手拉把手的力F与滑片左侧电阻丝的阻值的关系如图-2所示。则闭合开关后,下列说法正确的是(  )
A.该显示仪刻度盘上刻度线分布不均匀
B.健身器工作时电路中的电流为0.2A
C.当手拉把手的力时,两端电压为4V
D.只将更换为阻值更大的定值电阻,拉力相同时,显示仪示数变大
【答案】B
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】A.电压表并联在滑动变阻器滑片上,测量滑片左侧电阻的分压,移动滑片P,连入电路的阻值不变,则电路中电流大小不变,由可知,电压表示数与滑片左侧电阻阻值成正比,所以该显示仪刻度盘上刻度线分布均匀,故A错误;
B.健身器工作时电路中的电流故B正确;
C.由A分析可知,两端电压不变,两端电压为故C错误;
D.只将更换为阻值更大的定值电阻,电路中电流减小,拉力相同时,显示仪示数变小,故D错误。
故选B。
【分析】根据欧姆定律、电压表的连接判识选项
电压表的连接:电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。电压表并联在滑动变阻器滑片上,测量滑片左侧电阻的分压,移动滑片P,连入电路的阻值不变
欧姆定律:U=IR,据题可知移动滑片P,连入电路的阻值不变,则电路中电流大小不变,由可知,电压表示数与滑片左侧电阻阻值成正比,该设备的工作电压为12V,电阻为60Ω,据此计算工作电流,R0电压
8.(2024九下·濠江模拟)高速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费,小明结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图(电源电压恒定),以下说法不正确的是(  )
A.称重表是电流表改装的 B.电路中R1的作用是保护电路
C.车辆越重,称重表的示数越大 D.车辆越重,称重表的示数越小
【答案】D
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】A.电流表要串联连接,称重表与电阻串联,是电流表,故A正确,不符合题意;
B.当滑片位于最下端时,电阻最小,若无R1,电源短路,R1能避免短路,保护电路,故B正确,不符合题意;
CD.车辆越重,滑片向下移动,电阻减小,电路中电流增大,称重表示数增大,故C正确,不符合题意,D错误,符合题意。
故选D。
【分析】电流表在电路中串联连接,在串联电路中,电阻减小,电流变大。
二、填空题
9.(2024九上·长寿期末)如图所示电路,闭合开关S,向右移动滑动变阻器滑片P,电流表A的示数   。电压表V的示数与电流表A的示数的比值   (均选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】变小;不变
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,电阻R1和R2串联,电压表测量R1的电压,闭合开关S,滑片P向右移动,R2接入电路中的电阻变大,总电阻变大,电流表A的示数变小;电压表V的示数与电流表A的示数的比值是电阻R1的阻值,大小不变。
【分析】在串联电路中,电阻减小,电流变大;根据,分析电压和电流的比值。
10.(2024九上·蓬江期中)如图所示的实物电路中,AB部分为金属电阻丝.当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,可观察到灯泡慢慢变暗,电流表的示数变   (选填“大”或“小”)了,说明金属电阻丝AB的电阻在   (选填“变大”“变小”或“不变”).此实验现象说明金属导体AB的电阻跟   有关.
【答案】小;变大;温度
【知识点】影响电阻大小的因素;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,灯泡、电流表和电阻丝串联,用酒精灯给电阻丝加热,灯泡变暗,则电流表的示数变小,是金属电阻丝AB的阻值变大了;实验中,电阻丝的温度改变了,则金属导体的电阻跟温度有关。
【分析】对金属导体加热时,电阻变大,电流减小,灯泡变暗;电阻和温度有关。
11.(2024九上·清新期中)小敏利用如下器材:电压恒定的电源(电源电压值未知)、最大阻值为R(已知)的滑动变阻器、电流表等,设计了如图所示电路来测量未知电阻Rx的阻值。实验时,闭合开关S,将滑片移至B端,电流表的示数为I1再将滑片移至A端,电流表的示数为I2。则待测电阻Rx的阻值为   。(用已知物理量和测得物理量的字母表示)
【答案】
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】变阻器移动到B,此时变阻器电阻最大为R,根据欧姆定律可知电源电压U=I1 (Rx+R),当变阻器在A端时,电阻最小,此时可列U=I2 Rx;连列可解Rx=。
【分析】欧姆定律以及电路的动态分析:当变阻器电阻最大时,电源电压不变,所以电路中电流较小为I1,当变阻器电阻较小时,电路中电流较大为I2H,结合欧姆定律U=IR计算定值电阻。
12.(2024九上·惠阳期中) 如图,是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R'是电阻,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,从油量表指针所指的刻度就可以知道油面的高度。
(1)油量表其实是   表;
(2)油面升高,R   (变大、变小),油量表示数   (变大、变小)
【答案】(1)电流
(2)变小;变大
【知识点】电流表的连接;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)据图可知,油量表串联在电路中,所以为电流表。
综上 第1空、 电流;
(2)油面升高,浮标下滑,R变小,电流表示数变大。
综上 第1空、变小; 第2空、变大。
【分析】1、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片向下移动时,接入电路中的阻值变小,导致电路中的电流大。
2、电流表、电压表的连接:电流表与待测原件串联;电压表的与待测原件并联,连接过程需要电流正极流入负极流出,同时选择合适的量程。
13.(2024九下·永修期中)如图所示,电源电压保持不变,将规格相同的两个小灯泡L1、L2连接在电路中。闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为 2 V,则电源电压为    V。过了一会儿,灯泡L2被烧坏,则电压表示数   (选填“变大”“变小”或“不变”)。
【答案】4;变大
【知识点】串联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【解答】根据图像,灯泡串联,电压表串联L2分压,闭合开关S,电路正常工作,电压表示数为2V,由于灯泡规格相同,分压相同,则电源电压为2V+2V=4V;当灯泡L2被烧坏,电压表串联在电路中,测量电源电压,示数变大。
【分析】在串联电路中,总电压等于各用电器分压之和;电压表串联在电路中时,测量电源电压。
14.(2024九上·云城月考)如图所示是电子秤的工作原理示意图,闭合开关,当滑动变阻器滑片P向下移动时,电路中电流   (选填“变大”、“变小”或“不变”)。往电子秤的托盘上放一个物块时,电压表的示数将    。把该电子秤拿到月球上称量物块的质量时,跟在地球上称量同一个物块的质量相比较,电子秤的示数将   (以上各空均填“变大”、“不变”或“变小”)。
【答案】不变;变大;变小
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)由图可知,定值电阻R0和滑阻变阻器R串联,电压表测量变阻器滑片P上部电阻两端的电压。由于电压表内阻很大,相当于断路,所以滑片向下移动时,R接入电路的阻值最大,且不变,则电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流不变;
(2)往电子秤的托盘上放一个物块时,变阻器的滑片向下移动,滑片P上部电阻变大,根据U=IR可知,滑片P上部电阻两端的电压变大,即电压表示数的变大;
(3)该电子秤拿到月球上称量物块的质量时,由于物体受到月球的引力小于它在地球上受到的重力,则物块对托盘的压力会变小,滑片向下移动的距离变小,则电压表的示数变小,即电子秤的示数变小。
故答案为:不变;变大;变小。
【分析】(1)由图可知,定值电阻R0和滑阻变阻器R串联,电压表测量变阻器滑片P上部电阻两端的电压。由于电压表内阻很大,相当于断路,所以滑片向下移动时,R接入电路的阻值最大,且不变,则电路的总电阻不变,根据欧姆定律可知电路中的电流变化;
(2)往电子秤的托盘上放一个物块时,变阻器的滑片向下移动,滑片P上部电阻变大,根据欧姆定律可知滑片P上部电阻两端的电压变化,即电压表示数的变化;
(3)该电子秤拿到月球上称量物块的质量时,由于物体受到月球的引力小于它在地球上受到的重力,则物块对托盘的压力会变小,滑片向下移动的距离变小,由此可知电压表的示数变化,即电子秤的示数变化。
15.(2023九上·襄城期中)如图所示的电路中,电源电压保持不变,开关S1始终闭合。当开关S2断开时,灯L1、L2均发光,则灯L1、L2是    联的;当开关S2闭合时,灯L1仍发光、L2熄灭,则电压表的示数    (填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】串;变大
【知识点】串联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【解答】根据电路图,开关S2断开时,灯L1、L2是串联的,电压表测量部分分压;当开关S2闭合时,L2被短路,熄灭,灯L1发光,电压表测量电源电压,示数变大。
【分析】灯泡顺次连接,是串联电路;导线和用电器并联,用电器短路。
三、综合题
16.(2024九下·北京市开学考)小明设计了一套测量货车重力的模拟装置,其工作原理如图甲所示。平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示,R0为定值电阻,压力传感器R固定放置,已知电源电压为12V,R0阻值为10Ω,R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。平板质量均忽略不计。
(1)该模拟装置,应将0N物重标在电流表表盘的   A处,应将28N物重标在电流表表盘的   A处;
(2)已知该模拟装置中用到的电流表量程为0~3A,在称重范围仍为0~28N且不更换压力传感器R的前提下,小明想要增大该模拟装置的测量精确度,请你写出一条改进措施并分析说明理由。   
【答案】0.15;1.2;见解析
【知识点】欧姆定律及其应用;电路的动态分析
【解析】【解答】(1)当压力为0N时,压力传感器的电阻为70Ω,总电阻R=R0+RF=70Ω+10Ω=80Ω
根据欧姆定律可知电路的电流
当28N物重压在压力传感器上,压力传感器的电阻为0Ω,总电阻有R'=R0=10Ω,同理计算电路中的电流
(2)电路中的最大电流小于电流表的量程,可以增大电路中的电流,即减小R0的阻值。
综上 第1空、 0.15, 第2空、 1.2 第3空、见解析
【分析】根据欧姆定律填空
欧姆定律:公式为U=IR,本题中,当总电阻为80Ω,电压为12V,据此计算电路最小电流,当总电阻有R'=R0=10Ω,同理计算电路的最大电流。
四、作图题
17.(2023九上·榕城期末)如图所示,是小明同学利用电压表设计的一个简易电子秤示意图。其中C是金属弹簧。请你帮小明完成电路图的连接,当所称质量越大时电压表示数越大。
【答案】
【知识点】串联电路的电压规律;滑动变阻器的原理及其使用;电路的动态分析
【解析】【解答】图中,金属板、弹簧与滑片连接,质量变大滑片下移,连入电路的电阻变大,串联电路中,电阻变大,电压越大,电压表并联在滑动变阻器两端,示数变大,如图所示:
【分析】滑动变阻器和电阻串联时,电阻越大,分压越大。
18.(2023九上·南海期中)如图所示,为某种调光型台灯中使用的电位器示意图,P为旋片(相当于一根电阻丝)上的位置,A、C分别连在碳膜两端。用笔画线代替导线,要求顺时针转动旋钮可使灯泡亮度增加。
【答案】
【知识点】电路的动态分析
【解析】【解答】根据要求,顺时针转动旋钮,灯泡亮度增加,则电路的电流增大,电阻减小,电位器接入电路的阻值减小,滑片靠近电阻的接线柱,电路上端接口接A端,下端接口接B端,如图所示:
【分析】串联电路中,电阻变小,电流变大,灯变亮;滑片靠近电阻的接线柱,电阻减小。
五、计算题
19.(2023九上·抚州期中)如图甲所示是小莉连接的电路,闭合开关后,发现两灯都发光,电流表指针均如图乙,电压表指针指在满刻度的三分之一处。(解答过程要有必要的文字说明)
(1)分别求出通过灯L1、灯L2的电流;
(2)分别求出灯L1、L2两端的电压和电源的电压。
【答案】(1)解: 由实物图知,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测L2支路电流,
由并联电路中干路电流等于各支路电流之和知,A2示数应大于A1的示数,而两电流表指针指在同一位置,
所以A2使用大量程,由图乙知,示数为1.5A,即干路电流I=1.5A,
A1使用小量程,示数为0.3A,即通过L2的电流I2=0.3A,
则通过L1的电流I1=I-I2=1.5A-0.3A=1.2A;
答:通过L1电流为1.2A,L2电流为0.3A;
(2)解: 由实物图知,电源由三节蓄电池组成,电压表测L1两端电压,
因并联电路中各支路两端电压相等,等于电源电压,所以电压表应使用大量程,且指针指在满刻度的三分之一处,所以电压表示数为×15V=5V,
所以L1、L2两端的电压和电源的电压均为5V。
答:灯泡L1、L2和电源电压均为5V。
【知识点】串联电路的电流规律;并联电路的电流规律;串联电路的电压规律;并联电路的电压规律;电路的动态分析
【解析】【分析】(1)由实物图知,两灯并联,电流表A2测干路电流,A1测L2支路电流,根据并联电路的电流规律判断电流表量程并读出数,从而得到通过灯L1、灯L2的电流;
(2)电压表测L1两端电压,由电压表指针的偏转情况,根据并联电路的电压规律判断电压表量程并读数,从而可知灯L1、L2两端的电压和电源的电压。
六、科普阅读题
20.(2024九上·普宁期中)为减少碳排放,我国大力推行混合动力汽车。汽车上的很多元件都涉及了很多物理知识,比如,控制速度的“油门”系统、刹车系统、转向灯、油量表、速度表等。请根据情景回答:
根据情景回答:
(1)自动挡车下陡坡时,应该挂入L挡,也就是低速挡位,不能挂空挡采用长时间踩刹车的方式,否则最终刹车片会由于温度过高变软失去制动作用,这种改变物体内能的方式属于   。
(2)如图乙中的O、E、F为变阻器的三个接线柱,驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,电流变大而加快电动机的转速,用笔画线代表导线将旋钮变阻器接入电路M、N处   。
(3)汽车在转向前,司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个灯损坏时,另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为   ,转向横杆相当于电路中的   。
(4)为了提醒驾驶员汽车后备箱的开、关情况,汽车上设置了“后备箱指示灯”以提醒驾驶员。当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮:后备箱未关好时,相当于断开开关,指示灯发光,下列电路图符合要求的是____。
A. B.
C. D.
【答案】(1)做功
(2)
(3)并联;开关
(4)D
【知识点】做功改变物体内能;热传递改变物体内能;电路的三种状态;串、并联电路的设计;电路的动态分析
【解析】【解答】(1) 通过摩擦力做功,使得刹车片温度增加;
综上 第1空、 做功。
(2)驾驶员踩下“油门”时,电路中变阻器阻值减小,即逆时针旋转,电阻减小,所以MN连接OE,据此作图:
(3) 汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个灯损坏时,另一个仍能正常工作, 说明灯泡工作是互不影响,属于并联 ,转向横杆相当于电路中的 开关;
综上 第1空、并联; 第2空、开关。
(4) 当后备箱关好时,相当于闭合开关,指示灯不亮:后备箱未关好时,相当于断开开关 .所以开关闭合相当于将灯泡短路,ABC错误,D正确;
综上选D。
【分析】1、改变物体内能的方式有做功和热传递,如钻木取火、搓手取暖属于做功改变物体内能,用酒精灯热水属于热传递改变物体内能。
2、电路动态分析:变阻器是通过改变接入电路的电阻长度进而改变电路的电流和电压,当变阻器滑片时,接入电路中的阻值变化,导致电路中的电流变化,电阻的电压示数变化。
3、电路的串并联:串联:电路元件首位相连,用电器相互干扰,并联:电路元件首首相连,用电器互不干扰,开关在干路上控制整个电路的通断,开关在支路上控制单个支路的通断;家庭、公共场所的电路为并联电路。
4、电路的三种状态:断路:电路中存在接触不良、或者损害电路中无电流;短路:电路中电流直接连接在用电器两端,用电器无电流,通路:电路正常工作。
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