5.3 等效电路 同步练习(含解析)

第五章　3.等效电路
一、选择题
1.两电阻串联后总电阻大于其中任一电阻,是因为串联的结果相当于使导体 (　　)
A.横截面积增大 B.横截面积减小
C.长度增大 D.长度减小
2.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.总电阻越大 B.总电阻越小
C.总电压越大 D.总电流不变
3.下列四组电阻中,每组串联后的等效电阻都是8 Ω,则它们并联后的等效电阻最大的一组是(　　)
A.4 Ω和4 Ω B.3 Ω和5 Ω
C.2 Ω和6 Ω D.1 Ω和7 Ω
4.一个滑动变阻器上标有“1.5 A　50 Ω”的字样,当它与一个阻值为30 Ω的电阻串联后接入某电路时,整个电路总电阻的变化范围为 (　　)
A.0~30 Ω B.0~50 Ω
C.0~80 Ω D.30~80 Ω
5.电阻R1、R2并联接在电源上,下列有关说法正确的是 (　　)
A.当R1变小时,总电阻变大 B.当R1变大时,总电阻变大
C.电源电压变大时,总电阻也变大 D.干路中的电流变大时,总电阻也变大
6.如图1所示电路中,电源电压相等,R1
图1
7.如图2所示,把电阻R接入电源电压为6 V的电路中,电流表示数是0.3 A,如果需要让电路中的电流增大到0.8 A,可以采取的方法是 (　　)

图2
A.用一个20 Ω的电阻与R串联
B.用一个12 Ω的电阻与R串联
C.用一个20 Ω的电阻与R并联
D.用一个12 Ω的电阻与R并联
8.有两个阻值不同的定值电阻R1、R2,它们的电流随电压变化的I-U图像如图3所示。如果R1、R2串联后的总电阻为R串,并联后的总电阻为R并,则关于R串、R并的I-U图线所在的区域,下列说法中正确的是 (　　)

图3
A.R串在Ⅱ区域,R并在Ⅲ区域
B.R串在Ⅲ区域,R并在Ⅰ区域
C.R串在Ⅰ区域,R并在Ⅲ区域
D.以上说法都不对
二、填空题
9.如图4所示为反映电阻串、并联规律的示意图,其中图　　　　(选填“甲”或“乙”)能够反映电阻并联规律。图乙表示的含义是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。

图4
10.一只3 Ω的电阻和一只6 Ω的电阻,它们串联后的总电阻为　　　　Ω,它们并联后的总电阻为　　　　Ω。?
11.如图5所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。则通过它们的电流大小关系是IAB　　　　IBC,这两段导体两端的电压大小关系是UAB　　　UBC。(均选填“>”“=”或“<”)?

图5
12.如图6所示的电路中,小灯泡电阻保持不变,当开关S闭合后,开关S1由闭合到断开的过程中,电路的总电阻将　　　　,电流表示数将　　　　。(均选填“变大”“变小”或“不变”)?

图6
13.一种电工工具由一个小灯泡L和一个定值电阻R并联而成,闭合开关后,通过L、R的电流与其两端电压的关系如图7所示。由图可得,定值电阻R的阻值为　　　　Ω;当把这个工具接在电压为2 V的电路中时,L、R并联后的总电阻是　　　　。?

图7
14.如图8所示,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8
三、实验探究题
15.林红同学在探究“串联电阻的总电阻与各串联电阻之间关系”时,利用滑动变阻器(规格分别为“5 Ω　1 A”“20 Ω　0.5 A”)、两个定值电阻(阻值分别为5 Ω和10 Ω)、电压表、电流表、电源(电压为3 V)等器材设计了如图9甲所示的电路进行实验探究。

图9
(1)根据电路图甲,请你用笔画线代替导线,将林红没有连接完的实物电路乙连接好(导线不允许交叉且电流表的量程选取适当)。
(2)在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应移到　　　　(选填“A”或“B”)端。?
(3)若闭合开关后发现电流表有示数,而电压表无示数,则出现该现象的原因可能是 (　　)
A.滑动变阻器开路
B.只有R1短路
C.只有R2短路
D.电压表的某一个接线柱接触不良
(4)下表是林红在排除故障后所记录的实验数据。请你根据测量数据进行分析,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
(5)通过表中数据分析,实验中应选用规格为　　　　　　的滑动变阻器。?
(6)实验中,滑动变阻器的作用是:? 　。?
16.在探究并联电路中电阻的规律时,小明同学分别按图10(a)(b)所示电路图连接电路,图(b)中电阻R是替代图(a)中电阻R1和R2的并联总电阻,则选择的电阻R应满足:在　　　　　　保持不变时,电流表A3的示数与电流表　　　　(选填“A1”或“A2”)的示数相同。这是科学研究方法——　　　　　法的应用。?

图10
四、计算题
17.如图11所示的电路中,R1的阻值为20 Ω,R2的阻值为30 Ω,电源电压不变。当S1闭合,S2、S3断开时,电流表的示数为0.45 A。求:
(1)当S2闭合,S1、S3断开时,电流表示数是多少。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,电流表示数是多少。

图11





答案
1.C
2.B　[解析] 每多开一盏灯,多增加了一个支路,相当于增加了导体的横截面积,总电阻越小,故A错误,B正确;
家庭电路电压保持220 V不变,故C错误;
每多开一盏灯,增加一个支路,其他支路电流不变,总电流越大,故D错误。
3.A　[解析] 并联电路的总电阻与分电阻之间的关系:1R=1R1+1R2。选项A中两电阻并联后的等效电阻RA=2 Ω;选项B中两电阻并联后的等效电阻RB=1.875 Ω;选项C中两电阻并联后的等效电阻RC=1.5 Ω;选项D中两电阻并联后的等效电阻RD=0.875 Ω。所以它们并联后的等效电阻最大的一组是A。
4.D　[解析] (1)滑动变阻器上标有“1.5 A　50 Ω”字样,即表示这个滑动变阻器的电阻变化范围是0~50 Ω;
(2)由于与一个阻值为30 Ω电阻串联,则整个电路中总电阻的变化范围为30~80 Ω。
5.B　[解析] 并联电路总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和,即:1R总=1R1+1R2,当R2不变、R1减小时,1R总增大,则R总减小,故A错误;
并联电路总电阻的倒数等于各电阻的倒数之和,即:1R总=1R?1+1R2,当R2不变、R1增大时,1R总减小,则R总增大,故B正确;电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,所以,当电源电压变大时,总电阻不变,故C错误;
电阻是导体本身的一种性质,与电流和电压无关,所以,当干路中的电流变大时,总电阻不变,故D错误。
6.A　[解析] 由电路图可知,图A中两电阻并联,图B中两电阻串联,图C为R1的简单电路,图D为R2的简单电路,电流表均测电路中的电流。
因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和,并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和,
所以,选项中总电阻的关系是R并IC>ID>IB。
7.D　[解析] 要使电路中电流变大,需要并联一个电阻;由于并联电路中各支路互不影响,并且干路电流等于各支路电流之和,因此增加的支路中的电流为I=0.8 A-0.3 A=0.5 A,故并联的电阻阻值为R'=UI=6V0.5A=12 Ω。
8.C
9.甲　电阻串联相当于增加了导体的长度
10.9　2
11.=　>
[解析] (1)AB和BC两段导体虽然粗细不同,但由于串联在电路中,故通过它们的电流是相等的,即IAB=IBC。
(2)AB和BC两段导体长度相同,但AB的横截面积比BC的横截面积小,故RAB>RBC,由U=IR可知,UAB>UBC。
12.变大　变小　[解析] 由电路图可知,当开关S、S1闭合时,电路为灯泡L2的简单电路,当开关S闭合、S1断开时,两灯泡L1、L2串联,所以,当开关S闭合后,开关S1由闭合到断开的过程中,电路的总电阻变大;由I=UR可知,电路电流变小,即电流表示数变小。
13.10　2.5 Ω
[解析] 求R的阻值可以从其I-U图像上任取一个点,找出此点对应的电压值和电流值,根据公式R=UI求出;当把此工具接入2 V的电路中时,灯泡中的电流为0.6 A,R中的电流为0.2 A,即干路电流为0.8 A,则L、R并联后的总电阻为R总=UI总=2V0.8A=2.5 Ω。
14.6　2　[解析] (1)当电流表并联在电阻R2两端时,电路为R1、R3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=UR可得电源的电压:
U=I(R1+R3)=0.3 A×(10 Ω+10 Ω)=6 V。
(2)将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'=UR1+R2+R3=6V10Ω+10Ω+10Ω=0.2 A,
则电压表的示数:U2=I'R2=0.2 A×10 Ω=2 V。
15.(1)如图所示
图5-3-5
(2)A　(3)D
(4)串联电路的总电阻等于各串联电阻之和
(5)“20 Ω　0.5 A”
(6)保护电路;改变电路中的电流和电压,进行多次测量　
[解析] (1)由表中数据可知,电流表应选用小量程,滑动变阻器按照“一下一上”的接线原则串联连入电路。
(2)在闭合开关前,为保护电路,滑片应处于最大阻值处,所以要移到A端。
(3)若变阻器开路,则电流表、电压表都无示数,故A错误;若两个电阻中有一个短路,则电流表和电压表都有示数,故B、C错误;若电压表的某一个接线柱接触不良,则电流表有示数,而此时电压表处于开路状态,电压表无示数,故D正确。
(4)由表中数据利用R=UI计算,3次实验中R总均为15 Ω,为R1与R2的阻值之和,则可以得出的结论是:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
(5)由表中数据可知,当电压表示数为1.5 V时,电路中电流为0.1 A,则变阻器分得的电压为3 V-1.5 V=1.5 V,变阻器两端电压等于两电阻两端电压,根据分压原理,变阻器连入电路中的电阻等于两电阻之和,即变阻器连入电路中的电阻为15 Ω,则变阻器所选规格为“20 Ω　0.5 A”。
(6)为得到普遍性的结论,要多次测量,滑动变阻器接在电路中就是为了改变电路中的电流和电压,进行多次测量。
16.电源电压　A1　等效替代
17.(1)当S1闭合,S2、S3断开时,电路为R1的简单电路,电流表测通过R1的电流,由I=UR可得,电源电压为U=I1R1=0.45 A×20 Ω=9 V。
当S2闭合,S1、S3断开时,R1、R2串联,电路的总电阻:
R串=R1+R2=20 Ω+30 Ω=50 Ω,
电路中电流表的示数:
I串=UR串=9V50Ω=0.18 A。
(2)当S1、S3闭合,S2断开时,R1、R2并联,根据1R并=1R1+1R2可知,电路的总电阻:
R并=R1R2R1+R2=20Ω×30Ω20Ω+30Ω=12 Ω,
电路中电流表的示数:
I并=UR并=9V12Ω=0.75 A。