- 串联电路的电流、电压和电阻
- 共1191题
有三个电阻,其阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω,现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压.问:
(1)在总电路上可能获得最大电流与最小电流之比为多少?
(2)对20Ω的电阻来说,在各种可能的连接方式中能使获得最大功率的有哪些连接方式?获得最小功率的有哪些连接方式?(只要求画出电路图表示).
正确答案
解析
解:(1)三个电阻串联时获得的电阻最大,最大值为:
Rmax=10+20+30=60Ω;
三个电阻并联时获得的电阻最小,根据并联电路特点:并联之后的总电阻小于支路中的最小电阻:=
+
+
解得:Rmin=Ω.
因电压不变,由U=IR得:最大电流与最小电流之比为:=
=
(2)20Ω的电阻是定值电阻,当电压最大时获得的功率最大,而最大电压等于直流电压,可有两种连接方式如图a、b所示.
20Ω的电压最小时获得的功率最小,连接方式如图c所示.
答:(1)在总电路上可能获得最大电流与最小电流之比为11:1.
(2)对20Ω的电阻来说,在各种可能的连接方式中能使获得最大功率的连接方式如图a、b所示,获得最小功率的连接方式如图c所示.
如图所示的电路中,U=24V,滑动变阻器R2的最大值为100Ω,R1=50Ω.当滑片P滑至R2的中点时,a、b两端的电压为( )
正确答案
解析
解:由题,滑片P滑至R2的中点,变阻器下半部分电阻为50Ω,下半部分电阻与R1并联的阻值为 R并=R1=25Ω
则a.b两端的电压为:
Uab=U=
×24V=8V
故A正确,BCD错误.
故选:A
在研究“并联电路的等效电阻”的学习过程中,同学们纷纷提出猜想和研究方法,如图.
(1)请你运用学过的知识通过理论推导,探究并联电路的等效电阻与各支路电阻的关系;
(2)请设计出一个实验,来验证你得出的结论.(简述验证过程与方法,并画出实验电路和记录实验数据的表格)
正确答案
解析
解:(1)设并联电阻的阻值为R1和R2,并联后等效电阻为R,通过它们的电流分别为I1、I2和I,有并联电路的特点可知:
U=U1=U2…①
I=I1+I2…②
由欧姆定律I=代入②式得
=
+…③
将①代入③式得+…
结论:并联电路等效电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和.
(2)实验电路
实验表格
每一组实验,图甲可任选R1和R2,闭合开关后读出U和I的值.记入表格中,然后在图乙中使滑片移动,使U和I的值与图甲相同时,测出连入电路电阻的值R.若,则验证上述推导正确.
如图所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A、B为分压器的输出端,R是负载电阻,电源电压为U保持恒定,滑动片P位于变阻器的中央,下列判断正确的是( )
正确答案
解析
解:A、空载(不接R)时,触头把滑动变阻器分成相等的两部分,由串联电路特点可知,输出电压为电源电压的一半,即,故A正确;
B、接上负载R时,电路总电阻变小,干路电流变大,滑动变阻器上半部分电压变大,大于电源电压的一半,则A、B间的输出电压小于,故B正确;
C、负载电阻R的阻值越大,负载电阻与滑动变阻器下半部分电阻的并联阻值越大,输出电压越大,故C错误;
D、接上负载R时,电路总电阻变小,干路电流变大,滑动变阻器上半部分电压变大,大于电源电压的一半,则A、B间的输出电压小于,要使输出电压等于
,滑片应向上移动,故D正确;
故选ABD.
如图所示电路中,伏特表V1和V2的内阻都远远大于R1、R2、R3和R4的电阻,R1和R3电阻未知,R2=R4=20Ω,伏特表V1和V2的读数分别为15V和10V,则a、b两点间的电压为( )
正确答案
解析
解:两电压表为理想电压表时,四个电阻串联,则Uab=U1+U2+U3+U4;
由于R2=R4=20Ω,电流又相等,则U2=U4,
则Uab=(U1+U2)+(U3+U2)=UV1+UV2=15V+10V=25V
故选:C.
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