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5.3等效电路
一、单选题
1.水平地面上的绝缘平板小车内竖直固定一个压敏电阻R（其电阻值会随着所受压力的增大而减小），与定值电阻R0、电流表、电源接成串联电路．压敏电阻旁紧靠一个重物M．已知小车静止时电流表的示数为U0 ， 如果现在发现电压表示数U＞U0 ， 则可知小车的运动状态是（ ）
A. 向右减速运动 B. 向右加速运动 C. 向左匀速运动 D. 向右匀速运动
2.图甲是小灯泡L1和L2的电流随电压变化的图象．将它们按图乙所示接入电路中，闭合开关S，小灯泡L1的实际功率为1W．下面的说法中正确的是（ ）
A. 电流表的示数为0.5A B. 电源电压为2V
C. 电压为1V时，灯泡L1的功率为0.2W D. 灯泡L1比L2暗
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3.如图所示是电阻甲和乙的U﹣I图象，下列说法正确的是（ ）
A. 甲、乙两元件的电流与电压都成正比
B. 乙元件是一个定值电阻且阻值大小为10Ω
C. 甲、乙并联在电路中，当电源电压为2V时，电路的总电流为0.3A
D. 甲、乙串联在电路中，当电路电流为0.2A时，甲的功率为0.6W
4.如图所示的电路中，电源电压不变，移动滑动变阻器R1的滑片P，当电流表的示数变化范围为1A～1.3A时，电压表的示数变化了3V，则该定值电阻R2所消耗功率的变化范围是（ ）
A. 3W～3.9W B. 3W～5.07W C. 3.9W～10W D. 10W～16.9W
5.如图所示的电路，合上开关后小灯泡正常发光，若将小灯泡和电流表的位置互换，则合上开关后的现象是（）
A. 电压表和电流表都没有示数 B. 小灯泡会烧坏 C. 小灯泡仍正常发光 D. 小灯泡不发光
6.光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，将光敏电阻R、定值电阻R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是( )
A. 电流表和电压表示数均变小
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B. 电流表和电压表示数均变大
C. 电流表示数变小，电压表示数变大 D. 电流表示数变大，电压表示数变小
7.如图所示电路中，R为定值电阻，闭合开关后，当滑片P在某两点之间滑动时，电流表的示数变化范围是0.5~1.5A，电压表的示数变化范围是3~6V．小丽通过推算，得出四个结论：①变阻器连入电路的电阻变化范围为2~12Ω．②定值电阻R的阻值为3Ω．③实验中R两端的电压变化范围为2V~4.5V．④电路消耗的总功率的变化范围约为3.75W~11.25W．其中错误的是( )
A. ① B. ② C. ③ D. ④
8.将电阻R1、R2串联在电路中，已知R1=3R2 ， 总电压为4V，则R1两端的电压为（ ）
A. ４Ｖ B. ３Ｖ C. ２Ｖ D. １Ｖ
9.对欧姆定律的变形公式的理解正确的是（ ）
A. R与U成正比 B. R与I成反比 C. R与U、I无关 D. 以上说法都正确
10.在图的电路中，电源电压保持不变，R为定值电阻．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P从最右端移到中间某个位置，电压表和电流表的示数分别变化了△U和△I．下列分析正确的是（ ）
A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 先变小后变大
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11.高速公路收费站于开始对过往的超载货车实施计重收费，某同学结合所学物理知识设计了如图所示的计重秤原理图（电源电压一定），以下说法正确的是（ ）
A. 称重表相当于一个电压表 B. 电路中的R1是没有作用的
C. 当车辆越重时，称重表的示数越小 D. 当车辆越重时，称重表的示数越大
12.三个电阻R1、R2、R3并联于同一电路中，其阻值分为30Ω、20Ω、10Ω，通过它们的电流分别为I1、I2、I3 ， 那么I1：I2：I3为( )
A. 6∶3∶2 B. 2∶3∶6 C. 3∶2∶1 D. 1∶2∶3
13.如图甲的电路中，闭合开关S后，电压表的示数为2V，两个电流表的指针偏转至表盘的同一位置（如图乙），则（ ）
A. L1中的电流为0.2A B. L1、L2中电流之比为I1：I2=5：1
C. 电路的总电阻是10Ω D. L1和L2消耗的电功率之比P1：P2=4：1
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14.如图所示电路中，电源电压稳定，闭合开关后，使滑动变阻器的滑片P从b端逐渐滑动到a端，当滑动到a端时，小灯泡恰好正常发光，小灯泡的I﹣U关系图象如图所示，下列说法正确的是（ ）
A. 电源电压为15V B. 小灯泡正常发光时的电阻为3Ω
C. 小灯泡的额定功率为3W D. 滑动变阻器的最大阻值为9Ω
15.如图所示的电路中，电源电压不变，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑动变阻器滑片P向右移动时，下列说法正确的是（ ）
A. 电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变小
B. 电流表示数变小，电压表与电流表示数之比不变
C. 电流表示数变大，电压表与电流表示数之比不变
D. 电压表示数变大，电压表与电流表示数之比变大
二、填空题
16.如图所示，电源两端电压U=3V保持不变．当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在AB中点时，电压表示数为U1 ， 电流表示数为I1；当滑动变阻器滑片P移至B端时，电压表示数为U2 ， 电流表示数为I2；当开关S1、S2都闭合，滑动变阻器滑片P移至A端时，电流表示数为I3 ． 已知R2=1Ω，U1：U2=3：4，I2：I3=1：6．则当开关S1闭合、S2断开，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表示数I1为________A．
17.一根粗细均匀的电阻丝接在电压为9伏的电源上，通过它的电流为0.3安，该电阻丝的阻值为________欧．当该导体两端的电压为12伏时，其电阻为________欧，通过它的电流为________安．
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18.如图所示的电路中，电源电压恒定不变，已知R1=3R2 ， 当S1闭合、S2断开时，电压表和电流表示数分别U1和I1；当S1断开、S2闭合时，电压表和电流表示数分别U2和I2 ， 则U1：U2=________，I1：I2=________．
19.现将长度相同、横截面积不同的不同种材料制成的导体A和B接到如图所示的电路中，闭合电键S，此时导体A和B两端的电压关系是UA=UB ， 则RA：RB=________，由此可知________导体的材料导电性能好．（选填“A”或“B”）
20.甲、乙两导体的材料和长度相同，甲的横截面积大于乙的横截面积，则甲、乙两导体的电阻之比________ ；若将它们串联在电路中时，通过甲、乙导体的电流之比________ ；若将它们并联后接入电路，则甲、乙两导体两端的电压之比________ （均选填“大于”、“等于”或“小于”）
21.如图所示的电路，电源电压保持不变，R1=10Ω．当闭合开关S，滑动变阻器滑片P在中点时，电流表的示数为0.3A；当把滑片P移到最右端时，电流表的示数为0.2A．则电源电压为________V，滑动变阻器的最大阻值为________Ω．
三、解答题
22.如图所示的电路中，电源电压为6V不变，滑动变阻器R2标有“20Ω 2A”字样，闭合开关S后，电流表A示数为0.2A，电压表V示数为2V。求：
（1）R1的阻值；
（2）电流表A最小示数。
23. 在如图所示的电路中，电源电压为9V且保持不变，电流表的规格为“O～O．6A”，电压表的规格为“0～15V”，灯泡上标有“6V 6W”字样，灯泡中的电流随电压变化的关系如图所示．试求：
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(1)灯泡正常发光时的电阻．
(2)当电流表示数为0．4A时，电压表的示数．
(3)灯泡正常发光时滑动变阻器消耗的电功率．
四、实验探究题
24.回答下列问题：
（1）设计电路．要求：L1和L2串联，电流表测L1的电流，电压表测L2两端的电压，滑动变阻器控制电路中的电流不超过0.5A．用铅笔线代替导线将图1中的元件连接起来．
（2）探究串联电路中的电压规律：在做“探究串联电路中的电压规律”的实验时，有多个灯泡可供选择，小丽把两只灯泡L1、L2串联起来接到电源上，如图2所示：
当分别把电压表连在图2中AB两点、BC两点及AC两点时，闭合开关后测得的数据是：UAB=0，UBC=4.5V，UAC=4.5V，则故障可能是________．故障排除后，实验正常进行，通过测量得到了三组实验数据如下表：
实验次数
AB间电压U1/V
BC间电压U2/V
AC间电压U3/V
1
2.0
2.5
4.5
2
2.4
2.1
4.5
3
1.9
2.6
4.5
分析两组实验数据，可得出：________．
实验完成后，同组的小杨同学认为，每次操作都需要将电压表拆接至AB、BC、AC两端，太过繁琐，她认为只需进行两个简单的操作，如图2所示：①在测L2两端的电压时，只需将电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上；②测总电压时，只需将电压表所接的A接点不动，只断开B接点，并改接到C接点上．聪明的小亮同学马上对她的方法给予了否定，他认为在进行操作①时，会出现________的问题，而在进行操作②时，会出现________的问题．
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25.某科技创新小组制作了一个直接测量电阻阻值的仪器，器材有：滑动变阻器R′（150Ω 3A）、定值电阻R=100Ω、电压表（量程0﹣3V）、电源（电压6V）及开关和导线若干，设计电路如图，制作过程如下：
（1）在a与b之间接阻值为100Ω电阻R，调节滑动变阻器R′，使电压表示数为3V（即满量程），把电压表的“3V”刻度线标为“100Ω”，此时滑动变阻器R′接入阻值为________Ω；
（2）保持滑动变阻器滑片不动，当在a、b之间接入电阻R1时，电压表示数为2V，则电阻R1=________Ω，电压表“2V”处标上此阻值；
（3）据此原理，通过计算可把电压表的电压刻度改为相应的电阻值，这样就可以直接测量电阻．在测量过程中，小组成员发现：电源长时间工作，电源电压会降低，此时若将某未知电阻接入，电压表指针指示标有20Ω处，则该电阻的实际阻值将________（“大于”、“小于”或“等于”）20Ω．
五、综合题（共3题；共40分）
26.（2011•锦州）有一种新型节能灯﹣LED灯，使用这种灯比旧灯泡节能90%，且发出光的颜色会随电压的变化而变化（见下表）．
LED灯两端电压（V）
通过LED灯电流（mA）
LED灯发出光的颜色
1.8
20
红
2.4
20
黄
3.2
20
蓝
（1）根据表中数据，求出当LED灯发出红光时，100s消耗的电能是多少？
（2）把一个LED灯接入如右上图所示的电路中，已知电源电压为5V且保持不变，电阻R为90Ω．闭合开关，毫安表（量程更小的电流表）的读数为20mA，请你通过计算说明此时LED灯发出什么颜色的光？
27.从2011年5月11日起，执行酒驾重罚新规定．交警使用的某型号酒精测试仪的工作原理相当于如图所示．电源电压恒为9V，传感器电阻R2的电阻值随酒精气体浓度的增大而减小，当酒精气体的浓度为0时，R2的电阻为80Ω．使用前要通过调零旋钮（即滑动变阻器R1的滑片）对测试仪进行调零，此时电压表的示数为8V．求：
（1）电压表的示数为8V时，电流表的示数为多少？
（2）电压表的示数为8V时，滑动变阻器R1的电阻值为多少？
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（3）调零后，R1的电阻保持不变．某驾驶员对着测试仪吹气10s，若电流表的示数达到0.3A，表明驾驶员醉驾，此时电压表的示数为多少？
28.（2015•黔南州）如图所示的电路中，电源电压不变．电阻R1的阻值为20Ω，滑动变阻器R2上标有“100Ω 2A”字样．闭合电键S，电流表A的示数为0.4A，电压表V的示数为10V．求：
（1）电阻R2连入电路的阻值；
（2）电源电压U；
（3）现用阻值为10Ω的电阻替换R1 ， 要求在移动变阻器滑片P的过程中，不更换电表量程，两电表的指针能达到满刻度处，且电路能正常工作，求变阻器R2连入电路的阻值范围．
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答案解析部分
一、单选题
1.【答案】B
2.【答案】B
3.【答案】C
4.【答案】D
5.【答案】C
6.【答案】D
7.【答案】C
8.【答案】B
9.【答案】C
10.【答案】C
11.【答案】D
12.【答案】B
13.【答案】D
14.【答案】D
15.【答案】B
二、填空题
16.【答案】1.5
17.【答案】30；30；0.4
18.【答案】1：1；4：3
19.【答案】1：1；A
20.【答案】小于；等于；等于
21.【答案】6；20
三、解答题
22.【答案】解：此电路为电阻R1、R2串联，电压表测的是电阻R2两端电压，U2=2V，U1=4V，串联电流相等，I1=I2=0.2A，则。电流表示数最小，电路中的电阻要最大，当滑动变阻器的阻值为20Ω时，。
23.【答案】解：（1）灯泡正常发光时的电压为6V，由乙图可知正常发光时的电流为1A；或者根据额定电压和额定功率计算出电流：I=P/U=6W/6V=1A，根据欧姆定律求出灯泡正常发光时的电阻：R=U/I=6V/1A=6Ω
（2）由图象可知，当电流表示数为0.4A时，小灯泡两端的电压为1V，
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，∴此时电压表示数：U滑′=U-UL=9V-1V=8V；
（3）灯泡正常发光时，滑动变阻器两端的电压：U滑=U-UL额
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=9V-6V=3V，
∵串联电路中各处的电流相等，∴滑动变阻器消耗的电功率：
P滑=U滑I滑=U滑IL额=3V×1A=3W．
四、实验探究题
24.【答案】（1）解：电源电压为3V，电压表选用小量程；电路中电流不超过0.5A，电流表选用小量程，将两灯与电流表、变阻器、开关串联起来，最后将电压表并联在L2的两端，如下图所示：
（2）灯泡L1短路（或L2断路、或L1短路同时L2断路）；串联电路中总电压等于各部分电压之和；电压表指针反偏；电压表指针偏到表盘右侧无刻度处
25.【答案】（1）100
（2）50
（3）大于
五、综合题
26.【答案】（1）解：由表中数据可知LED灯发红光时U1=1.8 V，I1=20mA=0.02A，
W=U1I1t=1.8V×0.02A×100s=3.6J
答：LED灯发出红光时100s消耗的电能为3.6J；
（2）解：R与LED灯串联，R两端电压为：
UR=IR=0.02A×90Ω=1.8V，
则灯两端电压为UL=U总﹣UR=5V﹣1.8V=3.2V，
由表中数据可知，当LED灯两端电压为3.2 V时发出的是蓝光
答：此时LED灯发出蓝颜色的光．
27.【答案】（1）解：因为R2和滑动变阻器串联，当酒精气体的浓度为0时，R2=80Ω，电压表示数U2为8V，
I=I1=I2= = =0.1A．
（2）解：U1=U﹣U2=9V﹣8V=1V，
R1= = =10Ω．
（3）解：当R1的电阻保持不变，电流表的示数I′=0.3A时，
U1′=I′R1=0.3A×10Ω=3V，
U2′=U﹣U1′=9V﹣3V=6V．
28.【答案】（1）解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R2两端的电压，电流表测电路中的电流．
（1）由I=可得，电阻R2连入电路的阻值：R2===25Ω
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；
答：电阻R2连入电路的阻值为25Ω；
（2）解：（2）因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
所以，电源的电压：U=I（R1+R2）=0.4A×（20Ω+25Ω）=18V；
答：电源电压为18V；
（3）解：（3）用阻值R3=10Ω的电阻替换R1后，因不更换电表量程时两电表的指针能达到满刻度处，且滑动变阻器允许通过的最大电流为2A，所以，电流表的量程为0～0.6A，
因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，当电压表的示数为3V时，R3两端的电压：U3=U﹣U2′=18V﹣3V=15V，
因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流：I′===1.5A＞0.6A，
则电压表的量程为0～15V；
当电路中的电流I大=0.6A时，滑动变阻器接入电路中的电阻最小，
则电路中的总电阻：R===30Ω，
滑动变阻器接入电路中的最小阻值：R2小=R﹣R3=30Ω﹣10Ω=20Ω，
当电压表的示数U2大=15V时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，
此时替换电阻两端的电压：U3小=U﹣U2大=18V﹣15V=3V，
电路中的最小电流：I小===0.3A，
滑动变阻器接入电路中的最大阻值：R2大===50Ω，
所以，变阻器R2连入电路的阻值范围为20Ω～50Ω．
答：变阻器R2连入电路的阻值范围20Ω～50Ω．
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