高中物理等效电路模型试题及参考答案

高中物理等效电路模型试题及参考答案

一、单选题（每题2分，共20分）

1.在等效电路中，电阻R1和R2并联后接在电压为U的电源上，若R1=10Ω，R2=20Ω，则通过R1的电流是（）（2分）A.U/30B.2U/10C.U/10D.U/20【答案】C【解析】并联电路中各支路电压相等，通过R1的电流I1=U/R1=U/

102.两个电阻R1和R2串联接在电压为U的电源上，已知R1=10Ω，R2=20Ω，则电路中的总电流是（）（2分）A.U/30B.2U/10C.U/10D.U/20【答案】A【解析】串联电路中电流处处相等，总电阻R=R1+R2=30Ω，总电流I=U/R=U/

303.等效电路中，一个电容器C和电阻R串联接在频率为f的交流电源上，则电容器的容抗XC是（）（2分）A.1/2πfCB.2πfCC.1/2πfRD.2πfR【答案】A【解析】电容器的容抗XC=1/2πfC

4.在等效电路中，三个电阻R

1、R2和R3并联，已知R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，则并联电路的总电阻是（）（2分）A.60ΩB.10ΩC.6ΩD.5Ω【答案】C【解析】并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，1/R=1/R1+1/R2+1/R3=1/10+1/20+1/30=11/60，故R=60/11Ω≈

5.45Ω，最接近C选项

5.在等效电路中，一个电感L和电阻R串联接在频率为f的交流电源上，则电感的感抗XL是（）（2分）A.2πfLB.1/2πfLC.1/2πfRD.2πfR【答案】A【解析】电感的感抗XL=2πfL

6.在等效电路中，两个电容器C1和C2串联，已知C1=10μF，C2=20μF，则串联后的总电容是（）（2分）A.30μFB.10μFC.20μFD.5μF【答案】D【解析】串联电容器总电容的倒数等于各电容器倒数之和，1/C=1/C1+1/C2=1/10+1/20=3/20，故C=20/3μF≈

6.67μF，最接近D选项

7.在等效电路中，两个电容器C1和C2并联，已知C1=10μF，C2=20μF，则并联后的总电容是（）（2分）A.30μFB.10μFC.20μFD.5μF【答案】A【解析】并联电容器总电容等于各电容器电容之和，C=C1+C2=10+20=30μF

8.在等效电路中，一个电容器C和电阻R串联接在直流电源上，则电容器两端的电压是（）（2分）A.UB.0C.U/1+R/CD.U/R【答案】B【解析】直流电无法通过电容器，串联电路中电容器相当于断路，电容器两端电压等于电源电压U

9.在等效电路中，两个电阻R1和R2串联接在电压为U的电源上，若R1=10Ω，R2=20Ω，则R2两端的电压是（）（2分）A.U/3B.2U/3C.U/2D.U【答案】B【解析】串联电路中各部分电压之比等于电阻之比，R2两端电压U2=U×R2/R1+R2=U×20/10+20=2U/

310.在等效电路中，一个电感L和电阻R串联接在直流电源上，则电感两端的电压是（）（2分）A.UB.0C.U/1+R/LD.U/R【答案】B【解析】直流电无法产生感应电动势，电感相当于短路，电感两端电压等于0

二、多选题（每题4分，共20分）

1.以下哪些属于等效电路模型的应用？（）（4分）A.电路简化B.电路分析C.电路设计D.电路测量E.电路故障排除【答案】A、B、C、D、E【解析】等效电路模型广泛应用于电路简化、分析、设计、测量和故障排除等方面

2.在等效电路中，以下哪些情况下电容器相当于断路？（）（4分）A.交流电路B.直流电路C.低频电路D.高频电路E.电容开路【答案】B、E【解析】直流电路中电容器相当于断路，电容开路也相当于断路

3.在等效电路中，以下哪些情况下电感器相当于短路？（）（4分）A.交流电路B.直流电路C.低频电路D.高频电路E.电感短路【答案】B、E【解析】直流电路中电感器相当于短路，电感短路也相当于短路

4.在等效电路中，以下哪些是并联电路的特点？（）（4分）A.电流处处相等B.电压处处相等C.总电阻等于各支路电阻倒数之和D.总电流等于各支路电流之和E.总功率等于各支路功率之和【答案】B、D、E【解析】并联电路中电压处处相等，总电流等于各支路电流之和，总功率等于各支路功率之和

5.在等效电路中，以下哪些是串联电路的特点？（）（4分）A.电流处处相等B.电压处处相等C.总电阻等于各支路电阻之和D.总电流等于各支路电流倒数之和E.总功率等于各支路功率倒数之和【答案】A、C【解析】串联电路中电流处处相等，总电阻等于各支路电阻之和

三、填空题（每题4分，共16分）

1.在等效电路中，两个电阻R1和R2并联，已知R1=10Ω，R2=20Ω，则并联电路的总电阻是______Ω（4分）【答案】6Ω【解析】并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，1/R=1/R1+1/R2=1/10+1/20=11/60，故R=60/11Ω≈

5.45Ω，最接近6Ω

2.在等效电路中，一个电容器C和电阻R串联接在频率为f的交流电源上，则电容器的容抗XC是______（4分）【答案】1/2πfC【解析】电容器的容抗XC=1/2πfC

3.在等效电路中，两个电容器C1和C2串联，已知C1=10μF，C2=20μF，则串联后的总电容是______μF（4分）【答案】

6.67μF【解析】串联电容器总电容的倒数等于各电容器倒数之和，1/C=1/C1+1/C2=1/10+1/20=3/20，故C=20/3μF≈

6.67μF

4.在等效电路中，两个电容器C1和C2并联，已知C1=10μF，C2=20μF，则并联后的总电容是______μF（4分）【答案】30μF【解析】并联电容器总电容等于各电容器电容之和，C=C1+C2=10+20=30μF

四、判断题（每题2分，共10分）

1.在等效电路中，两个电阻R1和R2并联，已知R1=10Ω，R2=20Ω，则并联电路的总电阻小于R1（）（2分）【答案】（√）【解析】并联电路总电阻小于任一支路电阻，故总电阻小于R

12.在等效电路中，一个电感L和电阻R串联接在频率为f的交流电源上，则电感的感抗随频率f的增大而增大（）（2分）【答案】（√）【解析】电感的感抗XL=2πfL，随频率f的增大而增大

3.在等效电路中，两个电容器C1和C2串联，已知C1=10μF，C2=20μF，则串联后的总电容小于C1（）（2分）【答案】（√）【解析】串联电容器总电容小于任一支路电容，故总电容小于C

14.在等效电路中，两个电容器C1和C2并联，已知C1=10μF，C2=20μF，则并联后的总电容大于C2（）（2分）【答案】（√）【解析】并联电容器总电容大于任一支路电容，故总电容大于C

25.在等效电路中，一个电感L和电阻R串联接在直流电源上，则电感两端的电压等于电源电压（）（2分）【答案】（×）【解析】直流电无法产生感应电动势，电感两端电压等于0

五、简答题（每题5分，共15分）

1.简述等效电路模型的概念及其应用（5分）【答案】等效电路模型是指将复杂的电路简化为简单的电路，以便于分析和计算其应用包括电路简化、电路分析、电路设计、电路测量和电路故障排除等

2.简述并联电路和串联电路的特点（5分）【答案】并联电路的特点电压处处相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻小于任一支路电阻串联电路的特点电流处处相等，电压等于各部分电压之和，总电阻等于各支路电阻之和

3.简述电容器和电感器在等效电路中的作用（5分）【答案】电容器在等效电路中的作用在直流电路中相当于断路，在交流电路中具有容抗，容抗随频率的增大而减小电感器在等效电路中的作用在直流电路中相当于短路，在交流电路中具有感抗，感抗随频率的增大而增大

六、分析题（每题10分，共20分）

1.分析一个由两个电阻R1和R2串联，再与一个电阻R3并联的等效电路，已知R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，电源电压为U，求电路中的总电流和各部分电压（10分）【答案】

（1）总电阻R=1/1/R1+1/R2+R3=1/1/10+1/20+30=1/3/20+30=20/3+30=110/3Ω

（2）总电流I=U/R=U/110/3=3U/110=3U/110A

（3）R1和R2串联部分的电压U12=I×R1+R2=3U/110×10+20=3U/110×30=90U/110=9U/11V

（4）R3两端的电压U3=U12=9U/11V

2.分析一个由两个电容器C1和C2串联，再与一个电容器C3并联的等效电路，已知C1=10μF，C2=20μF，C3=30μF，电源电压为U，求电路中的总电容和各部分电压（10分）【答案】

（1）C1和C2串联部分的电容C12=1/1/C1+1/C2=1/1/10+1/20=1/3/20=20/3μF

（2）总电容C=C12+C3=20/3+30=110/3μF

（3）C12和C3并联部分的电压U12=U×C3/C12+C3=U×30/110/3=U×90/110=9U/11V

（4）C1和C2串联部分的电压U12=U×C12/C12+C3=U×20/3/110/3=U×20/110=2U/11V

七、综合应用题（每题25分，共50分）

1.设计一个由两个电阻R1和R2串联，再与一个电阻R3并联的等效电路，已知R1=10Ω，R2=20Ω，R3=30Ω，电源电压为U=12V，求电路中的总电流和各部分电压，并画出电路图（25分）【答案】

（1）电路图```+-------+-------+|||R1R2R3|||+-------+-------+|||+-------+-------+```

（2）总电阻R=1/1/R1+1/R2+R3=1/1/10+1/20+30=1/3/20+30=20/3+30=110/3Ω

（3）总电流I=U/R=12/110/3=36/110=18/55A

（4）R1和R2串联部分的电压U12=I×R1+R2=18/55×10+20=18/55×30=540/55=108/11V

（5）R3两端的电压U3=U12=108/11V

2.设计一个由两个电容器C1和C2串联，再与一个电容器C3并联的等效电路，已知C1=10μF，C2=20μF，C3=30μF，电源电压为U=12V，求电路中的总电容和各部分电压，并画出电路图（25分）【答案】

（1）电路图```+-------+-------+|||C1C2C3|||+-------+-------+|||+-------+-------+```

（2）C1和C2串联部分的电容C12=1/1/C1+1/C2=1/1/10+1/20=1/3/20=20/3μF

（3）总电容C=C12+C3=20/3+30=110/3μF

（4）C12和C3并联部分的电压U12=U×C3/C12+C3=12×30/110/3=12×90/110=108/11V

（5）C1和C2串联部分的电压U12=U×C12/C12+C3=12×20/3/110/3=12×20/110=24/11V---标准答案

一、单选题

1.C

2.A

3.A

4.C

5.A

6.D

7.A

8.B

9.B

10.B

二、多选题

1.A、B、C、D、E

2.B、E

3.B、E

4.B、D、E

5.A、C

三、填空题

1.6Ω

2.1/2πfC

3.

6.67μF

4.30μF

四、判断题

1.（√）

2.（√）

3.（√）

4.（√）

5.（×）

五、简答题

1.等效电路模型是指将复杂的电路简化为简单的电路，以便于分析和计算其应用包括电路简化、电路分析、电路设计、电路测量和电路故障排除等

2.并联电路的特点电压处处相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻小于任一支路电阻串联电路的特点电流处处相等，电压等于各部分电压之和，总电阻等于各支路电阻之和

3.电容器在等效电路中的作用在直流电路中相当于断路，在交流电路中具有容抗，容抗随频率的增大而减小电感器在等效电路中的作用在直流电路中相当于短路，在交流电路中具有感抗，感抗随频率的增大而增大

六、分析题

1.总电阻R=110/3Ω，总电流I=18/55A，R1和R2串联部分的电压U12=108/11V，R3两端的电压U3=108/11V

2.总电容C=110/3μF，C12和C3并联部分的电压U12=108/11V，C1和C2串联部分的电压U12=24/11V

七、综合应用题

1.总电流I=18/55A，R1和R2串联部分的电压U12=108/11V，R3两端的电压U3=108/11V

2.总电容C=110/3μF，C12和C3并联部分的电压U12=108/11V，C1和C2串联部分的电压U12=24/11V。