题目
一个4Ω的电阻与一个4Ω电阻串联后,再与另一个电阻并联,这个电路的等效电阻为 4Ω,则另一个电阻的阻值为( )。A 8 ΩB10 ΩC12 Ω D14 Ω
一个4Ω的电阻与一个4Ω电阻串联后,再与另一个电阻并联,这个电路的等效电阻为 4Ω,则另一个电阻的阻值为( )。
A 8 Ω
B10 Ω
C12 Ω
D14 Ω
题目解答
答案
解:设所求电阻阻值为 ,已知两电阻串联后的电阻为
,已知两电阻串联后的电阻为 ,根据并联电路中电阻之间的关系公式:
,根据并联电路中电阻之间的关系公式: ,得
,得 ,解得
,解得 ,则另一个电阻的阻值为8 Ω。
,则另一个电阻的阻值为8 Ω。
故选:A。
解析
考查要点:本题主要考查串联电路和并联电路的电阻计算,以及通过方程求解未知电阻的能力。
解题核心思路:
- 串联电阻计算:两个相同阻值的电阻串联,总阻值为两者之和。
- 并联电阻公式:利用并联总电阻的倒数等于各电阻倒数之和,建立方程求解未知电阻。
- 方程求解:通过代数运算解分式方程,验证结果是否符合选项。
破题关键点:
- 明确电路结构:先串联后并联,分步计算。
- 正确应用公式:串联公式 $R_{\text{串}} = R_1 + R_2$,并联公式 $\frac{1}{R_{\text{并}}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$。
- 代数运算准确性:注意分式方程的变形与化简。
设另一个电阻的阻值为 $R_4$,解题步骤如下:
1. 计算串联电阻
两个 $4\Omega$ 的电阻串联,总阻值为:
$R_3 = R_1 + R_2 = 4\Omega + 4\Omega = 8\Omega$
2. 建立并联电路方程
串联后的 $8\Omega$ 电阻与 $R_4$ 并联,总阻值为 $4\Omega$,根据并联公式:
$\frac{1}{R_{\text{并}}} = \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4}$
代入已知条件:
$\frac{1}{4} = \frac{1}{8} + \frac{1}{R_4}$
3. 解方程求 $R_4$
移项得:
$\frac{1}{R_4} = \frac{1}{4} - \frac{1}{8} = \frac{2}{8} - \frac{1}{8} = \frac{1}{8}$
取倒数得:
$R_4 = 8\Omega$
结论:另一个电阻的阻值为 $8\Omega$,对应选项 A。