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4.一学生去实验室取定值电阻两只,R1=10Ω,R2=30Ω,电压表一个,练习使用电压表测电压.电路连接如图,电源输出电压U=12.0V不变.该生先用电压表与R1并联,电压表示数为U1,再用电压表与R2并联,电压表示数为U2,则下列说法正确的是(  )
A.U2一定小于9.0vB.U1一定大于3.0 V
C.U1与U2之和小于12 VD.U1与U2之比一定不等于1:3

分析 不接电压表时,R1、R2串联,电压之比等于电阻之比,求出此时R1、R2两端的电压,并联电压表后并联部分电阻变小,再根据串并联电路的特点即可分析求解.

解答 解:A、不接电压表时,R1、R2串联,电压之比为:$\frac{U{′}_{1}}{U{′}_{2}}$=$\frac{{R}_{1}}{{R}_{2}}$=$\frac{1}{3}$,
而U′1+U′2=12V
解得:U′1=3.0V,U′2=9.0V
当电压表并联在R1两端时,有:$\frac{{U}_{1}}{{U}_{2}}$=$\frac{{R}_{1并}}{{R}_{2}}$,
解得:U1<3V,
同理,当电压表并联在R2两端时,有:U2<9V,
得:U1+U2<12V.故AC正确,B错误;
D、设电压表内阻为RV,则电压表与R1并联时,其示数U1=$\frac{U}{{R}_{2}+\frac{{R}_{1}{R}_{V}}{{R}_{1}+{R}_{V}}}$$\frac{{R}_{1}{R}_{V}}{{R}_{1}{+R}_{V}}$=$\frac{U{R}_{1}{R}_{2}}{{R}_{1}{R}_{2}+{R}_{1}{R}_{V}+{R}_{2}{R}_{v}}$;
电压表与R2并联时,其示数U2=$\frac{U}{{R}_{1}+\frac{{R}_{2}{R}_{V}}{{R}_{2}+{R}_{V}}}$$\frac{{R}_{2}{R}_{V}}{{R}_{2}+{R}_{V}}$=$\frac{U{R}_{2}{R}_{V}}{{R}_{1}{R}_{2}+{R}_{1}{R}_{V}+{R}_{2}{R}_{v}}$
则可知,两电压表之比一定等于1:3.
故D错误.
故选:AC.

点评 本题主要运用串并联的知识讨论电压表对电路的影响,知道并联电压表后并联部分电阻变小,并能明确接入电压表时总电阻减小,同时注意要将电压表视为电阻进行分析,利用串并联电路的规律定量分析电压表示数.

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