4 串联电路和并联电路练习2021-2022学年物理必修第三册人教版2019（word含解析）

4　串联电路和并联电路
基础过关练
题组一　串、并联电路的规律
1.(2021新疆乌鲁木齐四中高二期中)(多选)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,以下说法正确的是　 (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.R1>R2
B.R1和R2串联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ
C.R1D.R1和R2并联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅱ
2.(2020吉林白城洮南一中高二月考)如图所示,灵敏电流计的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=1 mA。当使用a、b两个端点时是量程为0~201 mA的电流表,当使用a、c两个端点时是量程为0~U的电压表。已知R1=100 Ω,则R2与U的值分别为 (　　)
　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.R2=2.5 Ω,U=20.6 V　　　B.R2=2 Ω,U=20.6 V
C.R2=2.5 Ω,U=0.6 V　　　D.R2=2 Ω,U=0.6 V
3.(2020江苏姜堰二中高二期末)如图所示电路,开关K断开和闭合时电流表示数之比是1∶3,则可知电阻R1和R2之比为　 (　　)
A.1∶3　　　　　B.1∶2
C.2∶1　　　　　D.3∶1
4.(2021黑龙江宾县二中高二月考)(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=120 Ω,R2=10 Ω,R3=40 Ω。另有一测试电源,电压为100 V,则 (　　)
A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是130 Ω
B.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是40 Ω
C.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为25 V
D.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80 V
题组二　电压表和电流表的电路结构
5.(2021黑龙江高二期中)有一个电流表,满偏电流Ig=200 μA,内阻Rg=1 kΩ,若要改装成量程0~1 mA的电流表,应　　　　(填“串”或“并”)联一个阻值为　　　　Ω的电阻。若要将改装后的电流表再改装成量程0~3 V的电压表,应再　　　　(填“串”或“并”)联一个阻值为　　　　Ω的电阻。
6.(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是 (　　)
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程减小
D.乙表是电压表,R增大时量程增大
7.(2020湖北武汉常青一中高二期中)一个电流表的满偏电流Ig=1 mA,内阻为500 Ω,要把它改装成一个量程为0~10 V的电压表,则应在电流表上 (　　)
A.串联一个10 kΩ的电阻
B.并联一个10 kΩ的电阻
C.串联一个9.5 kΩ的电阻
D.并联一个9.5 kΩ的电阻
8.(多选)如图是某同学改装成的某一量程电流表的原理图(其中表头内阻为Rg,并联的定值电阻的阻值为R),结果他发现该电流表的示数总是比准确值稍大一点,请问以下哪些措施可以对此加以改进 (　　)
A.并联一个比Rg和R的总电阻小得多的电阻
B.给定值电阻串联一个比R小得多的电阻
C.并联一个比R大得多的电阻
D.给表头串联一个比Rg小得多的电阻
9.(2021黑龙江大庆一中高二月考)如图所示是有两个量程的电压表的内部电路图,当使用a、b两个端点时,量程为0~3 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~15 V。已知电流表的内阻Rg为50 Ω,满偏电流为10 mA,则电阻R1、R2的值分别为 (　　)
A.1 450 Ω　250 Ω　　　B.1 200 Ω　250 Ω
C.250 Ω　1 450 Ω　　　D.250 Ω　1 200 Ω
能力提升练
题组一　串、并联电路的规律
1.(2020湖南张家界慈利一中高二期中,)如图所示,R2=R4,理想电压表V1的示数为70 V,理想电压表V2的示数为50 V,则A、B间的电压为 (　　)　　　　　　 　　　　　　 　　　　　　
A.140 V　　　B.120 V
C.100 V　　　D.无法计算
2.(2020湖北孝感大悟二中高二期中,)如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大阻值R3=5 Ω,则当滑动触头从a滑到b的过程中,电流表示数的最小值为多少 深度解析
题组二　电压表和电流表的电路结构
3.(2021内蒙古包钢一中高二期中,)(多选)有一灵敏电流计,其表头内阻Rg=1 000 Ω,满偏电流Ig=100 μA,以下说法正确的是 (　　)
A.把它改成量程为0~1.5 V的电压表,应串联一个15 kΩ的电阻
B.把它改成量程为0~1.0 A的电流表,应并联一个1 Ω的电阻
C.把它改成量程为0~1.0 A的电流表,测量某电流时读数为0.5 A,此时流过表头的电流为50 μA
D.把它改成量程为0~1.5 V的电压表,测量某电压时读数为1.5 V,此时流过表头的电流为100 μA
4.(2020陕西咸阳高新一中高二期中,)把一个电流计接成如图所示电路。三个端点a、b、c,一次连接a、b两个端点,一次连接a、c两个端点,已知改装之后的电流表有两个量程:0~0.1 A和0~1 A。已知电流计内阻Rg=90 Ω,电流计满偏电流Ig=10 mA。下列判断正确的是 (　　)
A.连接a、b两个端点,量程是0~1 A;连接a、c两个端点,量程是0~0.1 A;R1=0.1 Ω,R2=0.9 Ω
B.连接a、b两个端点,量程是0~1 A;连接a、c两个端点,量程是0~0.1 A;R1=1 Ω,R2=9 Ω
C.连接a、b两个端点,量程是0~0.1 A;连接a、c两个端点,量程是0~1 A;R1=1 Ω,R2=9 Ω
D.连接a、b两个端点,量程是0~0.1 A;连接a、c两个端点,量程是0~1 A;R1=1 Ω,R2=0.9 Ω
5.(2021江西临川一中高二期中,)用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表 V,分别将其串联和并联在一起,然后接入电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是 (　　)
A.图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等
B.图甲中电压表的指针偏角比电流表的小
C.图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等
D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小
6.(2020江西赣州南康中学高二期中,)如图为实验室常用的两个量程的电流表的原理图。当使用O、A两接线柱时,其量程为0~0.6 A;当使用O、B两接线柱时,量程为0~3 A。已知电流计的内阻Rg=200 Ω,满偏电流Ig=100 mA,求分流电阻R1和R2的阻值。
答案全解全析
4　串联电路和并联电路
基础过关练
1.BC　在I-U图线中斜率的倒数表示电阻,由图线可知R12.A　根据串并联电路的规律及欧姆定律得R2==2.5 Ω,U=RgIg+IabR1=20.6 V,故A正确。
3.C　开关断开时,两个电阻是串联关系,故流过两个电阻的电流相等,I1=;开关闭合时,R1被短路,则电流为I2=。则=,解得R1∶R2=2∶1,故C正确,A、B、D错误。
4.BCD　当c、d端短路时,a、b间电路的结构是:电阻R2、R3并联后与R1串联,等效电阻为
R=+R1= Ω=128 Ω
故A错误;
当a、b端短路时,c、d之间电路结构是:电阻R1、R3并联后与R2串联,等效电阻为
R=+R2= Ω=40 Ω
故B正确;
当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压等于电阻R3两端的电压,则
U3=U=×100 V=25 V
故C正确;
当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压等于电阻R3两端的电压,为U3=U=×100 V=80 V
故D正确。
故选B、C、D。
5.答案　并　250　串　2 800
解析　电流表改装成大量程的电流表需要并联电阻分流,阻值为
R==250 Ω
把电流表改装成电压表需要串联电阻分压,阻值为
R'=-Rg'=2 800 Ω
6.BD　电压表中串联电阻分压,电流表中并联电阻分流,所以甲表为电流表,乙表为电压表,并联电路电阻大时分流少,所以R增大时量程减小,A错误,B正确;串联电路电阻大时分压多,所以R增大时量程增大,C错误,D正确。
7.C　把一个电流表改装成一个电压表,要串联一个电阻,可知B、D错误。通过电流表的电流为Ig时,电流表两端的电压
Ug=IgRg=1×10-3×500 V=0.5 V
串联电阻分担的电压
UR=U-Ug=10 V-0.5 V=9.5 V
所以串联电阻的阻值R===9.5 kΩ,C正确,A错误。
8.CD　由题意知,该电流表的示数总是比准确值偏大,即通过表头的电流偏大,可通过减小R或增大Rg加以改进,故C、D正确。
9.D　当使用a、b两个端点时,由欧姆定律得
U1=3 V=Ig(R1+Rg)
当使用a、c两个端点时,由欧姆定律得
U2=15 V=Ig(R2+R1+Rg)
解得R1=250 Ω
R2=1 200 Ω
故选D。
能力提升练
1.B　可认为理想电压表所在支路不通,则题图所示电路是四个电阻串联,电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和,电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和。因为R2=R4,所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和,即A、B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和,则A、B间的电压为50 V+70 V=120 V,选项B正确。
2.答案　2 A
解析　设触头以上部分电阻为x Ω,则触头以下部分电阻为(5-x) Ω,
总电阻R= Ω= Ω
由数学知识可知当2+x=8-x,即x=3时,R最大,
此时Rmax= Ω=2.5 Ω
电流表示数的最小值Imin== A=2 A。
方法指导
解决简单混联电路的方法
(1)准确地判断出电路的连接方式,画出等效电路图。
(2)准确地利用串、并联电路的基本规律、特点,灵活地选用恰当的物理公式进行计算。
3.CD　改装成电压表要串联电阻分压,串联电阻的阻值为R=-Rg= Ω-1 000 Ω=14 000 Ω,故A项错误;改装成电流表要并联电阻分流,并联电阻的阻值R== Ω=0.1 Ω,故B项错误;把它改成量程为0~1.0 A的电流表,用它去测量某电流时,读数为0.5 A,则指针正好指向满偏电流的一半,即50 μA,故C项正确;把它改成量程为0~1.5 V的电压表,测量某电压时读数为1.5 V,说明此时电流表达到满偏,此时流过表头的电流为100 μA,故D项正确。
4.B　根据电流表的改装原理可知,接a、b时,R1起分流作用,为一支路,G与R2串联为一支路,最大电流Iab=Ig,同理,接a、c时,R1+R2为一支路,起分流作用,G为一支路,最大电流Iac=Ig,可知Iab>Iac,故连接a、b两个端点,量程是0~1 A;连接a、c两个端点,量程是0~0.1 A;联立解得R1=1 Ω,R2=9 Ω,故B项正确,A、C、D项错误。
5.D　图甲中电流表中的电流计并联在电路中,电压表中的电流计串联在电路中,由于电流表中定值电阻的分流,通过电流表中电流计的电流小于电压表的,电压表的指针偏角比电流表的大,故A、B错误;图乙中电压表和电流表是并联在一起的,两端的电压是相等的,由于电压表中定值电阻的分压,电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压,图乙中电压表的指针偏角比电流表的小,故C错误,D正确。
6.答案　R1=8 Ω　R2=32 Ω
解析　在改装的电流表中,各量程达到满偏电流时,流过“表头”的电流仍为原满偏电流,故接O、A时:
IgRg=(I1-Ig)(R1+R2);
接O、B时:
Ig(R2+Rg)=(I2-Ig)R1。
由以上两式,把Ig=0.1 A,Rg=200 Ω,I1=0.6 A,I2=3 A代入解得R1=8 Ω,R2=32 Ω。