2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第三册11.4串联电路和并联电路+同步练习（word版有答案）

4　串联电路和并联电路
基础巩固
一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)
1.已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(　　)
A.1∶2∶3
B.3∶2∶1
C.2∶3∶6
D.6∶3∶2
2.三个阻值都是6 Ω的电阻可以用不同的方法连接起来,如图所示的四个图中等效电阻(即总电阻)等于4 Ω的是(　　)
3.伏安法测电阻的接法有图中甲、乙两种,下列说法正确的是(　　)
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
4.三个阻值都为6 Ω的电阻,若它们任意组合连接,则总电阻可能为(　　)
A.2 Ω B.6 Ω C.8 Ω D.10 Ω
5.一电压表由电流表G与电阻R串联而成,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进(　　)
A.在R上串联一比R小得多的电阻
B.在R上串联一比R大得多的电阻
C.在R上并联一比R小得多的电阻
D.在R上并联一比R大得多的电阻
6.电压表、电流表均由小量程电流表(表头)改装而成,则下列说法正确的是(　　)
A.由表头改装成电压表,需给表头并联一个大电阻
B.由表头改装成电压表,需给表头串联一个大电阻
C.由表头改装成电流表,需给表头串联一个小电阻
D.由表头改装成电流表,需给表头并联一个小电阻
7.电阻R1、R2、R3串联在电路中,已知R1=10 Ω,R3=5 Ω。R1两端电压为6 V,R2两端电压为12 V,则(　　)
A.电路中的电流为0.6 A
B.电阻R2的阻值为20 Ω
C.三只电阻两端的总电压为21 V
D.电阻R3两端的电压为4 V
二、计算题
8.有一个电流表G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=1 mA。
(1)要把它改装为量程为0~3 V的电压表,应如何进行改装
(2)要把它改装为量程为0~6 mA的电流表,应如何进行改装
能力提升
一、选择题(第1~3题为单选题,第4~5题为多选题)
1.一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA,内阻为Rg。如果把它改装成量程较大的电流表,刻度的每一小格代表nμA,则(　　)
A.给它并联一个电阻,阻值为
B.给它并联一个电阻,阻值为
C.给它串联一个电阻,阻值为nRg
D.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
2.R1=10 Ω,R2=20 Ω,R1允许通过的最大电流为1.5 A,R2两端允许加的最大电压为10 V。若将它们串联,加在电路两端的最大电压可以是(　　)
A.10 V
B.15 V
C.27.5 V
D.37.5 V
3.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U=12 V的直流电源上,且电源电压保持不变。把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端(如图所示),电压表的示数为8 V;如果把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将(　　)
A.小于4 V
B.等于4 V
C.大于4 V、小于8 V
D.等于或大于8 V
4.用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时,下列关于由电表产生误差的说法正确的是(　　)
A.电压表的内阻越小,测量越精确
B.电流表的内阻越小,测量越精确
C.电压表的读数大于Rx两端真实电压,Rx的测量值大于真实值
D.由于电压表的分流作用,使Rx的测量值小于真实值
5.如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是(　　)
A.A1和A2的读数之比为1∶1
B.A1和A2的读数之比为5∶1
C.A1和A2的指针偏转角度之比为1∶1
D.A1和A2的指针偏转角度之比为1∶5
二、计算题
6.现有内阻为Rg=100 Ω,量程为Ig=1 mA的毫安表。要把它改装为量程为3 mA和10 mA的双量程毫安表,改装电路图如下图所示。要求使用a、c接线柱时量程为3 mA,使用a、b接线柱时量程为10 mA。
(1)求R1、R2的阻值。
(2)如果将上述表头改装成实验室中常见的3 A量程的电流表,实际中用这种电流表测量时常常忽略其内阻。请你阐述其中的道理。
答案解析
基础巩固
一、选择题(第1~5题为单选题,第6~7题为多选题)
1.已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(　　)
A.1∶2∶3
B.3∶2∶1
C.2∶3∶6
D.6∶3∶2
答案：D
解析：由欧姆定律有R=,在并联电路中,电压相等,所以有R1∶R2∶R3==6∶3∶2。
2.三个阻值都是6 Ω的电阻可以用不同的方法连接起来,如图所示的四个图中等效电阻(即总电阻)等于4 Ω的是(　　)
答案：C
解析：由电阻的串联、并联特点可知选项A中的总电阻为18Ω,选项B中的总电阻为2Ω,选项C中的总电阻为4Ω,选项D中的总电阻为9Ω,选项C正确,A、B、D错误。
3.伏安法测电阻的接法有图中甲、乙两种,下列说法正确的是(　　)
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
答案：C
解析：甲为内接法,适合R RA;乙为外接法,适合R RV,由两种接法的特点可知,选项A、B、D错误,C正确。
4.三个阻值都为6 Ω的电阻,若它们任意组合连接,则总电阻可能为(　　)
A.2 Ω B.6 Ω C.8 Ω D.10 Ω
答案：A
解析：本题考查串并联电路中电阻的计算,对于电阻的连接方式考虑要全面,不能遗漏。注意串并联电路中电阻的计算方法。
当三个电阻串联时,获得的总阻值为R总1=3R=3×6Ω=18Ω;当三个电阻并联时,获得的总阻值为R总2=Ω=2Ω;当两个电阻串联后与第三个电阻并联,获得的总阻值为R总3=Ω=4Ω;当两个电阻并联后与第三个电阻串联,获得的总阻值为R总4=+R=Ω+6Ω=9Ω,选项A正确,B、C、D错误。
5.一电压表由电流表G与电阻R串联而成,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进(　　)
A.在R上串联一比R小得多的电阻
B.在R上串联一比R大得多的电阻
C.在R上并联一比R小得多的电阻
D.在R上并联一比R大得多的电阻
答案：D
解析：本题考查电表的改装问题,电流表、电压表的改装,实质上是电阻的串、并联问题,只要分清分电流、总电流,分电压、总电压,应用欧姆定律就能解决。电压表的读数总比准确值稍小一些,说明通过电流表G的电流偏小,串联的电阻R偏大,为减小串联电阻R的阻值,需在R上并联一个比R大得多的电阻。
6.电压表、电流表均由小量程电流表(表头)改装而成,则下列说法正确的是(　　)
A.由表头改装成电压表,需给表头并联一个大电阻
B.由表头改装成电压表,需给表头串联一个大电阻
C.由表头改装成电流表,需给表头串联一个小电阻
D.由表头改装成电流表,需给表头并联一个小电阻
答案：BD
解析：本题考查电表改装的原理,电流表、电压表都是由小量程的电流表改装而成的。利用并联电阻的分流作用,将小量程的电流表G和电阻并联,改装成电流表。利用串联电阻的分压作用,将小量程的电流表G和电阻串联,改装成电压表。只要理解并记住电表的改装原理,回答此题非常简单。把小量程电流表改装成电压表,需要串联一个大的分压电阻,选项A错误,B正确;把小量程的电流表改装成电流表,需要并联一个小的分流电阻,选项C错误,D正确。
7.电阻R1、R2、R3串联在电路中,已知R1=10 Ω,R3=5 Ω。R1两端电压为6 V,R2两端电压为12 V,则(　　)
A.电路中的电流为0.6 A
B.电阻R2的阻值为20 Ω
C.三只电阻两端的总电压为21 V
D.电阻R3两端的电压为4 V
答案：ABC
解析：电路中电流I==0.6A,R2阻值为R2==20Ω。电路中的总电压U=I(R1+R2+R3)=21V,电阻R3两端的电压U3=IR3=3V。
二、计算题
8.有一个电流表G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=1 mA。
(1)要把它改装为量程为0~3 V的电压表,应如何进行改装
(2)要把它改装为量程为0~6 mA的电流表,应如何进行改装
答案：(1)串联一个2.97×103Ω的电阻　(2)并联一个5 Ω的电阻
解析：本题考查了电流表的改装,知道电流表改装原理,应用电路特点与欧姆定律即可正确解题。(1)表头满刻度电压值为Ug=Ig×Rg=0.03V,量程为0~3V时,在电阻R1两端的电压应为3V-0.03V=2.97V,电阻为R1=Ω=2.97×103Ω。
(2)把电流表改装成0~6mA的电流表需要并联电阻阻值R=Ω=5Ω。
能力提升
一、选择题(第1~3题为单选题,第4~5题为多选题)
1.一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA,内阻为Rg。如果把它改装成量程较大的电流表,刻度的每一小格代表nμA,则(　　)
A.给它并联一个电阻,阻值为
B.给它并联一个电阻,阻值为
C.给它串联一个电阻,阻值为nRg
D.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
答案：B
解析：电流表的原理是并联电阻起到分流作用。改装后的量程为原电流表的电流与并联电阻的电流之和。也等于满偏电压除以并联后的总电阻。设电流表刻度盘总共有N个小格,则满偏电流为NμA,改装后量程为nNμA,改装成量程较大的电流表要并联小电阻分流,则并联电阻中的电流为IR=(nN-N)μA,满偏电压Ug=N·RgμV;根据欧姆定律R=;即需要并联一个阻值为的电阻。故选B。
2.R1=10 Ω,R2=20 Ω,R1允许通过的最大电流为1.5 A,R2两端允许加的最大电压为10 V。若将它们串联,加在电路两端的最大电压可以是(　　)
A.10 V
B.15 V
C.27.5 V
D.37.5 V
答案：B
解析：本题考查电阻的串并联规律,要注意明确串联电路允许的最大电流为两个电阻最大电流的最小值,才能保证电路的安全。根据欧姆定律求出通过R2的最大电流I=A=0.5A,若将它们串联时,允许的最大电流为0.5A,而不是1.5A;再根据U=IR=0.5A×30Ω=15V,选项A、C、D错误,B正确。
3.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U=12 V的直流电源上,且电源电压保持不变。把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端(如图所示),电压表的示数为8 V;如果把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将(　　)
A.小于4 V
B.等于4 V
C.大于4 V、小于8 V
D.等于或大于8 V
答案：A
解析：当电压表接在R1两端时,其示数为8V,则此时电阻R2两端的电压为4V;将R1与RV并联后的电阻用R1V表示,则,即R1V=2R2,由于R1>R1V,则R1>2R2。当电压表改接在R2两端时,将R2与RV并联后的电阻用R2V表示,则R2>R2V,此时电阻R1两端的电压U1与电压表示数U2V之比为=2。故电压表的示数将小于4V,选项A正确。
4.用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时,下列关于由电表产生误差的说法正确的是(　　)
A.电压表的内阻越小,测量越精确
B.电流表的内阻越小,测量越精确
C.电压表的读数大于Rx两端真实电压,Rx的测量值大于真实值
D.由于电压表的分流作用,使Rx的测量值小于真实值
答案：BC
解析：该电路中电流表的读数为通过Rx的真实值,电压表的读数为Rx两端的电压与电流表的分压之和,大于Rx两端的真实电压,根据欧姆定律知,Rx的测量值大于真实值,选项C正确,D错误。该电路中,Rx的测量值实际上为R测=Rx+RA,故电流表的内阻越小,测量越精确,选项A错误,B正确。
5.如图所示,电流表A1(0~3 A)和A2(0~0.6 A)由两个相同的电流计改装而成,现将这两个电流表并联后接入电路中,闭合开关S,调节滑动变阻器,下列说法正确的是(　　)
A.A1和A2的读数之比为1∶1
B.A1和A2的读数之比为5∶1
C.A1和A2的指针偏转角度之比为1∶1
D.A1和A2的指针偏转角度之比为1∶5
答案：BC
解析：题图中的A1、A2并联,表头两端的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,所以A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1;量程不同的电流表读数不同,A1的量程为0~3A,A2的量程为0~0.6A,当指针偏转角度相同时,A1、A2的读数之比为5∶1,选项B、C正确。
二、计算题
6.现有内阻为Rg=100 Ω,量程为Ig=1 mA的毫安表。要把它改装为量程为3 mA和10 mA的双量程毫安表,改装电路图如下图所示。要求使用a、c接线柱时量程为3 mA,使用a、b接线柱时量程为10 mA。
(1)求R1、R2的阻值。
(2)如果将上述表头改装成实验室中常见的3 A量程的电流表,实际中用这种电流表测量时常常忽略其内阻。请你阐述其中的道理。
答案：(1)15 Ω　35 Ω
(2)见解析
解析：(1)由欧姆定律可得,接a、b时,Ig(Rg+R2)=(I-Ig)R1;
接a、c时,IgRg=(I'-Ig)(R1+R2)
代入数据解得R1=15Ω,R2=35Ω。
(2)因为同一表头改装成电流表的量程越大,表头内阻就越小,所以实际中用这种电流表测量时常常忽略其内阻。