高中物理人教版选修3-1第二章第4节串联电路和并联电路同步练习
一、单选题
1.(2016高二上·淮南期中)四个相同的灯泡按如图所示连接,关于四个灯泡的亮度,下列结论中正确的是( )
A.A灯、B灯一样亮,C灯次之,D灯最暗
B.A灯最亮、C灯次之,B与D灯最暗且亮度相同
C.A灯最亮、B与C灯一样亮,D灯最暗
D.A与B灯一样亮,C与D灯一样亮,但比A与B灯暗些
【答案】B
【知识点】电功率和电功;串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】解:A灯的电流大于B灯、C灯的电流,则功率公式P=I2R,A灯比B灯、C灯亮;B、D两灯串联,电流相等,一样亮;C灯的电压大于B、D的电压,由公式P= ,可知D灯比B、D两灯亮,所以A灯最亮,、C灯次之,B与D灯最暗且亮度相同.故B正确.
故选:B
【分析】根据串联电路电流相等,由功率公式P=I2R,分析功率关系;并联电压相等,由公式P= ,分析四个灯实际功率关系,确定亮度关系.
2.如图3所示,当ab端接入100V电压时,cd两端为20V;当cd两端接入100V时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3之比是( )
A.4:2:1 B.2:1:1 C.3:2:1 D.以上都不对
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】ab接100 V电压时,由于cd开路,R3两端无电压,Ucd=UR2= U,所以20= ×100,R1:R2=2:1,同理cd接100 V电压时,R1两端无电压,Uab= U,所以50= ×100,R2:R3=2:1由以上两式,得R1:R2:R3=4:2:1,A选项符合题意。
故答案为:A。
【分析】当只在ab两端接入电压或只在cd两端接入电压,此时的电路只是串联电路,此时利用串联电路的分压特点即可得出电阻之间的大小比值。
3.如图所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图,各个等效电阻的阻值都是2 Ω,AC间接一只内阻忽略不计的电流表,如图所示接在电路中,若B、C两点间加有6 V的恒定电压,则电流表的示数是 ( )
A.3 A B.2 A C.1 A D.0
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】等效电路如图所示,由串、并联电路的特点可知I= = = A=2 A,所以IA= =1 A。
故C选项符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据题目中电路图画出等效电路图可知电路为串并结合的连接方式,根据串并联电路电阻、电压和电流的特点即可得出结论。
4.用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值.如图所示,分别将图甲和图乙两种测量电路连接到电路中,按照甲图时,电流表示数4.60 mA,电压表示数2.50 V;按照乙图时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果,正确的是( )
A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω
B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω
C.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω
D.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】比较甲、乙两图的电压读数,可知ΔU=0.20 V,则 =0.08;电流变化ΔI=0.40 mA,则 ≈0.087,可见 > ,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响,比电流表内阻带来的影响大,故应采取内接法,
Rx= Ω=543 Ω,此法测量值偏大,因此选项B符合题意。
故答案为:B。
【分析】在分别采用电流表内接法或者外接法时,比较两种情况下电压变化的比例和电流变化的比例,如果电压变化比例大说明电流表内阻影响大,应采用外接法;若电流变化比例大,说明电压表内阻影响大,应采用内接法;无论选取哪一种接法电流表、电压表所产生的影响都存在,但误差较小可以忽略。
5.有三个电阻,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1:I2:I3是( )
A.6:4:3 B.3:4:6 C.2:3:4 D.4:3:2
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】根据并联电路的特点,I1:I2:I3= : : ,解得:I1:I2:I3=6:4:3,故A符合题意。
故答案为:A。
【分析】并联电路会出现分电流的现象,且各支路的电流之比等于各支路电阻倒数之比。
6.一个电流表,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,刻度盘的每一小格代表nμA,则( )
A.给它串联一个电阻,阻值为nRg
B.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
C.给它并联一个电阻,阻值为
D.给它并联一个电阻,阻值为
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因Ig= ,量程扩大n倍即为nIg,则应有(n-1)Ig被分流,故应并联一个分流电阻,阻值R= = 。只有选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】对电流表进行改装时,如果要将小量程的电流表改装成大量程的电流表时,应并联一个小阻值电阻,且两支路电流之和应等于改装后电流表的最大量程,然后根据串并联电流电流的特点进行计算。
7.把电流表改装成电压表时,下列说法正确的是( )
A.改装的原理是并联电阻有分流作用
B.改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了
C.改装后原电流表自身的电阻也增大了
D.改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不变
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】把电流表改装成电压表时,应给表头串联一个较大分压电阻,选项A不符合题意;改装后表头G本身的参量如允许通过的最大电流值、原电流表自身的电阻、加在原电流表两端的电压的最大值等均不会发生变化,选项BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】将小量程的电流表改装成大量程电压表是通过串联一个大阻值电阻实现的,原理是通过串联电路电阻分压的特点,加在原电流表两端的电压以及流过电流表最大电流也保持不变。
8.两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的,V1表的量程是5 V,V2表的量程是15 V,把它们串联起来接入电路中,则( )
A.它们的示数相等,指针偏转角度也相等
B.它们的示数之比为1:3,指针偏转角度相等
C.它们的示数相等,指针偏转角度之比为1:3
D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1:3
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因为电压表是由电流计串联一个定值电阻而成的,V2表的量程是V1表的量程的5倍,可知V2表的内阻是V1表的内阻的5倍,把它们串联起来接入电路中时,通过的电流相同,则电表指针的偏转角是相同的,两端的电压之比等于内阻之比1:3,故它们的示数之比为1:3,故B符合题意。
故答案为:B。
【分析】由于两个电压表都是由电流表改装而成,电流表改装成电压表是通过串联一个大阻值电阻而成的,所以两个电压表串联在一起也就是原先两个电流表串联在一起,串联电路中电流处处相等,故两表指针偏转角度相等。
9.(2016高二上·包头期中)如图所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于16V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为10V.如果他把电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于6V B.等于6V
C.大于6V小于10V D.等于或大于10V
【答案】A
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:将电压表与电阻R1并联时,电压表的读数为10V,则电阻R2两端的电压为6V.
若将电压表与电阻R2并联,则其并联的总电阻小于R2,根据串联电阻的电压分配可知,电压表的读数将小于6V,故A正确,BCD错误;
故选:A
【分析】由串联电路总电压等于个元件电压之和,可知R2两端电压.
10.(2016高二上·临川期中)如图所示电路,已知R1=3kΩ,R2=2kΩ,R3=1kΩ,I=10mA,I1=6mA,则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是( )
A.a比b高,7 mA B.a比b高,2 mA
C.a比b低,7 mA D.a比b低,2 mA
【答案】C
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】解:根据欧姆定律得R1两端的电压分别为 U1=I1R1=6×10﹣3×3×103V=18V,则a点的电势比c点电势低18V
R3两端的电压为:U3=I3R3=(I﹣I1)R3=4V,b点的电势比c点电势低4V,所以a电势比b点电势低.
R2两端的电压为:U2=U1﹣U3=14V,通过R2中电流为:I2= = =0.007A=7mA.故C正确.
故选:C
【分析】根据欧姆定律求出R1和R3两端的电压,R2的电压等于R1和R3电压之差,根据在外电路中顺着电流方向电势降低,判断a、b两点电势高低,并求出通过R2中电流.
11.(多选)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数相同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
【答案】B,C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】图甲中的 并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同,故A不符合题意,B符合题意;图乙中的 串联 的示数相同,由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,故C符合题意,D不符合题意。
故答案为:B、C。
【分析】小量程的电流表改装成大量程的电流表是通过并联一个小阻值电阻实现的,将改装后的两个电流表并联在一起时,由于分流,各支路电流的大小之比与各支路电阻之比相等,故此时两个电流表指针偏转角度相同;当将改装后的两个电流表串联在一起,串流电路中电流相等,故此时量表示数相同。
12.(多选)一学生去实验室取定值电阻两只,R1=10 Ω,R2=30 Ω,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=12.0 V不变。该学生先用电压表与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9.0 V B.U1一定大于3.0 V
C.U1与U2之和小于12 V D.U1与U2之比一定等于1:3
【答案】A,C,D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】不接电压表时,R1、R2串联,电压之比为: ,而U′1+U′2=12 V,解得:U′1=3.0 V,U′2=9.0 V;当电压表并联在R1两端时,有: ,解得:U1<3 V,同理,当电压表并联在R2两端时,有:U2<9 V,得:U1+U2<12V,故AC符合题意,B不符合题意;设电压表内阻为RV,则电压表与R1并联时,其示数 ; 电压表与R2并联时,其示数 ,则可知,两电压表读数之比一定等于1:3,故D符合题意。
故答案为:A、C、D。
【分析】电压表也存在一定的阻值,故当电压表与其他电阻并联时,会形成并联电路,使得电阻阻值变小,在串联电路中所分电压变小,结合串并联电路电阻、电压特点即可得出结论。
13.如图所示电路,电压保持不变,当开关S断开时,电流表A的示数为0.6 A,当开关S闭合时,电流表的示数为0.9 A,则两电阻阻值之比R1:R2为( )
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】通过电阻R2的电流:I2=I–I1=0.9 A–0.6 A=0.3 A;电阻R= 得R1:R2=1:2,选项A符合题意。
故答案为:A。
【分析】并联电路的特点是等压分流,各支路电流的大小之比等于各支路电阻倒数之比。
14.有三个阻值都是6kΩ的电阻,把它们连成如图所示的混连电路,则连好的总电阻是( )
A.6 kΩ B.9kΩ C.12 kΩ D.18 kΩ
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】解:两电阻并联后,总电阻R并= =3kΩ;
并联电阻再与R串联,则最后的总电阻R并=3kΩ+6kΩ=9kΩ;
故选:B
【分析】明确电路结构,根据串并联电路的规律进行分析,即可求得最后的总电阻.
15.三个电阻的阻值之比为R1:R2:R3=1:2:5,并联后接入电路,则通过三个支路电流的比值为( )
A.1:2:5 B.5:2:1 C.10:5:2 D.2:5:10
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】三个并联支路的电压相等,根据欧姆定律U=IR得,电流I与电阻R成反比。电流之比R1:R2:R3=1:2:5,则电阻之比I1:I2:I3=10:5:2,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】并联电路的特点是等压分流,各支路的电流之比等于各支路电阻倒数之比。
16.如图所示,三个电阻R1、R2、R3,按如图所示连接,已知R1>R2>R3,则哪两点间的电阻最小( )
A.A与B两点间 B.A与C两点间 C.B与C两点间 D.无法判断
【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】A、B间的电阻: ①,A、C间的电阻: ②,B、C间的电阻: ③据R1>R2>R3,三个表达式中分子R3(R1+R2)最小,则A、C间的电阻最小,故B符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用串并联电路电阻的特点,串联电路总电阻等于各电阻阻值之和,并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
17.如图所示电路中(电源内阻不计),当S断开时,理想电压表的示数为6 V,当S闭合后,a、b两点间的电压可能是( )
A.11 V B.10 V C.9 V D.8 V
【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】当S断开时,由电阻R1、R2和R3组成串联电路,电源的电压为: ;当S闭合时,电阻R1被短路,R2、R3组成串联电路;电源的电压为: ;由以上两式可得: 。当R3→0时,U2′=9 V;当R3→∞时,U2′=6 V,S闭合后电压表取值范围为6 V故答案为:D。
【分析】在串联电路中电流电压的特点是等流分压,各电阻两端的电压之比等于电阻阻值之比。
18.如图所示的稳恒电路中,R1=2 Ω,R2=4 Ω,R3=11 Ω,那么通过电阻R1、R2、R3的电流强度之比I1: I2: I3 为( )
A.1:2:3 B.3:2:1 C.2:1:3 D.3:1:2
【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因为R1:R2=1:2,所以I1:I2=2:1,干路电流等于各支路电流之和,则通过R3的电流为 ,那么通过电阻R1、R2、R3的电流强度之比I1:I2:I3=2:1:3,故选项C符合题意。
故答案为:C。
【分析】在并联电路中各支路电流大小之比等于各支路电阻倒数之比,干路中的总电流等于各支路电流之和。
19.(2016高二上·桂林开学考)有三个电阻,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比为I1:I2:I3是( )
A.6:4:3 B.3:4:6 C.2:3:4 D.4:3:2
【答案】A
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】解:因为R1:R2:R3=2Ω:3Ω:4Ω=2:3:4;
所以I1:I2:I3= = =6:4:3
故选:A.
【分析】根据并联电路中支路电流与支路电阻的比值关系进行分析,即电流之比等于电阻的反比.
二、多项选择题
20.(多选)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,以下正确的是( )
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.R1=R2
D.R1和R2并联后的总电阻的I–U图线应在区域Ⅰ
【答案】B,D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】I–U图象的斜率代表电阻的倒数,所以R1故答案为:B、D。
【分析】根据欧姆定律即可得出R121.(多选)如图所示的是分压器电路,A、B为分压器的输出端,若把滑动变阻器的滑片P置于变阻器中央,下列判断正确的是( )
A.空载时输出电压
B.当接上负载R时,输出电压
C.负载R越大,UAB越接近
D.负载R越小,UAB越接近
【答案】A,B,C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因为滑动变阻器的滑片P置于变阻器中央,则空载时输出电压 ,选项A符合题意;当接上负载R时,R与PD之间的电阻并联后小于CP之间的电阻,故输出电压 ,选项B符合题意;且负载R越大,则R与PD之间的电阻并联后的阻值越接近于CP之间的电阻,则UAB越接近 ,选项C符合题意,D不符合题意。
故答案为:A、B、C。
【分析】在并联电路中有等压分流的特点,而分压式接法中可等效为串并结合,当再并联上一个电阻时总电阻减小,所分电压变小;当负载R越大时,总阻值也将变大。
22.两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,以下正确的是( )
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.R1=R2
D.R1和R2并联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅰ
【答案】B,D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】I U图象的斜率代表电阻的倒数,所以R1故答案为:B、D。
【分析】根据欧姆定律即可得出R123.两个电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装成的,V1的量程是5 V,V2的量程是15 V。为了测量15~20 V的电压,现将两电压表串联使用,这种情况下( )
A.两个电压表的读数相等
B.两个电压表的指针偏转角度相等
C.两个电压表的读数之比等于两电压表的内阻之比
D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比
【答案】B,C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】改装电压表时,需串联一个分压电阻,其阻值为:R=(n-1)Rg用同样的表头改装成量程不同的电压表,量程越大,改装倍数n越大,需要分压电阻越大,改装后电压表的内阻也将越大,故R1可见,两个表头也是串联关系,通过的电流应相同,故偏角相同,B符合题意,D不符合题意。
故答案为:B、C。
【分析】将小量程的电流表改装成大量程电压表是将电流表与大阻值电阻串联改装而成,所以当将两个改装的电压表串联在一起时由于串联电路中电流相等,故量表指针偏转角度相同;在串联电路种有分压特点,电压之比等于电阻之比。
三、填空题
24.一量程为100 μA的电流表,内阻为100 Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是 V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为 V。
【答案】1;0.80
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】灵敏电流表与一较大的电阻串联即可改装为量程较大的电压表。U=IgR+IgRg=10-4×(100+9 900)V=1 V,此时指针所指示的电压为0.80 V。
【分析】电流表改装成电压表的原理是电流表串联一个大阻值电阻,通过串联电路分压的特点进行改装,使得当电流表满偏时加在改装的电压变两端的电压为改装后电压表的最大量程。
25.如图所示,有一个表头G,满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=200 Ω,用它改装成有1 A和10 A两种量程的电流表,则R1= Ω,R2= Ω。
【答案】20 Ω;180 Ω
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】公共端与“1 A”端接入被测电路时,电阻R1和R2串联,再与表头内阻Rg并联,
由(I1-Ig)(R1+R2)=Ig·Rg,代入数值可得R1+R2=200 Ω 。当公共端与“10 A”端接入被测电路时,电阻R2与表头内阻Rg串联,再与电阻R1并联,由Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1,代入数值可得 R2+200 Ω=19R1 ,联立解得R1=20 Ω,R2=180 Ω 。
【分析】小量程电流表改装成大量程电流表原理是将小量程电流表并联一个小阻值电阻而成,在并联电路中通过分流实现改装,当小量程电流表指针满偏时此时加在改装后电流表的电流大小即为改装后的最大量程。
四、计算题
26.把3 kΩ的R1与4 kΩ的R2串联起来接到电压U恒为40 V电路中。现在用一个电压表接到R2的两端,测得R2两端电压的示数为20 V。若把这个电压表接到电阻R1的两端其示数为多少?此时电路中的总电流是多少?
【答案】解:根据串、并联电路的特点及已知条件
U2=U-U1
显然 =R1
代入数值可得:RV=12 kΩ
现将电压表与电阻R1并联,其等效电路如图所示。
RV与R1并联后的总电阻
R1′= =2.4 kΩ, =
解得U1=15 V
电路中的总电流I= =6.25 mA
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】电压表也存在一定的阻值,所以当与电阻并联在一起时形成并联电路,通过求并联电路总电阻以及串联电路的分压特点可得出电压表的阻值大小,再由串并联电路电阻电压的特点可得出结果。
27.如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大值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?
【答案】解:设触头上部分电阻为x Ω,则下部分为(5-x)Ω,
总电阻R= =
由数学知识可知当2+x=8-x时,即x=3 Ω,R最大
此时Rmax= Ω=2.5 Ω
电流表的示数最小Imin= = A=2 A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】在并联电路中总电阻的倒数等于个支路电阻的倒数之和,再由欧姆定律进行求解可得出电流的表达式,由数学知识可得出电流表的最小示数。
1 / 1高中物理人教版选修3-1第二章第4节串联电路和并联电路同步练习
一、单选题
1.(2016高二上·淮南期中)四个相同的灯泡按如图所示连接,关于四个灯泡的亮度,下列结论中正确的是( )
A.A灯、B灯一样亮,C灯次之,D灯最暗
B.A灯最亮、C灯次之,B与D灯最暗且亮度相同
C.A灯最亮、B与C灯一样亮,D灯最暗
D.A与B灯一样亮,C与D灯一样亮,但比A与B灯暗些
2.如图3所示,当ab端接入100V电压时,cd两端为20V;当cd两端接入100V时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3之比是( )
A.4:2:1 B.2:1:1 C.3:2:1 D.以上都不对
3.如图所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图,各个等效电阻的阻值都是2 Ω,AC间接一只内阻忽略不计的电流表,如图所示接在电路中,若B、C两点间加有6 V的恒定电压,则电流表的示数是 ( )
A.3 A B.2 A C.1 A D.0
4.用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值.如图所示,分别将图甲和图乙两种测量电路连接到电路中,按照甲图时,电流表示数4.60 mA,电压表示数2.50 V;按照乙图时,电流表示数为5.00 mA,电压表示数为2.30 V,比较这两次结果,正确的是( )
A.电阻的真实值更接近543 Ω,且大于543 Ω
B.电阻的真实值更接近543 Ω,且小于543 Ω
C.电阻的真实值更接近460 Ω,且大于460 Ω
D.电阻的真实值更接近460 Ω,且小于460 Ω
5.有三个电阻,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1:I2:I3是( )
A.6:4:3 B.3:4:6 C.2:3:4 D.4:3:2
6.一个电流表,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,刻度盘的每一小格代表nμA,则( )
A.给它串联一个电阻,阻值为nRg
B.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
C.给它并联一个电阻,阻值为
D.给它并联一个电阻,阻值为
7.把电流表改装成电压表时,下列说法正确的是( )
A.改装的原理是并联电阻有分流作用
B.改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了
C.改装后原电流表自身的电阻也增大了
D.改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不变
8.两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的,V1表的量程是5 V,V2表的量程是15 V,把它们串联起来接入电路中,则( )
A.它们的示数相等,指针偏转角度也相等
B.它们的示数之比为1:3,指针偏转角度相等
C.它们的示数相等,指针偏转角度之比为1:3
D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1:3
9.(2016高二上·包头期中)如图所示,两个定值电阻R1、R2串联后接在电压U稳定于16V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,电压表的示数为10V.如果他把电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于6V B.等于6V
C.大于6V小于10V D.等于或大于10V
10.(2016高二上·临川期中)如图所示电路,已知R1=3kΩ,R2=2kΩ,R3=1kΩ,I=10mA,I1=6mA,则a、b两点电势高低和通过R2中电流正确的是( )
A.a比b高,7 mA B.a比b高,2 mA
C.a比b低,7 mA D.a比b低,2 mA
11.(多选)用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数相同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
12.(多选)一学生去实验室取定值电阻两只,R1=10 Ω,R2=30 Ω,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=12.0 V不变。该学生先用电压表与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9.0 V B.U1一定大于3.0 V
C.U1与U2之和小于12 V D.U1与U2之比一定等于1:3
13.如图所示电路,电压保持不变,当开关S断开时,电流表A的示数为0.6 A,当开关S闭合时,电流表的示数为0.9 A,则两电阻阻值之比R1:R2为( )
A.1:2 B.2:1 C.2:3 D.3:2
14.有三个阻值都是6kΩ的电阻,把它们连成如图所示的混连电路,则连好的总电阻是( )
A.6 kΩ B.9kΩ C.12 kΩ D.18 kΩ
15.三个电阻的阻值之比为R1:R2:R3=1:2:5,并联后接入电路,则通过三个支路电流的比值为( )
A.1:2:5 B.5:2:1 C.10:5:2 D.2:5:10
16.如图所示,三个电阻R1、R2、R3,按如图所示连接,已知R1>R2>R3,则哪两点间的电阻最小( )
A.A与B两点间 B.A与C两点间 C.B与C两点间 D.无法判断
17.如图所示电路中(电源内阻不计),当S断开时,理想电压表的示数为6 V,当S闭合后,a、b两点间的电压可能是( )
A.11 V B.10 V C.9 V D.8 V
18.如图所示的稳恒电路中,R1=2 Ω,R2=4 Ω,R3=11 Ω,那么通过电阻R1、R2、R3的电流强度之比I1: I2: I3 为( )
A.1:2:3 B.3:2:1 C.2:1:3 D.3:1:2
19.(2016高二上·桂林开学考)有三个电阻,R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比为I1:I2:I3是( )
A.6:4:3 B.3:4:6 C.2:3:4 D.4:3:2
二、多项选择题
20.(多选)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,以下正确的是( )
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.R1=R2
D.R1和R2并联后的总电阻的I–U图线应在区域Ⅰ
21.(多选)如图所示的是分压器电路,A、B为分压器的输出端,若把滑动变阻器的滑片P置于变阻器中央,下列判断正确的是( )
A.空载时输出电压
B.当接上负载R时,输出电压
C.负载R越大,UAB越接近
D.负载R越小,UAB越接近
22.两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,以下正确的是( )
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.R1=R2
D.R1和R2并联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅰ
23.两个电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装成的,V1的量程是5 V,V2的量程是15 V。为了测量15~20 V的电压,现将两电压表串联使用,这种情况下( )
A.两个电压表的读数相等
B.两个电压表的指针偏转角度相等
C.两个电压表的读数之比等于两电压表的内阻之比
D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比
三、填空题
24.一量程为100 μA的电流表,内阻为100 Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是 V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为 V。
25.如图所示,有一个表头G,满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=200 Ω,用它改装成有1 A和10 A两种量程的电流表,则R1= Ω,R2= Ω。
四、计算题
26.把3 kΩ的R1与4 kΩ的R2串联起来接到电压U恒为40 V电路中。现在用一个电压表接到R2的两端,测得R2两端电压的示数为20 V。若把这个电压表接到电阻R1的两端其示数为多少?此时电路中的总电流是多少?
27.如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大值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?
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】电功率和电功;串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】解:A灯的电流大于B灯、C灯的电流,则功率公式P=I2R,A灯比B灯、C灯亮;B、D两灯串联,电流相等,一样亮;C灯的电压大于B、D的电压,由公式P= ,可知D灯比B、D两灯亮,所以A灯最亮,、C灯次之,B与D灯最暗且亮度相同.故B正确.
故选:B
【分析】根据串联电路电流相等,由功率公式P=I2R,分析功率关系;并联电压相等,由公式P= ,分析四个灯实际功率关系,确定亮度关系.
2.【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】ab接100 V电压时,由于cd开路,R3两端无电压,Ucd=UR2= U,所以20= ×100,R1:R2=2:1,同理cd接100 V电压时,R1两端无电压,Uab= U,所以50= ×100,R2:R3=2:1由以上两式,得R1:R2:R3=4:2:1,A选项符合题意。
故答案为:A。
【分析】当只在ab两端接入电压或只在cd两端接入电压,此时的电路只是串联电路,此时利用串联电路的分压特点即可得出电阻之间的大小比值。
3.【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】等效电路如图所示,由串、并联电路的特点可知I= = = A=2 A,所以IA= =1 A。
故C选项符合题意。
故答案为:C。
【分析】根据题目中电路图画出等效电路图可知电路为串并结合的连接方式,根据串并联电路电阻、电压和电流的特点即可得出结论。
4.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】比较甲、乙两图的电压读数,可知ΔU=0.20 V,则 =0.08;电流变化ΔI=0.40 mA,则 ≈0.087,可见 > ,即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响,比电流表内阻带来的影响大,故应采取内接法,
Rx= Ω=543 Ω,此法测量值偏大,因此选项B符合题意。
故答案为:B。
【分析】在分别采用电流表内接法或者外接法时,比较两种情况下电压变化的比例和电流变化的比例,如果电压变化比例大说明电流表内阻影响大,应采用外接法;若电流变化比例大,说明电压表内阻影响大,应采用内接法;无论选取哪一种接法电流表、电压表所产生的影响都存在,但误差较小可以忽略。
5.【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】根据并联电路的特点,I1:I2:I3= : : ,解得:I1:I2:I3=6:4:3,故A符合题意。
故答案为:A。
【分析】并联电路会出现分电流的现象,且各支路的电流之比等于各支路电阻倒数之比。
6.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因Ig= ,量程扩大n倍即为nIg,则应有(n-1)Ig被分流,故应并联一个分流电阻,阻值R= = 。只有选项D符合题意。
故答案为:D。
【分析】对电流表进行改装时,如果要将小量程的电流表改装成大量程的电流表时,应并联一个小阻值电阻,且两支路电流之和应等于改装后电流表的最大量程,然后根据串并联电流电流的特点进行计算。
7.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】把电流表改装成电压表时,应给表头串联一个较大分压电阻,选项A不符合题意;改装后表头G本身的参量如允许通过的最大电流值、原电流表自身的电阻、加在原电流表两端的电压的最大值等均不会发生变化,选项BC不符合题意,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】将小量程的电流表改装成大量程电压表是通过串联一个大阻值电阻实现的,原理是通过串联电路电阻分压的特点,加在原电流表两端的电压以及流过电流表最大电流也保持不变。
8.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因为电压表是由电流计串联一个定值电阻而成的,V2表的量程是V1表的量程的5倍,可知V2表的内阻是V1表的内阻的5倍,把它们串联起来接入电路中时,通过的电流相同,则电表指针的偏转角是相同的,两端的电压之比等于内阻之比1:3,故它们的示数之比为1:3,故B符合题意。
故答案为:B。
【分析】由于两个电压表都是由电流表改装而成,电流表改装成电压表是通过串联一个大阻值电阻而成的,所以两个电压表串联在一起也就是原先两个电流表串联在一起,串联电路中电流处处相等,故两表指针偏转角度相等。
9.【答案】A
【知识点】电阻的测量
【解析】【解答】解:将电压表与电阻R1并联时,电压表的读数为10V,则电阻R2两端的电压为6V.
若将电压表与电阻R2并联,则其并联的总电阻小于R2,根据串联电阻的电压分配可知,电压表的读数将小于6V,故A正确,BCD错误;
故选:A
【分析】由串联电路总电压等于个元件电压之和,可知R2两端电压.
10.【答案】C
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】解:根据欧姆定律得R1两端的电压分别为 U1=I1R1=6×10﹣3×3×103V=18V,则a点的电势比c点电势低18V
R3两端的电压为:U3=I3R3=(I﹣I1)R3=4V,b点的电势比c点电势低4V,所以a电势比b点电势低.
R2两端的电压为:U2=U1﹣U3=14V,通过R2中电流为:I2= = =0.007A=7mA.故C正确.
故选:C
【分析】根据欧姆定律求出R1和R3两端的电压,R2的电压等于R1和R3电压之差,根据在外电路中顺着电流方向电势降低,判断a、b两点电势高低,并求出通过R2中电流.
11.【答案】B,C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】图甲中的 并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同,故A不符合题意,B符合题意;图乙中的 串联 的示数相同,由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,故C符合题意,D不符合题意。
故答案为:B、C。
【分析】小量程的电流表改装成大量程的电流表是通过并联一个小阻值电阻实现的,将改装后的两个电流表并联在一起时,由于分流,各支路电流的大小之比与各支路电阻之比相等,故此时两个电流表指针偏转角度相同;当将改装后的两个电流表串联在一起,串流电路中电流相等,故此时量表示数相同。
12.【答案】A,C,D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】不接电压表时,R1、R2串联,电压之比为: ,而U′1+U′2=12 V,解得:U′1=3.0 V,U′2=9.0 V;当电压表并联在R1两端时,有: ,解得:U1<3 V,同理,当电压表并联在R2两端时,有:U2<9 V,得:U1+U2<12V,故AC符合题意,B不符合题意;设电压表内阻为RV,则电压表与R1并联时,其示数 ; 电压表与R2并联时,其示数 ,则可知,两电压表读数之比一定等于1:3,故D符合题意。
故答案为:A、C、D。
【分析】电压表也存在一定的阻值,故当电压表与其他电阻并联时,会形成并联电路,使得电阻阻值变小,在串联电路中所分电压变小,结合串并联电路电阻、电压特点即可得出结论。
13.【答案】A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】通过电阻R2的电流:I2=I–I1=0.9 A–0.6 A=0.3 A;电阻R= 得R1:R2=1:2,选项A符合题意。
故答案为:A。
【分析】并联电路的特点是等压分流,各支路电流的大小之比等于各支路电阻倒数之比。
14.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】解:两电阻并联后,总电阻R并= =3kΩ;
并联电阻再与R串联,则最后的总电阻R并=3kΩ+6kΩ=9kΩ;
故选:B
【分析】明确电路结构,根据串并联电路的规律进行分析,即可求得最后的总电阻.
15.【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】三个并联支路的电压相等,根据欧姆定律U=IR得,电流I与电阻R成反比。电流之比R1:R2:R3=1:2:5,则电阻之比I1:I2:I3=10:5:2,故C符合题意。
故答案为:C。
【分析】并联电路的特点是等压分流,各支路的电流之比等于各支路电阻倒数之比。
16.【答案】B
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】A、B间的电阻: ①,A、C间的电阻: ②,B、C间的电阻: ③据R1>R2>R3,三个表达式中分子R3(R1+R2)最小,则A、C间的电阻最小,故B符合题意。
故答案为:B。
【分析】利用串并联电路电阻的特点,串联电路总电阻等于各电阻阻值之和,并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。
17.【答案】D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】当S断开时,由电阻R1、R2和R3组成串联电路,电源的电压为: ;当S闭合时,电阻R1被短路,R2、R3组成串联电路;电源的电压为: ;由以上两式可得: 。当R3→0时,U2′=9 V;当R3→∞时,U2′=6 V,S闭合后电压表取值范围为6 V故答案为:D。
【分析】在串联电路中电流电压的特点是等流分压,各电阻两端的电压之比等于电阻阻值之比。
18.【答案】C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因为R1:R2=1:2,所以I1:I2=2:1,干路电流等于各支路电流之和,则通过R3的电流为 ,那么通过电阻R1、R2、R3的电流强度之比I1:I2:I3=2:1:3,故选项C符合题意。
故答案为:C。
【分析】在并联电路中各支路电流大小之比等于各支路电阻倒数之比,干路中的总电流等于各支路电流之和。
19.【答案】A
【知识点】欧姆定律
【解析】【解答】解:因为R1:R2:R3=2Ω:3Ω:4Ω=2:3:4;
所以I1:I2:I3= = =6:4:3
故选:A.
【分析】根据并联电路中支路电流与支路电阻的比值关系进行分析,即电流之比等于电阻的反比.
20.【答案】B,D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】I–U图象的斜率代表电阻的倒数,所以R1故答案为:B、D。
【分析】根据欧姆定律即可得出R121.【答案】A,B,C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】因为滑动变阻器的滑片P置于变阻器中央,则空载时输出电压 ,选项A符合题意;当接上负载R时,R与PD之间的电阻并联后小于CP之间的电阻,故输出电压 ,选项B符合题意;且负载R越大,则R与PD之间的电阻并联后的阻值越接近于CP之间的电阻,则UAB越接近 ,选项C符合题意,D不符合题意。
故答案为:A、B、C。
【分析】在并联电路中有等压分流的特点,而分压式接法中可等效为串并结合,当再并联上一个电阻时总电阻减小,所分电压变小;当负载R越大时,总阻值也将变大。
22.【答案】B,D
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】I U图象的斜率代表电阻的倒数,所以R1故答案为:B、D。
【分析】根据欧姆定律即可得出R123.【答案】B,C
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】改装电压表时,需串联一个分压电阻,其阻值为:R=(n-1)Rg用同样的表头改装成量程不同的电压表,量程越大,改装倍数n越大,需要分压电阻越大,改装后电压表的内阻也将越大,故R1可见,两个表头也是串联关系,通过的电流应相同,故偏角相同,B符合题意,D不符合题意。
故答案为:B、C。
【分析】将小量程的电流表改装成大量程电压表是将电流表与大阻值电阻串联改装而成,所以当将两个改装的电压表串联在一起时由于串联电路中电流相等,故量表指针偏转角度相同;在串联电路种有分压特点,电压之比等于电阻之比。
24.【答案】1;0.80
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】灵敏电流表与一较大的电阻串联即可改装为量程较大的电压表。U=IgR+IgRg=10-4×(100+9 900)V=1 V,此时指针所指示的电压为0.80 V。
【分析】电流表改装成电压表的原理是电流表串联一个大阻值电阻,通过串联电路分压的特点进行改装,使得当电流表满偏时加在改装的电压变两端的电压为改装后电压表的最大量程。
25.【答案】20 Ω;180 Ω
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【解答】公共端与“1 A”端接入被测电路时,电阻R1和R2串联,再与表头内阻Rg并联,
由(I1-Ig)(R1+R2)=Ig·Rg,代入数值可得R1+R2=200 Ω 。当公共端与“10 A”端接入被测电路时,电阻R2与表头内阻Rg串联,再与电阻R1并联,由Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1,代入数值可得 R2+200 Ω=19R1 ,联立解得R1=20 Ω,R2=180 Ω 。
【分析】小量程电流表改装成大量程电流表原理是将小量程电流表并联一个小阻值电阻而成,在并联电路中通过分流实现改装,当小量程电流表指针满偏时此时加在改装后电流表的电流大小即为改装后的最大量程。
26.【答案】解:根据串、并联电路的特点及已知条件
U2=U-U1
显然 =R1
代入数值可得:RV=12 kΩ
现将电压表与电阻R1并联,其等效电路如图所示。
RV与R1并联后的总电阻
R1′= =2.4 kΩ, =
解得U1=15 V
电路中的总电流I= =6.25 mA
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】电压表也存在一定的阻值,所以当与电阻并联在一起时形成并联电路,通过求并联电路总电阻以及串联电路的分压特点可得出电压表的阻值大小,再由串并联电路电阻电压的特点可得出结果。
27.【答案】解:设触头上部分电阻为x Ω,则下部分为(5-x)Ω,
总电阻R= =
由数学知识可知当2+x=8-x时,即x=3 Ω,R最大
此时Rmax= Ω=2.5 Ω
电流表的示数最小Imin= = A=2 A
【知识点】串联电路和并联电路的特点及应用
【解析】【分析】在并联电路中总电阻的倒数等于个支路电阻的倒数之和,再由欧姆定律进行求解可得出电流的表达式,由数学知识可得出电流表的最小示数。
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