11.4 串联电路和并联电路——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册课时分层练
【夯实基础】
1.在如图所示的电路中，，电流表内阻不计，在两点间加上9 V的电压时，电流表的读数为( )
A.0 B.1 A C.1.5 A D.2 A
2.电流表是电器检修过程中经常用到的仪器，根据使用环境的不同，需要的量程不同.如图所示是有0~0.6 A和0~3 A两种量程电流表的电路图，已知表头G的满偏电流为100 mA、内阻为100 Ω，则的阻值为( )
A.4 Ω B.16 Ω C.19 Ω D.22 Ω
【提升能力】
3.如图甲、乙所示的两电路图分别是滑动变阻器的两种连接方式.R是滑动变阻器，P是滑动变阻器的滑片，是滑动变阻器的两端，是待测电阻。下列说法正确的是( )
A.乙图电路中的滑动变阻器采用“一上一下”的连接方式
B.在闭合开关S前，甲、乙两图中滑片P都应置于b端
C.阻值远远大于滑动变阻器阻值时，选择甲图电路连接
D.甲、乙两图中，待测电阻两端的电压都可以调到零
4.在如图所示的电路中，开关S闭合后，由于电阻元件发生短路或断路故障，电压表和电流表的读数都增大，则可能出现了下列哪种故障( )
A.短路 B.短路 C.短路 D.断路
5.有一小量程电流表，满偏电流为200 μA，内阻为800 Ω.现将它改装成0~1 mA、0~10 mA的双量程电流表和0~1 V、0~10 V的双量程电压表，电路如图所示.下列说法正确的是( )
A.当选择开关接1时，该表为量程0~1 mA的电流表
B.当选择开关接4时，该表为量程0~1 V的电压表
C.阻值为840 Ω
D.阻值为16 Ω
【综合素养】
6.如图所示是一个电路的一部分，其中，那么电流表测得电流为( )
A.0.2 A，向右 B.0.15 A，向左 C.0.2 A，向左 D.0.3 A，向右
7.实验室有一个破损的多量程直流电流表，有1 mA、10 mA、100 mA三挡，由一个单刀三掷开关转换，其内部电路如图所示.
（1）单刀三掷开关转换至触点2时，电流表应为_______mA挡位.
（2）已知电流表的表头已烧坏，无法知道其特性，但三个精密分流电阻完好，测得，根据上述已知信息可以计算出_______Ω，_______Ω.
（3）在保留分流电阻和的情况下，为修复该电流表，需准备一个满偏电流为0.5 mA、内阻为_______Ω的表头G.
答案以及解析
1.答案：B
解析：由题图可知，电阻与并联后与串联，电路的总电阻，根据欧姆定律可知，干路中的电流，根据并联电路的电流与电阻成反比有，由题图可知，电流表所测的为流过的电流，则，选项B正确.
2.答案：B
解析：量程为时，有，量程为时，有，联立解得，B正确.
3.答案：B
解析：题图乙电路中的滑动变阻器没有采用“一上一下”的连接方式，A错误；在闭合开关S前，为了保护电路，甲、乙两图中滑片P都应置于b端，B正确；当阻值远远大于滑动变阻器阻值时，如果选择题图甲所示电路连接，则通过待测电阻的电流几乎不发生变化，所以滑动变阻器应采用分压式接法，即选择题图乙所示电路连接，C错误；题图甲所示电路为限流式电路，滑片P滑到b端时，加在两端的电压最低，但不为零，D错误.
4.答案：A
解析：若短路，则只有连入电路，电路总电阻减小，所以电路总电流I增大，大于短路前该支路的电流，即电流表示数增大，根据可得，两端的电压增大，即电压表示数增大，A符合题意；若短路，则电流表和中没有电流通过，电流表示数为零，B不符合题意；若短路，则电压表示数为零，C不符合题意；若断路，则电流表示数为零，D不符合题意.
5.答案：C
解析：根据串并联电路电流与电压之间的关系可知，改装成电流表需要并联定值电阻进行分流，且并联的定值电阻阻值越小量程越大；改装成电压表需要串联定值电阻进行分压，且串联的定值电阻阻值越大量程越大.由此可知，当选择开关接1时为大量程电流表，接2时为小量程电流表，接3时为小量程电压表，接4时为大量程电压表，A、B错误；当选择开关接2时为小量程电流表，量程为，最大电流，则，D错误；当选择开关接3时为小量程电压表，量程为，允许测量的电压最大值，则，C正确.
6.答案：C
解析：由可得，和两端的电压分别为的左端与的左端电势相等，又，则右端的电势高于右端的电势，两端的电压，通过的电流，且下端电势高，上端电势低，则流过的电流方向为由下向上，设电流表的示数为，对于电流表左端的节点，流入节点的电流等于流出节点的电流，即，电流表的示数，方向向左，C正确，A、B、D错误.
7.答案：(1)10
(2)9；1
(3)100
解析：(1)根据并联电路分流，并联电阻越大分流越小可知，开关转换至触点1、2、3时，电流表的量程分别为，所以开关转换至触点2时，电流表应为挡位.
(2)设原表头的满刻度电流为，内阻为r，则量程分别为时，有，，，将代入，解得.
(3)设用来修复该电流表的表头内阻为，则有，解得.11.1 电源和电流——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册课时分层练
【夯实基础】
知识点一 电流
1.关于电流，下列说法中正确的是( )
A.电荷的移动形成电流
B.电子运动的速率越大，电流越大
C.单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D.因为电流有方向，所以电流是矢量
知识点二 电源
2.以下关于电源的说法正确的是( )
A.电源是使电路中有持续电流的装置
B.电源的作用是在电源内部搬运电荷，从而保持两极之间有稳定的电势差
C.只要电路中有电源，电路中就一定有电流
D.电源实质上也是一个用电器，也需要外界提供能量
【提升能力】
3.在2s的时间内通过导体某横截面的电量为3.2C则通过导体的电流强度为( )
A.0.8A B.1.6A C.3.2A D.6.4A
4.关于电流，下列说法中正确的是( )
A.通过导线截面的电荷量越多，电流越大
B.电子运动的速率越大，电流越大
C.单位时间内通过导体截面的电荷量越多，导体中的电流越大
D.电荷运动的方向就是电流方向
5.电路中有一电阻，通过电阻的电流为5 A，当通电5分钟时，通过电阻横截面的电子数为（电子电荷量）( )
A.1500个 B.个 C.个 D.个
6.手电简中的干电池给小灯泡供电时，在某次接通开关的10 s内通过某一横截面的电荷量为3 C.则电流是多少？
【综合素养】
7.一条导线中的电流为50 μA，在3.2 s内通过这条导线某一横截面的电荷量是多少库仑？有多少个电子通过该横截面？
8.某手机的说明书标明该手机电池容量为4000 mA·h，待机时间为22 d，请估算该手机的待机电流有多大。说明书还标明，用该手机播放视频的时间是17 h，请估算播放视频的电流大约是待机电流的几倍。
表：某手机说明书（节选）
……
手机类型 智能手机、4G手机……
屏幕分辨率 像素（FHD）
电池容量 4000 mA·h
电池类型 不可拆卸式电池
……
待机时间 22 d
……
答案以及解析
1.答案：C
解析：只有电荷的定向移动才能形成电流，故A错误；根据可知，电子运动的速率越大，电流不一定越大，故B错误；根据可知，电流的大小等于单位时间内通过导体横截面的电荷量，单位时间内通过导体横截面的电荷量越多，导体中的电流越大，故C正确；电流虽然有方向，但电流的运算并不遵循平行四边形定则，所以电流是标量，故D错误.
2.答案：AB
解析：电源是使电路中有持续电流的装置，故A正确；电源的作用是把电源内部的正电荷从负极不断地搬运到正极，或者把电子由正极不断地搬运到负极，从而保持两极间有稳定的电势差，故B正确；有电源且闭合的回路中才能形成电流，故C错误；电源是提供电能的装置，不需要外界提供能量，故D错误.
3.答案：B
解析：根据电流强度的定义式，B正确。
4.答案：C
解析：AC.物理学中把每秒钟通过导体任一横截面的电荷量(简称电量)叫做电流强度，通过导体横截面的电量越多，但时间不知道，电流强度不一定大，故C正确，A错误；
B.由
可知电子运动的速率越大，电流不一定越大，电流大小还与有关，故B错误；
D.电流有方向，其方向规定为正电荷运动方向，故D错误。
故选C。
5.答案：C
解析：由可知，5分钟内通过电阻横截面的电荷量，则通过电阻横截面的电子数个个，C正确.
6.答案：0.3 A
解析：由得，。
7.答案：
解析：由
则电子数个。
8.答案：31倍
解析：待机电流
播放视频的电流
倍
播放视频的电流大约是待机电流的31倍。11.3 实验：导体电阻率的测量——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册课时分层练
【夯实基础】
1.在“测定金属的电阻率”实验中，下列关于误差的说法中错误的是( )
A.电流表采用外接法，将会使
B.电流表采用外接法，由于电压表的并联引起了电阻丝分压的减小而引起测量误差
C.由可知，中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差
D.由可知，对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量
2.某同学在做“测量金属丝的电阻率”实验时，用螺旋测微器测量一金属丝的直径，某次读数如图所示，则读数为( )
A.1.350mm B.1.850mm C.2.350mm D.2.850mm
3.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，以下操作中错误的是( )
A.用米尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C.用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值
D.实验中应保持金属丝的温度不变
【提升能力】
4.在“测定金属的电阻率”的试验中，下列注意事项中正确的是( )
A.本实验中被测金属导线的电阻值较小，因此实验电路一般采用电流表外接法
B.在电阻丝上任选一处测金属导线直径就可以
C.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置
D.测量被测金属导线的有效长度，是指测量待测导线接入电路的两个端点之间的长度，测量时应将导线拉直，反复测量三次，求其平均值
5.在“测定金属丝的电阻率”的实验中，以下操作中正确的是( )
A.用刻度尺测量金属丝的全长，且测量三次，算出其平均值，然后再将金属丝接入电路中
B.用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值
C.用伏安法测电阻时采用电流表外接法，多次测量后算出平均值
D.实验中应保持金属丝的温度不变
6.为测量某圆柱状金属导体的电阻率，先用伏安法测该圆柱状金属导体的电阻，用螺旋测微器测量它的直径，用游标卡尺测量它的长度.螺旋测微器和游标卡尺的示数如图（a）和（b）所示.
（1）由图可知，该圆柱状金属导体的直径为_______mm，长度为_______mm.
（2）若流经该圆柱状金属导体的电流为I时，该圆柱状金属导体两端的电压为U，直径和长度分别用表示，则待测圆柱状金属导体电阻率的表达式为_______（用表示）.
【综合素养】
7.（1）如图甲所示是一个由电阻率为ρ的导体材料制成的中空圆柱体，为测量圆柱体中空部分的横截面积，某同学先用毫米刻度尺测得圆柱体的长度为L，然后用游标卡尺测量其外径D（游标尺第14条刻度线与主尺刚好对齐），如图乙所示，则_________mm.
（2）接着，该同学设计了测量圆柱体电阻的实验电路图（圆柱体上的为两个电箍，连接导线使用），如图丙所示，请你用笔画线当作导线将图丁中尚未完成的实物连线补画完整.
（3）若某次实验电流表的示数为I，电压表的示数为U.请用已知量和测量量的符号表示圆柱体中空部分的横截面积_________.
8.某同学想设计一个测量导体棒电阻率的实验方案，实验室提供的器材有：
A.电压表V（内阻约为1000Ω，量程为5V）
B.电流表A（内阻约为10Ω，量程为6mA）
C.滑动变阻器R（5Ω，2A）
D.干电池组（6V，0.05Ω）
E.一个开关和导线若干
F.螺旋测微器，游标卡尺
（1）如图甲，用螺旋测微器测导体棒的直径D为______mm；如图乙用10分度游标卡尺测导体棒的长度l为______cm。
（2）用多用电表粗测导体棒的阻值：
①当用“×10”挡时，正确操作后，发现指针偏转角度过小，该同学应该换用______挡（填“×1”或“×100”）；
②换挡后，立即测量，得到导体棒的电阻；
③在②中，操作遗漏的步骤是____________，重新正确操作后，表盘示数如图丙所示，则导体棒的阻值约为______Ω。
（3）请根据提供的器材，在图丁中设计一个实验电路，要求尽可能精确测量导体棒的阻值。
（4）若实验测得阻值为R，则导体棒的电阻率的表达式为______。（用R，D，l表示）
答案以及解析
1.答案：B
解析：AB.电流表采用外接法时，电压表直接并联在待测金属丝两端，电压表示数即为待测金属丝两端电压的真实值，但电压表的并联分流使得电流表的示数较实际流过待测金属丝的电流大，根据欧姆定律可知，根据电阻定律可知，故A正确，B错误；
CD.由可知，中每一个物理量的测量都会引起ρ的测量误差，但其中d的次幂为2，其误差在乘方之后也会被“放大”，因此对实验结果准确性影响最大的是直径d的测量，故CD正确。
故选B。
2.答案：B
解析：螺旋测微器的读数为，故B正确。
3.答案：A
解析：A项，在“测定金属丝的电阻率”的实验中，测量金属丝连入电路的有效长度三次，然后求平均值，A项说法错误，故符合题意。
B项，在“测定金属丝的电阻率”的实验中，用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，然后求平均值，B项说法错误，故不符合题意。
C项，因为金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，所以为了减小实验误差，应使电压表和金属丝并联，此时电压表的分流作用很小，所以应采用电流表外接法，B项说法正确，故不符合题意。
D项，电阻率反映材料导电能力的强弱，它由导体的材料决定，且与温度有关，所以金属丝的电阻率随温度的改变而改变，实验过程中应保持温度不变使金属丝的电阻率不变，D项说法正确，故不符合题意。
4.答案：ACD
解析：A.估计待测金属导线的电阻值大小，本实验中被测金属导线的电阻值较小，一般采用电流表外接法，A正确；
B.电阻丝上任选中间与两端共三处测金属导线直径，从而取平均值就可以，B错误；
C.闭合开关S之前，一定要使滑动变阻器的滑片处在有效电阻值最大的位置，从而减小电流，保护电路，C正确；
D.用毫米刻度尺测量3次导线的总长，且测量时应将导线拉直，求出平均值，然后将导线接入测量电路中，故D正确。
故选ACD。
5.答案：BCD
解析：应测量金属丝连入电路的长度三次，求平均值，而不是全长，故A错误；为了减小实验误差，应用螺旋测微器在金属丝三个不同部位各测量一次直径，算出其平均值，故B正确；一般金属丝电阻很小，与电压表内阻相差很大，使电压表和金属丝并联，电压表的分流作用很小，应采用电流表外接法，故C正确；金属丝的电阻率随温度的改变而改变，为保持电阻率不变，应保持温度不变，故D正确。
6.答案：(1)1.847(1.846~1.848均可)；42.45
(2)
解析：(1)该圆柱状金属导体的直径为，长度为.
(2)根据电阻定律可得，，又，联立可得
7.答案：(1)11.70
(2)见解析
(3)
解析：(1)游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标尺读数，不需估读，游标卡尺的主尺读数为11 mm，游标尺读数为，所以最终读数为11.70 mm..
(2)实物图连接如图所示.
(3)根据欧姆定律的变形式及电阻定律，解得，所以圆柱体中空部分的横截面积.
8.答案：（1）4.620（4.618~4.621均可得分）；10.14
（2）×100；欧姆调零；1000（1000.0也可得分）
（3）
（4）
解析：（1）螺旋测微器的最小分度值为0.01mm，固定刻度的读数为4.5mm，可动刻度的读数为，故导体棒的直径为，游标卡尺的最小分度值为0.1mm，主尺读数为101mm，游标尺读数，故导体棒的长度为。
（2）①当用“×10”挡时，正确操作后，发现指针偏转角度过小，说明电阻阻值较大，应选较大倍率，故该同学应该换用×100挡；
③欧姆表换挡后需要重新进行欧姆调零，故操作遗漏的步骤是：欧姆调零；欧姆表的指针所指刻线为10，则电阻阻值为。
（3）滑动变阻器阻值较小，为方便调节应接成分压式，根据，可知电流表应采用内接法，故设计的电路图如图所示：
根据电阻定律有，根据几何知识有，联立解得。11.2 导体的电阻——2023-2024学年高二物理人教版（2019）必修第三册课时分层练
【夯实基础】
知识点一 电阻
1.对于下列表达式理解正确的是( )
A.从可知，导体的电阻跟导体两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比
B.从可知，导体两端的电压随导体电阻的增大而升高
C.从可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比
D.从可知，导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零
知识点二 电阻率
2.关于金属丝的电阻及其电阻率，下列说法正确的是( )
A.将金属丝对折后拧成一股，其电阻变为原来的四分之一
B.电阻率是反映材料导电性能的物理量，与其两端是否加电压有关
C.把一根粗细均匀的金属丝截成等长的三段，则每段的电阻都是原来的三分之一
D.将金属丝均匀地拉长至原来长度的两倍，则金属丝的电阻率变为原来的四倍
【提升能力】
3.如图所示，在某次实验中得到了两电阻的图像，电阻A的图像为曲线，电阻B的图像为直线，且与横轴的夹角为α，下列关于两电阻的描述正确的是( )
A.当流过电阻的电流为时，电阻A的阻值大于电阻B的阻值
B.当流过电阻的电流为时，两电阻的阻值都是
C.随着电流的增大，电阻A的阻值减小
D.随着电流的增大，电阻B的阻值不变，大小为
4.关于导体的电阻，下列说法正确的是( )
A.导体电阻与导体两端电压有关，加在导体两端电压越大，导体的电阻就越大
B.两根长度相同的镍铬合金线，若忽略温度的影响，电阻一定相等
C.相同条件下，铜导线比铁导线的导电性能好，说明导体的电阻与材料有关
D.任何导体都对电流有阻碍作用，导体的电阻越大，它对电流的阻碍作用越小
5.两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为( )
A.1:4 B.1:8 C.1:16 D.16:1
6.电路中有一段金属丝长为L，电阻为R，要使电阻变为，下列方法可行的是( )
A.将金属丝拉长至
B.将金属丝拉长至
C.将金属丝对折
D.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍
7.如图所示,有两段由相同材料制成的长度相同的圆柱形电阻丝A、B,它们的横截面的半径之比为,把它们串联在有电流通过的电路中,则下列说法正确的是( )
A.A、B电阻丝的电阻率之比为1:1
B.A、B电阻丝的电阻率之比为4:1
C.A、B电阻丝中定向移动的电子的速度之比为4:1
D.A、B电阻丝中定向移动的电子的速度之比为1:4
【综合素养】
8.某人买了100 m规格为的铜导线为7 A的空调供电使用。实际上恰好用去了一半导线。如果空调能够正常工作，制冷时在这段导线上损失的电压约是多少
9.一只鸟站在一条通过500 A电流的铜质棵导线上。鸟两爪间的距离是4 cm，输电线的横截面积是。求鸟两爪之间的电压。
答案以及解析
1.答案：C
解析：是电阻的定义式，导体的电阻由导体本身的特性决定，与导体中的电流、导体两端的电压无关，A、D错误；从可知，只有通过导体的电流I一定时，导体两端的电压才与导体的电阻成正比，导体两端的电压才随导体电阻的增大而升高，B错误；根据欧姆定律可知，导体中的电流跟加在它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比，C正确.
2.答案：AC
解析：A.由电阻定律可得
可知，将金属丝对折后拧成一股，电阻率不变，长度变为原来一半，横截面积变为原来2倍，故其电阻变为原来的四分之一，A正确；
B.电阻率是反映材料导电性能的物理量，与其两端是否加电压无关，B错误；
C.把一根粗细均匀的金属丝截成等长的三段，电阻率、横截面积不变，则每段的电阻都是原来的三分之一，C正确；
D.电阻率与长度、横截面积无关，故将金属丝均匀地拉长至原来长度的两倍，电阻率保持不变，D错误。
故选AC。
3.答案：B
解析：由欧姆定律可知，当流过电阻的电流为时，电阻A的阻值等于电阻B的阻值，均为，故B正确，A错误；图线上的点与原点的连线的斜率表示电阻大小，可知随着电流的增大，电阻A的阻值增大，故C错误；对于电阻图线为过原点的倾斜直线，所以图线斜率即为图线上纵、横坐标的比值，但是两坐标的标度并不一定相同，所以电阻B的阻值大小不一定为，故D错误.
4.答案：C
解析：ABC.导体的电阻是导体本身的一种性质，由导体的材料、长度、横截面积决定，有时还要考虑温度的变化，但电阻与它两端的电压和通过的电流无关，故C正确，AB错误；
D.导体能够导电是因为内部存在大量的能够自由移动的电荷，但除了超导现象以外，导体都会有电阻，即导体对电流的阻碍作用，所以电阻越大，对电流阻碍作用越大，故D错误。
故选C。
5.答案：C
解析：设未处理前导线的电阻为R，其中的一根均匀拉长到原来的2倍，体积不变，则横截面积变为原来的，根据电阻定律得，拉长后导线的电阻；另一根对折后绞合起来，长度减小为原来的，体积不变，则横截面积变为原来的2倍，根据电阻定律得，对折绞合后导线的电阻，则两导线的电阻之比为16:1.由题知，加在两导线上的电压相等，根据欧姆定律可知，通过两者的电流之比为1:16，根据可知，在相同时间内通过它们的电荷量之比为1:16，故C正确.
6.答案：B
解析：将金属丝拉长至，体积不变，则横截面积变为原来的，根据知，电阻变为原来的16倍，放A错误.将金属丝拉长至，体积不变，则横截面积变为原来的，根据知，电阻变为原来的4倍，故B正确.将金属丝对折，长度变为原来的一半，横截面积变为原来的2倍，根据知，电阻变为原来的，故C错误.将金属丝两端的电压提高到原来的4倍，电阻不变，故D错误.
7.答案：AC
解析：AB.A、B电阻丝的材料相同，则电阻率相同，电阻率之比为1:1，故A正确，B错误；
CD.A、B电阻丝半径之比为，则由可得，横截面积之比为，两段电阻丝的电流相同，根据可知中定向移动的电子的速度之比为，故C正确，D错误。
故选：AC。
8.答案：1.49 V
解析：导线的电阻为
导线上损失的电压为。
9.答案：
解析：铜的电阻率
由电阻定律得
鸟两爪之间的电压。
