2024鲁科版高中物理必修第三册同步练习--第4节　串联电路和并联电路

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2024鲁科版高中物理必修第三册同步
第4节　串联电路和并联电路
基础过关练
题组一　串、并联电路及混联电路的分析
1.(2022山东滨州沾化实验高级中学阶段练习)甲、乙两个电阻,它们的伏安特性曲线画在一个坐标系中如图所示,则 (　　)
A.甲的电阻是乙的电阻的2倍
B.甲的电阻是乙的电阻的3倍
C.欲使通过两个电阻的电流相同,加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍
D.在两个电阻两端加上相同的电压,通过甲的电流是通过乙的两倍
2.三个电阻之比为R1∶R2∶R3=1∶2∶5,将这三个电阻并联,则通过这三个支路的电流之比I1∶I2∶I3为 (　　)
A.1∶2∶5 B.5∶2∶1
C.10∶5∶2 D.2∶5∶10
3.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是(　　)
A.45 V B.5 V
C.25 V D.15 V
4.如图所示电路,电压U保持不变,当开关S断开时,理想电流表A的示数为0.6 A,当开关S闭合时,理想电流表的示数为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
5.(2023山东菏泽单县一中开学考试)如图所示的电路中,U=120 V,滑动变阻器R2的最大值为200 Ω,R1=100 Ω。当滑片P滑至R2的中点时,a、b两端的电压为 (　　)
A.60 V B.40 V
C.80 V D.120 V
题组二　电表的改装
6.电流表的内阻Rg=200 Ω,满偏电流Ig=500 μA,现欲把此电流表改装成量程为0~1 V的电压表,正确的方法是 (　　)
A.应串联一个0.1 Ω的电阻
B.应并联一个0.1 Ω的电阻
C.应串联一个1 800 Ω的电阻
D.应并联一个1 800 Ω的电阻
7.(2023天津耀华中学期中)如图所示的电路中,小量程电流表的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2= Ω。
(1)当S1和S2均断开时,改装所成的表是什么表 量程多大
(2)当S1和S2均闭合时,改装所成的表是什么表 量程多大
能力提升练
题组一　串、并联电路及混联电路的分析
　　　　　　　　　　　　　　　
1.
如图所示的电路中,U=8 V不变,电容器电容C=200 μF,R1∶R2=3∶5,则电容器的带电荷量为 (　　)
A.1×10-3 C B.6×10-3 C
C.6×10-4 C D.1.6×10-3 C
2.(2022山东期末)如图所示,四个电阻分别为R1、R2、R3、R4,三个电流表的内阻均可忽略不计,下列说法中正确的是 (　　)
A.四个电阻为并联关系
B.R1与R2为并联关系
C.A1的示数等于通过R2和R3的电流之和
D.A2的示数与A1的示数之和等于A3的示数
题组二　电表的改装
3.(2021山东师范大学附中月考)用两个完全相同的电流表改装成量程分别为0~3 V的电
压表V1和0~15 V的电压表V2,串联后接入9 V的电压,如图所示,下列说法正确的是 (　　)
A.V1、V2的指针的偏角相同
B.V1、V2的指针的偏角不相同
C.V1、V2示数相同,均为4.5 V
D.V1、V2电压表示数不同
4.(2022山东潍坊期末)如图所示是电表改装的原理图,已知表头的内阻Rg为800 Ω,满偏电流Ig为50 μA,改装后的电压表量程为0~1 V,电流表量程为0~1 mA,则 (　　)
A.当K接1时,为电压表的改装原理图,R1=24.1 Ω
B.当K接1时,为电流表的改装原理图,R1=42.1 Ω
C.当K接2时,为电压表的改装原理图,R2=20 000 Ω
D.当K接2时,为电流表的改装原理图,R2=19 200 Ω
5.如图所示是一个电流计、电压表两用的电路,电流计G的量程是100 μA,内阻是1 000 Ω。电阻 R1=0.1 Ω,R2=99 kΩ,当双刀双掷开关(中间用绝缘物体连接)合到a、b上时,电流表改装成什么表 其量程是多少 当双刀双掷开关合到c、d上时,电流计改装成什么表 其量程是多少
第4节　串联电路和并联电路
基础过关练
1.C 2.C 3.D 4.A 5.B 6.C
1.C　根据I-U图像的斜率表示电阻的倒数,由图像可得==,即乙的电阻是甲的电阻的3倍,故A、B错误;根据欧姆定律I=可知,欲使通过两个电阻的电流相同,加在乙两端的电压是加在甲两端电压的3倍,故C正确;根据欧姆定律I=可知,在两个电阻两端加上相同的电压,通过甲的电流是通过乙的3倍,故D错误。故选C。
2.C　由并联电路两端电压相等得I1=,I2=,I3=,得I1∶I2∶I3=10∶5∶2,C正确。
3.D　本题中R1、R2串联,R1允许通过的最大电流为1.5 A,经计算,R2允许通过的最大电流仅为0.5 A,则通过串联电路的最大电流以最小的为准,从而求得加在电路两端的最大电压是15 V,选D。
4.A　由欧姆定律I=得,电流比等于电阻的反比,则有==,整理得=,故选A。
5.B　根据题意知,当滑片滑至R2中点时,滑动变阻器上下部分电阻各为100 Ω,下部分与R1并联后总电阻为Rab=50 Ω,整个电路总电阻为R=150 Ω,设并联部分电压为Uab,则有:=,即Uab==40 V,故B选项正确。
6.C　电流表改装成电压表,应串联电阻分压,电阻两端的电压U'=U-Ug=1 V-200×500×10-6 V=0.9 V,R===1 800 Ω,故C正确。
7.答案　(1)电压表　1 V　(2)电流表　1 A
解析　(1)当S1和S2均断开时,改装成了电压表,量程U=Ig(Rg+R1)=1 V。
(2)当S1和S2均闭合时,改装成了电流表,其量程I=Ig·=1 A。
能力提升练
1.A 2.BC 3.AD 4.B
1.A　因为R1、R2串联,所以两电阻间的电压值与电阻值成正比,则U1∶U2=R1∶R2=3∶5,又U1+U2=8 V,所以U1=3 V,U2=5 V;电容器与R2并联,所以UC=U2=5 V,所以Q=CU2=1×10-3 C,选项A正确。
2.BC　电阻R1、R2、R3为并联关系,然后与R4串联,选项A错误,B正确;A1的示数等于通过R2和R3的电流之和,选项C正确;因A3的示数等于通过R1、R2、R3的电流之和,A2的示数等于通过R1、R2的电流之和,A1的示数等于通过R2和R3的电流之和,所以A2的示数与A1的示数之和不等于A3的示数,选项D错误。
方法技巧　(1)电路简化的五个原则:
①无电流的支路除去;②电势相等的各点合并;③理想导线可任意长短;④理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;⑤电压稳定时电容器可认为断路。
(2)电路简化的两个方法:
①电流分支法:先将各节点用字母标上,判定各支路元件的电流方向(若无电流,可假设在总电路两端加上电压后判定),按电流流向,自左向右将各元件、节点、分支逐一画出,加工整理即可;
②等势点排列法:标出节点字母,判断出各节点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可。注意以上两种方法可以交替使用。
3.AD　电压表由电流表和电阻串联改装而成,故两电压表串联时,电流表也是串联关系,由串联电路电流处处相等可知,流过电流表的电流相等,故两电压表的指针偏角相同,A正确,B错误;两电压表的量程不同,总电阻不同,故分压也不同,因此电压表的示数不同,故C错误,D正确。
4.B　当K接1时,表头与R1并联,为电流表的改装原理图,R1==42.1 Ω,故A错误,B正确;当K接2时,表头与R2串联,为电压表的改装原理图,R2=-Rg=19 200 Ω,故C、D错误。
归纳总结　对于电表改装问题应首先掌握电流计的三个参数,即满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg,三个参数间的关系为Ug=IgRg,其次,理解改装原理与方法,若将电流计改装为电流表,应采用并联分流,即给电流计并联一个较小的电阻,分担较大的电流;若将电流计改装为电压表,应采用串联分压,即给电流计串联一个较大的电阻,分担较大的电压。
5.答案　电流表　1 A　电压表　10 V
解析　当开关合到a、b上时,电路转换成图甲所示的电路,此时小电阻R1与电流计G并联,R1起分流作用,可作为大量程电流表使用。根据并联电路的特点有:(I-Ig)R1=IgRg。电流表量程为I== A≈1 A。
当开关合到c、d上时,电路变成图乙所示的电路,此时大电阻R2与电流计G串联,R2起分压作用,所以电流计G已改装成电压表,根据串联电路的特点,电压表量程为:U=Ig(Rg+R2)=0.000 1×(1 000+99 000)V=10 V。
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