2025鲁教版高中物理选必修第三册同步练习题（有解析）--第4节 串联电路和并联电路

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2025鲁教版高中物理选必修第三册
第3章　恒定电流
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.(2024福建龙岩期中)电阻R1的阻值为20 Ω,它与电阻R2并联后接入电路中,通过它们的电流之比I1∶I2=1∶2,则R2的阻值是(　　)
A.4 Ω　　　　B.8 Ω　　　　C.10 Ω　　　　D.20 Ω
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是(　　)
A.45 V　　　　B.5 V
C.25 V　　　　D.15 V
3.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
4.(2024甘肃甘南期中)如图所示的电路中,两电压表均为理想电压表,在电路a、b两端加一恒定的电压U后,V1和V2的示数分别为27 V和33 V。已知R2=R4,则恒定的电压U为 (　　)
A.40 V　　　　B.60 V　　　　C.80 V　　　　D.100 V
5.(2024河南南阳期中)如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是 (　　)
A.R1∶R2=3∶1
B.把R1拉长到原来的3倍长后电阻等于3R2
C.将R1与R2串联后接于电源上,则功率之比P1∶P2=3∶1
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流之比I1∶I2=1∶3
题组二　电表的改装
6.(2024山东聊城期中)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,则电容器带的电荷量为 (　　)
A.1×10-3 C　　　　B.6×10-3 C
C.6×10-4 C　　　　D.1.6×10-3 C
2.(2024北京师大附中期中)如图所示,电路中的电阻R1=1 Ω,R2=12 Ω,R3=4 Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10 V,内阻忽略不计,则 (　　)
A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是5 Ω
B.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是4 Ω
C.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为8 V
D.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为9 V
题组二　电表的改装
3.(多选)(2024山东济南校考)如图,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100 Ω,下列说法正确的是 (　　)
　
A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=1 mA
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为6 V
C.乙图中,R1= Ω,R2=10 Ω
D.乙图中,R1= Ω,R2=10 Ω
4.(多选)(2023安徽宿州重点中学联考)常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的。现有两个量程不同的电压表和两个量程不同的电流表均由相同的表头改装而成。现将这四块电表接入下图电路中,调节电阻箱,使四块表均正常工作。关于它们的读数,下列说法正确的是 (　　)
A.V1、V2显示的示数相同
B.流过V1、V2的电流相等
C.A1、A2显示的示数相同
D.流过A1、A2表头的电流相等
5.如图所示是一个电流表、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,电流计改装成什么表 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
答案与分层梯度式解析
第3章　恒定电流
第4节　串联电路和并联电路
基础过关练
1.C 2.D 3.A 4.B 5.B 6.C
1.C　两电阻并联,两端电压相等,电流之比为I1∶I2=1∶2,则电阻之比为R1∶R2=2∶1,可知R2=10 Ω。故选C。
2.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。
3.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。
4.B　设R1、R2、R3、R4两端电压分别为U1、U2、U3、U4,由于R2=R4,所以U2=U4,U1+U2=27 V,U2+U3=33 V,则U1+U2+U3+U4=U1+2U2+U3=60 V。故选B。
5.B　根据I-U图像知,图线的斜率表示电阻的倒数﹐所以R1∶R2=1∶3,故A错误;把R1拉长到原来的3倍长后﹐横截面积变为原来的,根据R=ρ可知,电阻变为原来的9倍,为R2的3倍,故B正确;将R1与R2串联后接于电源上,电流之比I1∶I2=1∶1,根据P=I2R可知,功率之比P1∶P2=1∶3,故C错误;将R1与R2并联后接于电源上,电流之比I1∶I2=3∶1,故D错误。故选B。
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.C 3.AC 4.AD
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.C　当c、d端短路时,a、b之间的结构是R2、R3并联后和R1串联,等效电阻为R=+R1= Ω+1 Ω=4 Ω,A错误;当a、b端短路时,c、d之间的结构是R1、R3并联后和R2串联,等效电阻为R'=+R2= Ω+12 Ω=12.8 Ω,B错误;当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压等于电阻R3两端电压,为U3=E=×10 V=8 V,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R3两端电压,为U3=E=×10 V=2.5 V,D错误。故选C。
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理想导线可长可短;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.AC　由甲图可知Ig== A=0.001 A=1 mA,其中b的量程为Ub=Ig=0.001× V=9 V,故A正确,B错误;改装成量程为I1=10 mA=0.01 A的电流表时,并联电阻的分流为I'=I1-Ig=10 mA-1 mA=9 mA=0.009 A,分流电阻的阻值为R1+R2== Ω= Ω;改装成量程为I2=100 mA=0.1 A的电流表时,有R1=,联立解得R1= Ω,R2=10 Ω,故C正确,D错误。
4.AD　V1、V2是由相同表头分别串联不同阻值的电阻改装而成,并联接入电路时,二者电压相等,而由于阻值不等,所以通过表头的电流不相等,A正确,B错误;A1、A2是由相同表头分别并联不同阻值的电阻改装而成,并联接入电路时,通过两表头的电流相等,两表头的指针转过的角度相同,由于量程不同,所以示数不同,D正确,C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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