人教版物理高二选修3-1第2章第4节串联电路和并联电路同步检测卷

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人教版物理高二选修3-1第2章
第4节串联电路和并联电路同步检测卷
一、选择题
1．下列说法不正确的是( )
A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零
B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻
C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小
D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大
答案：D
解析：解答：由电阻并联规律可判断电阻并联特点：
A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零，正确；
B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻，正确；
C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小，正确；
D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大，错误。
故选D
分析：电阻并联满足。
2．三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
解析：解答：.三个电阻并联，电压相等，设为U；
由欧姆定律得， I1∶I2∶I3＝
故选C
分析：并联部分两端电压相等，利用欧姆定律可求出电流比值。
3.如图所示的电路中，若ab为输入端，AB为输出端，并把滑动变阻器的滑片置于变阻器的中央，则( )
A．空载时输出电压
B．当AB间接上负载R时，输出电压
C．AB间的负载R越小，UAB越接近
D．在AB间分别接内阻为5 kΩ和10 kΩ的电压表，两表示数一样
答案：AB
解析：解答：空载时AB间的电压为总电压的一半，即，A正确；
当AB间接上负载R后，R与变阻器的下半部分并联，并联电阻小于变阻器阻值的一半，故输出电压，B正确；
R越小，并联电阻越小，UAB就越小于，C错误，同理D错误。
故选AB
分析：利用欧姆定律和串联分压求解。
4．一个电流表的满偏电流Ig＝1 mA，内阻为500 Ω，要把它改装成一个量程为10 V的电压表，则应在电流表上( )
A．串联一个10 kΩ的电阻
B．并联一个10 kΩ的电阻
C．串联一个9.5 kΩ的电阻
D．并联一个9.5 kΩ的电阻
答案：C
解析：解答：把一个电流表改装成一个电压表，要串联一个电阻，可知B、D错误；
通过电流表的电流为Ig时，电流表表头两端的电压
Ug＝IgRg＝1×10－3×500 V＝0.5 V
串联电阻R两端的电压UR＝U－Ug＝10 V－0.5 V＝9.5 V
所以串联电阻的阻值，所以C正确，A错误。
故选C
分析：把一个电流表改装成一个电压表，要串联一个电阻，通过表头和串联电阻的电流相等。
5．三个阻值相同的电阻，它们的额定电压均为8 V，现将两个电阻并联后再与第三个电阻串联，这个电路允许的总电压的最大值为( )
A．8 V B．10 V C．12 V D．16 V
答案：C
解析：解答：由可知两个阻值相同的电阻并联后的等效电阻阻值等于第三个电阻阻值的二分之一；串联电路电压的分配规律可知，并联部分两端电压等于第三个电阻两端电压的二分之一，当第三个电阻两端电压达到额定电压值8 V时，并联部分两端电压等于4 V，因此这个电路允许的总电压的最大值12 V，所以 C正确。
故选C
分析：串联电路中电阻分电压，。
6．电阻R1 与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为1∶2，则当R1 与R2串联后接入电路中时，R1和R2两端电压之比U1∶U2为( )
A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1
答案：B
解析：解答：R1 与R2并联，所以，,由可知R1 ：R2=2:1，
R1 与R2串联，，所以串联后R1和R2两端电压之比
故选B
分析：R1 与R2并联，所以，R1 与R2串联，。
7．磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G，内阻Rg＝30 Ω，满偏电流Ig＝5 mA，要将它改装为量程为0～3 A的电流表，所做的操作是( )
A．串联一个570 Ω的电阻
B．并联一个570 Ω的电阻
C．串联一个0.05 Ω的电阻
D．并联一个0.05 Ω的电阻
答案：D
解析：解答：由表头要改装电流表需并联一个分流电阻，设其阻值为R；
所以IgRg＝(I－Ig)R，所以。所以D正确。
故选D
分析：由表头要改装电流表，满足IgRg＝(I－Ig)R。
8.如图所示，电源内阻不计，已知R1＝2 kΩ，R2＝3 kΩ，现用一个内阻为6 kΩ的电压表并联在R2的两端，电压表的读数为6 V．若把它接在a、b两点间，电压表的读数为( )
A．18 V B．12 V C．8 V D．6 V
答案：B
解析：解答：电压表并联在R2两端时，并联部分的电阻为,根据串联电路的分压特点可知，电源电动势为；电压表并联在a、b两端时，测量的是电源的电动势，所以其示数为12 V.
故选B
分析：电压表并联电源两端时，测量的是电源的电动势。
9．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．45 V B．5 V C．25 V D．15 V
答案：D
解析：解答：本题中R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2允许通过的最大电流，则通过串联电路的最大电流以最小的为准，所以在电路两端的最大电压.
故选D
分析：两电阻串联，要保证两电阻正常，只能允许通过最小电流。
10．有一未知电阻Rx，为较准确地测出其阻值，先后用图中甲、乙两种电路进行测试，利用甲图测得的数据是“2.8 V 5.0 mA”，而用乙图测得的数据是“3.0 V 4.0 mA”，那么该电阻测得的较为准确的情况是( )
A．560 Ω，偏大 B．560 Ω，偏小 C．750 Ω，偏小 D．750 Ω，偏大
答案：D
解析：解答：由于，即电流表的变化大，电压表的分流作用大，根据试触法的原则，可知用安培表内接法比较准确；
用乙图电路，此时电阻在电流表的内接法中，测量值大于真实值。
故选D
分析：若用安培表内接法比较准确；在电流表的内接法中，测量值大于真实值。
11.一电压表由电流表G和电阻R串联而成，如图所示．若在使用过程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以改进( )
A．在R上串联一比R大得多的电阻
B．在R上串联一比R小得多的电阻
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：解答：在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，说明与电流表G串联的分压电阻阻值稍偏大；
根据并联电路的特点可知，两电阻并联时，并联电阻阻值比较接近阻值较小的电阻阻值，因此，为使得该电压表的读数准确，应在R上并联一个比R大得多的电阻，故D正确。
故选D
分析：电阻并联时，并联电阻阻值比较接近阻值较小的电阻阻值。
12.两电阻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Ⅱ
答案：B
解析：解答：I U图线的斜率为电阻的倒数，所以R1＜R2，A、C错误；
串联后的总电阻大于任一个分电阻，所以串联后总电阻的I U图线应在区域Ⅲ，B正确、D错误。
故选B
分析：I U图线的斜率为电阻的倒数；串联后的总电阻大于任一个分电阻。
13．两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V1、V2，若将两表串联后去测某一线路的电压，则两只表( )
A．读数相同
B．指针偏转的角度不同
C．量程大的电压表读数大
D．量程大的电压表读数小
答案：C
解析：解答：电流表改装成电压表后，量程大的内阻大，两改装后的电压表串联在一起去测电压，每个表两端的电压与其内阻成正比，所以量程大的电压表读数大，A、D错误，C正确；
两电压表串联，流过两电压表的电流相等，即流过电压表内部的表头的电流相等，所以指针偏转的角度相同，B错误。
故选C
分析：本题考查电表的改装，利用串并联规律分析求解。
14．如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0～3 A)和电流表A2(0～0.6 A)，把这两个电流表并联接入电路中测量电流．则下列说法中正确的是( )
A．A1表的内阻大于A2表的内阻
B．A1的指针还没有满偏时，A2的指针已经满偏
C．A1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 A
D．A1的读数为1 A时，干路中的电流为1.2 A
答案：D
解析：解答：电流表A1的量程大于电流表A2的量程，因此电流表A1中表头并联的分流电阻阻值小于电流表A2中并联的分流电阻阻值，故电流表A1的内阻小于电流表A2的内阻，选项A错误；
因电流表A1的量程是电流表A2量程的3倍，因此电流表A1的内阻等于电流表A2内阻的，又因两电流表并联，当加在它们两端电压为电流计的满偏电压Ug=IgRg时，两电流表同时达到满偏，故选项B、C均错误；
由以上的分析可知，当电流表A1的读数为1 A时，电流表A2的读数等于0.2 A，电路总电流为I=1 A＋0.2 A＝1.2 A，故选项D正确。
故选D
分析：本题两电表并联，需要考虑电表内阻，利用欧姆定律分析。
二、填空题
15．有一个电流表G，内电阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程0~3V的电压表，要串联 Ω的电阻，改装后电压表的内阻是 Ω；若给电流表并联一个30Ω的电阻，它改装后的电流量程是 mA。
答案：2970|3000|2
解析：解答：电流表G满偏时电压是0.03V，要把它改装为量程0~3V的电压表，量程扩大到了100倍，应串联一个（n-1）Rg大小的电阻，即R=2970的电阻，改装后电压表的内阻是3000；若给电流表G并联一个30Ω的电阻，量程扩大到2倍，即它改装后的电流量程为2mA。
分析：表头改装成电压表需要串联一个电阻；改装成一个电流表，需要并联一个电阻。
16．已知电流表的内阻Rg＝120 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，要把它改装成量程是6 V的电压表，应串联 Ω电阻？要把它改装成量程是3 A的电流表，应并联 Ω电阻.
答案：1880 Ω|0.12 Ω
解析：解答：根据欧姆定律和串联电路特点可知，需串联的电阻，大小为；同理，根据欧姆定律的并联电路的特点可知，改装成3A电流表需并联的电阻。
分析：表头改装成电压表需要串联一个电阻；改装成一个电流表，需要并联一个电阻。
17．某电路需要20A的保险丝，但手边只有用同种材料制成的“15A”和“5A”两种型号的保险丝，它们的规格如表所示，能否将这两种保险丝取等长的两段并联后用于该电路中 (填写“行”或“不行”)。
保险丝 1 2
直径 1mm 2mm
额定电流 5A 15A
答案：不行
解析：解答：根据，因为，故，两保险丝并联接到20A的电路上时，通过“15A”保险丝的电流为,因为I1＞15A，故此保险丝会被烧毁，然后另一个保险丝也会被烧毁，所以这样连接不行。
分析：电阻并联后电阻减小，据此分析保险丝电流是否超过熔断电流，若超过，则不能并联后使用。
18．三个定值电阻，R1＝10Ω，R2＝20Ω，R3＝30Ω。把它们串联在电路中，消耗的电功率之比为 ；把它们并联在电路中，消耗的电功率之比为 。
答案：1:2:3|6:3:2
解析：解答：当三个电阻串联时，电流相等，则由P=I2R可知；功率与电阻成正比；故功率之比为1：2：3；
三个电阻并联时，电压相等，由可知，电功率与电阻成反比；故功率之比为；
分析：串联时功率之比，电流相等，可由P=I2R计算，并联后，电压相等，故可由计算功率之比。
19．某电铃正常工作时的电压是6V，电阻是10Ω，现手边有一电压是15V的电源，要使电铃正常工作应将这个电铃与 欧的电阻 联后接到这个电源上
答案：15|串
解析：解答：要使电铃两端的电压为6V，需要串联一个电阻分压，该电阻分担的电压为U=15V-6V=9V；
因为电铃和电阻串联，所以通过两者的电流相等，根据欧姆定律可得,所以。
分析：本题考查了电路串联电阻分压的特点，难度不大。
20．如图所示，R1=2Ω、R2=6Ω、R3=3Ω通以电流,三个电阻的总阻值R总= Ω，各个电阻电压之比U1:U2:U3= ，各电阻电流强度之比I1:I2:I3= 。
答案：4|1:1:1|3:1:2
解析：解答：总电路,设总电流I，则通过R2的电流为,由得通过R3的电流为，所以电阻电流强度之比I1:I2:I3=3:1:2，因为R1的阻值等于R2R3并联后的阻值，所以R1两端电压等于R2R3并联后的电压，即U1:U2:U3=1:1:1。
分析：本题考查串联分压，并联分流的特点。
21．如图所示， R1=12kΩ，R2=8kΩ，R3=20kΩ，R4=600Ω，当滑动变阻器滑动触头C调到最上端时，AB间的总电阻是 Ω，AB间最大电阻值为 Ω。
答案：9×103|1.06×104
解析：解答：滑动变阻器的滑动触头C在最上端的时候相当于R2串联R3 再并联R1，所以AB间总电阻为；
当C调节到某处时，设滑动变阻器的上端电阻为x kΩ，下端为20-xkΩ，所以AB间总电阻为，当x=8的时候AB间总电阻有最大值，所以AB间总电阻为1.06×104 kΩ。
分析：本题考查并联电阻的计算，并联电阻满足。
三、实验题
22．如图所示为用伏安法测定一个定值电阻的阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：
1 待测电阻Rx(约100 Ω)
2 直流毫安表(量程0～20 mA，内阻50 Ω)
3 直流电压表(量程0～3 V，内阻5 kΩ)
4 直流电源(输出电压6 V，内阻不计)
5 滑动变阻器(阻值范围0～15 Ω，允许最大电流1 A)
6 开关1个，导线若干
根据器材规格及实验要求，画出实验原理图，并在本题的实物图上连线．
答案：原理图：
实物图：
解析：解答：因为，所以采用电流表外接法；
若采用限流式接法，则滑动变阻器阻值达到最大时，电阻中电流最小，此时电阻Rx的电压约为3.6 V，已超过电流表和电压表量程，故必须采用滑动变阻器分压式接法．实验原理图如图所示：
根据电路图，实物图如图所示：
分析：先确定采用电流表内接电路还是外接电路；再确定滑动变阻器是采用限流式接法还是分压式接法，结合这两点画出电路图，根据电路图连接实物图。
四、计算题
23.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，安培表示数的最小值为多少？
答案：设触头上部分电阻为x Ω，则下部分为(5－x) Ω，
总电阻
当2＋x＝8－x，即x＝3 Ω时，R最大，
所以
所以安培表的示数最小为
解析：解答：设触头上部分电阻为x Ω，则下部分为(5－x) Ω，
总电阻
当2＋x＝8－x，即x＝3 Ω时，R最大，
所以
所以安培表的示数最小为
分析：本题主要考查电阻并联的计算。要能正确将变阻器电阻表示出来。
24.如图所示，R1＝7 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为6 Ω，求AB两端的电阻值的范围．
答案：当R3＝0时，R2短路
RAB最小，RAB＝R1＝7 Ω
当R3＝6 Ω时，R2、R3并联，RAB最大
，
故AB两端的电阻范围为7 Ω≤R≤9 Ω.
解析：解答：当R3＝0时，R2短路
RAB最小，RAB＝R1＝7 Ω
当R3＝6 Ω时，R2、R3并联，RAB最大
，
故AB两端的电阻范围为7Ω≤R≤9Ω.
分析：本题主要考查电阻串并联的计算。难度不大，注意串并联电阻特点即可。
25.某电流表内阻Rg为200 Ω，满偏电流Ig为2 mA，如图甲、乙改装成量程为0.1 A和1 A的两个量程的电流表，试求：
(1)图甲中，R1和R2各为多少？
答案：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得
(2)图乙中，R3和R4各为多少？
答案：按图乙接法，量程为1 A时，R4和Rg串联后与R3并联；量程为0.1 A时，R3和R4串联后与Rg并联，所以有
Ig(Rg＋R4)＝(1－Ig)R3
IgRg＝(0.1－Ig)(R3＋R4)
联立解得R3＝0.41 Ω，R4＝3.67 Ω
解析：解答：(1)按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得
(2)按图乙接法，量程为1 A时，R4和Rg串联后与R3并联；量程为0.1 A时，R3和R4串联后与Rg并联，所以有
Ig(Rg＋R4)＝(1－Ig)R3
IgRg＝(0.1－Ig)(R3＋R4)
联立解得R3＝0.41 Ω，R4＝3.67 Ω.
分析：本题主要考查电阻串并联的计算。难度不大，注意串并联电阻特点即可。
R1
R2
R3
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