人教版高中物理选修3-1同步练习 第2章 2.4 串联电路和并联电路 Word版含解析
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修3-1同步练习 第2章 2.4 串联电路和并联电路 Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 169.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-20 15:24:58 | ||
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文档简介
2.4 串联电路和并联电路
一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)
1．(2016·西藏日喀则一中高二上学期月考)下列说法中不正确的是( D )
A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零
B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定增大
D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小
解析：并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋，当其中一个分电阻为零时，总电阻为零，A正确。并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻，B正确。并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，各支路电阻的倒数之和将减小，总电阻的倒数将减小，总电阻将增大，C正确，D错误。
2．(2016·河南信阳市高二上学期期中)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为( A )
A．nU B．
C．(n－1)U D．
解析：ac和cd是串联形式，由串联电路电压和电阻成正比，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，则当某次测量中输出端数字电压表的示数为U，ac间的电压为(n－1)U，故输入电压为U＋(n－1)U＝nU，故A正确，B、C、D错误。故选A。
3．如图所示电路，电压U保持不变，当电键S断开时，理想电流表A的示数为0.6A，当电键S闭合时，理想电流表的示数为0.9A，则两电阻阻值之比R1︰R2( A )
A．1︰2 B．2︰1
C．2︰3 D．3︰2
解析：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．(2017·甘肃省天水一中高二上学期期末)两定值电阻R1、R2串联后接在电压恒等于10V的直流电源上。某学生把内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表示数为6V。如果把此电压表改接在R2两端，则电压表示数将( A )
A．小于4V B．大于4V
C．等于4V D．等于或大于4V
解析：电压表接在R1两端，电压表的示数为6V，则此时R2两端的电压为4V。把此表改接在R2两端时，电压表与R2并联的阻值小于R2，而R1与并联部分串联，总电压U＝10V，则R1的电压大于6V，电压表与R2并联的电路的电压小于4V。故选A。
5．(2017·福建省三明市四地六校联考)如图所示是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，为减小测量误差，下列做法正确的是( AD )
A．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a
B．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b
C．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a
D．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b
解析：如果电压表有显著变化，说明待测电阻较小，用外接法，则应接到a点，选项A正确，选项B错误；若电流表有显著变化，说明电阻较大，用内接法，开关应接b点，选项D正确，选项C错误。
6．仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路中的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图中甲、乙两种方式接入电路。已知R1阻值较大，R2阻值较小，则( AC )
A．甲图中R1作粗调用 B．甲图中R1作细调用
C．乙图中R2作粗调用 D．乙图中R2作细调用
解析：甲图中，两个电阻串联，根据欧姆定律，调节R1时，电阻变化大，故电流改变大，是粗调，故A正确，B错误；乙图中，两个电阻并联，电阻小的电流大，调节电阻R2是粗调，故C正确，D错误。
二、非选择题
7．在如图所示的电路中，电源电压U＝15V，电阻R1、R2、R3的阻值均为10Ω，S为单刀三掷开关，求下列各种情况下电压表的读数：
(1)开关S接B；(2)开关S接A；(3)开关S接C。
答案：(1)7.5V (2)0 (3)10V
解析：(1)S接B时，R1、R2串联接入电路，电压表测R1两端电压，U1＝R1＝7.5V
(2)S接A时，R1被短路，电压表示数为0
(3)S接C时，R2、R3并联，再和R1串联后接入电路，U1＝R1＝10V
能力提升
一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)
1．(2017·江西省南昌二中高二上学期月考)用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中．通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是( D )
A．图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等
B．图甲中电压表的指针偏角比电流表的小
C．图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等
D．图乙中电压表的指针偏角比电流表的小
解析：图甲中由于电流表的电流计是并联在电路中，电压表的电流计是串联在电路中，而串联电路的电流相等，所以由于电流表的定值电阻分流的原因，通过电流表的电流计的电流小于电压表的，所以电压表的指针偏转角比电流表的大，故AB错误；图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中的定值电阻的分压原因，电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压，所以图乙中电压表的指针偏角比电流表的小，故C错误，D正确。
2．如图所示电路中，伏特表V1和V2的内阻都远远大于R1、R2、R3和R4的电阻。R1和R3电阻未知，R2＝R4＝20Ω，伏特表V1和V2的读数分别为15V和10V，则a、b两点间的电压为( C )
A．23V B．24V
C．25V D．26V
解析：因为R1、R2、R3和R4串联，且R2＋R3＝R3＋R4，故R3和R4上的电压也为10V。a、b两点间电压是R1和R2上电压与R3和R4上电压之和，即为15V＋10V＝25V。
3．如图所示的电路中，U＝120V，滑动变阻器R2的最大值为200Ω，R1＝100Ω。当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为( B )
A．60V B．40V
C．80V D．120V
解析：据题意，当滑片滑至R2中点时滑动变阻器上下部分电阻各为100Ω，下部分与R1并联后总电阻为Rab＝50Ω，整个电路总电阻为R＝150Ω，设并联部分电压为Uab，则有：＝，即Uab＝＝40V，故B选项正确。
4．(2016·山西大学附中高二上学期月考)如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( C )
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
解析：A、B项，将接线柱1、2接入电路时电阻R1分流，阻值为电流表的一半，通过R1的电流为通过电流表电流的2倍，量程扩大为原来的3倍，所以每一小格表示0.06A，故A、B项错误。C、D项，将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，然后与R2串联，串联电路对电流表量程无影响，电阻R1分流，电流表量程变为原来的3倍，每一小格表示0.06A，故C项正确，D项错误。
5．一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝1Ω，R2＝12Ω，R3＝4Ω，另有一测试电源，电动势为10V，内阻忽略不计，则( AC )
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是4Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是4Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为8V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为8V
解析：当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为R＝＋R1＝＋1＝4Ω，故A正确；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为R＝＋R2＝＋12＝12.8Ω，故B错误；当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10＝8V，故C正确；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10＝2.5V，故D错误。
二、非选择题
6．某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如下图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求在下图甲、乙两种情况下，R1和R2各为多少？
答案：图甲中R1＝4.08Ω，R2＝0.4Ω。图乙中R1＝0.41Ω，R2＝3.67Ω
解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得
R1＝Rg＝×200Ω＝4.08Ω
R2＝Rg＝×200Ω＝0.4Ω
按图乙接法，量程为1A时，R2和Rg串联后与R1并联；量程为0.1A时，R1和R2串联后与Rg并联，分别得：
Ig(Rg＋R2)＝(1－Ig)R1，IgRg＝(0.1－Ig)(R1＋R2)
解得：R1＝0.41Ω，R2＝3.67Ω
7．如图所示电路，R1＝R2＝4Ω，R3＝R4＝2Ω，UAB＝6V，求：
(1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻)；
(2)R1与R4两端的电压之比。
答案：(1)1.5A 1.0A (2)1︰2
解析：(1)等效电路图如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为R并，则有：＝＋＋，得R并＝1Ω。
电路的总电流I＝＝A＝2A。
并联部分的电压U并＝IR并＝2×1V＝2V。
通过R1、R2、R3三个电阻的电流分别为：
I1＝＝A＝0.5A，I2＝＝A＝0.5A，
I3＝＝A＝1.0A。
由图可知，电流表A1的示数是通过R2与R3的电流之和，则有
IA1＝I2＋I3＝0.5A＋1.0A＝1.5A。
电流表A2的示数是通过R1与R2的电流之和
则有IA2＝I1＋I2＝0.5A＋0.5A＝1.0A
(2)因为UAB＝U并＋U4，所以R4两端电压为：
U4＝UAB－U并＝6V－2V＝4V，
U1＝U并＝2V，则＝＝
一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)
1．(2016·西藏日喀则一中高二上学期月考)下列说法中不正确的是( D )
A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零
B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定增大
D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小
解析：并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋，当其中一个分电阻为零时，总电阻为零，A正确。并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻，B正确。并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，各支路电阻的倒数之和将减小，总电阻的倒数将减小，总电阻将增大，C正确，D错误。
2．(2016·河南信阳市高二上学期期中)电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，某次测量中输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为( A )
A．nU B．
C．(n－1)U D．
解析：ac和cd是串联形式，由串联电路电压和电阻成正比，ac间的电阻是cd间电阻的(n－1)倍，则当某次测量中输出端数字电压表的示数为U，ac间的电压为(n－1)U，故输入电压为U＋(n－1)U＝nU，故A正确，B、C、D错误。故选A。
3．如图所示电路，电压U保持不变，当电键S断开时，理想电流表A的示数为0.6A，当电键S闭合时，理想电流表的示数为0.9A，则两电阻阻值之比R1︰R2( A )
A．1︰2 B．2︰1
C．2︰3 D．3︰2
解析：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．(2017·甘肃省天水一中高二上学期期末)两定值电阻R1、R2串联后接在电压恒等于10V的直流电源上。某学生把内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表示数为6V。如果把此电压表改接在R2两端，则电压表示数将( A )
A．小于4V B．大于4V
C．等于4V D．等于或大于4V
解析：电压表接在R1两端，电压表的示数为6V，则此时R2两端的电压为4V。把此表改接在R2两端时，电压表与R2并联的阻值小于R2，而R1与并联部分串联，总电压U＝10V，则R1的电压大于6V，电压表与R2并联的电路的电压小于4V。故选A。
5．(2017·福建省三明市四地六校联考)如图所示是伏安法测电阻的部分电路，开关先后接通a和b时，观察电压表和电流表示数的变化，为减小测量误差，下列做法正确的是( AD )
A．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a
B．若电压表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b
C．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接a
D．若电流表示数有显著变化，测量R的值时，S应接b
解析：如果电压表有显著变化，说明待测电阻较小，用外接法，则应接到a点，选项A正确，选项B错误；若电流表有显著变化，说明电阻较大，用内接法，开关应接b点，选项D正确，选项C错误。
6．仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路中的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图中甲、乙两种方式接入电路。已知R1阻值较大，R2阻值较小，则( AC )
A．甲图中R1作粗调用 B．甲图中R1作细调用
C．乙图中R2作粗调用 D．乙图中R2作细调用
解析：甲图中，两个电阻串联，根据欧姆定律，调节R1时，电阻变化大，故电流改变大，是粗调，故A正确，B错误；乙图中，两个电阻并联，电阻小的电流大，调节电阻R2是粗调，故C正确，D错误。
二、非选择题
7．在如图所示的电路中，电源电压U＝15V，电阻R1、R2、R3的阻值均为10Ω，S为单刀三掷开关，求下列各种情况下电压表的读数：
(1)开关S接B；(2)开关S接A；(3)开关S接C。
答案：(1)7.5V (2)0 (3)10V
解析：(1)S接B时，R1、R2串联接入电路，电压表测R1两端电压，U1＝R1＝7.5V
(2)S接A时，R1被短路，电压表示数为0
(3)S接C时，R2、R3并联，再和R1串联后接入电路，U1＝R1＝10V
能力提升
一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)
1．(2017·江西省南昌二中高二上学期月考)用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中．通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是( D )
A．图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等
B．图甲中电压表的指针偏角比电流表的小
C．图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等
D．图乙中电压表的指针偏角比电流表的小
解析：图甲中由于电流表的电流计是并联在电路中，电压表的电流计是串联在电路中，而串联电路的电流相等，所以由于电流表的定值电阻分流的原因，通过电流表的电流计的电流小于电压表的，所以电压表的指针偏转角比电流表的大，故AB错误；图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中的定值电阻的分压原因，电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压，所以图乙中电压表的指针偏角比电流表的小，故C错误，D正确。
2．如图所示电路中，伏特表V1和V2的内阻都远远大于R1、R2、R3和R4的电阻。R1和R3电阻未知，R2＝R4＝20Ω，伏特表V1和V2的读数分别为15V和10V，则a、b两点间的电压为( C )
A．23V B．24V
C．25V D．26V
解析：因为R1、R2、R3和R4串联，且R2＋R3＝R3＋R4，故R3和R4上的电压也为10V。a、b两点间电压是R1和R2上电压与R3和R4上电压之和，即为15V＋10V＝25V。
3．如图所示的电路中，U＝120V，滑动变阻器R2的最大值为200Ω，R1＝100Ω。当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为( B )
A．60V B．40V
C．80V D．120V
解析：据题意，当滑片滑至R2中点时滑动变阻器上下部分电阻各为100Ω，下部分与R1并联后总电阻为Rab＝50Ω，整个电路总电阻为R＝150Ω，设并联部分电压为Uab，则有：＝，即Uab＝＝40V，故B选项正确。
4．(2016·山西大学附中高二上学期月考)如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是( C )
A．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
解析：A、B项，将接线柱1、2接入电路时电阻R1分流，阻值为电流表的一半，通过R1的电流为通过电流表电流的2倍，量程扩大为原来的3倍，所以每一小格表示0.06A，故A、B项错误。C、D项，将接线柱1、3接入电路时，电流表先与R1并联，然后与R2串联，串联电路对电流表量程无影响，电阻R1分流，电流表量程变为原来的3倍，每一小格表示0.06A，故C项正确，D项错误。
5．一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1＝1Ω，R2＝12Ω，R3＝4Ω，另有一测试电源，电动势为10V，内阻忽略不计，则( AC )
A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是4Ω
B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是4Ω
C．当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为8V
D．当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为8V
解析：当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻R2、R3并联后与R1串联，等效电阻为R＝＋R1＝＋1＝4Ω，故A正确；当ab端短路时，cd之间电路结构是：电阻R1、R3并联后与R2串联，等效电阻为R＝＋R2＝＋12＝12.8Ω，故B错误；当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10＝8V，故C正确；当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压等于电阻R3两端的电压，为U3＝E＝×10＝2.5V，故D错误。
二、非选择题
6．某电流表内阻Rg为200Ω，满偏电流Ig为2mA，如下图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求在下图甲、乙两种情况下，R1和R2各为多少？
答案：图甲中R1＝4.08Ω，R2＝0.4Ω。图乙中R1＝0.41Ω，R2＝3.67Ω
解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得
R1＝Rg＝×200Ω＝4.08Ω
R2＝Rg＝×200Ω＝0.4Ω
按图乙接法，量程为1A时，R2和Rg串联后与R1并联；量程为0.1A时，R1和R2串联后与Rg并联，分别得：
Ig(Rg＋R2)＝(1－Ig)R1，IgRg＝(0.1－Ig)(R1＋R2)
解得：R1＝0.41Ω，R2＝3.67Ω
7．如图所示电路，R1＝R2＝4Ω，R3＝R4＝2Ω，UAB＝6V，求：
(1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻)；
(2)R1与R4两端的电压之比。
答案：(1)1.5A 1.0A (2)1︰2
解析：(1)等效电路图如图所示，R1、R2、R3三个电阻并联的总电阻设为R并，则有：＝＋＋，得R并＝1Ω。
电路的总电流I＝＝A＝2A。
并联部分的电压U并＝IR并＝2×1V＝2V。
通过R1、R2、R3三个电阻的电流分别为：
I1＝＝A＝0.5A，I2＝＝A＝0.5A，
I3＝＝A＝1.0A。
由图可知，电流表A1的示数是通过R2与R3的电流之和，则有
IA1＝I2＋I3＝0.5A＋1.0A＝1.5A。
电流表A2的示数是通过R1与R2的电流之和
则有IA2＝I1＋I2＝0.5A＋0.5A＝1.0A
(2)因为UAB＝U并＋U4，所以R4两端电压为：
U4＝UAB－U并＝6V－2V＝4V，
U1＝U并＝2V，则＝＝