高中物理人教版选修3-1能力提升测试卷 ：第二章+第4节串联电路和并联电路+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-1能力提升测试卷 ：第二章+第4节串联电路和并联电路+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 175.4KB | ||
| 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 | 2019-05-30 19:22:50 | ||
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文档简介
第4节 串联电路和并联电路
1.串联电路的基本特点
(1)电路中各处电流相等，即Ug＝IgRg。
4．利用串联电路的分压原理，将电流表G串联一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电压表V，若改装后的量程为U，则分压电阻R＝－Rg。
5．利用并联电路的分流原理，将电流表G并联一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电流表A，若改装后的量程为I，则分流电阻R＝。
考点一
串、并联电路的有关计算
1.已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为( )
A．6∶3∶2 B．2∶3∶6
C．1∶2∶3 D．2∶3∶1
答案 A
解析 三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律U＝IR得，电流I与电阻R成反比。电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则电阻之比R1∶R2∶R3＝6∶3∶2，A正确。
2．用两个可变的电阻R1和R2按图所示的方式连接，可用来调节通过灯泡上的电流大小。如果R1?R2，则a、b两图中起粗调作用的变阻器是(另一个是起微调作用)( )
A．a图中R1起粗调作用，b图中R2起粗调作用
B．a图中R2起粗调作用，b图中R1起粗调作用
C．a、b两图中都是R2起粗调作用
D．a、b两图中都是R1起粗调作用
答案 B
解析 在串联电路中，电流处处相等，调节大电阻，电流变化大，调节小电阻，电流变化小，所以a图中R2起粗调作用，R1起细调作用，在并联电路中，并联部分电压相等，通过小电阻的电流大，调节小电阻，电流变化大，调节大电阻，电流变化小，所以在b图中R1起粗调作用，R2起细调作用。A、C、D错误，B正确。
考点二
电表的改装
3.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图a、b所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A．图a中的A1、A2的示数相同
B．图a中的A1、A2的指针偏角相同
C．图b中的A1、A2的示数和偏角都不同
D．图b中的A1、A2的指针偏角相同
答案 B
解析 小量程电流表改装成大量程电流表的方法是：给小量程电流表并联一个合适的小电阻。因为改装后电流表的量程不同，故并联的小电阻的大小也不同，因此大量程电流表的整体电阻也不同，当改装后的两个大量程电流表并联时，因电阻不同，分流不同，因此示数不同；但图a中两个小量程电流表也相当于并联，因二者是相同的电流表，因此指针偏角相同，A错误，B正确；图b中A1、A2串联在电路中，通过二者的电流相同，因此二者的示数相同；但是由于改装时并联的小电阻的阻值不同，因此原来的小量程电流表分得的电流大小不同，进而指针偏角不同，C、D错误。
4．一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成。若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是( )
A．在R上串联一个比R小得多的电阻
B．在R上串联一个比R大得多的电阻
C．在R上并联一个比R小得多的电阻
D．在R上并联一个比R大得多的电阻
答案 A
解析 电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R阻值偏小，流经电阻R的电流偏大，而使流经小量程的电流表的电流偏小造成的，所以应该给电阻R串联一个阻值比R小的多的电阻，使流经电阻R的电流稍微变小，从而使通过G的电流变大，故A正确。
5.
如图所示，两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的，V1表的量程是5 V，V2表的量程是15 V，把它们串联起来接入电路中，则( )
A．它们的示数相等，指针偏转角度也相等
B．它们的示数之比为1∶3，指针偏转角度相等
C．它们的示数相等，指针偏转角度之比为1∶3
D．它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1∶3
答案 B
解析 因两表是同样的电流表改装而成，故通过的电流大小一样，则偏角一样，两电表量程不同，则内阻不同，分压不同，量程之比为内阻之比，在同一串联电路中示数之比等于量程之比。所以示数之比为1∶3，A、C、D错误，B正确。
6．一量程为100 μA的电流表，内阻为100 Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900 Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为________ V。用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示，此时电压表的读数大小为________ V。
答案 1 0.8
解析
考点三
简单混联电路的分析与计算
7．如图所示，变阻器的总电阻为R，连线电阻不计，当它的滑片P从左端向右端移动时，A、B间的电阻变化情况是( )
A．减小 B．增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
答案 D
解析 当滑片在最左端或者最右端时，AB两点间的电阻均为0，在中间时，AB间的电阻最大；当滑片在中间时，长度变为原来的二分之一，横截面积变为原来的二倍，则电阻变为原来的四分之一，即电阻由0增大到，再减小到0，最大值为。D正确。
8.
在图中，AB间的电压为30 V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，UCD的变化范围是( )
A．0～10 V B．0～20 V
C．10～20 V D．20～30 V
答案 C
解析 当触头在最上方时，滑动变阻器连入电路的电阻为r＝2R，则UCD＝×30＝20 V，当触头在最下方时，滑动变阻器连入电路的电阻为r′＝R，则UCD′＝×30＝10 V，故UCD的变化范围是10～20 V，C正确。
9．如图所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝R3＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V。
(1)当开关S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
(2)当开关S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围又是多少？
答案 (1)4.8～8 V (2)3.43～8 V
解析 (1)当开关S断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R3及R1的下部不接在电路中，当滑片P在最上端时，R2上获得的电压最大，此时R1接入电路的电阻为零，因此R2上的最大电压等于UAB＝8 V。当滑片P在最下端时，R1的全部与R2串联，此时R2上的电压最小，UR2＝UAB＝4.8 V，所以R2上的电压变化范围为4.8～8 V。
(2)当开关S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片P在最下端时，R2上的电压最小，此时R2与R3并联，再与R1的全部串联，R2与R3的并联电阻R′＝＝150 Ω，电压为U′＝UAB＝×8 V≈3.43 V，当滑片P在最上端时，R2上的电压最大等于UAB＝8 V，所以R2上的电压范围为3.43～8 V。
1．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 改装成电流表是要扩大电流的量程，使用并联电路的分流原理；要并联的阻值为：R＝＝ Ω≈0.05 Ω。
2.
如图所示，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数几乎都为U，下列判断正确的是( )
A．a处接线断开 B．触头P开路
C．a、b间电阻丝开路 D．b处接线开路
答案 D
解析 滑片从a滑到b过程，电压表示数不为零且几乎不变，说明电阻上各点等势，电路中没有电流，只能是b端接线开路，D正确。
3．(多选)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动触片置于变阻器的中央，则( )
A．空载时输出电压UAB＝
B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB<
C．AB间的负载R越大，UAB越接近
D．AB间的负载R越小，UAB越接近
答案 ABC
解析 空载时，AB间的电压为总电压的一半，即UAB＝，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总阻值的一半。故输出电压UAB＜，但R越大，并联电阻越接近于变阻器总阻值的一半，UAB也就越接近。R越小，并联电阻越小，UAB就越小于，B、C正确，D错误。
4．如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程减小
D．上述说法都不对
答案 B
解析 电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联。所以甲表为电流表，乙表为电压表。并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大，B正确。
5．一只满偏电流Ig＝1 mA，线圈电阻Rg＝100 Ω的小电流表。
(1)把它改装成满偏电压U＝10 V的电压表；
(2)把它改装成满偏电流I＝0.6 A的电流表。
请画出电路图，并算出有关数据。
答案 见解析
解析 (1)小量程电流表的满偏电压Ug＝IgRg＝0.1 V＜U，因此需要串联一个适当的分压电阻，可将其改装成电压表，改装的电路如图1所示，由欧姆定律U＝Ig(Rg＋Rx)，解得Rx＝－Rg＝9900 Ω。
(2)小量程电流表的满偏电流Ig＜I，要将其改装成大量程的电流表，应给其并联一个适当的分流电阻，改装的电路如图2所示，由并联电路电压相等得：
IgRg＝(I－Ig)Rx，解得：Rx＝Rg≈0.17 Ω。第5节 焦耳定律
1.电流做功实质上是导体中的正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q＝I2Rt，适用于任何电路。焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律。电热功率是描述电流做功产生电热快慢程度的物理量，公式为P＝I2R，适用于任何电路。
4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W＝Q＝I2Rt＝UIt。含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W＝UIt，电热表达式为Q＝I2Rt。
1.串联电路的基本特点
(1)电路中各处电流相等，即Ug＝IgRg。
4．利用串联电路的分压原理，将电流表G串联一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电压表V，若改装后的量程为U，则分压电阻R＝－Rg。
5．利用并联电路的分流原理，将电流表G并联一只适当阻值的电阻R，就可以改装成一定量程的电流表A，若改装后的量程为I，则分流电阻R＝。
考点一
串、并联电路的有关计算
1.已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为( )
A．6∶3∶2 B．2∶3∶6
C．1∶2∶3 D．2∶3∶1
答案 A
解析 三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律U＝IR得，电流I与电阻R成反比。电流之比I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则电阻之比R1∶R2∶R3＝6∶3∶2，A正确。
2．用两个可变的电阻R1和R2按图所示的方式连接，可用来调节通过灯泡上的电流大小。如果R1?R2，则a、b两图中起粗调作用的变阻器是(另一个是起微调作用)( )
A．a图中R1起粗调作用，b图中R2起粗调作用
B．a图中R2起粗调作用，b图中R1起粗调作用
C．a、b两图中都是R2起粗调作用
D．a、b两图中都是R1起粗调作用
答案 B
解析 在串联电路中，电流处处相等，调节大电阻，电流变化大，调节小电阻，电流变化小，所以a图中R2起粗调作用，R1起细调作用，在并联电路中，并联部分电压相等，通过小电阻的电流大，调节小电阻，电流变化大，调节大电阻，电流变化小，所以在b图中R1起粗调作用，R2起细调作用。A、C、D错误，B正确。
考点二
电表的改装
3.用两个相同的小量程电流表，分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2，若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路，如图a、b所示，则闭合开关后，下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
A．图a中的A1、A2的示数相同
B．图a中的A1、A2的指针偏角相同
C．图b中的A1、A2的示数和偏角都不同
D．图b中的A1、A2的指针偏角相同
答案 B
解析 小量程电流表改装成大量程电流表的方法是：给小量程电流表并联一个合适的小电阻。因为改装后电流表的量程不同，故并联的小电阻的大小也不同，因此大量程电流表的整体电阻也不同，当改装后的两个大量程电流表并联时，因电阻不同，分流不同，因此示数不同；但图a中两个小量程电流表也相当于并联，因二者是相同的电流表，因此指针偏角相同，A错误，B正确；图b中A1、A2串联在电路中，通过二者的电流相同，因此二者的示数相同；但是由于改装时并联的小电阻的阻值不同，因此原来的小量程电流表分得的电流大小不同，进而指针偏角不同，C、D错误。
4．一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成。若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是( )
A．在R上串联一个比R小得多的电阻
B．在R上串联一个比R大得多的电阻
C．在R上并联一个比R小得多的电阻
D．在R上并联一个比R大得多的电阻
答案 A
解析 电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R阻值偏小，流经电阻R的电流偏大，而使流经小量程的电流表的电流偏小造成的，所以应该给电阻R串联一个阻值比R小的多的电阻，使流经电阻R的电流稍微变小，从而使通过G的电流变大，故A正确。
5.
如图所示，两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的，V1表的量程是5 V，V2表的量程是15 V，把它们串联起来接入电路中，则( )
A．它们的示数相等，指针偏转角度也相等
B．它们的示数之比为1∶3，指针偏转角度相等
C．它们的示数相等，指针偏转角度之比为1∶3
D．它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1∶3
答案 B
解析 因两表是同样的电流表改装而成，故通过的电流大小一样，则偏角一样，两电表量程不同，则内阻不同，分压不同，量程之比为内阻之比，在同一串联电路中示数之比等于量程之比。所以示数之比为1∶3，A、C、D错误，B正确。
6．一量程为100 μA的电流表，内阻为100 Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900 Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为________ V。用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示，此时电压表的读数大小为________ V。
答案 1 0.8
解析
考点三
简单混联电路的分析与计算
7．如图所示，变阻器的总电阻为R，连线电阻不计，当它的滑片P从左端向右端移动时，A、B间的电阻变化情况是( )
A．减小 B．增大
C．先减小后增大 D．先增大后减小
答案 D
解析 当滑片在最左端或者最右端时，AB两点间的电阻均为0，在中间时，AB间的电阻最大；当滑片在中间时，长度变为原来的二分之一，横截面积变为原来的二倍，则电阻变为原来的四分之一，即电阻由0增大到，再减小到0，最大值为。D正确。
8.
在图中，AB间的电压为30 V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，UCD的变化范围是( )
A．0～10 V B．0～20 V
C．10～20 V D．20～30 V
答案 C
解析 当触头在最上方时，滑动变阻器连入电路的电阻为r＝2R，则UCD＝×30＝20 V，当触头在最下方时，滑动变阻器连入电路的电阻为r′＝R，则UCD′＝×30＝10 V，故UCD的变化范围是10～20 V，C正确。
9．如图所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝R3＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V。
(1)当开关S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
(2)当开关S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围又是多少？
答案 (1)4.8～8 V (2)3.43～8 V
解析 (1)当开关S断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R3及R1的下部不接在电路中，当滑片P在最上端时，R2上获得的电压最大，此时R1接入电路的电阻为零，因此R2上的最大电压等于UAB＝8 V。当滑片P在最下端时，R1的全部与R2串联，此时R2上的电压最小，UR2＝UAB＝4.8 V，所以R2上的电压变化范围为4.8～8 V。
(2)当开关S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片P在最下端时，R2上的电压最小，此时R2与R3并联，再与R1的全部串联，R2与R3的并联电阻R′＝＝150 Ω，电压为U′＝UAB＝×8 V≈3.43 V，当滑片P在最上端时，R2上的电压最大等于UAB＝8 V，所以R2上的电压范围为3.43～8 V。
1．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 改装成电流表是要扩大电流的量程，使用并联电路的分流原理；要并联的阻值为：R＝＝ Ω≈0.05 Ω。
2.
如图所示，电源和电压表都是好的，当滑片由a滑到b的过程中，电压表的示数几乎都为U，下列判断正确的是( )
A．a处接线断开 B．触头P开路
C．a、b间电阻丝开路 D．b处接线开路
答案 D
解析 滑片从a滑到b过程，电压表示数不为零且几乎不变，说明电阻上各点等势，电路中没有电流，只能是b端接线开路，D正确。
3．(多选)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动触片置于变阻器的中央，则( )
A．空载时输出电压UAB＝
B．当AB间接上负载R时，输出电压UAB<
C．AB间的负载R越大，UAB越接近
D．AB间的负载R越小，UAB越接近
答案 ABC
解析 空载时，AB间的电压为总电压的一半，即UAB＝，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总阻值的一半。故输出电压UAB＜，但R越大，并联电阻越接近于变阻器总阻值的一半，UAB也就越接近。R越小，并联电阻越小，UAB就越小于，B、C正确，D错误。
4．如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )
A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程减小
D．上述说法都不对
答案 B
解析 电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联。所以甲表为电流表，乙表为电压表。并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大，B正确。
5．一只满偏电流Ig＝1 mA，线圈电阻Rg＝100 Ω的小电流表。
(1)把它改装成满偏电压U＝10 V的电压表；
(2)把它改装成满偏电流I＝0.6 A的电流表。
请画出电路图，并算出有关数据。
答案 见解析
解析 (1)小量程电流表的满偏电压Ug＝IgRg＝0.1 V＜U，因此需要串联一个适当的分压电阻，可将其改装成电压表，改装的电路如图1所示，由欧姆定律U＝Ig(Rg＋Rx)，解得Rx＝－Rg＝9900 Ω。
(2)小量程电流表的满偏电流Ig＜I，要将其改装成大量程的电流表，应给其并联一个适当的分流电阻，改装的电路如图2所示，由并联电路电压相等得：
IgRg＝(I－Ig)Rx，解得：Rx＝Rg≈0.17 Ω。第5节 焦耳定律
1.电流做功实质上是导体中的正比，这一规律叫焦耳定律，表达式为Q＝I2Rt，适用于任何电路。焦耳定律是电流热效应的实验定律，凡计算电热都要用该规律。电热功率是描述电流做功产生电热快慢程度的物理量，公式为P＝I2R，适用于任何电路。
4．只含有电阻的电路称为纯电阻电路，当有电流通过时，电能全部转化为内能，即电功等于电热，用公式表示为W＝Q＝I2Rt＝UIt。含有电动机等非纯电阻元件的电路称为非纯电阻电路，电路中的电能除一部分转化为内能外，其他部分转化为机械能、化学能等，此时电功大于电热，电功表达式W＝UIt，电热表达式为Q＝I2Rt。