人教版高二物理选修3-1课堂同步精选练习
2.4
串联电路和并联电路（解析版）
链接高考
在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200
Ω,电压表的内阻约为2
kΩ,电流表的内阻约为10
Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则 (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。?
【答案】Rx1 大于 小于
【解析】=20,=10,因此Rx属于大电阻,用电流表内接法时测量值更接近真实值,即Rx1更接近真实值;因Rx1==Rx+RA,故Rx1>Rx,Rx2==R并(即Rx与RV的并联值),故Rx2同学们测量某电阻丝的电阻Rx,所用电流表的内阻与Rx相当,电压表可视为理想电压表。
图1
①若使用图1所示电路图进行实验,要使得Rx的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的 点(选填“b”或“c”)。?
②测得电阻丝的U-I图如图2所示,则Rx为 Ω(保留两位有效数字)。?
图2
③实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态。某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化。他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为10
V的条件下,得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如图3所示。由图可知当风速增加时,Rx会 (选填“增大”或“减小”)。在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10
V,需要将滑动变阻器RW的滑片向 端调节(选填“M”或“N”)。?
图3
【答案】①c ②4.1(4.0~4.2均可) ③减小 M
【解析】①因为电流表的内阻与Rx相当,而电压表可视为理想电压表,所以应采用电流表外接法,即a端应与c点连接。
②U-I图线的斜率大小等于Rx,由图象可求得Rx=4.1
Ω。
③由Rx-v图象可明显看出,v越大Rx越小。当风速v增大时,将RW的滑片向M端调节,即可使Rx两端的电压保持
10
V
不变。
基础过关
(多选)下列说法正确的是( )
A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联后总电阻为零
B.并联电路任一支路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)总电阻也增大
D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)总电阻一定减小
【答案】ABC
【解析】由并联电路的特点知:并联电路的总电阻比任一支路电阻都要小,无论串联或并联,任一支路电阻增大,总电阻一定增大,所以A、B、C对,D错。
如图所示,4个电阻串联于某电路中,已测出UAC=9
V,UBD=6
V,R2=R4,则UAE为( )
A.3
V
B.7.5
V
C.15
V
D.条件不足,无法判定
【答案】C
【解析】四个电阻串联,根据电压关系可知
UAC+UBD=15
V=I(R1+R2+R2+R3)
已知R2=R4,则UAC+UBD=UAE,故UAE=15
V,选项C正确。
如图所示电路中,电压表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=20
Ω,电压表V1和V2的读数分别为15
V和10
V,则a、b两点间的电压为( )
A.23
V
B.24
V
C.25
V
D.26
V
【答案】C
【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10
V。a、b两点间电压是R1和R2上电压与R3和R4上电压之和,即(15+10)
V=25
V。
如图所示的电路中,各个电阻的阻值均相同,如果a、b两端所加电压是6
V,则c、d两端的电压是( )
A.6
V
B.3
V
C.2
V
D.1
V
【答案】C
【解析】因c、d断开,故e、c之间,f、d之间的电阻均没有电流,故Ucd=Uef。由欧姆定律得I==①,Uef=IR②,解①②得Uef==2
V。故答案为C。
如图所示的电路中,R1=8
Ω,R2=4
Ω,R3=6
Ω,R4=3
Ω。
(1)求电路中的总电阻。
(2)当加在电路两端的电压U=42
V时,通过每个电阻的电流是多少?
【答案】(1)14
Ω (2)I1=3
A I2=3
A I3=1
A I4=2
A
【解析】(1)R3、R4并联后的电阻为R34,则
R34==
Ω=2
Ω,
R1、R2和R34串联,电路的总电阻R=R1+R2+R34=14
Ω。
(2)根据欧姆定律I=,得电路中的总电流I=
A=3
A,
由于R1、R2串联在干路上,故通过R1、R2的电流都是3
A。设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,由并联电路的特点得
I3+I4=3
A,==,
解得I3=1
A,I4=2
A。
如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是( )
①甲表是电流表,R增大时量程增大 ②甲表是电流表,R增大时量程减小 ③乙表是电压表,R增大时量程增大 ④乙表是电压表,R增大时量程减小
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
【答案】C
【解析】电压表串联电阻分压,电流表并联电阻分流,所以甲表为电流表,乙表为电压表。并联电路中电阻大时分流少,所以R增大时量程减小;串联电路中电阻大时分压多,所以R增大时量程增大,故②③正确,选C。
电流表G的内阻为Rg,用它测量电压时,量程为U;用它改装成较大量程的电流表A的内阻是RA,量程为I,这几个量的关系是( )
A.RA>Rg,>Rg
B.RA>Rg>
C.RAD.RA【答案】C
【解析】将电流表G改装成较大量程的电流表,需并联一个分流电阻,因此,其内阻减小,即RA(多选)用两个相同的电流表G改装成量程不同的电流表A1和A2,其中A1的量程是A2的2倍,现将它们接入电路,下列说法正确的是( )
A.若两表串联,则指针偏角θ1<θ2,两表示数相等
B.若两表串联,则指针偏角θ1=θ2,A1示数大于A2示数
C.若两表并联,则指针偏角θ1=θ2,A1示数大于A2示数
D.若两表并联,则指针偏角θ1>θ2,两表示数相等
【答案】AC
【解析】电流表G并联一个电阻R就改装成电流表A,A1的量程比A2的大,则与A1对应所并联的电阻R1比与A2对应所并联的电阻R2小,即R1伏安法测电阻的接法有如图甲、乙两种,下列说法正确的是( )
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
【答案】C
【解析】甲为内接法,适合R?RA的情况,乙为外接法,适合R?RV的情况,由两种接法的特点可知,C正确。
一量程为0~100
μA的电流表,内阻为100
Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9
900
Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是 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】0~1 0.80
【解析】灵敏电流表与一较大的电阻串联即可改装成电压表。根据R=
有:
U=IgR+IgRg=10-4×(100+9
900)
V=1
V,故电压表量程为0~1
V,
由图知,此时指针所指示的电压为0.80
V。
某同学测量阻值约为25
kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:
A.电流表(量程0~100
μA,内阻约2
kΩ);
B.电流表(量程0~500
μA,内阻约300
Ω);
C.电压表(量程0~15
V,内阻约100
kΩ);
D.电压表(量程0~50
V,内阻约500
kΩ);
E.直流电源(20
V,允许最大电流1
A);
F.滑动变阻器(最大阻值1
kΩ,额定功率1
W);
G.开关和导线若干。
(1)电流表应选 ,电压表应选 。(填字母代号)?
(2)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:
① ;?
② 。?
【答案】(1)B C
(2)①电流表采用了外接的方法
②滑动变阻器采用了限流式接法
【解析】(1)最大电流Im==
A=800
μA,故电流表应选B。电源电动势为20
V,电压表D的量程为50
V,测量误差过大,故应选C。
(2)①R0==
kΩ=
kΩ②由于滑动变阻器最大阻值比被测电阻小很多,为了便于调节和保证电表的安全,滑动变阻器应采用分压式接法。
高考模拟
(多选)下列说法中正确的是( )
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.并联电路任一支路的电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大
D.并联电路任一支路的电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小
【答案】ABC
【解析】由并联电路的特点知:并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小,且任一支路的电阻增大时(其他支路不变),总电阻也增大,所以A、B、C对,D错。
两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压为12
V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1或R2的电压表接在R1两端(如图所示),电压表的示数为8
V,如果把此表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于4
V
B.等于4
V
C.大于4
V而小于8
V
D.大于等于8
V
【答案】A
【解析】由于电压表的内阻不是足够大,因此其分流现象较严重,导致并联部分总电阻减小,分压值也减小,故R1两端实际电压大于8
V,R2两端实际电压小于4
V,故A项正确。
(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图所示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
【答案】AD
【解析】A1、A2处相当于表头和分流电阻四个元件并联,显然流过A1、A2两电流表表头的电流相等,故两表指针偏转角相等,但两表头的读数分别为流过表头与分流电阻的电流之和,A1的分流电阻小,电流大,A正确,B错误;V1、V2表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联,两表头指针偏角也相等,V1表分压电阻大读数大,C错误,D正确。
图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5
V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,? ;?
②闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,? ;?
③断开开关,……根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线。
(2)在方框中画出与实物电路相应的电路图。
【答案】(1)①使它靠近滑动变阻器左端的接线柱 ②增加小灯泡两端的电压,记录多组电流表和电压表的读数,直至电压达到其额定电压 (2)见解析图
【解析】(1)题图中滑动变阻器为分压式接法,闭合开关前,应使小灯泡两端的电压为零,调节滑动变阻器的滑片,使它靠近滑动变阻器左端的接线柱。闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,增加小灯泡两端的电压,记录多组电流表和电压表的读数,直至电压达到小灯泡的额定电压。
（2）与实物电路相应的电路图如图所示。人教版高二物理选修3-1课堂同步精选练习
2.4
串联电路和并联电路（原卷版）
链接高考
在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200
Ω,电压表的内阻约为2
kΩ,电流表的内阻约为10
Ω,测量电路中电流表的连接方式如图(a)或图(b)所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则 (填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2 (填“大于”、“等于”或“小于”)真实值。?
同学们测量某电阻丝的电阻Rx,所用电流表的内阻与Rx相当,电压表可视为理想电压表。
图1
①若使用图1所示电路图进行实验,要使得Rx的测量值更接近真实值,电压表的a端应连接到电路的 点(选填“b”或“c”)。?
②测得电阻丝的U-I图如图2所示,则Rx为 Ω(保留两位有效数字)。?
图2
③实验中,随电压进一步增加电阻丝逐渐进入炽热状态。某同学发现对炽热电阻丝吹气,其阻值会变化。他们对此现象进行探究,在控制电阻丝两端的电压为10
V的条件下,得到电阻丝的电阻Rx随风速v(用风速计测)的变化关系如图3所示。由图可知当风速增加时,Rx会 (选填“增大”或“减小”)。在风速增加过程中,为保持电阻丝两端电压为10
V,需要将滑动变阻器RW的滑片向 端调节(选填“M”或“N”)。?
图3
基础过关
(多选)下列说法正确的是( )
A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联后总电阻为零
B.并联电路任一支路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)总电阻也增大
D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)总电阻一定减小
如图所示,4个电阻串联于某电路中,已测出UAC=9
V,UBD=6
V,R2=R4,则UAE为( )
A.3
V
B.7.5
V
C.15
V
D.条件不足,无法判定
如图所示电路中,电压表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=20
Ω,电压表V1和V2的读数分别为15
V和10
V,则a、b两点间的电压为( )
A.23
V
B.24
V
C.25
V
D.26
V
如图所示的电路中,各个电阻的阻值均相同,如果a、b两端所加电压是6
V,则c、d两端的电压是( )
A.6
V
B.3
V
C.2
V
D.1
V
如图所示的电路中,R1=8
Ω,R2=4
Ω,R3=6
Ω,R4=3
Ω。
(1)求电路中的总电阻。
(2)当加在电路两端的电压U=42
V时,通过每个电阻的电流是多少?
如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成的,下列说法正确的是( )
①甲表是电流表,R增大时量程增大 ②甲表是电流表,R增大时量程减小 ③乙表是电压表,R增大时量程增大 ④乙表是电压表,R增大时量程减小
A.①③
B.①④
C.②③
D.②④
电流表G的内阻为Rg,用它测量电压时,量程为U;用它改装成较大量程的电流表A的内阻是RA,量程为I,这几个量的关系是( )
A.RA>Rg,>Rg
B.RA>Rg>
C.RAD.RA(多选)用两个相同的电流表G改装成量程不同的电流表A1和A2,其中A1的量程是A2的2倍,现将它们接入电路,下列说法正确的是( )
A.若两表串联,则指针偏角θ1<θ2,两表示数相等
B.若两表串联,则指针偏角θ1=θ2,A1示数大于A2示数
C.若两表并联,则指针偏角θ1=θ2,A1示数大于A2示数
D.若两表并联,则指针偏角θ1>θ2,两表示数相等
伏安法测电阻的接法有如图甲、乙两种,下列说法正确的是( )
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
一量程为0~100
μA的电流表,内阻为100
Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9
900
Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是 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。?
某同学测量阻值约为25
kΩ的电阻Rx,现备有下列器材:
A.电流表(量程0~100
μA,内阻约2
kΩ);
B.电流表(量程0~500
μA,内阻约300
Ω);
C.电压表(量程0~15
V,内阻约100
kΩ);
D.电压表(量程0~50
V,内阻约500
kΩ);
E.直流电源(20
V,允许最大电流1
A);
F.滑动变阻器(最大阻值1
kΩ,额定功率1
W);
G.开关和导线若干。
(1)电流表应选 ,电压表应选 。(填字母代号)?
(2)该同学正确选择仪器后连接了以下电路,为保证实验顺利进行,并使测量误差尽量减小,实验前请你检查该电路,指出电路在接线上存在的问题:
① ;?
② 。?
高考模拟
(多选)下列说法中正确的是( )
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.并联电路任一支路的电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大
D.并联电路任一支路的电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小
两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压为12
V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1或R2的电压表接在R1两端(如图所示),电压表的示数为8
V,如果把此表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于4
V
B.等于4
V
C.大于4
V而小于8
V
D.大于等于8
V
(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图所示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
图为“测绘小灯泡伏安特性曲线”实验的实物电路图,已知小灯泡的额定电压为2.5
V。
(1)完成下列实验步骤:
①闭合开关前,调节滑动变阻器的滑片,? ;?
②闭合开关后,逐渐移动滑动变阻器的滑片,? ;?
③断开开关,……根据实验数据作出小灯泡的伏安特性曲线。
(2)在方框中画出与实物电路相应的电路图。
