课时分层作业(十三) 串联电路和并联电路
(建议用时:25分钟)
◎考点一 串、并联电路的理解及应用
1.今有两阻值分别为10
Ω、20
Ω的定值电阻R1和R2,其中允许通过R1的电流的最大值为1.5
A,允许加在R2两端的电压的最大值为10
V。现将R1和R2串联,则允许加的电压的最大值为( )
A.45
V
B.5
V
C.25
V
D.15
V
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,可求得允许加在电路两端的最大电压是15
V,D正确。]
2.如图所示的电路电源电压为U=8
V,两定值电阻的阻值满足R1∶R2=3∶5,电容大小为C=200
μF,当电路接通一段时间后,电容器所带的电荷量为( )
A.1×10-3C
B.6×10-3C
C.6×10-4C
D.1.6×10-3C
A [由题中电路图可知,两定值电阻R1、R2串联,由串联电路的特点可知,两定值电阻两端的电压与电阻成正比,则U1∶U2=R1∶R2=3∶5,又U1+U2=8
V,所以U1=3
V,U2=5
V;电容器两极板之间的电压等于阻值为R2的定值电阻两端的电压,所以UC=U2=5
V,所以Q=CU2=1×10-3C,A正确。]
3.将一阻值为6
Ω的电阻R1与另一电阻R2并联,然后接入一电压为U的电源两端,经测量可知流过两电阻的电流之比为I1∶I2=2∶3。则R2的阻值和并联电路的总电阻分别为( )
A.4
Ω 2.4
Ω
B.4
Ω 3.6
Ω
C.9
Ω 3.6
Ω
D.9
Ω 4.5
Ω
A [由并联电路的特点知R1I1=R2I2,所以R2=R1=4
Ω,R总==2.4
Ω,A正确。]
4.如图所示的电路中,R0为固定电阻,R为滑动变阻器。移动滑片P,电路的总电阻会发生变化。下列叙述正确的是( )
A.P向左滑动时总电阻将减小
B.P向右滑动时总电阻将减小
C.P滑到最左端时总电阻为R0
D.P滑到最右端时总电阻为零
A [根据并联电路总电阻特点可知,P向左滑动时电阻R减小,并联电阻一定减小,A正确;P向右滑动时,电阻R增大,总电阻将增加,B错误;P滑到最左端时,电阻R0被短路,故总电阻为0,C错误;P滑到最右端时总电阻最大,D错误。]
5.如图所示,电路两端的电压U保持不变,电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3是( )
A.1∶1∶1
B.4∶1∶1
C.1∶4∶4
D.1∶2∶2
C [根据串、并联电路的特点,U2=U3,故R2=R3,又I1=I2+I3,故I1=2I2=2I3,根据P=I2R和P1=P2=P3得R1∶R2∶R3=1∶4∶4,故C正确。]
6.(多选)实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小,有时用一个不方便,需用两个阻值不同的滑动变阻器,一个做粗调(被调节的电流变化大),一个做微调(被调节的电流变化小)。使用时连接方式可以是串联,也可以是并联,如图所示,则( )
A.串联时,阻值大的变阻器做微调
B.串联时,阻值大的变阻器做粗调
C.并联时,阻值大的变阻器做微调
D.并联时,阻值大的变阻器做粗调
BC [当两者串联时,电阻越大,对电路总电阻的影响越大,根据欧姆定律I=可得,电阻大的对电流的影响较大,故阻值大的滑动变阻器做粗调,B正确,A错误;当两者并联时,并联电阻接近阻值小的那个电阻,所以小电阻对电路的影响大,故阻值大的滑动变阻器做微调,阻值小的滑动变阻器做粗调,C正确,D错误。]
◎考点二 电表的改装
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,所需的操作是( )
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
D [电流表扩大量程需并联一个分流电阻,改装后量程为3
A。所以R=Rg=×30
Ω=0.05
Ω,故D正确,A、B、C错误。]
8.如图是有两个量程的电压表的内部电路图,当使用a、b两个端点时,量程为10
V;当使用a、c两个端点时,量程为100
V。已知电流表的内阻Rg为500
Ω,满偏电流Ig为1
mA,则电阻R1、R2的阻值为( )
A.9
500
Ω 90
000
Ω
B.90
000
Ω 9
500
Ω
C.9
500
Ω 9
000
Ω
D.9
000
Ω 9
500
Ω
A [接a、b时,由串联电路特点有R总=R1+Rg=,得R1=-Rg=9
500
Ω。接a、c时,同理有R′总=R1+R2+Rg=,得R2=-Rg-R1=90
000
Ω。故A正确。]
9.如图所示的电路中,各电阻的阻值已标出。已知R=1
Ω,当输入电压UAB=110
V时,求:
(1)流经10
R电阻的电流;
(2)输出电压UCD。
[解析] (1)并联部分的等效电阻为R并==R则电路的总电阻为R总=10R+R=11R
根据欧姆定律得流经10R电阻的电流
I==A=10
A。
(2)由串联分压得并联部分R并上的电压为
U并=UAB=110×V=10
V
而输出电压UCD即电阻R上分到的电压,再由串联分压得UCD=U并=10×V=1
V。
[答案] (1)10
A (2)1
V
(建议用时:15分钟)
10.如图所示,R2=R4,理想电压表V1的示数为70
V,理想电压表V2的示数为50
V,则A与B间的电压为( )
A.140
V
B.120
V
C.100
V
D.无法确定
B [理想电压表所在支路不通,相当于四个电阻串联,由题图可知,电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和,电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和。因为R2=R4,所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和,即A与B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和,则A与B间的电压为70
V+50
V=120
V,选项B正确。]
11.(多选)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的指针半偏时,A2的指针也半偏
B.A1的指针还没有满偏,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
AD [电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,所以两表头也并联,流过两表头的电流相等,A1的指针半偏时,A2的指针也半偏,A正确,B错误;两电流表的内阻之比为1∶5,则电流之比为5∶1。A1的读数为1
A时,A2的读数为0.2
A,干路中的电流为1.2
A,C错误,D正确。]
12.如图所示的并联电路,已知定值电阻R1=2
Ω、R2=3
Ω、R3=4
Ω。
(1)若流过定值电阻R1的电流大小为I1=3
A,则流过电源的电流大小为多少?
(2)若流过电源的电流大小为I=3
A,则流过R1、R2、R3的电流大小分别为多少?
[解析] (1)由欧姆定律得R1两端的电压为
U1=I1R1=3×2
V=6
V
R1、R2、R3并联,三者两端电压相等U1=U2=U3
R2中的电流为I2==A=2
A
R3中的电流为I3==A=1.5
A
则流过电源的电流I总=I1+I2+I3=6.5
A。
(2)因R1、R2、R3并联,则有
=++=Ω-1
R总=Ω
所以U=IR总=V
I1′==A
I2′==A
I3′==A。
[答案] (1)6.5
A (2)A A A
13.在如图所示的电路中,小量程电流表G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,改装后的表是什么表?量程为多大?
(2)当S1和S2均闭合时,改装后的表是什么表?量程为多大?
[解析] (1)S1和S2均断开时,电阻R1与小量程电流表G串联,可组成较大量程的电压表,电压表的内阻RV=Rg+R1=1
000
Ω
所以电压表两端的电压最高为U=IgRV=0.001×1
000
V=1
V,即改装后的电压表的量程为1
V。
(2)S1和S2均闭合时,电阻R1被短路,电阻R2与小量程电流表G并联,组成较大量程的电流表,
当小量程电流表G满偏时,通过R2的电流为IR2==
A=0.999
A。
故改装后的电流表的量程为
I=IR2+Ig=0.999
A+0.001
A=1
A。
[答案] (1)电压表 1
V (2)电流表 1
A