4.串联电路和并联电路-【勤径学升】2024-2025学年高中物理必修第三册同步练测（人教版2019）

非高中物理·必修第三册（人载版） 开关一个、导线若干。 (选填“R,”或“R”),根据提供的器材在方 (1)小组同学某次用10分度游标卡尺测得 框内画出实验的电路图，并在电路图中标出 金属丝的长度时，不小心使部分刻度被污迹 所选器材的符号。 遮住了，如图所示，则该次测量的读数为 cm 5cm主K 游标尺 10 (2)小组同学调节滑动变阻器滑片时，使电 压表示数能够从零开始连续变化并尽可能 减少误差，滑动变阻器应该选用 4.串联电路和并联电路 学习目标 核心素养 1,掌握串联电路和并联电路的特点和 性质。 串联纯路御理观念 科学樑究电压表、电流表 并联电路 中联电路和 改装原现 2.掌握串、并联电路的计算。 并喉电路 申联、并联 科学态度申、并联电路在 3.掌握电压表和电流表的改装原理，并会 科学思雅 电路特点及嘘用 与贵任 生话、生产巾的应州 进行有关计算。 自主学习探新知 课前预习双基落实 一、串、并联电路的特点 2,串联电路、并联电路的特点 1.定义 串联电路 并联电路 (1)串联电路：把几个导体（用电器） 电 各处电流 总电流等于各支路电流 连接，接入电路的连接方式。如图甲所示。 流 即= .即= 总电压等于各部分 电 各支路两端电压 电压 ,即U 即U= 分 总 总电阻等于各部分 总电阻倒数等于各支路电 (2)并联电路：把几个导体（用电器）的一端 电阻 ,即R 连在 ,另一端也连在 ,再 阻 将两端接入电路的连接方式。如图乙所示。 66 第十一章电路及其应用 二、电压表和电流表的电路结构 这自我诊断 1.小量程电流表G(表头)的三个参数 1.判断下列说法的正误（正确的画“√/”，错误 →内阻R:的电阻 的画“×”)。 R 中满偏电流：指针偏转到 时，流过 (1)在电路中的任何一个位置串联一个电阻 表头的电流 时，电路中的总电阻一定变大。 () +满偏电生世：表头通过 时，在表 头两端的电乐，U= (2)两个电阻并联，如果一个电阻增大（其他 2.电表改装原理 电阻不变)，则总电阻减小。 () (1)电压表的改装 (3)两个电阻并联，如果再并联上一个电阻， 总电阻减小。 () B电压表 (4)几个电阻串联，其中任一个电阻的阻值 G R 表内 组合 比总电阻大。 ( 并联 1 (5)几个电阻并联，其中任一个电阻的阻值 我外 比总电阻小。 () (6)把小量程的电流表改装成大量程的电流 (2)电流表的改装 表需串联一个电阻」 电流表 2.如图所示的电路中，R, 表内 合 =102,R2=202,滑动 并联 变阻器R,的最大阻值 表外 A 为30Ω，则A、B两端的总电阻的最大值为 2,最小值为 0 互动探究解疑难 硬点归纳重难爽破 要点一 串、并联电路的规律 2问题导引 所示。闭合开关，观察灯泡的亮度，并记录 (1)“12V2W”的灯 如下，你能解释以上现象吗？ 泡L1,“12V5W”的 灯泡L2和“12V 8W”的灯泡L。把三 只小灯泡顺次连接在 电路里，像这样把元件逐个顺次连接起来一 称串联电路，如图所示。闭合开关，观察灯泡 的亮度，并记录。当调换灯泡的位置时，灯泡 有什么变化？你能解释以上现象吗？ 灯泡1， 灯泡1 灯泡L (2)“12V2W”的灯泡L1、“12V5W” 亮度 暗 亮 最亮 的灯泡L2和“12V8W”的灯泡Lg。把三 只灯泡并列地接在电路中，像这样把元件并 列地连接起来的电路一称并联电路，如图 67 》高中物理·必修第三册（人教版》 探究升华 (R,十RP)(R,+R),当R+R=R,十 1.关于电压和电流的分配关系 R+R2+R (1)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的 R时，Ra最大，即当P由a滑向b时，RA 先增大后减小。 U1_U 阻值成正比，即R一 = U_U=I。 R。Ra 典例剖析 (2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它 [例1门在检验两地是否 们的阻值成反比，即IR=I2R2=…=IR 短路的测试中，经常用 =IaRa=U。 到如图所示的T形电 2.串、并联电路总电阻的比较 路，电路中的电阻R,=502,R,=R= 串联电路的总电阻R: 并联电路的总电阻R 30,有一测试电源，所提供的测试电压恒 为80V。以下说法正确的是 () n个相同电阻R串联， n个相同电阻R并联， A.若将cd端短路，ab之间的等效电阻 总电阻R。=nR 总电阻R。= n 为502 不 R。大于任何一电阻 R。小于任何一电阻 B.若将ab端短路，cd之间的等效电阻为 同 阻值 阻值 602 点 C.当ab两端接上测试电压时，cd两端的电 一个大电阻和一个小 一个大电阻和一个小 压为30V 电阻串联时，总电阻 电阻并联时，总电阻接 接近大电阻 近小电阻 D.当cd两端接上测试电压时，ab两端的电 压为30V 多个电阻无论申联还是并联，其中任一电阳增 相同点 口针对训练 大或减小，总电阻也随之增大或减小 1.如图所示，R=22.R2= 3.对几个典型电路总电阻的分析 3Ω，滑动变阻器最大阻值 (1)两种分流电路 R=52,则当滑片从a滑 到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？ 图甲电路总电阻随滑动变阻器阻值的增大 (减小)而增大（减小），图乙电路滑动变阻器 滑片右（左）移时，电路中的总电阻减小 (增大)。 (2)两并联支路电 阻值的和不变，当 一个支路的阻值减 小到和另一支路的阻值相等时，两支路的 并联总电阻最大。如图所示，R 68 第十一章 电路及其应用 要点二 电压表和电流表的改装 口问题导引 续表 实验室用的电流表和电压表分别有儿 电表改装 个量程？如何把量程较小的灵敏电流计改 比较项目 小量程的表头G 小量程的表头G (1,R)改装成电 (L。,R)改装成电 装成大量程的电流表和电压表？ 压表 流表 电表的 Rv=R。+R或Ry R-或R 总内阻 U I.R, 并联在被测电路 串联在被测支路 使用 中，“+"接线柱接 中，电流从“十”接 电势较高的一端 线柱流人 典例剖析 [例2]有一电流表G,内阻R.=100Ω，满偏 电流1.=1mA。 (1)要把它改装成量程为0~3V的电压表， 应串联一个多大的电阻？改装后电压表的 内阻是多大？ 口探究升华 (2)要把它改装成量程为0~0.6A的电流 1.表头的三个主要参数（如图所示） 表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流 (1)内阻R。:小量程电流表G 表的内阻是多大？ 的电阻。 (2)满偏电流I.:电流表G指 针偏转到最大刻度时的电流。 (3)满偏电压U。:电流表G通过满偏电流 时，加在它两端的电压，由欧姆定律可知U。 =I R 针对训练 2.电流表、电压表改装对比 2.(多选)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 电表改装 小量程的表头G小量程的表头G 之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流 比较项目 (I,R,)改装成电 (1,R)改装成电 的电流表，那么以下结论中正确的是( 压表 流表 内部电路 扩大后量程 U=I(R+R) 1=1+ R A.甲表是电流表，R增大时量程增大 R的作用 分压 分流 B.甲表是电流表，R增大时量程减小 R的阻值 R骨 C.乙表是电压表，R增大时量程增大 D.乙表是电压表，R增大时量程减小 69 》高中物理·必修第三册（人教版） 随堂巩固促应用 验证反情迁移运用 1.(串并联电路规律)（多选）下列说法中正确 A.当使用a,c两个接线柱时，量程为0~1A 的是 () B.当使用b、c两个接线柱时，量程为0~ A.一个电阻和一根理想导线并联，总电阻 1A 为零 C.R,与R2之和约为0.4n B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的 D.R与R2之比约为1：9 总电阻 4.(电压表的改装)如图所示 C.并联电路任一支路电阻增大（其他支路 为实验室常用的两个量程 不变)，则总电阻也增大 的电压表原理图。当使用 D.并联电路任一支路电阻增大（其他支路 O、A两接线柱时，量程为 含B A点0 3V 不变)，则总电阻一定减小 0~3V:当使用O、B两接线柱时，量程为 2.(串并联电路规律)粗细均匀 0~15V。已知电流表的内阻R.=5002, 的金属环上A、B、C、D四点 满偏电流I。=100μA。求分压电阻R,和 把其周长分成四等份，如图所 R2的阻值。 示，当A、B点接入电路中时， 电路中电流为I:当A、D点接入电路中时， 电路中电流为（电源内阻不计） A.31 B号 C.I D. 3.(电流表的改装)如图为 © 双量程的电流表电路示 意图，其量程分别为0一 0.1A和0~1A,已知表 a 头内阻R=200Q,满偏电流I.=2mA。 a为负接线柱，b、c均为正接线柱，则( 提示请完成《素能提升训练)训练十四 专题三 实验：电阻的测量 学习目标 1,知道滑动变阻器的工作原理。 2.能运用伏安法测电阻，会进行误差分析。 3.能运用一些其他方法测电阻，解决实际问题。 70#! lm + 8|!}~Y€ ! -.'/012 " 345 ///& <=>? ' & = ! ' ! & 0? ' ! ±}²³FXÈ´6µ‰E !(!#52 ( ±}³µ‰E (!(&)!!220(!&&220(!(&&52 ( x yÁ¯µ‰E !(!#52.(!(&&520!(!#&&52 ) ¶· 4FÓFXÈ´6µ‰E !22 ( …K´6µ‰E (!(! )!+!'220(!!+'22 ( xyÁ¯µ‰E !22. (!+'220!!+'22 ) & EF ' ! !(!#&& ! !!+' $ !!+& ( !!+; ú× % 34D ///& <=>? ' & = " ' ! & 0? ' ! $ ! % W¸%Fu-E !!&22.#%!( )(!(!220!!1%(22 * I6E %"22.1)(!(&22 0%"!%(220%!"%(52 ) $ " % IœÈe :0 @ E p/ÐÈe :0 & 3 F ( AB2 & 0 :F 3 0 @F E3 0 ' B " @ %E3 ) & EF ' ! $ ! % !!1%( ! %!"%( ! $ " % ' B " @ %E3 ! HIJKLMN " !!,$ ! {Ò*=4YT—˜$^Ÿ/,*FªDI6 ( U?h­I * —˜$F/Ѐ ( `/ýš¨Ðƒ<€ a ( ‘—˜$`/ýš’A ( /ýš~F4oêå€ Â ( =Må/oš^P ) i , # $ dꕖ ) "! 0? ! I±}²³FH%kü…= ( 4¨-=z±}² ³F¨4Y¹ ( izº , * ±}²³F&³µ‰E !!22 ( ±}³Fµ‰E &)(!(&220(!"&22 ( i» ¼½F¨-E !!!"&22 ) EF ! , ! !!!"& #! 0? ! 嶷4FÓ4¯u-( ( ±‡K¾¿·À / ‘4FÓ¶Á G NOm4¯ ( t‡KF¿·À N ‘ 4F¶Á G º%¯ ( u3ÂÃATÄÅE° ( ÆK° K·À P ‘ G XÈPµ‰ ( µ‰E '!&22."(!() (!(!220'!;((22 ) EF ! / ! N ! P ! 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R, Pf R? sE 答案(1)4.18(2)R? 电路图见解析图 4.串联电路和并联电路 【自主学习探新知】 一、1.(1)依次首尾(2)一起 一起 2.相等 I?=I?=⋯=I,之和 I?+I?+⋯+I 之和 U?+U?+⋯+U。相等 U?=U?=⋯=U k+k+⋯+之和 R?+R?+⋯+R,倒数之和 二、1.表头 最大刻度 满偏电流 IR 自我诊断 1.(1)√ (2 ×(3)√(4)× (5)×(6)× 2.22 10 【互动探究解疑难】 要点——[问题导引] 提示(1)灯泡在不同的位置亮度保持不变；因为串联 电路各处的电流相等。 (2)并联电路中各支路两端的电压相等U=U?=U?= P=长，8 wU?=⋯=U,。灯泡的实际功率 灯泡对应 的电阻最小，因此最亮。 [典例剖析] [例1] C 当cd端短路时，ab间电路的结构是：电阻 :R=k ++R?R?、R?并联后与R?串联，等效电阻为 =65 Q,故 A错误；当ab端短路时，cd之间电路结构 是：电阻R?、R,并联后与 R?串联，等效电阻为：R= R+k+R?=48.75Ω,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R?两端的电压，U= R?+RE=30v,,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R?两端的电压，为U= R+kE=40V,故D错误。 「针对训练 1.解析 题图中R?可以当成两个 电阻R、R,来看待，电路图可简 化成如图所示电路。 R? R。 R? R 电路中 5V— Ra=(R+R,+R?+R 由于R?+R,=R?=5 Q,R?+R?+R?+R,=10 Q, 令R?+R=x Q,则 R?+R,=(10-x)Q, R。=(10-a)a==a2+10a==(a-502+25 , 当x=5,即R?+R。=5 Ω,R=3Ω时， R。有最大值R=2.5 2,故工-=2.0A。 答案 2.0 A 要点二——[问题导引] 提示 实验室用的电流表有0.6 A、3 A量程；电压表有 3 V、15 V量程。灵敏电流计改装成电流表需要并联一 个电阻，改装成电压表需要串联一个电阻。 [典例剖析] [例2] [解析](1)由题意知电流表G的满偏电压 U=I,R= .1 V, 改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电 阻R的分压Ur=U-U=2.9 V, 15 xy4ý/Ð :0 @ : E ? 0 "!+ (!((! ) 0"+(( ) ( ZŽP/ýšF¨Ð : D 0: ? .:0#((( ) ) $ " % ZŽbY´E ( ( (!', F/oš ( LØ3îV( ( 4o/Ð : F4o E : 0E*E ? 0(!&++, ( xy4o/Ð :0 @ ? E : + (!'; ) ( ZŽP/ošF¨Ð : , 0 : ? : : ? .: + (!'; ) ) & EF ' ! $ ! % "+(( )! #((( ) $ " % (!'; )! (!'; ) & @ABC ' "!-$ ! Ià߅= ( P `/Ð : ’A ( ߚh/oš ( : * a( ( /Ð : F4oò ( /ošY´ò ( i , •– ( - 9« * Iàä…= ( P `/ÐÍA ( äh/ýš ( : *a ( ( /Ð4ý*a ( /ýšY´*a ( i $ 9« ( / •– ) ! HIJKLMN " !!,-$ ! 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R=-s=0.00 Q=2900所以分压电阻 改装后电压表的内阻Rv=R+R=3 000 Ω。 (2)改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时， 分流电阻R的分流Ir=I-I=0.599 A, R=Y≈0.167a,所以分流电阻 R=R+k~0.1670。改装后电流表的内阻 [答案](1)2 900 Ω 3 000 0 (2)0.167 Ω 0.167 Q [针对训练] 2.BC 由图甲可知，G与电阻R并联，甲表是电流表，R增 大时，电阻R的分流减小，电流表量程减小，故 A错误，B 正确；由图乙可知，G与电阻串联，乙是电压表，R增大 时，电阻分压增大，电压表量程增大，故C正确，D错误。 【随堂巩固促应用】 1.ABC 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 正确，D错误。 2.B 设整个圆环的总阻值为4R,电源电压为U,当A、B 点接入电路中时，电路是由ACB与ADB并联组成，电 路总阻值为R,则U=IR。当A、D点接入电路中时，电 路是由 AD与 ACBD 并联组成，此时电路总阻值为 3+R=3, 录一零B则此时电路中的电流为 正确。 3.D 当使用a、c两个接线柱时，分流电阻比使用 a、b接 线柱时的分流电阻大，可知当使用 a、c两个接线柱时量 程较小，即量程为0～0.1 A,使用 a、b两个接线柱时量 程较大，即量程为0～1 A,选项 A、B错误；当使用a、c :R?+R?=-=两个接线柱时，分流电阻的阻值为： 0.0-20.2020≈4.08 Q;当使用a、b两个接线柱时，量 程为0～1 A,I(R +R?)=(I?-I)·R?,即：0.002× (200+R?)=(1-0.002)R?,联立解得：R?≈0.41 Q, R?≈3.67 Q;即R?与R,之比约为1:9,选项D正确。 4.解析 根据串并联规律，接O、A时，由U?=I_(R?+R?) 得，R?=2.95×10? Ω;接O、B时，由U?=I?(R+R?+ R?)得，R,=1.2×10?a 答案 2.95×10?Q 1.2×10?Ω 专题三 实验：电阻的测量 【互动探究解疑难】 要点———[典例剖析] [例1] [解析] 本题考查了电阻的测量实验。(1)本 I=長=1000A=9 mA,为了实验中的电流不会超过 测量的精确，电流表应选择 A?。 (2)本实验要求电流表读数从零开始变化，所以滑动变 阻器应选用分压接法，为方便调节，滑动变阻器应选阻 值小的，选 R (3)k=9000=20 =1200-50,所以<故 采用电流表的内接法。故选择丙图。 [答案](1)A?(2)R?(3)丙 要点二——[典例剖析] [例2] [解析](1)在尝试设计电路中，很容易设计 出图甲所示的测量电路，通过代入已知数据估算可得， 此时电流表 A?的最大电流值只能是70 mA,远小于其 量程的三分之一，所以不满足实验要求。 R? R R, R? 甲 乙 R R? R s E 丙 另一种测量电路如图乙所示，电流表 A?和待测电阻的 串联阻值约是120 Ω,和定值电阻R。的比是6:1,通过 电流表 A?的最大电流值接近量程最大值，所以这个电 路符合要求，由于实验要测量多组数据，故滑动变阻器 应用分压式，最终的电路图如图丙所示。 R=1-1R-R。(2)用字母表示待测电阻阻值为 (2)2-R。-R?[答案](1)见解析图丙 要点三——[典例剖析] [例3] [解析](1)当电流表G,有某一合理的示数 时，记下电流表G?的示数I;然后将开关S?与b相连， 保持滑动变阻器R阻值不变，调节 R?,使电流表G?的 示数仍为I时，读取电阻箱的读数 r。 (2)电流表G?的内阻与电阻箱的阻值相同，为 r。 (3)将电流表改装成电压表要串联电阻分压，串联的阻 值为R=Y-r?=3.81ks。 [答案](1)滑动变阻器R阻值 R?(2)r (3)3.81 【随堂巩固促应用】 1.C 该电路采用的是电流表内接法，根据电路图可知，R_的 R=Y-R=.-0.2Q=9.8Q,故选C。真实值为 2.解析(1)√RARv=√5 000×0.5 Q=50 Q<R_,R 为大电阻，故电流表采用 内接法误差较小，应采用甲 电路。 :Ra=Y=052=202,(2)采用乙电路，则有 +景=I,解得R≈20.1Ω。 答案(1)甲(2)20 20.1 3.解析 ①根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的最大电 =長=4×1000 mA≈33 mA,所以电流表流为 应选 A?; ②由于要求“测得多组数据”,所以变阻器应用分压式接 法，应选择阻值小的变阻器R?; ③由于餐>t所以电流表应用外接法。 答案 见解析 16