内容正文:
第11讲:串联电路和并联电路
【考点梳理】
· 考点一:串、并联电路的规律计算
· 考点二:电表的改装(电流表)
· 考点三:电表的改装(电压表)
· 考点四:电流表的内接法和外接法
· 考点五:电表的校对原理
· 考点六:电压表与电流表的读数
· 考点七:电路混联的电路计算
【知识梳理】
知识点一、串联电路、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
电阻
R=R1+R2+…Rn
=++…+
功率
分配
==…=
P1R1=P2R2=…
=PnRn
P总=P1+P2+…+Pn
知识点二、滑动变阻器的两种接法
限流式
分压式
电路图
滑动变阻
器接入电
路的特点
采用“一上
一下”的接法
采用“两下一
上”的接法
调压范围
~E
0~E
适用情况
负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多,或R稍大,且电压、电流变化不要求从零调起
(1)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调
(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的最大电阻R
知识点三、电表改装原理
1.电压表改装:将表头串联一个较大电阻,如图所示:
2.电流表改装:将表头并联一个较小电阻,如图所示:
技巧总结:电流表的改装及其特点
项目
小量程电流表G改装成大量程电压表V
小量程电流表G改装成大量程电流表A
电路结构
R的作用
分压
分流
扩大量程的计算
U=Ig(R+Rg)
R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
R=Rg
电表的总内阻
RV=Rg+R
RA=
知识点四:电流表的内接法和外接法
1.两种接法的比较
内接法
外接法
电路
误差分析
电压表示数:
UV=UR+UA>UR
电流表示数:IA=IR
R测=>=R真
电压表示数:UV=UR
电流表示数:
IA=IR+IV>IR
R测=<=R真
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
适用情况
测大电阻
测小电阻
2.电流表内、外接的选择方法
(1)直接比较法:当Rx≫RA时,采用内接法,当Rx≪RV时,采用外接法,可记忆为“大内小外”.
(2)公式计算法
当<即当Rx>时,用电流表内接法,
当>即当Rx<时,用电流表外接法,
当Rx=时,两种接法效果相同.
【题型归纳】
题型一:串、并联电路的规律计算
1.(24-25高一上·福建福州)如图所示的电路中,通过的电流是3A,已知,,,则( )
A.电路的总电阻是 B.通过的电流是4.5A
C.ab两端的电压是12V D.ac两端的电压是18V
2.(23-24高一下·陕西西安·期末)由四个电阻连接成的混联电路如图所示,,,,,把42V的电压加在a、b两端,则( )
A.通过的电流为1A B.通过的电流为2A
C.通过的电流为1A D.通过的电流为2.5A
3.(22-23高二上·安徽马鞍山·阶段练习)如图所示,当a、b两端接入10V的电压时,c、d两端电压为2V,当c、d两端接入10V的电压时,a、b两端电压为4V,则等于( )
A.4:2:1 B.2:1:1 C.3:2:1 D.8:4:3
题型二:电表的改装(电流表)
4.(23-24高二上·天津·期中)如图为双量程的电流表电路示意图,其量程分别为和,已知表头内阻为,满偏电流为,下列说法正确的是( )
A.当使用、两个端点时,量程为 B.当使用、两个端点时,量程为
C. D.
5.(23-24高二上·北京海淀·期末)如图是有两个量程的电流表,已知表头的内阻为,满偏电流为,电阻,下列说法正确的是( )
A.当使用A、B两个端点时,量程为 B.当使用A、C两个端点时,量程为
C.当的阻值增加时,A、B间量程变大 D.当的阻值增加时,A、B间量程变大
6.(24-25高二上·宁夏银川·阶段练习)如图所示的电路,将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0~3A)和电流表A2(0~0.6A),把这两个电流表并联接入电路中测量电流。则下列说法正确的是( )
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1A时,A2的读数为0.6A D.A1的读数为1A时,干路中的电流为2A
题型三:电表的改装(电压表)
7.(23-24高二上·江苏南京·期末)某同学用一个微安表头(量程,内阻)、电阻箱和电阻箱组装成一个多用电表,有电流“”和电压“”两挡,改装电路如图所示,则应调到的阻值为( )
A. B.
C. D.
8.(23-24高二上·北京西城·期末)如图是有两个量程的电压表,当使用A、B两个端点时,量程为0 ~ 10 V;当使用A、C两个端点时,量程为0 ~ 100 V。表头的内阻为Rg,R1和R2是与表头串联的两个电阻。以下关系式一定正确的是( )
A. B. C. D.
9.(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为200Ω,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=5mA
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为12V
C.乙图是改装成的双量程电流表,R1=5Ω,R2=45Ω
D.乙图是改装成的双量程电流表,R1=10Ω,R2=50Ω
题型四:电流表的内接法和外接法
10.(23-24高二上·北京房山·期末)如图甲、乙所示,用伏安法测电阻时,用两种方法把电压表和电流表连入电路。则下列说法中正确的是( )
A.采用甲图时,电阻的测量值大于真实值 B.采用乙图时,电阻的测量值小于真实值
C.采用甲图时,误差来源于电压表的分流效果 D.为了减小实验误差,测量小电阻时宜选用乙图
11.(23-24高二上·北京顺义·期中)在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
甲 乙
A.若采用甲图,误差是由电压表分流引起的 B.若采用甲图,电阻的测量值小于真实值
C.若采用乙图,误差是由电流表分压引起的 D.若采用乙图,电阻的测量值小于真实值
12.(22-23高二上·天津北辰·期中)如图,用电流表和电压表测量电阻的阻值。c端与b端相连时,电流表示数为,电压表示数为,c端与a端相连时,电流表示数为,电压表示数为,比较这两次结果正确的是( )
A.的真实值更接近,且小于
B.的真实值更接近,且大于
C.c端与a端相连时,电流表分压造成电压表读数不准
D.c端与b端相连时,电压表分流造成电流表读数不准
题型五:电表的校对原理
13.(23-24高二上·浙江杭州·期中)用小量程表头G改装成双量程的某种电表,电路如图所示。改装后经校准发现接A、B两端时读数总是略偏小,接A、C两个端点时读数均准确,以上信息可知( )
A.接A、B两个端点时,是量程较大电压表
B.接A、C两个端点时,是量程较大电流表
C.使两挡量程都准确,需在上并联一个大电阻,在上串联一个小电阻
D.使两挡量程都准确,需在上并联一个大电阻,电阻无需改变
14.(20-21高三上·天津)如图甲、乙两个电路,是利用一个灵敏电流表和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为,电流表量程为,则( )
A.甲表是电压表,乙表是电流表
B.甲表中,乙表中
C.若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,则可适当减小电阻箱R的阻值
D.若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
15.(24-25高二上·全国·课后作业)某同学要将量程为100mA(内阻约30Ω)的毫安表改装为量程为0.6A的电流表,并借助一量程为0.6A的标准电流表,使用如图1所示电路对改装后的电表进行校准。
(1)经估算后将电阻箱的电阻R调为6.0Ω,将阻值调到最大。闭合开关S,减小,发现标准电流表先达到满偏,说明改装没有达到预期。
(2)保持R为6.0Ω不变,将阻值从较大值逐渐调小,记录下毫安表的读数和标准电流表的读数,数据如下表:
/mA
20
40
60
80
/A
0.13
0.26
0.40
0.52
(3)该同学根据上表数据作出了图像如图2所示,根据图像可知,毫安表的内阻 Ω,毫安表改装后的电流表实际量程为 A(结果均保留2位有效数字)。
(4)要达到预期目的,需要逐渐 电阻箱R的数值。此过程将 ,将 (均选填“增大”“减小”或“不变”),当 时,完成改装。
题型六:电压表与电流表的读数
16.(23-24高一下·陕西西安·期末)将四个相同的灵敏电流计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的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的
B.A1的电阻小于A2的电阻
C.定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数
D.V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角
17.(22-23高二上·辽宁营口·阶段练习)某同学将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的量程小于V2的量程,改装好后把它们按如图所示的接法连入电路,则( )
A.电流表 A1的示数等于电流表A2的示数
B.电流表 A1指针的偏转角等于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的示数大于电压表V2的示数
D.电压表V1指针的偏转角小于电压表V2指针的偏转角
18.(24-25高二上·山东日照·阶段练习)将四个相同的灵敏电流计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的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的
B.A1指针的偏角等于A2指针的偏角
C.定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数
D.V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角
题型七:电路混联的电路计算
19.(23-24高二上·黑龙江·期中)在如图所示电路中,已知间所加电压为,,,电流表的内阻不计,求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电流表和的示数。
20.(22-23高二上·北京大兴·期中)如图所示电路,电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=60 Ω,另有一个电压恒定的电源。
(1)当C、D端短路时,A、B之间的等效电阻是多少?
(2)当A、B端接入电源,测得C、D端断路时的电压为30V,求:电源电压是多少?
21.(22-23高二上·四川眉山·期中)如图所示电路,,,,求:
(1)AB两端的等效电阻;
(2)电流表和的示数(不计电流表的内阻);
(3)与两端的电压之比。
【高分演练】
一、单选题
22.(24-25高二上·云南普洱)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为,内阻为,变阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A.改装为量程的电压表,选择图甲, B.改装为量程的电压表,选择图乙,
C.改装为量程的电流表,选择图甲, D.改装为量程的电流表,选择图乙,
23.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)某一网络电路中的部分电路如图所示,已知,I1=1A,R1=5Ω,R2=10Ω,,则下列结论正确的是( )
A.通过的电流为,方向从
B.通过的电流为,方向从
C.通过电流表的电流为2.5A,电流从右向左流过电流表
D.通过电流表的电流为2.5A,电流从左向右流过电流表
24.(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)如图所示用电压表和电流表测电阻,Rₓ为待测电阻,如果电压表读数是3.50V,电流表的读数是10.0mA, 电压表的内阻是1.50kΩ, 电流表的内阻是10Ω, 那么Rx的精确值为( )
A.457Ω B.356Ω
C.362Ω D.1200Ω
25.(24-25高二上·云南昭通)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,R减小时量程减小
B.乙表是电压表,R增大时量程减小
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
26.(23-24高一下·河北衡水·期末)如图所示,电流计的内阻,满偏电流,,,则下列说法正确的是( )
A.当和均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是2V
B.当和均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1A
C.当和均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是2A
D.当和均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是1V
27.(23-24高一下·江苏南京·期末)某同学设计了如图所示的电路进行电表改装,已知电流表A的量程为500mA,内阻,,。则若将接线柱( )
A.1、2接入电路时,最大可以测量的电流为0.5A
B.1、3接入电路时,最大可以测量的电压为3.0V
C.1、2接入电路也可作为电压表使用,R1阻值越小量程越大
D.1、3接入电路也可作为电流表使用,R2阻值越小量程越大
28.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如图所示,两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的,表的量程是,表的量程是,把它们串联起来后接在电阻R的两端,并接入电路中,示数分别为和,则( )
A.
B.
C.它们的指针偏转角度之比为
D.通过电阻R的电流为
29.(23-24高二上·江西赣州·期末)如图所示是一个多用电表的内部结构电路图,和是两个定值电阻,其中表头G满偏电流为1mA,内阻为760Ω,选择开关置于不同位置时,可用作量程分别为“20mA”、“10V”的电流表和电压表。下列说法正确的是( )
A.选择开关置于a时,构成量程为“10V”的电压表
B.选择开关置于b时,接通电路流过电流是电流的20倍
C.的阻值为400Ω
D.的阻值为462Ω
30.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示电路中,R1=R3=12Ω,R2=3Ω,电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时,外电路的总电阻分别为( )
A.9Ω、15Ω B.15Ω、9Ω C.9Ω、24Ω D.15Ω、24Ω
31.(23-24高二上·浙江温州·期末)一小量程电流表G,满偏电流为,内阻为。将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表,电路如图所示。下列说法正确的是( )
A.与串联后的总电阻大于
B.开关S接b时的量程为0~1mA
C.测出的电流为时,流过G表的电流为
D.将图中与的位置互换,两量程都会发生变化
二、多选题
32.(24-25高二上·贵州遵义·阶段练习)如图所示的电路中,定值电阻分别为、、、,现在M、N两点间加12V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A.M、N间的总电阻为12Ω B.和两端的电压比为3∶2
C.流过和的电流比为2∶1 D.和两端的电压比为2∶1
33.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)四个相同的电流表分别改装成两个电流表、和两个电压表、,的量程大于的量程的量程,的量程大于的量程,把它们接入如图所示的电路,闭合开关后( )
A.的读数比的读数大
B.读数比读数大
C.指针偏转角度比指针偏转角度小
D.指针偏转角度比指针偏转角度小
34.(24-25高二上·陕西西安·阶段练习)如图所示,R1、R2、R3的电阻之比是2:3:5,电流表内阻忽略不计,电压表内阻无穷大,电路两端的电压恒定,则甲图中两个电压表的示数之比和乙图中两个电流表的示数之比分别为( )
A.电压表的示数之比3:5 B.电压表的示数之比5:8
C.电流表的示数之比16:25 D.电流表的示数之比2:5
35.(2024高二上·全国·专题练习)如图所示为某电路的一部分,图中右侧部分的电路未画出。已知图示中的电流I和分别为3A、2A,定值电阻、、的阻值分别为10Ω、5Ω、30Ω,图中的电流表为理想电表。则下列说法正确的是( )
A.流过定值电阻的电流大小为0.5A,方向从上向下
B.流过定值电阻的电流大小为0.5A,方向从下向上
C.电流表的示数为0.5A
D.电流表的示数为1.5A
36.(23-24高一下·陕西西安·期末)R1、R2、R3三个电阻的阻值均为20 Ω,允许通过的最大电流分别为、、。按如图所示的四种方式连接,则下列说法不正确的是( )
A.图丙和图丁的等效电阻相等 B.图甲和图丙中干路最大电流相等
C.图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1 D.四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶2∶2
37.(23-24高一下·陕西西安·期末)两个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、。已知电流表的量程大于的量程,改装好后把它们按如图所示接入电路,两电流表均正常工作,则( )
A.电流表的读数大于电流表的读数
B.电流表的读数等于电流表的读数
C.电流表指针的偏转角大于电流表指针的偏转角
D.电流表指针的偏转角等于电流表指针的编转角
38.(23-24高一上·湖南长沙·开学考试)如图所示,固定电阻,电源电压恒为U,电压表、完全相同(均有一定电阻)。只合上时读数为,只合上时读数为。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
三、实验题
39.(24-25高三上·安徽·开学考试)某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。可供选择的器材有:
A.电阻箱(最大阻值) B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势3V) D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择 (选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为 ;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值 真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,则应将电流表 (选填“串”或“并”)联一个阻值为 的电阻(保留两位有效数字)。
40.(23-24高二上·安徽黄山·期末)如图甲所示,为一个双量程电流表内部电路图,其中小量程为,大量程为。若现在选择的是小量程则选择的接线柱是“公共”和 (选填“a”或“b”),如图乙为该量程下测量某电路时指针所指的位置,则电流值为 A。已知表头G的满偏电流,定值电阻未知,,则表头G的内阻的值为 。
四、解答题
41.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)如图所示,有一个双量程电流表,其中小量程为0.1A。已知表头G满偏电流Ig=50mA,R1=2Ω,R2=18Ω。求:
(1)表头G的内阻Rg的值;
(2)大量程电流表的量程Im的值。
42.(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)四个电阻R1、R2、R3、R4如图所示连接,若R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1两端的电压为4V,求:
(1)电路的总电阻。
(2)电阻R2两端的电压。
43.(22-23高一下·江苏无锡·期末)如图所示是有两个量程的电流表,大量程为0~3A,小量程为0~0.6A,已知表头的内阻为500Ω,满偏电流是3mA,其中A为公共端点,求:
(1)A与B、C的中的哪个端点为电流表的大量程,并说明理由;
(2)R1与R2的阻值。
44.(23-24高二上·安徽·阶段练习)在如图所示电路中,已知AB间所加电压为,,,电流表的内阻不计,求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电流表和的示数。
45.(23-24高二上·山西吕梁·阶段练习)电路里面有串联也有并联的电路叫作混联电路。一个混联电路如图所示,电路中的电阻Ω,Ω,Ω。当cd端短接时,ab之间的等效电阻是,ab端短接时,cd之间的等效电阻是,当cd两端接V电压时,ab两端的电压为,当ab两端接V电压时,cd两端的电压为,求:
(1)等效电阻与的比值;
(2)电压与的比值。
46.(23-24高二上·广东广州)如图所示的电路,,,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,不计电源内阻。当S1闭合,S2断开时,若滑片P在端,则电流表示数为0.5A,若滑片P在b端,则电压表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在端时,电流表的示数。
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第11讲:串联电路和并联电路
【考点梳理】
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· 考点四:电流表的内接法和外接法
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· 考点六:电压表与电流表的读数
· 考点七:电路混联的电路计算
【知识梳理】
知识点一、串联电路、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电流
I=I1=I2=…=In
I=I1+I2+…+In
电压
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
电阻
R=R1+R2+…Rn
=++…+
功率
分配
==…=
P1R1=P2R2=…
=PnRn
P总=P1+P2+…+Pn
知识点二、滑动变阻器的两种接法
限流式
分压式
电路图
滑动变阻
器接入电
路的特点
采用“一上
一下”的接法
采用“两下一
上”的接法
调压范围
~E
0~E
适用情况
负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多,或R稍大,且电压、电流变化不要求从零调起
(1)要求负载上电压或电流变化范围较大,且从零开始连续可调
(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的最大电阻R
知识点三、电表改装原理
1.电压表改装:将表头串联一个较大电阻,如图1所示:
图1
2.电流表改装:将表头并联一个较小电阻,如图2所示:
技巧总结:电流表的改装及其特点
项目
小量程电流表G改装成大量程电压表V
小量程电流表G改装成大量程电流表A
电路结构
R的作用
分压
分流
扩大量程的计算
U=Ig(R+Rg)
R=-Rg
IgRg=(I-Ig)R
R=Rg
电表的总内阻
RV=Rg+R
RA=
知识点四:电流表的内接法和外接法
1.两种接法的比较
内接法
外接法
电路
误差分析
电压表示数:
UV=UR+UA>UR
电流表示数:IA=IR
R测=>=R真
电压表示数:UV=UR
电流表示数:
IA=IR+IV>IR
R测=<=R真
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
适用情况
测大电阻
测小电阻
2.电流表内、外接的选择方法
(1)直接比较法:当Rx≫RA时,采用内接法,当Rx≪RV时,采用外接法,可记忆为“大内小外”.
(2)公式计算法
当<即当Rx>时,用电流表内接法,
当>即当Rx<时,用电流表外接法,
当Rx=时,两种接法效果相同.
【题型归纳】
题型一:串、并联电路的规律计算
1.(24-25高一上·福建福州)如图所示的电路中,通过的电流是3A,已知,,,则( )
A.电路的总电阻是 B.通过的电流是4.5A
C.ab两端的电压是12V D.ac两端的电压是18V
【答案】C
【详解】A.电路中的总电阻是
故A错误;
B.通过的电流是
A
故B错误;
C.ab两端的电压是
V
故C正确;
D.ac两端的电压是
V
故D错误。
故选C。
2.(23-24高一下·陕西西安·期末)由四个电阻连接成的混联电路如图所示,,,,,把42V的电压加在a、b两端,则( )
A.通过的电流为1A
B.通过的电流为2A
C.通过的电流为1A
D.通过的电流为2.5A
【答案】C
【详解】AB.与并联,其等效电阻为
把42V的电压加在a、b两端,则干路上的电流为
而和均在干路上,则电流均为3A,故AB错误;
CD.与并联,根据并联电压相等分流规律可知
故C正确,D错误;
故选C。
3.(22-23高二上·安徽马鞍山·阶段练习)如图所示,当a、b两端接入10V的电压时,c、d两端电压为2V,当c、d两端接入10V的电压时,a、b两端电压为4V,则等于( )
A.4:2:1 B.2:1:1 C.3:2:1 D.8:4:3
【答案】D
【详解】当a、b两端接入10V的电压时,c、d两端电压为2V,则
解得
当c、d两端接入10V的电压时,a、b两端电压为4V,则
解得
联立可得
故选D。
题型二:电表的改装(电流表)
4.(23-24高二上·天津·期中)如图为双量程的电流表电路示意图,其量程分别为和,已知表头内阻为,满偏电流为,下列说法正确的是( )
A.当使用、两个端点时,量程为
B.当使用、两个端点时,量程为
C.
D.
【答案】C
【详解】当使用、两个端点时,有
当使用、两个端点时,
可知,则当使用、两个端点时,量程为,当使用、两个端点时,量程为;根据
,
代入数据解得
,
故选C。
5.(23-24高二上·北京海淀·期末)如图是有两个量程的电流表,已知表头的内阻为,满偏电流为,电阻,下列说法正确的是( )
A.当使用A、B两个端点时,量程为
B.当使用A、C两个端点时,量程为
C.当的阻值增加时,A、B间量程变大
D.当的阻值增加时,A、B间量程变大
【答案】D
【详解】ACD.当使用A、B两个端点时
解得
当增加时,A、B间量程变小;当增加时,A、B间量程变大,故AC错误,D正确;
B.当使用A、C两个端点时
解得
故B错误。
故选D。
6.(24-25高二上·宁夏银川·阶段练习)如图所示的电路,将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0~3A)和电流表A2(0~0.6A),把这两个电流表并联接入电路中测量电流。则下列说法正确的是( )
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1A时,A2的读数为0.6A
D.A1的读数为1A时,干路中的电流为2A
【答案】A
【详解】AB.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,所以A1的指针半偏时,A2的指针也半偏,A1的指针满偏,A2的指针也满偏,故A正确,B错误;
CD.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1A时,A2的读数为0.2A,干路中的电流为1.2A,故CD错误。
故选A。
题型三:电表的改装(电压表)
7.(23-24高二上·江苏南京·期末)某同学用一个微安表头(量程,内阻)、电阻箱和电阻箱组装成一个多用电表,有电流“”和电压“”两挡,改装电路如图所示,则应调到的阻值为( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【详解】当接o、a接线柱时改装为电流表,根据并联电路特点得
代入数据解得
当接o、b接线柱时改装为电压表,根据串联电路特点得
解得
故选A。
8.(23-24高二上·北京西城·期末)如图是有两个量程的电压表,当使用A、B两个端点时,量程为0 ~ 10 V;当使用A、C两个端点时,量程为0 ~ 100 V。表头的内阻为Rg,R1和R2是与表头串联的两个电阻。以下关系式一定正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】依题意,当电路中的电流为满偏电流时,根据分压原理,可得
,
故ACD错误;B正确。
故选B。
9.(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为200Ω,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=5mA
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为12V
C.乙图是改装成的双量程电流表,R1=5Ω,R2=45Ω
D.乙图是改装成的双量程电流表,R1=10Ω,R2=50Ω
【答案】C
【详解】A.由甲图可知
代入数据解得
故A错误;
B.甲图接b,则量程为
故B错误;
CD.根据乙图有
联立解得
,
故C正确,D错误。
故选C。
题型四:电流表的内接法和外接法
10.(23-24高二上·北京房山·期末)如图甲、乙所示,用伏安法测电阻时,用两种方法把电压表和电流表连入电路。则下列说法中正确的是( )
A.采用甲图时,电阻的测量值大于真实值
B.采用乙图时,电阻的测量值小于真实值
C.采用甲图时,误差来源于电压表的分流效果
D.为了减小实验误差,测量小电阻时宜选用乙图
【答案】C
【详解】ABC.甲图是电流表外接,电压表所测的电压是准确的,由于电压表的分流作用,使得电流表测量值偏大,由
所以计算的电阻值偏小,即采用甲图时,电阻的测量值小于真实值;乙图是电流表内接,电流表所测量的是准确的,由于电压表分压,电压表测量值偏大,由
可知计算的电阻值偏大,即采用乙图时,电阻的测量值大于真实值,故AB错误,C正确;
D.为了减小误差,测量小电阻时,用甲图时电压表分得的电流可以忽略不计,即为了减小实验误差,测量小电阻时宜选用甲图,故D错误。
故选C。
11.(23-24高二上·北京顺义·期中)在“用伏安法测电阻”的实验中,测量电路中电表的连接方式如图甲或乙所示,把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值,考虑到实际电表内阻对测量的影响,两种连接方式都存在系统误差。下列判断正确的是( )
甲 乙
A.若采用甲图,误差是由电压表分流引起的
B.若采用甲图,电阻的测量值小于真实值
C.若采用乙图,误差是由电流表分压引起的
D.若采用乙图,电阻的测量值小于真实值
【答案】D
【详解】AB.若采用甲图,电压表测量的是待测电阻和电流表串联后两端的电压,误差是由电流表分压引起的,电压的测量值偏大,根据欧姆定律可知电阻的测量值大于真实值,故AB错误;
CD.若采用乙图,电流表测量的是通过电压表和待测电阻的电流和,误差是由电压表分流引起的,电流的测量值大于真实值,根据欧姆定律可知电阻的测量值小于真实值,故C错误,D正确。
故选D。
12.(22-23高二上·天津北辰·期中)如图,用电流表和电压表测量电阻的阻值。c端与b端相连时,电流表示数为,电压表示数为,c端与a端相连时,电流表示数为,电压表示数为,比较这两次结果正确的是( )
A.的真实值更接近,且小于
B.的真实值更接近,且大于
C.c端与a端相连时,电流表分压造成电压表读数不准
D.c端与b端相连时,电压表分流造成电流表读数不准
【答案】A
【详解】C.c端与a端相连时,电压表分流造成电流表读数不准,故C错误;
D.c端与b端相连时,电流表分压造成电压表读数不准,故D错误;
AB.比较两次的电压表读数,可知
则
电流表示数变化
则
可见
即电流变化明显一些,可见电压表内阻带来的影响比电流表内阻带来的影响大,故电流表应采用内接法,则有
由于电流表分压使得电压表示数大于待测电阻的实际电压,则的真实值小于。故A正确B错误。
故选A。
题型五:电表的校对原理
13.(23-24高二上·浙江杭州·期中)用小量程表头G改装成双量程的某种电表,电路如图所示。改装后经校准发现接A、B两端时读数总是略偏小,接A、C两个端点时读数均准确,以上信息可知( )
A.接A、B两个端点时,是量程较大电压表
B.接A、C两个端点时,是量程较大电流表
C.使两挡量程都准确,需在上并联一个大电阻,在上串联一个小电阻
D.使两挡量程都准确,需在上并联一个大电阻,电阻无需改变
【答案】C
【详解】AB.接A、B两个端点时,串联的阻值较小,分压较小,是量程较小的电压表;接A、C两个端点时,分压较大,是量程较大的电压表,AB错误;
CD.接A、B两端时读数总是略偏小,说明偏大导致分压偏大,需在上并联一个大电阻,使并联后阻值减小;由于总阻值减小,则需在上串联一个小电阻,使A、C两个端点时读数准确,C正确,D错误。
故选C。
14.(20-21高三上·天津·阶段练习)如图甲、乙两个电路,是利用一个灵敏电流表和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为,电流表量程为,则( )
A.甲表是电压表,乙表是电流表
B.甲表中,乙表中
C.若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,则可适当减小电阻箱R的阻值
D.若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
【答案】B
【详解】A.甲由一个灵敏电流表G和一个变阻器R并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,乙由一个灵敏电流表G和一个变阻器R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,故A错误;
B.由公式
知,在甲图中,若改装成的电流表的量程为2.5mA,则
由公式
知,在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
R=5800Ω
故B正确;
C.安培表的量程
若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应当增大R,减小量程,故C错误;
D.电压表的量程
若使用中发现乙表的示数总比准确值稍小一些,说明改装后的量程偏大,导致偏角小,示数偏小,所以应当减小R,减小量程,故D错误;
故选B。
15.(24-25高二上·全国·课后作业)某同学要将量程为100mA(内阻约30Ω)的毫安表改装为量程为0.6A的电流表,并借助一量程为0.6A的标准电流表,使用如图1所示电路对改装后的电表进行校准。
(1)经估算后将电阻箱的电阻R调为6.0Ω,将阻值调到最大。闭合开关S,减小,发现标准电流表先达到满偏,说明改装没有达到预期。
(2)保持R为6.0Ω不变,将阻值从较大值逐渐调小,记录下毫安表的读数和标准电流表的读数,数据如下表:
/mA
20
40
60
80
/A
0.13
0.26
0.40
0.52
(3)该同学根据上表数据作出了图像如图2所示,根据图像可知,毫安表的内阻 Ω,毫安表改装后的电流表实际量程为 A(结果均保留2位有效数字)。
(4)要达到预期目的,需要逐渐 电阻箱R的数值。此过程将 ,将 (均选填“增大”“减小”或“不变”),当 时,完成改装。
【答案】 33/32/34 0.65(0.63~0.67均可) 增大 增大 减小 6
【详解】(3)[1]如果达到改装预期,这两块表同时达到满偏。观察电路可知,流过标准电流表的电流等于流过毫安表的电流加上流过电阻箱的电流。因此有
变形得
由图像可知,斜率为
所以
可得
[2]设改装后的量程为I,则有
解得量程为
(4)[3]发现标准电流表先达到满偏,则此量程比预期的0.6A要大,因此需要减少电阻箱R分到的电流,需要逐渐增大电阻箱R的数值;
[4][5]根据欧姆定律可知,此过程中干路电流将减小,毫安表的电流将增大;
[6]当两块电表同时满偏时,即示数之比
时,完成改装。
题型六:电压表与电流表的读数
16.(23-24高一下·陕西西安·期末)将四个相同的灵敏电流计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的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的
B.A1的电阻小于A2的电阻
C.定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数
D.V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角
【答案】C
【详解】A.电压表是用灵敏电流计串联一个分压电阻改装而成的,故A错误;
B.电流表是用灵敏电流计并联一个分流电阻改装而成的,并联电阻越小,分流越多,量程越大。电流表A1量程小于A2的量程,则电流表A1的内阻大于A2的内阻,故B错误;
C.电压表的示数表示自己两端的电压,V1与V2串联后与定值电阻R并联,则定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和。A1或A2的读数等于定值电阻R与电压表的电流之和,故定值电阻R通过的电流小于A1或A2的读数,故C正确;
D.两电压表串联,则其中的两灵敏电流计串联,根据串联电路特点可知两灵敏电流计的电流相等,故电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角;电压表V1的量程大于V2的量程,则电压表V1的内阻大于V2的内阻,根据串联电路电压分配特点,可知电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故D错误。
故选C。
17.(22-23高二上·辽宁营口·阶段练习)某同学将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的量程小于V2的量程,改装好后把它们按如图所示的接法连入电路,则( )
A.电流表 A1的示数等于电流表A2的示数
B.电流表 A1指针的偏转角等于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的示数大于电压表V2的示数
D.电压表V1指针的偏转角小于电压表V2指针的偏转角
【答案】B
【详解】AB.根据电路图可知,电流表A1、A2的两个表头并联,因此其两端的电压相等,又两个表头相同,则流过两个表头的电流相同,指针偏转角相同,而两个电流表的量程不同,则示数不同,故A错误,B正确;
CD.电压表V1、V2的两个表头串联,因此流过两个表头的电流相同,指针偏转角相同,而电压表V1的量程小于V2的量程,则电压表V1的示数小于电压表V2的示数,故CD错误。
故选B。
18.(24-25高二上·山东日照·阶段练习)将四个相同的灵敏电流计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的量程小于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好之后把它们接入如图所示的电路,合上开关,R为定值电阻,下列说法正确的是( )
A.对于电压表,是把灵敏电流计与大电阻并联改装而成的
B.A1指针的偏角等于A2指针的偏角
C.定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1或A2的读数
D.V1的读数小于V2的读数,V1指针的偏角大于V2指针的偏角
【答案】C
【详解】A.电压表是用灵敏电流计串联一个分压电阻改装而成的,故A错误;
B.根据串联电路特点可知两电流表的电流相等,由于电流表A1的量程小于A2的量程,所以故A1指针的偏角大于A2指针的偏角;故B错误;
C.电压表的示数表示自己两端的电压,V1与V2串联后与定值电阻R并联,则定值电阻R两端的电压等于V1与V2的读数之和。A1或A2的读数等于定值电阻R与电压表的电流之和,故定值电阻R通过的电流小于A1或A2的读数,故C正确;
D.两电压表串联,则其中的两灵敏电流计串联,根据串联电路特点可知两灵敏电流计的电流相等,故电压表V1的偏转角等于电压表V2的偏转角;电压表V1的量程大于V2的量程,则电压表V1的内阻大于V2的内阻,根据串联电路电压分配特点,可知电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故D错误。
故选C。
题型七:电路混联的电路计算
19.(23-24高二上·黑龙江·期中)在如图所示电路中,已知间所加电压为,,,电流表的内阻不计,求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电流表和的示数。
【答案】(1)8V;(2)1.5A,1A
【详解】(1)由电路图可知,电阻、、并联后跟串联,设、、三个电阻并联的总电阻为,有
解得
由欧姆定律有
两端电压为
(2)并联部分的电压为
电流表测量的是通过、的总电流,故
电流表测量的是通过、的总电流,故
20.(22-23高二上·北京大兴·期中)如图所示电路,电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=60 Ω,另有一个电压恒定的电源。
(1)当C、D端短路时,A、B之间的等效电阻是多少?
(2)当A、B端接入电源,测得C、D端断路时的电压为30V,求:电源电压是多少?
【答案】(1);(2)
【详解】(1)当C、D端短路时,两个R3串联后与R2并联的总电阻为
A、B之间的等效电阻为
(2)C、D端处于断路状态时,其电压等于R2两端的电压,设电源电压为U,则
解得
21.(22-23高二上·四川眉山·期中)如图所示电路,,,,求:
(1)AB两端的等效电阻;
(2)电流表和的示数(不计电流表的内阻);
(3)与两端的电压之比。
【答案】(1);(2),;(3)
【详解】(1)电流表可视为导线,电阻、、是并联关系,然后跟串联;电流表测量的是通过电阻、的总电流,电流表测量的是通过、的总电流。、、三个电阻并联的总电阻设为,则有
代入数据解得
则有
(2)电路的总电流为
并联部分的电压为
通过、、三个电阻的电流分别为
,,
则有
,
(3)两端电压为
可知
【高分演练】
一、单选题
22.(24-25高二上·云南普洱)如图所示,大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流为,内阻为,变阻箱接入电路的阻值为。下列说法正确的是( )
A.改装为量程的电压表,选择图甲,
B.改装为量程的电压表,选择图乙,
C.改装为量程的电流表,选择图甲,
D.改装为量程的电流表,选择图乙,
【答案】B
【详解】AB.改装为15V量程的电压表,需串联一个电阻,选择图乙,根据欧姆定律有
解得
故A错误,B正确;
CD.改装为0.6A量程的电流表,需要并联一个电阻,选择图甲,根据欧姆定律有
解得
故CD错误。
故选B。
23.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)某一网络电路中的部分电路如图所示,已知,I1=1A,R1=5Ω,R2=10Ω,,则下列结论正确的是( )
A.通过的电流为,方向从
B.通过的电流为,方向从
C.通过电流表的电流为2.5A,电流从右向左流过电流表
D.通过电流表的电流为2.5A,电流从左向右流过电流表
【答案】D
【详解】AB.两端电压为
通过的电流为
两端电压为
两端电压为
且电流从a流向b,大小为
故AB错误;
CD.通过电流表的电流为
方向从左到右,故C错误,D正确。
故选D。
24.(24-25高二上·宁夏石嘴山·阶段练习)如图所示用电压表和电流表测电阻,Rₓ为待测电阻,如果电压表读数是3.50V,电流表的读数是10.0mA, 电压表的内阻是1.50kΩ, 电流表的内阻是10Ω, 那么Rx的精确值为( )
A.457Ω B.356Ω
C.362Ω D.1200Ω
【答案】A
【详解】根据欧姆定律可知
故选A。
25.(24-25高二上·云南昭通)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流表G和一个变阻器组成的,已知灵敏电流表的满偏电流,内电阻,则下列说法正确的是( )
A.甲表是电流表,R减小时量程减小
B.乙表是电压表,R增大时量程减小
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
【答案】D
【详解】A.甲由一个灵敏电流表和一个变阻器并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,电流表的量程为
可知,当R减小时,量程增大,故A错误;
B.乙由一个灵敏电流表和一个变阻器串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,电压表的量程为
可知,R增大时,量程增大,故B错误;
C.在甲图中,若改装成的电流表的量程为0.6A,则
解得
故C错误;
D.在乙图中,若改装成的电压表的量程为3V,则
解得
故D正确。
故选D。
26.(23-24高一下·河北衡水·期末)如图所示,电流计的内阻,满偏电流,,,则下列说法正确的是( )
A.当和均断开时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是2V
B.当和均断开时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是1A
C.当和均闭合时,虚线框中可等效为电流表,最大量程是2A
D.当和均闭合时,虚线框中可等效为电压表,最大量程是1V
【答案】A
【详解】A B.由图示电路图可知,当和均断开时,G与串联,改装成的是电压表,电压表量程为
故A正确,B错误;
C D.由图示电路图可知,当和均闭合时,G与并联,改装成的是电流表,电流表量程为
故C D错误。
27.(23-24高一下·江苏南京·期末)某同学设计了如图所示的电路进行电表改装,已知电流表A的量程为500mA,内阻,,。则若将接线柱( )
A.1、2接入电路时,最大可以测量的电流为0.5A
B.1、3接入电路时,最大可以测量的电压为3.0V
C.1、2接入电路也可作为电压表使用,R1阻值越小量程越大
D.1、3接入电路也可作为电流表使用,R2阻值越小量程越大
【答案】B
【详解】AC.1、2接入电路时,也可作为电流表使用,R1阻值越小量程越大;因为,通过R1的最大电流为500mA,最大可以测量的电流为1A, AC错误;
BD.1、3接入电路也可作为电压表使用,R2阻值越大量程越大;电流表A两端最大电压为
R2两端最大电压为
最大可以测量的电压为
B正确。
故选B。
28.(23-24高二上·浙江杭州·期中)如图所示,两只电压表和是由完全相同的两个电流计改装成的,表的量程是,表的量程是,把它们串联起来后接在电阻R的两端,并接入电路中,示数分别为和,则( )
A.
B.
C.它们的指针偏转角度之比为
D.通过电阻R的电流为
【答案】B
【详解】AC.串联后电流一样故偏转角度相等,但两表的读数为两电压表的分压,读数之比为两者的电阻之比,所以两电表实数不一样,故AC错误;
B.由
可知两电表满偏时,电流计通过的电流相同,则电流计串联的电阻之比为
因是串联关系通过两电压表的电流相同,故指针偏转的角度相同,读数之比为两者的电阻之比,即
故B正确;
D.由B选项可知,电阻R两端的电压为
则通过电阻R的电流为
故D错误。
故选B。
29.(23-24高二上·江西赣州·期末)如图所示是一个多用电表的内部结构电路图,和是两个定值电阻,其中表头G满偏电流为1mA,内阻为760Ω,选择开关置于不同位置时,可用作量程分别为“20mA”、“10V”的电流表和电压表。下列说法正确的是( )
A.选择开关置于a时,构成量程为“10V”的电压表
B.选择开关置于b时,接通电路流过电流是电流的20倍
C.的阻值为400Ω
D.的阻值为462Ω
【答案】D
【详解】AC.选择开关置于a时,表头G与并联,这是一个电流表结构,所以选择开关置于a时构成大量程的电流表,根据欧姆定律得
故AC错误;
BD.选择开关置于b时,表头G与并联,再与串联,构成一个电压表,流过的电流与表头G和并联部分的电流相等,根据欧姆定律得
即
所以
故B错误,D正确。
故选D。
30.(23-24高二上·吉林长春·期末)如图所示电路中,R1=R3=12Ω,R2=3Ω,电流表、电压表均视为理想电表。开关S断开与闭合时,外电路的总电阻分别为( )
A.9Ω、15Ω B.15Ω、9Ω C.9Ω、24Ω D.15Ω、24Ω
【答案】B
【详解】开关S断开时,电路如图所示
电路的总电阻为
开关S闭合,电路如图所示
可知R1与R3并联,之后再与R2串联,电路的总电阻为
故选B。
31.(23-24高二上·浙江温州·期末)一小量程电流表G,满偏电流为,内阻为。将它改装成0~1mA、0~10mA的两量程电流表,电路如图所示。下列说法正确的是( )
A.与串联后的总电阻大于
B.开关S接b时的量程为0~1mA
C.测出的电流为时,流过G表的电流为
D.将图中与的位置互换,两量程都会发生变化
【答案】B
【详解】AB.开关S接时,改装成的量程为
开关S接时,改装成的量程为
则有
可知开关S接时的量程为,则有
故A错误,B正确;
C.测出的电流为时,如果选用的是量程,则有
可得流过表的电流为
故C错误;
D将图中与的位置互换时接a的电流表的量程会发生变化,接b的电流表的量程不会发生变化,故D错误。
故选B。
二、多选题
32.(24-25高二上·贵州遵义·阶段练习)如图所示的电路中,定值电阻分别为、、、,现在M、N两点间加12V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A.M、N间的总电阻为12Ω B.和两端的电压比为3∶2
C.流过和的电流比为2∶1 D.和两端的电压比为2∶1
【答案】AD
【详解】A.和并联的电阻值为
所以M、N间的总电阻为
故A正确;
B.和串联,流过两电阻的电流相等,则电压与电阻值成正比,即和两端的电压比为
故B错误;
C.和并联,两端的电压相等,流过两电阻的电流与电阻成反比,即流过和的电流比为
故C错误;
D.和串联,电流相等,则电压与电阻值成正比,又两端的电压等于两端的电压,所以和两端的电压比为
故D正确。
故选AD。
33.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)四个相同的电流表分别改装成两个电流表、和两个电压表、,的量程大于的量程的量程,的量程大于的量程,把它们接入如图所示的电路,闭合开关后( )
A.的读数比的读数大
B.读数比读数大
C.指针偏转角度比指针偏转角度小
D.指针偏转角度比指针偏转角度小
【答案】BC
【详解】AC.改装成两个电流表时,并联了不同的电阻,而两电流表又是串联关系,则通过电流表的电流相等,所以电流表的读数相同;量程大的电流表,并联的电阻较小,并联的电阻所分的电流更多,表头分的电流更少,即A1指针偏转角度比A2指针偏转角度小,故A错误,C正确;
B.两个电压表量程不同,即两电压表的电阻不同,量程大的电压表电阻大,两电压表串联,电阻大的电压大,即V1的读数比V2的读数大,故B正确;
D.两个电压表串联关系,则通过两个电压表的电流相等,即通过两表头的电流也相等,所以指针的偏转角度相同,故D错误。
故选BC。
34.(24-25高二上·陕西西安·阶段练习)如图所示,R1、R2、R3的电阻之比是2:3:5,电流表内阻忽略不计,电压表内阻无穷大,电路两端的电压恒定,则甲图中两个电压表的示数之比和乙图中两个电流表的示数之比分别为( )
A.电压表的示数之比3:5 B.电压表的示数之比5:8
C.电流表的示数之比16:25 D.电流表的示数之比2:5
【答案】BC
【详解】AB.由图甲可知,三个电阻串联,流经各电阻的电流相等,设电流为,由欧姆定律则有
,,
电压表测量的是、串联后两端的电压,电压表测量的是、串联后两端的电压,则两电压表的示数分别为
因为
联立解得
故A错误,B正确;
CD.对理想电流表,内电阻是零,则电路图如图所示,
可知对图乙电路可等效为三个电阻并联,如图所示,设A、B两点的电压为,则流经各电阻的电流为
,,
电流表测量的是流经电阻、的电流,则电流表的示数为
电流表测量的是流经电阻、的电流,则电流表的示数为
因为
联立解得
故C正确,D错误。
故选BC。
35.(2024高二上·全国·专题练习)如图所示为某电路的一部分,图中右侧部分的电路未画出。已知图示中的电流I和分别为3A、2A,定值电阻、、的阻值分别为10Ω、5Ω、30Ω,图中的电流表为理想电表。则下列说法正确的是( )
A.流过定值电阻的电流大小为0.5A,方向从上向下
B.流过定值电阻的电流大小为0.5A,方向从下向上
C.电流表的示数为0.5A
D.电流表的示数为1.5A
【答案】BC
【详解】A B.两端的电压
两端的电压
所以两端的电势差
b点电势高,电流方向为,流过定值电阻的电流大小
故A错误,B正确;
C D.电流表中的电流大小为
故C正确,D错误;
故选BC。
36.(23-24高一下·陕西西安·期末)R1、R2、R3三个电阻的阻值均为20 Ω,允许通过的最大电流分别为、、。按如图所示的四种方式连接,则下列说法不正确的是( )
A.图丙和图丁的等效电阻相等
B.图甲和图丙中干路最大电流相等
C.图乙和图丁干路最大电流之比为2∶1
D.四个电路两端的最大电压之比为3∶1∶2∶2
【答案】AD
【详解】A.图丙的等效电阻为
图丁的等效电阻为
故A错误,符合题意;
B.由于分别在图甲、图丙中干路上,且允许通过的电流最大为1A,即图甲和图丙中干路最大电流相等,故B正确,不符合题意;
C.先根据
计算出各元件的额定电压
图乙分析:三个电阻最小的额定电压为20V,20V就是并联电路允许加的最大电压值,即电路允许通过的最大总电流
图丁分析:并联电路允许加的最大电压值为20V,即电路允许通过的最大总电流
图乙干路最大电流为3A,图丁干路最大电流为1.5A,则图乙和图丁干路最大电流之比为,故C正确,不符合题意;
D.图甲的最大电压为
图乙的最大电压为
图丙的最大电压为
图丁的最大电压为
则个电路两端最大电压之比为,故D错误,符合题意。
故选AD。
37.(23-24高一下·陕西西安·期末)两个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表、。已知电流表的量程大于的量程,改装好后把它们按如图所示接入电路,两电流表均正常工作,则( )
A.电流表的读数大于电流表的读数
B.电流表的读数等于电流表的读数
C.电流表指针的偏转角大于电流表指针的偏转角
D.电流表指针的偏转角等于电流表指针的编转角
【答案】AD
【详解】由图可知,两电流表并联,故两流表两端的电压相等,两表由同一电流表改装而成,而将电流表扩大量程时为并联一小电阻,故相当于四个电阻并联,故两表头中电流相同,故两表的偏角相同,故中的电流要大于中的电流,故的读数比的读数大。
故选AD。
38.(23-24高一上·湖南长沙·开学考试)如图所示,固定电阻,电源电压恒为U,电压表、完全相同(均有一定电阻)。只合上时读数为,只合上时读数为。下列说法正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】ABC
【详解】B.首先分析电路结构:与串联,与有一定电阻,因此开关闭合以后对电路的影响不能忽略;闭合时,与并联,减少了分得电压,与并联,减少了分得电压,因此与分别小于只是两个固定电阻串联分别分得的电压,即
故B正确;
A.设两电压表的电阻为,与并联后的电阻
得
同理,与并联后的电阻
因为
得
因此得
得
根据串联分压特点可知
故A正确;
C D.设电压表电阻为,只合上时,电压表与并联后再与串联,则
只合上时,电压表与并联后再与串联,则
故
故C正确、D错误。
故选ABC。
三、实验题
39.(24-25高三上·安徽·开学考试)某同学利用半偏法测量量程为2mA的电流表的内阻(小于),实验电路如图所示。可供选择的器材有:
A.电阻箱(最大阻值)
B.电阻箱(最大阻值)
C.直流电源E(电动势3V)
D.开关两个,导线若干。
实验步骤如下:
①按图正确连接线路;
②闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏;
③保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,记录电阻箱的阻值。
(1)实验中电阻箱应选择 (选填“A”或“B”)。
(2)在步骤③中,若记录的电阻箱阻值,则可得到电流表的内阻为 ;若考虑到在接入电阻箱时,干路上电流发生的微小变化,则用该办法测出的电流表内阻的测量值 真实值(选填“小于”、“等于”或“大于”)。
(3)若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,则应将电流表 (选填“串”或“并”)联一个阻值为 的电阻(保留两位有效数字)。
【答案】(1)A
(2) 75.0 小于
(3) 并 0.25
【详解】(1)当电流表满偏时电流为2mA,此时回路中电阻值为
所以变阻箱选最大阻值,故选A。
(2)[1]闭合开关、断开开关,调节电阻箱,使电流表满偏即回路中电流为2mA,保持电阻箱接入电路的电阻不变,再闭合开关,调节电阻箱使电流表示数为1mA,回路中总电流为2mA,所以流过的电流与流过电流表的电流相等,两者是并联关系,电压也相等,则电阻也相等,表示电流表的电阻为。
[2]由于接入电阻箱与电流表并联,导致干路上电流变大,当电流表示数为1mA,则流过变阻箱的电流大于1mA,这样导致测量值小于真实值。
(3)[1]若将此电流表改装成量程为0~0.6A的电流表,由并联电阻分流作用可知,则应将电流表并联一个电阻。
[2]改装后的电流表量程变为满偏电流的300倍,则流过并联电阻的电流是满偏电流的299倍,所以并联的电阻阻值
40.(23-24高二上·安徽黄山·期末)如图甲所示,为一个双量程电流表内部电路图,其中小量程为,大量程为。若现在选择的是小量程则选择的接线柱是“公共”和 (选填“a”或“b”),如图乙为该量程下测量某电路时指针所指的位置,则电流值为 A。已知表头G的满偏电流,定值电阻未知,,则表头G的内阻的值为 。
【答案】 b 0.44 100
【详解】[1]当接线柱接在a处时,所测电流的量程为
当接线柱接在b处时所测电流的量程为
所以选择小量程时选择的接线柱为b。
[2]根据电流表的读数原理可知电流值为
[3]当量程为时
当量程为时
解得
四、解答题
41.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)如图所示,有一个双量程电流表,其中小量程为0.1A。已知表头G满偏电流Ig=50mA,R1=2Ω,R2=18Ω。求:
(1)表头G的内阻Rg的值;
(2)大量程电流表的量程Im的值。
【答案】(1)
(2)1A
【详解】(1)小量程时同两电阻的电流
I1=I-Ig=0.1A-0.05A=0.05A
根据并联电路的特点可得
解得
(2)接大量程时,根据并联电路特点
解得
42.(23-24高二上·陕西咸阳·阶段练习)四个电阻R1、R2、R3、R4如图所示连接,若R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1两端的电压为4V,求:
(1)电路的总电阻。
(2)电阻R2两端的电压。
【答案】(1);(2)6V
【详解】(1)等效电路如图
则R3、R4并联电阻为
电路的总电阻
(2)依题意,R1两端的电压为U1=4V,根据串联电路电压与电阻成正比可知,R3、R4并联电路的电压为
则电阻R2两端的电压为
43.(22-23高一下·江苏无锡·期末)如图所示是有两个量程的电流表,大量程为0~3A,小量程为0~0.6A,已知表头的内阻为500Ω,满偏电流是3mA,其中A为公共端点,求:
(1)A与B、C的中的哪个端点为电流表的大量程,并说明理由;
(2)R1与R2的阻值。
【答案】(1)A与B两个端点对应大量程,并联电阻小,分流大,则量程大;(2),
【详解】(1)A与B两个端点对应大量程,并联电阻小,分流大,量程大;
(2)接AB时为3A量程,则
接AC时为0.6A量程,则
联立解得
44.(23-24高二上·安徽·阶段练习)在如图所示电路中,已知AB间所加电压为,,,电流表的内阻不计,求:
(1)电阻两端的电压;
(2)电流表和的示数。
【答案】(1)4V;(2)0.75A,0.5A
【详解】依题意,可画出如图所示等效电路图
(1)根据等效电路图,可得并联部分电路的总电阻为
代入数据求得
则电流干路电流为
电阻两端的电压
(2)由等效电路图,可知电流表的读数为流经与的电流之和,电流表的读数为流经与的电流之和,设流经,,的电流大小分别为,,,则
可得电流表的读数为
电流表的读数为
45.(23-24高二上·山西吕梁·阶段练习)电路里面有串联也有并联的电路叫作混联电路。一个混联电路如图所示,电路中的电阻Ω,Ω,Ω。当cd端短接时,ab之间的等效电阻是,ab端短接时,cd之间的等效电阻是,当cd两端接V电压时,ab两端的电压为,当ab两端接V电压时,cd两端的电压为,求:
(1)等效电阻与的比值;
(2)电压与的比值。
【答案】(1);(2)
【详解】(1)当cd端短接时,ab间电路的结构是:电阻、并联后与串联,等效电阻为
当ab端短接时,cd之间电路结构是:电阻、并联后与串联,等效电阻为
故
(2)当cd两端接100V电压时,ab两端的电压等于电阻两端的电压,为
当ab两端接100V电压时,cd两端的电压等于电阻两端的电压为
故
46.(23-24高二上·广东广州·单元测试)如图所示的电路,,,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变,不计电源内阻。当S1闭合,S2断开时,若滑片P在端,则电流表示数为0.5A,若滑片P在b端,则电压表示数为。求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值;
(3)当S1、S2均闭合,且滑片P在端时,电流表的示数。
【答案】(1);(2);(3)
【详解】当S1闭合、S2断开,滑片P在端时,电流表测电路中的电流,由可得,电源电压
当S1闭合、S2断开,滑片P在端时,与的最大阻值串联,电压表测两端的电压,电流表测电路中的电流,因串联电路中总电压等于各分电压之和,所以,两端的电压
因串联电路中各处的电流相等,所以电路中的电流:
则滑动变阻器的最大阻值
当开关S1、S2均闭合,且滑片P在端时,定值电阻、并朕,则通过定值电阻的电流
由于通过定值电阻的电流为不变,则电流表的示数:
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