内容正文:
第4节 串联电路和并联电路
课后·限时作业
(建议用时:40分钟)
(见学生用书P174)
[基础题组练]
题组一 串联、并联电路
1.关于并联电路,下列说法错误的是 ( )
A.总电阻阻值必小于每一支路的电阻
B.其中一只电阻阻值增大时,总电阻阻值必减小
C.再并联一只电阻时,总电阻阻值必减小
D.拿掉一支路时,总电阻阻值必增大
B 解析电阻并联相当于导体的横截面积增加了,故总电阻阻值必小于每一支路的电阻,选项A正确,不符合题意;根据并联电阻的总电阻规律可知,其中一只电阻阻值增大时,总电阻阻值必增大,选项B错误,符合题意;多并联一只电阻,相当于导体的横截面积增加了,总电阻阻值必减小,选项C正确,不符合题意;拿掉一支路时,相当于导体的横截面积减小了,总电阻阻值必增大,选项D正确,不符合题意.
2.现有两阻值分别为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.4 V C.25 V D.15 V
D 解析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,从而求得加在电路两端的最大电压是15 V,选项D正确.
3.电阻R1阻值为6 Ω,与电阻R2并联后接入电路中,通过它们的电流之比I1∶I2=2∶3,则电阻R2的阻值和总电阻的阻值分别为 ( )
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 解析并联电路中电流之比等于电阻的反比,则有==,解得R2=R1=×6 Ω=4 Ω,则总电阻R== Ω=2.4 Ω,选项A正确.
4.一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=30 Ω,R2=R3=20 Ω,另有一测试电源,所提供电压恒为10 V,以下说法正确的是 ( )
A.若将cd端短路,ab之间的等效电阻是50 Ω
B.若将ab端短路,cd之间的等效电阻是40 Ω
C.当ab两端接上测试电源时,cd两端的电压为5 V
D.当cd两端接上测试电源时,ab两端的电压为5 V
D 解析若将cd端短路,ab之间的等效电阻是Rab=R1+=40 Ω,选项A错误;若将ab端短路,cd之间的等效电阻是Rcd=R2+=32 Ω,选项B错误;当ab两端接上测试电源时,cd两端的电压为Ucd=U=4 V,选项C错误;当cd两端接上测试电源时,ab两端的电压为Uab=U=5 V,选项D正确.
题组二 电表的改装
5.一个电流表,刻度盘的每一小格代表1 μA,内阻为Rg,如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表nμA,则 ( )
A.给它串联一个电阻,阻值为nRg
B.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)Rg
C.给它并联一个电阻,阻值为
D.给它并联一个电阻,阻值为
D 解析因Ig=,量程扩大n倍为nIg,则应有(n-1)Ig被分流,故应并联一个分流电阻,阻值R==,选项D正确.
6.电流表的内阻是Rg=200 Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是 ( )
A.应串联一个0.1 Ω的电阻
B.应并联一个0.1 Ω的电阻
C.应串联一个1 800 Ω的电阻
D.应并联一个1 800 Ω的电阻
C 解析把电流表改装成电压表需串联一个电阻R,改装后U=Ig(Rg+R),解得R=-Rg= Ω=1 800 Ω,即应串联一个1 800 Ω的电阻,选项C正确.
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I=5 mA,要将它改装为量程为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
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,要并联的电阻阻值为R并== Ω=0.05 Ω,选项D正确.
8.有一小量程电流表,满偏电流为200 μA,内阻为800 Ω.现将它改装成0~1 mA、0~10 mA的双量程电流表和0~1 V、0~10 V的双量程电压表,电路如图所示.下列说法正确的是 ( )
A.当选择开关B接1时,该表为量程1 mA的电流表
B.当选择开关B接4时,该表为量程1 V的电压表
C.R3阻值为4 200 Ω
D.R1+R2约为16 Ω
C 解析根据串并联电路电流与电压之间的关系可知,改装成电流表需要并联定值电阻进行分流,且并联的定值电阻阻值越小量程越大.改装成电压表需要串联定值电阻进行分压,且串联的定值电阻阻值越大量程越大,由此可知,当选择开关B接1时为大量程电流表,接2时为小量程电流表,接3时为小量程电压表,接4时为大量程电压表,选项A、B错误;当选择开关B接2时为小量程电流表,量程为1 mA,最大电流值为I1=1 mA,R1+R2===200 Ω,选项D错误;当选择开关B接3时为小量程电压表,量程为1 V,R3==4 200 Ω,选项C正确.
[能力提升练]
9.(多选)如图所示的是有两个量程的电流表,可分别使用a和b、a和c接线柱,使用不同的接线柱对应的量程分别为0~1 A和0~0.1 A.已知表头的内阻Rg=200 Ω,满偏电流Ig=2 mA,则 ( )
A.当使用a、b两个接线柱时,量程为0~1 A
B.当使用a、c两个接线柱时,量程为0~1 A
C.电阻R1=0.41 Ω
D.电阻R2=0.41 Ω
AC 解析表头改装成电流表时需并联分流电阻,且分流电阻的阻值越小,改装后电流表的量程越大,可知当使用a、b两个接线柱时量程为0~1 A,当使用a、c两个接线柱时量程为0~0.1 A,选项A正确,B错误;由并联电路各支路两端电压相等可得,Ig(Rg+R2)=(I1-Ig)R1,IgRg=(I2-Ig)(R1+R2),已知Ig=2 mA,I1 =1 A,I2=0.1 A,解得R1=0.41 Ω,R2=3.67 Ω,选项C正确,D错误.
10.用两个相同的小量程电流表,分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联、串联的方式接入电路,如图甲、乙所示.则闭合开关后,下列有关电流表的示数和电流表指针偏转角度的说法正确的是 ( )
A.图甲中的A1、A2的示数相同
B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和指针偏角都不同
D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
B 解析两个电流表并联时,两个相同的小量程电流表是并联关系,表头电压相等,所以通电时,两个小量程的电流表中通过的电流相同,则A1、A2指针偏角相同,由于两个小量程电流表的量程不同,所以A1、A2的示数不同,选项A错误,B正确;A1、A2两表串联时,通过电流表的电流相同,示数相同,但是由于量程不同,所以A1、A2的偏角不同,选项C、D错误.
11.(多选)如图所示电路中,A1和A2为理想电流表,R1∶R2∶R3=1∶2∶3.当a、b两点间加以恒定的电压U后,电流表示数别为I1和I2,下列结论正确的是 ( )
A.I1∶I2=3∶4
B.I1∶I2=5∶9
C.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为3∶5
D.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为1∶1
BC 解析电源接在a、b两点时,电路图如图甲所示
并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和,==,选项A错误,B正确;将A1、A2换成理想电压表,如图乙所示,成为串联电路∶∶=1∶2∶3,则==,选项C正确,D错误.
12.在如图所示的电路中,三个电阻的阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,电源电压恒定.
(1)接通开关S,断开开关S'时,R1与R2两端电压之比为多少?
(2)两个开关S、S'都接通时,R1与R2两端电压之比为多少?
解析(1)接通开关S,断开开关S'时,电阻R1与R2串联,由串联电路的规律知,U1∶U2=R1∶R2=2∶3.
(2)两个开关都接通时,R2与R3并联,且R23== Ω,R1与R23串联,由串联电路的规律知,U'1∶U'2=R1∶R23=7∶6.
答案(1)2∶3 (2)7∶6
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