专题11 串联电路和并联电路(8大考点)- 2025-2026学年高二上学期物理同步培优训练(人教版必修第三册)
2025-10-04
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2份
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52页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 高中物理人教版必修 第三册 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 4. 串联电路和并联电路 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.35 MB |
| 发布时间 | 2025-10-04 |
| 更新时间 | 2025-10-04 |
| 作者 | 理化课代表精品中心 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-10-04 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/54212715.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题11 串联电路和并联电路
8大高频考点概览
考点01 串联电路的特点及应用(共8小题)
考点02 并联电路的特点及应用(共4小题)
考点03 混联电路的特点及应用(共6小题)
考点04 复杂电路的简化(共3小题)
考点05 把表头改装成电压表(共6小题)
考点06 把表头改装成电流表(共5小题)
考点07 改装后电表的串并联问题(共5小题)
考点08 电表的改装和应用(实验)(共6小题)
地 城
考点01
串联电路的特点及应用
1.如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端的电压为U,则( )
A.通过两棒的电流不相等
B.细棒的电压U1等于粗棒的电压U2
C.两棒的自由电子定向移动的平均速率v1<v2
D.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大于粗棒内部场强E2
【答案】D
【解答】解:A、两棒是串联在电路中的,根据串联电路的特点可知通过两棒的电流相等,故A错误;
B、根据电阻定律R可知,细棒的电阻大于粗棒的电阻,根据U=IR可知,细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,故B错误;
C、根据电流的微观表达式I=neSv,可知,S1v1=S2v2,所以两棒的自由电子定向移动的平均速率v1>v2,故C错误;
D、细棒的电压U1大于粗棒的电压U2,根据电场强度与电势差的关系U=Ed可知,两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大于粗棒内部场强E2,故D正确。
故选:D。
2.如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路,A、B为分压器的输出端,电源电压U恒定,若把变阻器的滑片放在变阻器的从上向下的处,下列判断正确的是( )
A.AB间不接负载时输出电压UAB
B.当AB间接上负载R时,输出电压UAB
C.负载电阻R越小,UAB越接近
D.接上负载后要使UAB,则滑片P应向下移动
【答案】B
【解答】解:A、若把变阻器的滑片放在变阻器的从上向下的处,AB间不接负载时,触头把滑动变阻器分成上下两部分的电阻之比为,由串联电路特点可知,输出电压为电源电压的,即,故A错误;
B、在并联电路中,电路中的总电阻小于任何一个支路的电阻,且并联的电阻越多,总电阻越小,当AB间接上负载R时,电路总电阻减小,干路电流变大,滑动变阻器PD部分分得的电压变大,所以输出电压
UAB,故B正确;
C.负载电阻R越小,电路总电阻越小,总电流越大,根据电路中电压分配原则可知,滑动变阻器PD部分分得的电压越大,UAB越远离,故C错误;
D.接上负载后会使电路总电阻减小,PD与DC两部分的电阻之比大于,要使
UAB
需要将滑片向上移动,故D错误。
故选:B。
3.一个电路如图所示,电路中的电阻R1=4Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压36V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是8Ω
B.当cd两端接通测试电源,ab端接入理想电流表时,其示数为2.57A
C.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为9V
D.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为16V
【答案】C
【解答】解:A.当cd端短路时,R2、R3并联再与R1串联;
根据串联电路、并联电路的特点,ab之间的等效电阻为,故A错误;
B.当cd两端接通测试电源,ab端接入理想电流表时,R1、R3并联再与R2串联;
根据串联电路、并联电路的特点,cd之间的等效电阻为
根据串联电路电压的分配与电阻的关系,有
解得
通过电流表的示数为,故B错误;
C.当cd两端接通测试电源时,R2、R3串联,ab两端的电压为,故C正确;
D.当ab两端接通测试电源时,R1、R3串联,bc两端的电压为,故D错误。
故选:C。
4.(多选)如图甲所示,A、B间电压为U且恒定,滑动变阻器R与Rx并联部分电阻为R0,R0的最大值为Rm(即滑动变阻器总电阻为Rm),移动滑片P的位置,就可以改变Rx两端的电压Ux,多次操作后可以得到图线(图乙中图线1)。更换滑动变阻器,重复实验,得到另一条图线(图乙中图线2),可知( )
A.图线1对应的滑动变阻器总阻值较大
B.图线2对应的滑动变阻器总阻值较大
C.采用图线1对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
D.采用图线2对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
【答案】BC
【解答】解:AB、电路中Rx和R0并联电阻为
回路中的总电阻为R=R1+Rm﹣R0
根据串联电路分压规律得
取个特殊值,当R0=Rx时
当R0的最大值Rm越大,就越小,故A错误,B正确;
CD、根据图像的走势,图像1更加平缓,从而更容易调节Rx电压,故C正确,D错误。
故选:BC。
5.(多选)有三个电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.( )
A.若把他们并联起来接入电路,则通过他们的电流之比I1:I2:I3是6:4:3
B.若把他们并联起来接入电路,则通过他们的电流之比I1:I2:I3是2:3:4
C.若把他们串联起来接入电路,则三个电阻两端的电压之比U1:U2:U3是6:4:3
D.若把他们串联起来接入电路,则三个电阻两端的电压之比U1:U2:U3是2:3:4
【答案】AD
【解答】解:AB、若把他们并联起来接入电路,那么,电阻两端的电压相等,所以,;故A正确,B错误;
CD、若把他们串联起来接入电路,那么,通过电阻的电流相等,故有欧姆定律可得:U1:U2:U3=R1:R2:R3=2:3:4,故C错误,D正确;
故选:AD。
6.(多选)如图所示,电路中电流表和电压表均为理想电表,小灯泡的电阻恒为10Ω,电阻R1=2Ω,R2=3Ω,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω,M、N两端的电压U=6V,当滑动触头P在R上滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0~0.36A B.电流表的示数变化范围是0.6~0.72A
C.电压表的示数变化范围是0~2.4V D.电压表的示数变化范围是0.6~1.2V
【答案】BC
【解答】解:当P在最上端时,电路的电阻最小,根据串并联电路特点,可得:Rmin=R1+R22Ω+3ΩΩΩ,根据欧姆定律,可得对应最大电流表示数为:,电压表示数为:
当P在最下端时,电路的电阻最大为:Rmax=R1+R2+R=2Ω+3Ω+5Ω=10Ω,根据欧姆定律,可得对应最小电流表示数为:,电压表示数最小Umin=0,所以电流的变化范围是0.6~0.72A,电压的变化范围是0~2.4V,故BC正确,AD错误。
故选:BC。
7.如图为实验室常用的两个量程的电流表原理图。当使用O、A两接线柱时,量程为0.6A;当使用O、B两接线柱时,量程为3A.已知电流计的内阻Rg=200Ω,满偏电流Ig=100mA.求分流电阻R1和R2的阻值。
【答案】解:由图示电路图,由欧姆定律可得:
接O、A时:IgRg=(I1﹣Ig)(R1+R2),
接O、B时:Ig(Rg+R2)=(I2﹣Ig)R1,
代入数据解得:R1=8Ω,R2=32Ω。
答:分流电阻R1和R2的阻值分别为:8Ω、32Ω。
8.如图所示,光滑绝缘斜面高度h=0.45m,斜面底端与光滑绝缘水平轨道用小圆弧连接,水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。正对的平行板和电阻及输出电压恒定为U的电源,构成如图所示电路,平行板板长为L=0.9m,板间距离d=0.6m,定值电阻阻值为R0(未知),可以看作质点的带电小球电量q=﹣0.02C、质量m=0.03kg,从斜面顶端静止下滑,重力加速度g=10m/s2。
(1)若S断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,求电源的电压U;
(2)在(1)的条件下,若S闭合,调节滑动变阻器,使其接入电路的电阻R1=6Ω,小球离开平行板右边缘时,速度偏转角正切值tanα=0.5,求电阻R0的阻值。
【答案】(1)若S断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,电源的电压U为9V;
(2)在(1)的条件下,若S闭合,调节滑动变阻器,使其接入电路的电阻R1=6Ω,小球离开平行板右边缘时,速度偏转角正切值tanα=0.5,电阻R0的阻值为6Ω。
【解答】解:(1)当S断开时,极板电势差即为电源电压U,由平衡条件得
代入数据得
U=9V
(2)小球下滑过程机械能守恒,由机械能守恒定律得
代入数据得
v0=3m/s
当S闭合时,带电小球做类平抛运动,水平方向
L=v0t
竖直方向
vy=a1t
又因为
vy=v0tanα
代入数据得
对带电小球,由牛顿第二定律
mg﹣qE1=ma1
其中
UC1=E1d
代入数据得
UC1=4.5V
当S闭合,R1=6Ω时,R1和R0串联,电容器与R1并联,R1两端电压
UR1=UC1
根据串联分压
代入数据得
R0=6Ω
答:(1)若S断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,电源的电压U为9V;
(2)在(1)的条件下,若S闭合,调节滑动变阻器,使其接入电路的电阻R1=6Ω,小球离开平行板右边缘时,速度偏转角正切值tanα=0.5,电阻R0的阻值为6Ω。
地 城
考点02
并联电路的特点及应用
9.如图A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体,两正方形的边长之比为2:1,通过这两个导体的电流方向如图所示,不考虑温度对电阻率的影响,则两个导体A与B( )
A.串联在电路中,两导体的电压之比为1:2
B.并联在电路中,两导体的电流之比为2:1
C.串联在电路中,两导体中自由电子定向运动速率之比为1:2
D.并联在电路中,两导体中自由电子定向运动速率之比为2:1
【答案】C
【解答】解:AB、设正方形的边长为L,厚度为d,根据电阻定律可知 ,解得 R1:R2=1:1,无论在串联还是并联电路,两导体电压电流都相等,故AB错误;
CD、两导体并联或者串联在电路中,两端电压相同,由于电阻之比是1:1,根据欧姆定律可知通过两导体的电流相等,根据电流的微观表达式I=neSv=neLdv可知,自由电子在导体A与B中的定向移动速率之比为v1:v2=L2:L1=1:2,故C正确,D错误。
故选:C。
10.如图所示,有一段长为1m,电阻为15Ω的金属丝,两端连接成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连。已知M、N间的短圆弧长20cm,沿AM流入圆环的电流强度为0.5A.则( )
A.M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为12Ω
B.闭合圆环在M、N间的电阻值为2.8Ω
C.闭合圆环在M、N间的电阻值为15Ω
D.通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为0.4A
【答案】D
【解答】解:ABC、根据电阻定律可知短弧的电阻为R1=0.2×15Ω=3Ω,长弧的电阻为R2=0.8×15Ω=12Ω,闭合圆环在M、N间的电阻值为短弧和长弧并联的电阻,,故ABC错误;
D、通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度与通过M、N间的长圆弧金属丝的电流强度之比等于其电阻的反比,即有:,总电流为0.5A,故通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为 ,故D正确。
故选:D。
11.电阻R1和R2并联在电路中时,设R1、R2两端的电压为U1、U2,R1、R2中的电流强度分别为I1、I2,则( )
A.U1:U2=R1:R2 B.U1:U2=R2:R1
C.I1:I2=R1:R2 D.I1:I2=R2:R1
【答案】D
【解答】解:电阻R1和R2并联在电路中时,并联电路电压相等,故:
U1:U2=1:1;
根据欧姆定律,有:I1:I2
故选:D。
12.(多选)某一网络电路中的部分电路如图所示,已知I=3A,I1=2A,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=30Ω,则下列结论正确的是( )
A.通过R3的电流为1.5A,方向从a→b
B.通过R3的电流为0.5A,方向从b→a
C.通过电流表的电流为0.5A,电流从左向右流过电流表
D.通过电流表的电流为0.5A,电流从右向左流过电流表
【答案】BC
【解答】解:AB、根据串并联电路的特点有,通过R2的电流为
I2=I﹣I1=(3﹣2)A=1A
设R1和R2左边电路分支点的电势为φ,则a、b两点的电势分别为
φa=φ﹣I1R1
φb=φ﹣I2R2
故a、b两点间的电势差为
Uab=φa﹣φb,代入数据解得Uab=﹣15V
根据部分电路欧姆定律,则通过R3的电流为
I3,代入数据解得I3=0.5A
因为a点电势低于b点电势,所以电流方向为b→a,故A错误,B正确;
CD、I2在b点发生分流,则通过电流表的的电流为
IA=I2﹣I3=(1﹣0.5)A=0.5A
方向为从左向右流过电流表,故C正确,D错误。
故选:BC。
地 城
考点03
混联电路的特点及应用
13.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
【解答】解:开关S断开时,电路如图所示:
可知R1与R2串联,电路的总电阻为R=R1+R2=12Ω+3Ω=15Ω,
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,解得:R闭=9Ω,故ACD错误,B正确。
故选:B。
14.如图所示的电路中,U=120V,滑动变阻器R2的最大值为200Ω,R1=100Ω。当滑动变阻器滑至R2的中点时,a、b两端的电压为( )
A.60V B.40V C.80V D.120V
【答案】B
【解答】解:根据并联电阻的求解方法,可得到a、b间的电阻;
由串联分压比例,可计算a、b间的电压,解得:Uab=40V,故ACD错误,B正确。
故选:B。
15.如图所示,R0为一阻值已知定值电阻,Rx为未知电阻。MN是一段均匀的电阻丝,闭合开关,改变滑片P的位置,当通过电流表G的电流为零时,MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解答】解:当电流表G的电流为零时,设流过R0的电流为I1,流过电阻丝的电流为I2,根据并联电路知识有I1R0=I2RMP,I1Rx=I2RPN,联立两式解得,根据电阻定律公式,有,故,解得,故C正确,ABD错误。
故选:C。
16.图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故,参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻,所有最后结果均保留1位小数):
(1)将三个这样的灯泡如图乙所示接入电路中,电流表的示数为0.5A,求路端电压U1。
(2)若把三个这样的灯泡串联后再与R=15Ω的电阻串联,接在路端电压U2=15V的电源上,求每个灯泡的电阻。
【解答】解:(1)由甲图可知,当灯泡的电流为0.5A时,灯泡两端电压为7V;
由乙图可知两个并联的灯泡的电流相等,故每个灯泡的电流为:,由甲图可知,此灯泡两端电压为1.5V;
故路端电压为:U1=U0+U3=7V+1.5V=8.5V;
(2)将这样三个电阻串联后与R串联,再接在U2=15V的电源上,则由串联电路的电压规律可知:U2=3U4+I4R,
将路端电压和定值电阻的电阻值数据代入得:U4=5﹣5I4,将此关系在甲图中作出图线,可得交点如图所示:
由图可知:U4=3.1V,I4=0.38A,灯泡电阻为:,代入得:RL≈8.2Ω。
答:(1)路端电压为8.5V;
(2)每个灯泡的电阻为8.2Ω。
17.如图所示电路中,已知R1=5Ω,R2=12Ω,电压表示数为2V,电流表示数为0.2A,求:
(1)电阻R3的阻值;
(2)A、C两端的电压值。
【解答】解:(1)干路电流为
通过R3的电流为
I3=I﹣I2=0.4A﹣0.2A=0.2A
R3与R2并联,电压相等,则R3的电压为
U2=I2R2=0.2×1.2V=2.4V
可知R3Ω=12Ω
(2)A、C两端的电压值为
U=U1+U2=2V+2.4V=4.4V
答:(1)电阻R3的阻值为12Ω;
(2)A、C两端的电压值为4.4V。
18.如图所示,电源的电动势E=4V,内电阻r=1Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,电阻R1可调。求:
(1)S闭合时,A、B两点间并联电路的电阻RAB;
(2)将R1调为5Ω,S断开时电阻R2的电压大小;
(3)将S闭合,欲使R1消耗的电功率具有最大值,R1的阻值应调为多大。
【解答】解:(1)S闭合时,电阻R2、R3并联后与R1串联,
根据并联电路的规律可知,A、B两点间并联电路的电阻:RAB2Ω。
(2)将R1=5Ω时,S断开时,R1和R2串联,
根据闭合电路欧姆定律可知,E=I(r+R1+R2)
电阻R2两端电压:U2=IR2
代入数据解得:U2=2V。
(3)将S闭合,把并联电路看作内电路,则等效内阻:r′=RAB+r=2Ω+1Ω=3Ω
当R1=r'时,等效电源的输出功率最大,即R1消耗的电功率具有最大值。
此时R1=3Ω。
答:(1)S闭合时,A、B两点间并联电路的电阻为2Ω。
(2)将R1调为5Ω,S断开时电阻R2的电压大小为2V。
(3)将S闭合,欲使R1消耗的电功率具有最大值,R1的阻值应调为3Ω。
地 城
考点04
复杂电路的简化
19.由5个电阻连成的电路如图所示,其中R1=R2=2Ω,R3=3Ω,R4=R5=4Ω,导线的电阻不计,则A、B间的等效电阻为( )
A.1Ω B.1.5Ω C.2Ω D.2.5Ω
【答案】B
【解答】解:等效电路图下图所示:
R1和R2并联的电阻为:R并1,解得:R并1=1Ω
R4和R5并联的电阻为:R并2,解得:R并2=2Ω
设A、B两点间的总电阻为R,则有:
代入数据解得:R=1.5Ω,故B正确、ACD错误。
故选:B。
20.(多选)如图所示的混联电路中,定值电阻的电阻值分别为R1=6Ω、R2=2Ω,滑动变阻器R3的调节范围为0~10Ω,缓慢移动滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
A.MN间的最大电阻值为12Ω B.MN间的最小电阻值为1.5Ω
C.PQ间的最大电阻值为 D.PQ间的最小电阻值为1.5Ω
【答案】BC
【解答】解:AB.MN间的电路为:R3与R2串联再与R1并联,
故R3=10Ω时,MN间总电阻最大,最大值为;
R3=0时,MN间总电阻最小,最小值为;故A错误,B正确;
CD.PQ间的电路为:R1与R2串联再与R3并联,
故R3=10Ω时,PQ间总电阻最大,最大值为;
R3=0时,PQ间总电阻最小,此时R1与R2被短路,最小值为RMNmin=0,故C正确,D错误。
故选:BC。
21.如图所示的电路中,UAB=1V,R1=R2=R3=10Ω,那么,电压表的示数为 1 V,电流表的示数为 0.1 A.(电流表和电压表均为理想电表)
【答案】1,0.1
【解答】解:由题,电流表和电压表均为理想电表,电阻R1、R2被短路,电压表的示数为U=UAB=1V,则根据欧姆定律得,电流表的示数为I0.1A
故答案为:1,0.1
地 城
考点05
把表头改装成电压表
22.图是改装后的电表,已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig,内阻为Rg,变阻箱R接入电路的阻值为R0,下列说法正确的是( )
A.甲表是电压表 B.甲表改装后的量程为
C.乙表是电流表 D.乙表改装后的量程为Ig(Rg﹣R0)
【答案】B
【解答】解:AB.将小量程电流表改装成大量程电流表,需要并联一电阻R分流,根据欧姆定律可得改装后的量程为
,故A错误,B正确;
CD.将小量程电流表改装成电压表,需要串联一电阻R分流,根据欧姆定律可得改装后的量程
U=Ig(Rg+R0),故C错误,D错误。
故选:B。
23.有一块满偏电流为50mA、内阻为110Ω的小量程电流表,现要将它改装成0~0.6A、0~3A两个量程的电流表,某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。下列说法正确的是( )
A.R2的阻值大于R1的阻值
B.R3与R4的阻值之和大于110Ω
C.用甲图电路测量时,更换量程过程中容易导致电流表损坏
D.用乙图电路测量时,选量程0~0.6A,应将开关接到M
【答案】C
【解答】解:A.在甲电路中,因电阻越小,则分流越大,则量程越大,则R2的阻值小于R1的阻值,故A错误;
B.乙图中当S接N时应该是小量程,即0.6A量程,此时通过R3与R4的电流应该为550mA大于通过电流计的电流,则 R3与 R4 阻值之和小于110Ω,故B错误;
C.用甲图电路测量时,更换量程过程中电流都要通过表头,则容易导致电流表损坏,故C正确;
D.用乙图电路测量时,选量程0~0.6A时,并联的电阻应该较大,则应将开关接到N,故D错误。
故选:C。
24.如图所示,将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表,将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表,要使它们的量程增大,R1、R2应如何变化( )
A.R1增大,R2增大 B.R1减小,R2减小
C.R1增大,R2减小 D.R1减小,R2增大
【答案】C
【解答】解:由图甲电路图可知,G与分压电阻串联,甲图为伏特表,R1起分压作用,要使量程增加,需增加R1的分压,即增加R1的电阻;
由图乙所示电路图可知,G与分流电阻并联,乙图为安培表,R2起分流作用,要使量程增加,需增加R2的分流,即减小R2的电阻。故C正确,ABD错误。
故选:C。
25.(多选)四个完全相同的电流计,其中两个改装为0~0.6A和0~3A的电流表,另外两个改装为0~3V和0~15V的电压表,则正确说法是( )
A.两个电流表并联接入电路后,其读数之比为5:1,指针偏转角度之比为1:1
B.两个电流表串联接入电路后,其读数之比为1:1,指针偏转角度之比为5:1
C.两个电压表并联接入电路后,其读数之比为1:1,指针偏转角度之比为1:5
D.两个电压表串联接入电路后,其读数之比为1:5,指针偏转角度之比为1:1
【答案】BD
【解答】解:A.两电流表是由两个相同的电流计改装而成,若两个电流表为并联电路,则两电流计也是并联的,电压相等,流过电流计的电流相等,则两表的指针偏转角度之比为1:1,则示数之比应为量程之比,即为1:5,故A错误;
B.两个电流表串联接入电路,由串联电路电流相等可知,两电流表读数之比为1:1,又因为量程之比为1:5,故指针偏转角度之比为5:1,故B正确;
C.两个电压表并联接入电路,由并联电路电压相等可知,两电压表示数之比为1:1,又因为量程之比为1:5,故指针偏转角度之比为5:1,故C错误;
D.由串联电路电流相等可知,通过两个电压表的电流相等,又因为改装成电压表时,电流 计与大电阻串联,故通过两电流计的电流相等,即指针偏转角度为1:1,又因为量程之比 为1:5,故示数之比为1:5,故D正确。
故选:BD。
26.(多选)如图示,为多用电表电阻挡的原理图,表头内阻为Rg,调零电阻为R0,电池的电动势为E,内阻为r,则下列说法中正确的是( )
A.它是根据闭合电路欧姆定律制成的,并且由G表改装的
B.接表内电池负极的应是红表笔,测量时遵循“红进黑出”原则
C.电阻挡对应的刻度不均匀,且“∞”刻度一般在刻度盘的右端
D.每次换电阻倍率挡时,都需重新欧姆调零,调零后刻度盘中央刻度值是r+Rg+R0
【答案】ABD
【解答】解:A、欧姆表的工作原理是闭合电路的欧姆定律,欧姆表是由灵敏电流计G改装成的,故A正确;
B、欧姆表内置电源的负极与红表笔相连,黑表笔与正极相连,故B正确;
C、欧姆表零刻度线在最右侧,最大刻度线在最左侧,故C错误;
D、欧姆表的内阻等于其中值电阻,欧姆表内阻为:r+Rg+R0,其中值电阻也为:r+Rg+R0,故D正确;
故选:ABD。
27.有一量程为1mA的小量程电流表,将它接入如图所示电路,图中R1=2800Ω,R2=0.2Ω,当开关K1、K2断开时,可将它改装成一个量程为3V的电压表。
(1)求该小量程电流表的内阻Rg;
(2)当K1、K2闭合时,又可将小量程电流表的量程扩大,求所改装成的电流表的量程。
【解答】解:(1)根据图示电路图,由欧姆定律可知,小量程电流表内阻RgR1Ω﹣2800Ω=200Ω
(2)根据图示电路图,由欧姆定律可知,电流表量程I=Ig1×10﹣3AA=1.001A
答:(1)该小量程电流表的内阻Rg是200Ω。
(2)所改装成的电流表的量程是1.001A。
地 城
考点06
把表头改装成电流表
28.在如图所示的电路中,灵敏电流计G的内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA,R1=2900Ω,。下列说法正确的是( )
A.此电路改装成的电压表可测量2V的电压
B.此电路可改装成量程为9mA的电流表
C.此电路改装成的电流表可测量0.6A的电流
D.当此电路改装为电流表时,仅闭合开关S1时的量程比开关S1和S2均闭合时的小
【答案】A
【解答】解:A、当S1和S2均断开时,电流计与R1=2900Ω串联,改装为电压表,量程为
U=Ig(Rg+R1),代入数据解得U=3V
故此电路改装成的电压表可测量2V的电压,故A正确;
BCD、当S1和S2均闭合时,R1被短路,电流计与,并联改装为电流表,量程为
I=Ig,代入数据解得I=10mA,
仅闭合开关S1时,电流表的量程为
I′=Ig,代入数据解得I′=271mA>10mA
故BCD错误。
故选:A。
29.如图所示,现用一个微安表头(量程1mA,内阻54Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装成一个多用电表,有电流“10mA”和电压“3V”两挡,则改装电路中R1,R2应调到的阻值为( )
A.R1=8.0Ω,R2=295.5Ω B.R1=8.0Ω,R2=292.8Ω
C.R1=6.0Ω,R2=295.5Ω D.R1=6.0Ω,R2=294.6Ω
【答案】D
【解答】解:当接线柱接a和公共接线柱时是电流挡,则,当接线柱接b和公共接线柱时是电压挡,则,故D正确,ABC错误。
故选:D。
30.(多选)电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成的,如图甲、乙所示分别是电压表、电流表的改装图,以下说法正确的是( )
A.小量程电流表内阻为Rg,并联一个电阻R,改装后电流表量程是原来的倍
B.若改装后电压表示数比标准表稍小一些,可以给串联电阻再并联一个较大的电阻
C.若改装后电流表示数比标准表稍小一些,可以给并联电阻再串联一个较大的电阻
D.力实现对改装电表的逐格校准,需要采用限流式电路
【答案】AB
【解答】解:A.小量程电流表内阻为Rg,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程是,所以,故A正确;
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些,说明流过表头的电流小,应该减小串联电阻,或给串联电阻再并联一个较大的电阻,故B正确;
C.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,说明流过表头的电流小,可以增大分流电阻使其分流少些,从而增大流过表头的电流使其准确,应该给并联电阻串联一个较小的电阻,故C错误;
D.为实现对改装电表的逐格校准,电压从零开始,变化范围大,需要采用滑动变阻器分压式电路,故D错误。
故选:AB。
31.如图所示,灵敏电流计的内阻Rg=90Ω,满偏电流Ig=1mA。当使用a、b两个端点时,电流表最大测量值I=10mA;当使用a、c两个端点时,电压表最大测量值为U。已知电阻R2=1491Ω。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)最大测量值U。
【解答】解:(1)当使用a、b两个端点时,R1与灵敏电流计并联,根据并联电路的特点可得IgRg=R1(I﹣Ig),解得R110Ω;
(2)当使用a、c两个端点时,灵敏电流计与 R1并联后与R2串联,根据串、并联电路特点,有U=IR2+IgRg,解得U=10×10﹣3×1491V+1×10﹣3×90V=15V。
答:(1)电阻R1的阻值为10Ω;
(2)最大测量值U为15V。
32.某同学用量程1mA、内阻99.9Ω的毫安表按图(a)所示的电路进行电表改装。图中定值电阻R1=2900.1Ω、R2=0.1Ω,S1、S2为开关。回答下列问题:
(1)某次用毫安表直接测量电流的实验中,示数如图(b)所示,该读数多少mA?
(2)开关S1、S2均断开时,判断改装为何种电表,并计算所改装的电表的量程;
(3)开关S1、S2均闭合,若改装后的电表的指针仍处在图(b)所示的位置,通过计算求出指针所表示的示数。
【答案】(1)0.60;(2)电压表,3V;(3)0.60A。
【解答】解:(1)毫安表的最小分度为0.02mA,由图(b)可知,该读数为0.60mA;
(2)若将S1、S2均断开后,毫安表与R1串联,改装为大量程的电压表,由欧姆定律可得改装后电压表的量程为
U=Ig(Rg+R1)=1×10﹣3×(99.9+2900.1)V=3V
(3)开关S1、S2均闭合时,毫安表与小电阻R2并联,改装为大量程的电流表,该电流表量程为
I=Ig(1×10﹣3)A=1A
电流表的最小分度值为0.02A,由图可知,该读数为0.60A。
故答案为:(1)0.60;(2)电压表,3V;(3)0.60A。
地 城
考点07
改装后电表的串并联问题
33.四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,电压表V1、V2读数分别为U1、U2,电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则下列说法正确的是( )
A.V1指针的偏角大于V2指针的偏角
B.A1指针的偏角小于A2指针的偏角
C.V1的读数大于V2的读数,A1的读数小于A2的读数
D.定值电阻
【答案】D
【解答】解:ABC、小量程电流表改装成电压表,需要给电流表串联一个电阻,所以这两个改装后的电压表里面的电流表是串联的,在串联电路中电流处处相等,即通过这两个电压表的电流是相等的,即电压表的指针偏角相等,因为电压表V1的量程大于V2的量程,所以V1的读数大于V2的读数,改装后的电流表A1、A2是串联在一起的,通过它们的电流相等,即A1、A2的读数相等,因为电流表A1的量程小于A2的量程,所以A1指针的偏角大于A2指针的偏角,故ABC错误;
D、电阻R两端的电压为U=U1+U2,但是因为电压表的分流,所以定值电阻的电阻R,故D正确。
故选:D。
34.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0~10V;当使用A、C两个端点时,量程为0~100V。表头的内阻为Rg,与表头串联的两个电阻的阻值为R1和R2。以下关系式正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解答】解:BD、由电路图可知AB间的最大量程为10V,AC间的最大量程为100V,故当最大量程时,BC间的分压为100V﹣10V=90V;
由串联分压特点可知:,故B正确,D错误;
AC、由于由于表头的电阻、量程未知,无法判断表头电阻、R1的阻值、R2的阻值的关系,故AC错误。
故选:B。
35.(多选)电压表,电流表都是由小量程电流表改装而成的,如图甲、乙所示分别是电压表,电流表的改装图,以下说法正确的是( )
A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,可以给并联电阻再并一个较大的电阻
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些,可以给串联电阻再串联一个较大的电阻
C.小量程电流表内阻为Rg,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程是原来的倍
D.为实现对改装电表的逐格校准,需要采用分压式电路
【答案】CD
【解答】解:A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,说明流过表头的电流小,可以增大分流电阻使其分流少些,从而增大流过表头的电流使其准确,应该给并联电阻串联一个较小的电阻,故A错误;
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些,说明流过表头的电流小,应该减小串联电阻,或给串联电阻再并联一个较大的电阻,故B错误;
C.小量程电流表内阻为Rg,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程,得出,故C正确;
D.分压式电路中电压、电流可以从零开始调节,可以实现对改装电表的逐格校准,故D正确。
故选:CD。
36.(多选)如下图,甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时,则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍
B.R增大时甲表电流的量程减小
C.若乙表中R阻值等于表头G内阻时,则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍
D.R增大时乙表电压的量程增大
【答案】BD
【解答】解:AB.甲表中电阻箱R与灵敏电流计G并联,可知甲表为改装的大量程电流表,改装后的电流表量程为
可知R增大时改装后的电流表电流的量程减小;若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时,则甲表电流的量程是表头满偏电流的3倍,故A错误,B正确;
CD.乙表中电阻箱R与灵敏电流计G串联,则电阻箱起到分压的作用,所以乙表为改装后的电压表,则改装后的电压表量程为
Um=Ig(Rg+R)
可知R增大时乙表电压的量程增大;若乙表中R阻值等于表头G内阻时,则乙表电压的量程是表头满偏电压的2倍,但乙表电流的量程等于表头满偏电流,故C错误,D正确。
故选:BD。
37.(多选)用两只完全相同的微安表改成电流表,第一只改装表的量程是1A,第二只改装表的量程是3A,设改装后两个电流表的内阻分别为R1和R2,则( )
A.R1:R2=1:3
B.R1:R2=3:1
C.两只表并联后接在电路中,读数之比I1:I1=1:3
D.两只表串联后接在电路中,读数之比I1:I1=3:1
【答案】BC
【解答】解:设微安表的内阻为Rg,最大满偏电流为Ig,则其满偏电压为Ug=IgRg
改装后的两只电流表的满偏电压都为Ug
则
则,故A错误,B正确;
两只表并联后接在电路中,并联电路电压相等,则电流读数之比等于内阻的反比为1:3,C正确;
两只表串联后接在电路中,串联电路电流相等,则电流读数之比为1:1,D错误;
故选:BC。
地 城
考点08
电表的改装和应用(实验)
38.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100Ω,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=2mA
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为10V
C.乙图中,R2=10Ω
D.乙图中R1=5Ω,R2=45Ω
【答案】C
【解答】解:AB.甲图中,根据欧姆定律
根据串联电路的特点和欧姆定律,b的量程为
故AB错误;
CD.当改装表的量程为I1=10mA=0.01A电流表时,根据并联电路的特点和欧姆定律IgRg=(I1﹣Ig)(R1+R2)
当改装表的量程为I2=100mA=0.1A电流表时,根据并联电路的特点和欧姆定律Ig(Rg+R2)=(I2﹣Ig)R1
代入数据联立解得,R2=10Ω,故C正确,D错误;
故选:C。
39.(1)某同学用一毫安表表头(量程100mA,内阻29Ω)改装成量程分别为0.6A、3A的电流表A1和A2,如图1所示,则R1= 1.16 Ω,R2= 4.64 Ω(结果保留三位有效数字)。
(2)用改装好的电流表A1或A2与以下器材测量某一电池的电动势和内阻(电动势约5V,内阻约1Ω)。
A.电压表(量程6V,内阻约500Ω)
B.滑动变阻器R3,最大阻值20Ω
C.滑动变阻器R4,最大阻值200Ω
D.开关,导线若干
则电流表的量程选 A1 (选填“A1”或“A2”),滑动变阻器选 B (选填“B”或“C”),电路原理图如下面的图2和图3可供选择,应选 图3 (选填“图2”或“图3”),用该电路图测的结果与真实值比较:电动势 相等 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”),内阻 相等 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(3)已经测得该电池的电动势为5V、内阻为1Ω,图4为某一小灯泡的U﹣I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在该电源的两端,如图5所示,则两个灯泡的总功率为 1.2 W(结果保留两位有效数值)。
【答案】(1)1.16 4.64 (2)A1 B 图3 相等 相等 (3)1.2
【解答】解:(1)当R1、R2串联再和表头并联时对应量程0.6A,R2和表头串联再与R1并联时对应量程3A,由串并联电路特点得IgRg=(I1﹣Ig)(R1+R2),Ig(Rg+R2)=(I2﹣Ig)R1
代入数据解得R1=1.16Ω,R2=4.64Ω
(2)若滑动变阻器选C,则最小电流,解得I=0.02A
远小于两个电流表的量程,所以滑动变阻器选B,此时电路中的最小电流约等于0.25A,所以电流表选A1;由于电流表的内阻已知,用图3来测电池的电动势和内阻时可以消除系统误差,因此选图3,电动势和内阻的测量值均无误差。
(3)设灯泡两端的电压是U,通过灯泡的电流是I,由闭合电路欧姆定律得U=E﹣2(R+r)I
代入数据即U=5﹣10I
在灯泡图像中作出这个方程的图像,两个图像的交点即为灯泡的工作电压与电流,如图所示,
由P=2UI
得P=1.2W
故答案为:(1)1.16 4.64 (2)A1 B 图3 相等 相等 (3)1.2
40.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为5kΩ)和电流表(内阻约为2Ω)测量一个电阻的阻值(约为25Ω)。为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路是图(a)中的 甲 (选填“甲”或“乙”)。
(2)用如图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转 ② (选填“①”“②”或“③”),再旋转 ③ (选填“①”“②”或“③”),直到听见“喀喀”的声音为止。可读直径d= 0.608 mm。
(3)用图乙电路图测电阻丝的电阻Rx,R0为一定阻值的电阻。第一次测量按乙图的电路,调节滑动变阻器测得多组电压U和电流I值;第二次测量将电压表改接在a、b两端,测得多组电压U和电流I值,并作出如图丙的U﹣I关系图像。由此可知第一次测量得到图线是 M (填“M”或“N”),电阻丝的电阻Rx= 25 Ω(保留两位有效数字),根据电阻定律可得电阻丝的电阻率为 (用Rx、d、电阻丝长度l和常量π表示)。
【答案】(1)甲;(2)②;③;(3)M;25;。
【解答】解:(1)由于
为了减小误差,电流表采用外接法,因此应该选择的测量电路是图(a)中的甲;
(2)螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转粗调旋钮②,再旋转微调旋钮③,直到听见“喀喀”的声音为止;
螺旋测微器的精确度为0.01mm,直径d=0.5mm+10.8×0.01mm=0.608mm;
(3)第一次测量按乙图的电路,根据欧姆定律U=(Rx+RA+R0)•I
图像的斜率k1=Rx+RA+R0
第二次测量将电压表改接在a、b两端,根据欧姆定律U=(RA+R0)•I
图像斜率k2=RA+R0
由于k1>k2
因此,第一次测量的是M;
根据图丙可知,图线M的斜率
因此Rx+RA+R0=50
图线N的斜率
因此RA+R0=25
联立解得待测电阻Rx=k1﹣k1=50Ω﹣25Ω=25Ω
根据电阻定律
电阻率。
故答案为:(1)甲;(2)②;③;(3)M;25;。
41.某实验小组测未知电阻Rx的阻值时,先用多用电表进行粗测,再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用表的欧姆挡×1按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为 3.5 Ω。
(2)再改装电表,将表盘刻度均匀、量程为100μA、内阻为100Ω的电流表串联一个29900Ω的电阻将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是 3 V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数为 2.4 V。
(3)某实验小组的同学按图丙所示的实验电路连接好了器材,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑动到实物图中的 最左端 (“最左端”或“最右端”)。开始调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的多组示数,并在坐标纸上建立U、I坐标系,用测量数据描绘出U﹣I图线如图丁所示。由图线得到未知电阻的阻值Rx= 4.1 Ω(保留两位有效数字),若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是 电压表的分流作用 。
【答案】(1)3.5;(2)3;2.4;(3)最左端;4.1;电压表的分流作用。
【解答】解:(1)欧姆表的倍率为×1,其指针指在3.5的位置上,故读数为:3.5×1Ω=3.5Ω;
(2)根据电压表的改装原理,可知串联分压,改装后的电压表量程为:;
根据电压表的读数规则可知,其读数为:;
(3)由实物图可知,待测电阻及电压表、电流表,与滑动变阻器的左半部分并联,为了保护电路,需要使电表示数最小,即滑动变阻器左半部分阻值最小,即滑片处于最左端;
根据图丁的伏安特性曲线,其电阻为:;
测量电阻,需要测量其两端电压和通过它的电流;
由图丙可知,电压表测量的为待测电阻两端电压,电流表测量的为待测电阻和电压表两个支路的总电流,即电流表的测量不准,即误差来源为电压表的分流作用。
故答案为:(1)3.5;(2)3;2.4;(3)最左端;4.1;电压表的分流作用。
42.小朗同学要将一满偏电流Ig为500μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻,然后对微安表进行改装,最后再利用一标准电流表,对改装后的毫安表进行检测。
(1)为测量出微安表G的电阻,小朗同学设计了如图(a)所示电路,器材如下:
A.电源E1(电动势1.5V,内阻很小)
B.电源E2(电动势6.0V,内阻很小)
C.滑动变阻器Ra(阻值0~2000Ω)
D.滑动变阻器Rb(阻值0~15000Ω)
E.电阻箱R2(阻值0~600Ω)
F.开关两个,导线若干
为提高测量精度,电源E和滑动变阻器R1应该选择 D 。
A.电源E1和滑动变阻器Ra
B.电源E2和滑动变阻器Ra
C.电源E1和滑动变阻器Rb
D.电源E2和滑动变阻器Rb
(2)该实验操作的步骤有:
A.按图(a)电路原理图连接线路;
B.将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R1的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度;
C.保持R1不变,再接通S2,调节电阻R2,使电流表G指针偏转到满刻度的一半,读出R2的阻值为400Ω,即认为Rg=R2,用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比 偏小 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”);
(3)若忽略实验的误差,现通过并联一个阻值为R=80Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表,则改装的电表量程为 3.0 mA;
(4)根据图(b)所示电路对改装后的电表进行检测,当标准毫安表的示数为1.6mA时,改装表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,改装电流表的实际量程是 3.2 mA;
(5)要达到(3)的预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为 86.4 Ω的电阻即可。
【答案】(1)D;(2)偏小;(3)3.0;(4)3.2;(5)86.4。
【解答】解:(1)由于实验中各器件的阻值都比较大,为减小实验误差,电源电动势应尽可能大些,另外闭合开关 S2时认为电路中总电流不变,实际闭合开关S2后,电路总电阻变小,电路电流变大,而闭合开关 S2时微安表两端的电压变化越小,实验误差就越小,则选用电动势较大的电源,故电源应选 E2,且滑动变阻器要能使微安表满偏,所以选择Rb,故ABC错误,D正确。
故选:D。
(2)闭合 S2后,R2与Rg的并联值R并<Rg,所以I总>Ig,而此时G的示数为满偏电流的一半,所以IR2大于满偏电流的一半,所以R2<R′g,即R测<Rg。
(3)根据电流表的改装原理有
代入数据解得IA=3.0mA
(4)电流表的刻度均匀,通过表头的电流与指针对应刻度成正比;标准毫安表的示数为1.6mA时,改装后的电表显示为刻度盘的中值刻度,故改装电流表的量程为3.2mA。
(5)把毫安表改装成电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值
当量程为3.2mA时,则有
所以Rg=432Ω
当量程为3.0mA时,则有
所以R'=86.4Ω。
故答案为:(1)D;(2)偏小;(3)3.0;(4)3.2;(5)86.4。
43.某兴趣小组修复一个量程为0~3V~15V的电压表,操作过程如下:
(1)将电压表底座拆开后,展示其内部结构如图甲所示,图中a、b、c是该表的3个接线柱,根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择0~15V的量程时,应接入电路的两个接线柱是 ac (填“ac”或“bc”)。
(2)取出表头G发现表头完好,并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
(3)测量表头G的内阻:按照如图丙所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到 e 端(填“e”或“f”),先闭合开关S1,调节 滑动变阻器滑片 ,直至表头G指针满偏;再闭合开关S2,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的,此时电阻箱的示数为300Ω,则表头G的内阻为 200 Ω。
(4)经检测除R2损坏以外,其余元件均完好,要修复该电压表,需用 800 Ω电阻替换R2。
(5)步骤(3)测量表头G的内阻比实际值 偏小 。(填“偏大”或“偏小”)
【答案】(1)ac;(3)e,滑动变阻器滑片,200;(4)800;(5)偏小。
【解答】解:(1)根据串联分压原理可知,与表头G串联的总电阻越大,电压表量程越大,选择0~15V的量程时,应接入电路的两个接线柱是ac。
(3)由图丙可知,滑动变阻器为限流接法,则闭合开关前,滑动变阻器接入电路的电阻应最大,即滑动变阻器滑片应移到e端,先闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片,直至表头G指针满偏。
闭合开关S2,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的,此时认为干路电流仍为Ig,则有
解得
RG=200Ω
(4)结合上述分析可知,接入电路的两个接线柱是bc时,电压表的量程为0~3V,则有
解得
R2=800Ω
(5)步骤(3)测量表头G的内阻时,闭合开关S2之后,干路电流大于Ig,则通过电阻箱的电流大于,则测量表头G的内阻比实际值偏小。
故答案为:(1)ac;(3)e,滑动变阻器滑片,200;(4)800;(5)偏小。
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专题11 串联电路和并联电路
8大高频考点概览
考点01 串联电路的特点及应用(共8小题)
考点02 并联电路的特点及应用(共4小题)
考点03 混联电路的特点及应用(共6小题)
考点04 复杂电路的简化(共3小题)
考点05 把表头改装成电压表(共6小题)
考点06 把表头改装成电流表(共5小题)
考点07 改装后电表的串并联问题(共5小题)
考点08 电表的改装和应用(实验)(共6小题)
地 城
考点01
串联电路的特点及应用
1.如图所示,两个截面不同、长度相等的均匀铜棒接在电路中,两端的电压为U,则( )
A.通过两棒的电流不相等
B.细棒的电压U1等于粗棒的电压U2
C.两棒的自由电子定向移动的平均速率v1<v2
D.两棒内的电场强度不同,细棒内场强E1大于粗棒内部场强E2
2.如图所示是将滑动变阻器用作分压器的电路,A、B为分压器的输出端,电源电压U恒定,若把变阻器的滑片放在变阻器的从上向下的处,下列判断正确的是( )
A.AB间不接负载时输出电压UAB
B.当AB间接上负载R时,输出电压UAB
C.负载电阻R越小,UAB越接近
D.接上负载后要使UAB,则滑片P应向下移动
3.一个电路如图所示,电路中的电阻R1=4Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压36V,内阻忽略不计,则( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是8Ω
B.当cd两端接通测试电源,ab端接入理想电流表时,其示数为2.57A
C.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为9V
D.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为16V
4.(多选)如图甲所示,A、B间电压为U且恒定,滑动变阻器R与Rx并联部分电阻为R0,R0的最大值为Rm(即滑动变阻器总电阻为Rm),移动滑片P的位置,就可以改变Rx两端的电压Ux,多次操作后可以得到图线(图乙中图线1)。更换滑动变阻器,重复实验,得到另一条图线(图乙中图线2),可知( )
A.图线1对应的滑动变阻器总阻值较大
B.图线2对应的滑动变阻器总阻值较大
C.采用图线1对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
D.采用图线2对应的滑动变阻器更易于调节Rx电压
5.(多选)有三个电阻R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω.( )
A.若把他们并联起来接入电路,则通过他们的电流之比I1:I2:I3是6:4:3
B.若把他们并联起来接入电路,则通过他们的电流之比I1:I2:I3是2:3:4
C.若把他们串联起来接入电路,则三个电阻两端的电压之比U1:U2:U3是6:4:3
D.若把他们串联起来接入电路,则三个电阻两端的电压之比U1:U2:U3是2:3:4
6.(多选)如图所示,电路中电流表和电压表均为理想电表,小灯泡的电阻恒为10Ω,电阻R1=2Ω,R2=3Ω,滑动变阻器R的最大阻值为5Ω,M、N两端的电压U=6V,当滑动触头P在R上滑动时,下列说法正确的是( )
A.电流表的示数变化范围是0~0.36A B.电流表的示数变化范围是0.6~0.72A
C.电压表的示数变化范围是0~2.4V D.电压表的示数变化范围是0.6~1.2V
7.如图为实验室常用的两个量程的电流表原理图。当使用O、A两接线柱时,量程为0.6A;当使用O、B两接线柱时,量程为3A.已知电流计的内阻Rg=200Ω,满偏电流Ig=100mA.求分流电阻R1和R2的阻值。
8.如图所示,光滑绝缘斜面高度h=0.45m,斜面底端与光滑绝缘水平轨道用小圆弧连接,水平轨道边缘紧靠平行板中心轴线。正对的平行板和电阻及输出电压恒定为U的电源,构成如图所示电路,平行板板长为L=0.9m,板间距离d=0.6m,定值电阻阻值为R0(未知),可以看作质点的带电小球电量q=﹣0.02C、质量m=0.03kg,从斜面顶端静止下滑,重力加速度g=10m/s2。
(1)若S断开,小球刚好沿平行板中心轴线做直线运动,求电源的电压U;
(2)在(1)的条件下,若S闭合,调节滑动变阻器,使其接入电路的电阻R1=6Ω,小球离开平行板右边缘时,速度偏转角正切值tanα=0.5,求电阻R0的阻值。
地 城
考点02
并联电路的特点及应用
9.如图A、B是材料相同、厚度相同、表面为正方形的金属导体,两正方形的边长之比为2:1,通过这两个导体的电流方向如图所示,不考虑温度对电阻率的影响,则两个导体A与B( )
A.串联在电路中,两导体的电压之比为1:2
B.并联在电路中,两导体的电流之比为2:1
C.串联在电路中,两导体中自由电子定向运动速率之比为1:2
D.并联在电路中,两导体中自由电子定向运动速率之比为2:1
10.如图所示,有一段长为1m,电阻为15Ω的金属丝,两端连接成一闭合圆环,在圆环上取M、N两点与外电路相连。已知M、N间的短圆弧长20cm,沿AM流入圆环的电流强度为0.5A.则( )
A.M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为12Ω
B.闭合圆环在M、N间的电阻值为2.8Ω
C.闭合圆环在M、N间的电阻值为15Ω
D.通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为0.4A
11.电阻R1和R2并联在电路中时,设R1、R2两端的电压为U1、U2,R1、R2中的电流强度分别为I1、I2,则( )
A.U1:U2=R1:R2 B.U1:U2=R2:R1
C.I1:I2=R1:R2 D.I1:I2=R2:R1
12.(多选)某一网络电路中的部分电路如图所示,已知I=3A,I1=2A,R1=10Ω,R2=5Ω,R3=30Ω,则下列结论正确的是( )
A.通过R3的电流为1.5A,方向从a→b
B.通过R3的电流为0.5A,方向从b→a
C.通过电流表的电流为0.5A,电流从左向右流过电流表
D.通过电流表的电流为0.5A,电流从右向左流过电流表
地 城
考点03
混联电路的特点及应用
13.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
14.如图所示的电路中,U=120V,滑动变阻器R2的最大值为200Ω,R1=100Ω。当滑动变阻器滑至R2的中点时,a、b两端的电压为( )
A.60V B.40V C.80V D.120V
15.如图所示,R0为一阻值已知定值电阻,Rx为未知电阻。MN是一段均匀的电阻丝,闭合开关,改变滑片P的位置,当通过电流表G的电流为零时,MP=l1,PN=l2,则Rx的阻值为( )
A. B. C. D.
16.图甲所示为一灯泡两端的电压与通过它的电流的变化关系曲线。由图可知,两者不成线性关系,这是由于焦耳热使灯丝的温度发生了变化的缘故,参考这条曲线回答下列问题(不计电流表内阻,所有最后结果均保留1位小数):
(1)将三个这样的灯泡如图乙所示接入电路中,电流表的示数为0.5A,求路端电压U1。
(2)若把三个这样的灯泡串联后再与R=15Ω的电阻串联,接在路端电压U2=15V的电源上,求每个灯泡的电阻。
17.如图所示电路中,已知R1=5Ω,R2=12Ω,电压表示数为2V,电流表示数为0.2A,求:
(1)电阻R3的阻值;
(2)A、C两端的电压值。
18.如图所示,电源的电动势E=4V,内电阻r=1Ω,R2=6Ω,R3=3Ω,电阻R1可调。求:
(1)S闭合时,A、B两点间并联电路的电阻RAB;
(2)将R1调为5Ω,S断开时电阻R2的电压大小;
(3)将S闭合,欲使R1消耗的电功率具有最大值,R1的阻值应调为多大。
地 城
考点04
复杂电路的简化
19.由5个电阻连成的电路如图所示,其中R1=R2=2Ω,R3=3Ω,R4=R5=4Ω,导线的电阻不计,则A、B间的等效电阻为( )
A.1Ω B.1.5Ω C.2Ω D.2.5Ω
20.(多选)如图所示的混联电路中,定值电阻的电阻值分别为R1=6Ω、R2=2Ω,滑动变阻器R3的调节范围为0~10Ω,缓慢移动滑动变阻器的滑片。下列说法正确的是( )
A.MN间的最大电阻值为12Ω B.MN间的最小电阻值为1.5Ω
C.PQ间的最大电阻值为 D.PQ间的最小电阻值为1.5Ω
21.如图所示的电路中,UAB=1V,R1=R2=R3=10Ω,那么,电压表的示数为 V,电流表的示数为 A.(电流表和电压表均为理想电表)
地 城
考点05
把表头改装成电压表
22.图是改装后的电表,已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig,内阻为Rg,变阻箱R接入电路的阻值为R0,下列说法正确的是( )
A.甲表是电压表 B.甲表改装后的量程为
C.乙表是电流表 D.乙表改装后的量程为Ig(Rg﹣R0)
23.有一块满偏电流为50mA、内阻为110Ω的小量程电流表,现要将它改装成0~0.6A、0~3A两个量程的电流表,某同学设计了如图甲、乙所示的两个电路。下列说法正确的是( )
A.R2的阻值大于R1的阻值
B.R3与R4的阻值之和大于110Ω
C.用甲图电路测量时,更换量程过程中容易导致电流表损坏
D.用乙图电路测量时,选量程0~0.6A,应将开关接到M
24.如图所示,将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表,将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表,要使它们的量程增大,R1、R2应如何变化( )
A.R1增大,R2增大 B.R1减小,R2减小
C.R1增大,R2减小 D.R1减小,R2增大
25.(多选)四个完全相同的电流计,其中两个改装为0~0.6A和0~3A的电流表,另外两个改装为0~3V和0~15V的电压表,则正确说法是( )
A.两个电流表并联接入电路后,其读数之比为5:1,指针偏转角度之比为1:1
B.两个电流表串联接入电路后,其读数之比为1:1,指针偏转角度之比为5:1
C.两个电压表并联接入电路后,其读数之比为1:1,指针偏转角度之比为1:5
D.两个电压表串联接入电路后,其读数之比为1:5,指针偏转角度之比为1:1
26.(多选)如图示,为多用电表电阻挡的原理图,表头内阻为Rg,调零电阻为R0,电池的电动势为E,内阻为r,则下列说法中正确的是( )
A.它是根据闭合电路欧姆定律制成的,并且由G表改装的
B.接表内电池负极的应是红表笔,测量时遵循“红进黑出”原则
C.电阻挡对应的刻度不均匀,且“∞”刻度一般在刻度盘的右端
D.每次换电阻倍率挡时,都需重新欧姆调零,调零后刻度盘中央刻度值是r+Rg+R0
27.有一量程为1mA的小量程电流表,将它接入如图所示电路,图中R1=2800Ω,R2=0.2Ω,当开关K1、K2断开时,可将它改装成一个量程为3V的电压表。
(1)求该小量程电流表的内阻Rg;
(2)当K1、K2闭合时,又可将小量程电流表的量程扩大,求所改装成的电流表的量程。
地 城
考点06
把表头改装成电流表
28.在如图所示的电路中,灵敏电流计G的内阻Rg=100Ω,满偏电流Ig=1mA,R1=2900Ω,。下列说法正确的是( )
A.此电路改装成的电压表可测量2V的电压
B.此电路可改装成量程为9mA的电流表
C.此电路改装成的电流表可测量0.6A的电流
D.当此电路改装为电流表时,仅闭合开关S1时的量程比开关S1和S2均闭合时的小
29.如图所示,现用一个微安表头(量程1mA,内阻54Ω)、电阻箱R1和电阻箱R2组装成一个多用电表,有电流“10mA”和电压“3V”两挡,则改装电路中R1,R2应调到的阻值为( )
A.R1=8.0Ω,R2=295.5Ω B.R1=8.0Ω,R2=292.8Ω
C.R1=6.0Ω,R2=295.5Ω D.R1=6.0Ω,R2=294.6Ω
30.(多选)电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成的,如图甲、乙所示分别是电压表、电流表的改装图,以下说法正确的是( )
A.小量程电流表内阻为Rg,并联一个电阻R,改装后电流表量程是原来的倍
B.若改装后电压表示数比标准表稍小一些,可以给串联电阻再并联一个较大的电阻
C.若改装后电流表示数比标准表稍小一些,可以给并联电阻再串联一个较大的电阻
D.力实现对改装电表的逐格校准,需要采用限流式电路
31.如图所示,灵敏电流计的内阻Rg=90Ω,满偏电流Ig=1mA。当使用a、b两个端点时,电流表最大测量值I=10mA;当使用a、c两个端点时,电压表最大测量值为U。已知电阻R2=1491Ω。求:
(1)电阻R1的阻值;
(2)最大测量值U。
32.某同学用量程1mA、内阻99.9Ω的毫安表按图(a)所示的电路进行电表改装。图中定值电阻R1=2900.1Ω、R2=0.1Ω,S1、S2为开关。回答下列问题:
(1)某次用毫安表直接测量电流的实验中,示数如图(b)所示,该读数多少mA?
(2)开关S1、S2均断开时,判断改装为何种电表,并计算所改装的电表的量程;
(3)开关S1、S2均闭合,若改装后的电表的指针仍处在图(b)所示的位置,通过计算求出指针所表示的示数。
地 城
考点07
改装后电表的串并联问题
33.四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,电压表V1、V2读数分别为U1、U2,电流表A1、A2的读数分别为I1、I2,则下列说法正确的是( )
A.V1指针的偏角大于V2指针的偏角
B.A1指针的偏角小于A2指针的偏角
C.V1的读数大于V2的读数,A1的读数小于A2的读数
D.定值电阻
34.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0~10V;当使用A、C两个端点时,量程为0~100V。表头的内阻为Rg,与表头串联的两个电阻的阻值为R1和R2。以下关系式正确的是( )
A. B. C. D.
35.(多选)电压表,电流表都是由小量程电流表改装而成的,如图甲、乙所示分别是电压表,电流表的改装图,以下说法正确的是( )
A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,可以给并联电阻再并一个较大的电阻
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些,可以给串联电阻再串联一个较大的电阻
C.小量程电流表内阻为Rg,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程是原来的倍
D.为实现对改装电表的逐格校准,需要采用分压式电路
36.(多选)如下图,甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )
A.若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半时,则甲表电流的量程是表头满偏电流的2倍
B.R增大时甲表电流的量程减小
C.若乙表中R阻值等于表头G内阻时,则乙表电流和电压的量程是表头满偏电流和满偏电压的2倍
D.R增大时乙表电压的量程增大
37.(多选)用两只完全相同的微安表改成电流表,第一只改装表的量程是1A,第二只改装表的量程是3A,设改装后两个电流表的内阻分别为R1和R2,则( )
A.R1:R2=1:3
B.R1:R2=3:1
C.两只表并联后接在电路中,读数之比I1:I1=1:3
D.两只表串联后接在电路中,读数之比I1:I1=3:1
地 城
考点08
电表的改装和应用(实验)
38.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100Ω,下列说法正确的是( )
A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=2mA
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为10V
C.乙图中,R2=10Ω
D.乙图中R1=5Ω,R2=45Ω
39.(1)某同学用一毫安表表头(量程100mA,内阻29Ω)改装成量程分别为0.6A、3A的电流表A1和A2,如图1所示,则R1= Ω,R2= Ω(结果保留三位有效数字)。
(2)用改装好的电流表A1或A2与以下器材测量某一电池的电动势和内阻(电动势约5V,内阻约1Ω)。
A.电压表(量程6V,内阻约500Ω)
B.滑动变阻器R3,最大阻值20Ω
C.滑动变阻器R4,最大阻值200Ω
D.开关,导线若干
则电流表的量程选 (选填“A1”或“A2”),滑动变阻器选 (选填“B”或“C”),电路原理图如下面的图2和图3可供选择,应选 (选填“图2”或“图3”),用该电路图测的结果与真实值比较:电动势 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”),内阻 (选填“偏大”、“偏小”或“相等”)。
(3)已经测得该电池的电动势为5V、内阻为1Ω,图4为某一小灯泡的U﹣I图线,现将两个这样的小灯泡并联后再与一个4Ω的定值电阻R串联,接在该电源的两端,如图5所示,则两个灯泡的总功率为
W(结果保留两位有效数值)。
40.物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验器材、实验操作、数据分析等。
(1)用电压表(内阻约为5kΩ)和电流表(内阻约为2Ω)测量一个电阻的阻值(约为25Ω)。为了尽量提高测量精度,应该选择的测量电路是图(a)中的 (选填“甲”或“乙”)。
(2)用如图甲的螺旋测微器测量电阻丝直径d,先将电阻丝轻轻地夹在测砧与测微螺杆之间,先旋转
(选填“①”“②”或“③”),再旋转 (选填“①”“②”或“③”),直到听见“喀喀”的声音为止。可读直径d= mm。
(3)用图乙电路图测电阻丝的电阻Rx,R0为一定阻值的电阻。第一次测量按乙图的电路,调节滑动变阻器测得多组电压U和电流I值;第二次测量将电压表改接在a、b两端,测得多组电压U和电流I值,并作出如图丙的U﹣I关系图像。由此可知第一次测量得到图线是 (填“M”或“N”),电阻丝的电阻Rx= Ω(保留两位有效数字),根据电阻定律可得电阻丝的电阻率为 (用Rx、d、电阻丝长度l和常量π表示)。
41.某实验小组测未知电阻Rx的阻值时,先用多用电表进行粗测,再改装电表后采用“伏安法”较准确地测量未知电阻。
(1)先用多用表的欧姆挡×1按正确的操作步骤粗测其电阻,指针如图甲所示,则读数应记为 Ω。
(2)再改装电表,将表盘刻度均匀、量程为100μA、内阻为100Ω的电流表串联一个29900Ω的电阻将它改装成电压表,则改装后的电压表的量程是 V。用它来测量电压时,表盘指针位置如图乙所示,此时电压表的读数为 V。
(3)某实验小组的同学按图丙所示的实验电路连接好了器材,在闭合开关前,滑动变阻器的滑片应该滑动到实物图中的 (“最左端”或“最右端”)。开始调节滑动变阻器,记下电压表和电流表的多组示数,并在坐标纸上建立U、I坐标系,用测量数据描绘出U﹣I图线如图丁所示。由图线得到未知电阻的阻值Rx= Ω(保留两位有效数字),若不考虑偶然误差,该小组实验的主要误差来源是 。
42.小朗同学要将一满偏电流Ig为500μA的微安表G改装为毫安表。他先测量出微安表G的电阻,然后对微安表进行改装,最后再利用一标准电流表,对改装后的毫安表进行检测。
(1)为测量出微安表G的电阻,小朗同学设计了如图(a)所示电路,器材如下:
A.电源E1(电动势1.5V,内阻很小)
B.电源E2(电动势6.0V,内阻很小)
C.滑动变阻器Ra(阻值0~2000Ω)
D.滑动变阻器Rb(阻值0~15000Ω)
E.电阻箱R2(阻值0~600Ω)
F.开关两个,导线若干
为提高测量精度,电源E和滑动变阻器R1应该选择 。
A.电源E1和滑动变阻器Ra
B.电源E2和滑动变阻器Ra
C.电源E1和滑动变阻器Rb
D.电源E2和滑动变阻器Rb
(2)该实验操作的步骤有:
A.按图(a)电路原理图连接线路;
B.将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后调节R1的阻值,使毫安表G的指针偏转到满刻度;
C.保持R1不变,再接通S2,调节电阻R2,使电流表G指针偏转到满刻度的一半,读出R2的阻值为400Ω,即认为Rg=R2,用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比 (选填“偏大”或“偏小”或“相等”);
(3)若忽略实验的误差,现通过并联一个阻值为R=80Ω的电阻把微安表改装成为一个特定量程的毫安表,则改装的电表量程为 mA;
(4)根据图(b)所示电路对改装后的电表进行检测,当标准毫安表的示数为1.6mA时,改装表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,改装电流表的实际量程是 mA;
(5)要达到(3)的预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为 Ω的电阻即可。
43.某兴趣小组修复一个量程为0~3V~15V的电压表,操作过程如下:
(1)将电压表底座拆开后,展示其内部结构如图甲所示,图中a、b、c是该表的3个接线柱,根据图甲画出如图乙所示的电路图。选择0~15V的量程时,应接入电路的两个接线柱是 (填“ac”或“bc”)。
(2)取出表头G发现表头完好,并用标准电流表测出表头G满偏电流为3mA。
(3)测量表头G的内阻:按照如图丙所示电路图连接电路,闭合开关前,滑动变阻器滑片应移到 端(填“e”或“f”),先闭合开关S1,调节 ,直至表头G指针满偏;再闭合开关S2,保持滑动变阻器阻值不变,仅调节电阻箱阻值,直至表头G示数为满偏示数的,此时电阻箱的示数为300Ω,则表头G的内阻为 Ω。
(4)经检测除R2损坏以外,其余元件均完好,要修复该电压表,需用 Ω电阻替换R2。
(5)步骤(3)测量表头G的内阻比实际值 。(填“偏大”或“偏小”)
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