内容正文:
题组1 串联电路和并联电路
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.一个电阻和一根理想导线并联,总电阻为零
B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大
D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小
解析:选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.(2025·海南海口市期中)如图所示的电路中,定值电阻分别为R1=4 Ω、R2=6 Ω、R3=3 Ω、R4=6 Ω,现在M、N两点间加12 V的稳恒电压,则下列说法正确的是( )
A.M、N间的总电阻为14.5 Ω
B.R1和R4两端的电压比为3∶2
C.流过R2和R3的电流比为2∶1
D.R1和R2两端的电压比为2∶1
解析:选D。R2和R3并联的电阻值R23==2 Ω,则M、N间的总电阻R=R1+R23+R4=12 Ω,故A错误;R1和R4串联,流过两电阻的电流相等,则电压与电阻成正比,即R1和R4两端的电压之比U1∶U4=R1∶R4=2∶3,故B错误;R2和R3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R2和R3的电流之比I2∶I3=R3∶R2=1∶2,故C错误;R1和R23串联,R2两端的电压等于R23两端的电压,则R1和R2两端的电压比U1∶U2=R1∶R23=2∶1,故D正确。
3.(2025·河南洛阳市期中)如图所示,三个电阻R1、R2、R3的阻值相同,电阻两端允许的最大电压分别为5 V、5 V、4 V,则此电路中允许的最大电压为( )
A.15 V B.12 V
C.9 V D.7.5 V
解析:选D。由于三个电阻阻值相同,且R1、R2允许的最大电压相同,结合电路的连接方式可知,当电路的电压最大时,R1两端的电压为5 V,R2、R3并联,电压相等,二者的总电流等于流过R1的电流,则=2,解得U=2.5 V,电路中允许的最大电压Um=U+5 V=7.5 V。
题组2 电表的改装
4.如图是有两个量程的电流表,当使用A、B两个端点时,量程为0~10 A,当使用A、C两个端点时,量程为0~1 A。已知表头的满偏电流Ig=500 mA,内阻Rg=200 Ω,则电阻R1的值( )
A.20 Ω B.30 Ω
C.40 Ω D.50 Ω
解析:选A。当使用A、B两个端点时,量程为0~10 A,根据欧姆定律得I1=Ig+,当使用A、C两个端点时,量程为0~1 A,根据欧姆定律得I2=Ig+,联立解得R1=20 Ω,故A符合题意。
5.(2025·河南省部分学校期中)如图为一有两个量程的电压表的内部电路,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。已知表头的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=1 mA,电阻R1、R2的值分别为( )
A.950 Ω、9 000 Ω
B.9 500 Ω、90 000 Ω
C.99 500 Ω、9 500 Ω
D.90 000 Ω、9 500 Ω
解析:选D。当使用A、B两个端点时,有UAB=Ig(Rg+R2)=10 V,代入数据解得R2=9 500 Ω,当使用A、C两个端点时,有UAC=Ig(Rg+R2+R1)=100 V,代入数据解得R1=90 000 Ω。
6.(多选)(2025·天津北辰区期中)如图甲、乙两个电路,是利用一个灵敏电流表G(500 μA,200 Ω)和一个电阻箱R改装成电压表或电流表,若电压表量程为0~3 V,电流表量程为0~3 mA,则( )
A.甲表是电压表,乙表是电流表
B.甲表中R=50 Ω,乙表中R=5 800 Ω
C.若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
D.若使用中发现乙表的示数总比准确值稍大一些,则可适当增大电阻箱R的阻值
解析:选CD。题图甲由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R并联,利用并联电阻的分流,改装成电流表,题图乙由一个灵敏电流表G和一个电阻箱R串联,利用串联电阻的分压,改装成电压表,故A错误;在题图甲中,若改装成的电流表的量程为0~3 mA,由公式I=Ig+知,R=40 Ω,在题图乙中,若改装成的电压表的量程为0~3 V,由公式U=Ig(Rg+R)知,R=5 800 Ω,故B错误;电流表的量程I=Ig+,若使用中发现甲表的示数总比准确值稍小一些,应使流过表头的电流增大,所以应当增大R,使表头分流增大,故C正确;电压表的量程U=Ig(Rg+R),若使用中发现乙表的示数总比准确值稍大一些,应使流过表头的电流减小,所以应当增大R,减小表头分压,减小表头电流,故D正确。
7.(2025·河北保定市期中)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,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R两端的电压等于V1与V2的读数之和,通过的电流小于A1的读数
解析:选D。电压表是用灵敏电流计串联一个分压电阻改装而成的,而两个电压表串联 ,故电流相等,指针偏角相同,故A错误;电流表是用灵敏电流计并联一个分流电阻改装而成,由于两电流表串联,电流表电流相等,但电流表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B错误;由以上分析可知两电压表指针偏角相同,但由于电压表V1的量程大于V2的量程,V1的读数大于V2的读数,由于两电流表串联,故读数相同,故C错误;由题图可知,两电压表串联再与R并联,故R两端的电压为两电压表读数之和,由串、并联关系可知,A1的读数等于通过R的电流与通过两电压表的电流之和,故通过R的电流小于A1的读数,故D正确。
8.(2025·四川南充市期中)R1、R2是用相同金属材料制成的电阻,其上、下表面分别是边长为a、b的正方形,厚度分别为d1、d2,连接方式如图所示。下列说法正确的是( )
A.电阻R1、R2之比为d1∶d2
B.通过R1、R2的电流之比为b∶a
C.R1、R2两端电压之比为d∶d
D.R1、R2两端电压之比为d2∶d1
解析:选D。根据题意,由电阻定律R=ρ可得,R1、R2的电阻之比=∶=,故A错误;两个电阻串联,则通过R1、R2的电流之比为1∶1,故B错误;根据题意,由欧姆定律可得,R1、R2两端的电压之比==,故C错误,D正确。
9.(2025·山东菏泽市期中)电压表、电流表都是由小量程电流表改装而成的,图甲、乙是电表的改装图,下列说法正确的是( )
A.图甲、乙分别是电流表、电压表的改装图
B.若改装后的电流表示数比准确值稍大一些,可以更换一个小些的并联电阻
C.若改装后的电压表示数比准确值稍小一些,可以更换一个大些的串联电阻
D.小量程电流表内阻为Rg,给它串联一个电阻R,改装后的电压表量程是原来的倍
解析:选B。题图甲、乙分别是电压表、电流表的改装图,故A错误;若改装后的电流表示数比标准表稍大一些,说明流过表头的电流大,可以减小分流电阻使其分流大些,从而减小流过表头的电流使其准确,故B正确;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C错误;小量程电流表内阻为Rg,给它串联一个电阻R,改装后的电压表量程Um=Ig(Rg+R),则有=,故D错误。
10.(8分)(2025·河南驻马店市期中)如图所示,电流计的内阻Rg=1 400 Ω,满偏电流Ig=300 μA,R1=1 600 Ω,R2=200 Ω。
(1)当S1和S2均断开时,改装成的表是什么表?量程为多大?(4分)
(2)当S1和S2均闭合时,改装成的表是什么表?量程为多大?(4分)
解析:(1)S1和S2断开时,表头与R1串联,串联电阻具有分压作用,改装成的应是电压表,则
U=Ig(Rg+R1)
代入数据可得
U=0.9 V
即电压表的量程是0~0.9 V。
(2)当S1和S2均闭合时,表头与电阻R2并联,并联电阻具有分流作用,改装成的应是电流表,则
I=Ig+
代入数据可得I=2.4 mA
即电流表的量程是0~2.4 mA。
答案:(1)电压表 0~0.9 V
(2)电流表 0~2.4 mA
11.(9分)(2025·甘肃酒泉市期中)有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。
(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应与定值电阻R1如何连接?求R1的阻值。(5分)
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,应与定值电阻R2如何连接?求R2的阻值(结果保留1位有效数字)。(4分)
解析:(1)由题意知,电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03 V
改装成量程为0~3 V的电压表,应与定值电阻R1串联,当达到满偏时,分压电阻R1的分压
U1=U-Ug=2.97 V
所以电阻
R1== Ω=990 Ω。
(2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,应与定值电阻R2并联,当达到满偏时,分流电阻R2的分流
I2=I-Ig=0.597 A
所以电阻
R2=≈0.05 Ω。
答案:(1)串联 990 Ω (2)并联 0.05 Ω
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