内容正文:
第三章 恒定电流
第四节 电阻的串联和并联
基础过关练
题组一 电阻的串联
1.(多选题)(2024广东揭阳月考)电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10 Ω、R3=5 Ω,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则( )
A.电路中的电流为0.6 A
B.电阻R2的阻值为20 Ω
C.三只电阻两端的总电压为21 V
D.电阻R3两端的电压为4 V
2.(2025广东深圳入学测试)如图所示,电源两端电压为3 V,R1=5 Ω。闭合开关S,电流表示数为0.1 A,下列说法正确的是 ( )
A.通过R1的电流为0.6 A B.R2的电阻为25 Ω
C.R2两端的电压为3 V D.R1两端的电压为2.5 V
题组二 电阻的并联
3.如图所示电路,电压U保持不变,当开关S断开时,理想电流表A的示数为0.6 A,当开关S闭合时,理想电流表的示数为0.9 A,则两电阻阻值之比R1∶R2为 ( )
A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2
题组三 电阻的混联
4.如图电路中,R1=R2=R3=2 Ω,若在a、c两点之间加上U=6 V的电压,则电流表的读数为( )
A.0 B.0.5 A C.1 A D.1.5 A
5.(2025广东广州八十九中月考)如图所示的电路中,通过R1的电流是3 A,已知R1=4 Ω,R2=15 Ω,R3=10 Ω,则 ( )
A.电路的总电阻是6 Ω B.通过R2的电流是4.5 A
C.ab两端的电压是12 V D.ac两端的电压是18 V
题组四 电流表和电压表
6.(多选题)将分压电阻串联在表头上,改装成电压表,下列说法中正确的是 ( )
A.接上分压电阻后,增大了表头的满偏电压
B.接上分压电阻后,电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变
C.如果分压电阻是表头内阻的n倍,则电压表量程扩大为表头满偏电压的n倍
D.通电时,表头和分压电阻中通过的电流一定相等
7.(2025广西玉林月考)一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA,内阻为Rg,如果想把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表n μA,则应 ( )
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
8.如图所示是有两个量程的电压表的内部电路图,当使用a、b两个端点时,量程为0~3 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~15 V。已知电流表的内阻Rg为50 Ω,满偏电流为10 mA,则电阻R1、R2的值分别为 ( )
A.1 450 Ω 250 Ω B.1 200 Ω 250 Ω
C.250 Ω 1 450 Ω D.250 Ω 1 200 Ω
9.(多选题)(2024广东汕头期中)如图,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.甲表为电流表,若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半,则甲表的最大测量值是表头满偏电流的2倍
B.甲表为电流表,R增大时甲表的量程减小
C.乙表为电压表,若乙表中R阻值等于表头G内阻,则乙表的最大测量值是表头满偏电压的2倍,通过乙表的最大电流也为表头满偏电流的2倍
D.乙表为电压表,R增大时乙表的量程增大
10.某同学用量程1 mA、内阻99.9 Ω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=2 900.1 Ω、R2=0.1 Ω,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
为 mA;
(2)根据图(a)所示的电路,将图(c)所示的实物图连线补充完整;
(3)开关S1、S2均闭合时,该电表用于测量 (填“电流”“电压”或“电阻”),最大测量值为 ;
(4)若将S1、S2均断开后进行测量,表头的指针仍处在图(b)所示的位置,则改装后电表的测量值为 。
图(a)
图(b)
图(c)
能力提升练
题组一 混联电路的分析及计算
1.(多选题)(2024广东汕头金山中学期中)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=60 Ω,R2=30 Ω,R3=60 Ω。另有一测试电源,电源电压为80 V,内阻忽略不计。则 ( )
A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是80 Ω
B.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是80 Ω
C.当a、b端接通测试电源时,c、d两端的电压为40 V
D.当c、d端接通测试电源时,a、b两端的电压为40 V
2.(多选题)(2025陕西咸阳月考)如图所示电路中,A1和A2为理想电流表,示数分别为I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3。当a、b两点间加以恒定的电压U后,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
3.(2025广东佛山二中月考)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,若把滑动变阻器的滑片P放在变阻器的中间,下列判断正确的是( )
A.A、B间不接负载时,输出电压UAB=
B.当A、B间接上负载R时,输出电压UAB>
C.负载电阻R阻值越小,UAB越接近
D.接上负载R后,要使UAB=,滑片P应向下移动
题组二 电表的指针偏角与读数
4.(2025广东潮州松昌中学期中)两只电压表V1和V2是由完全相同的两个电流计改装成的,V1表的量程是0~5 V,V2表的量程是0~15 V,把它们串联起来接入电路中。则( )
A.它们的示数相等,指针偏转角度也相等
B.它们的示数相等,指针偏转角度之比为1∶3
C.它们的示数之比为1∶3,指针偏转角度相等
D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1∶3
5.(2025云南昆明期中)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的量程大于A2的量程,电压表V1的量程大于V2的量程,改装好后把它们按图所示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
6.(多选题)(2024广东揭阳期中)用两个相同的小量程电流表G,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若A1量程大于A2,将A1、A2接入如图甲、乙所示的电路中,闭合开关后,下列有关说法正确的是 ( )
A.G改装成A1、A2时要串联电阻,A1串联的电阻大
B.图甲中A1、A2的指针偏角相同
C.G改装成A1、A2时要并联电阻,A1并联的电阻大
D.图乙中A1、A2的示数相同
7.(2024湖北十堰期中)如图所示,某同学利用一块表头G和三个定值电阻设计了如图所示的电表,该电表有1、2两个量程,表头G的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig=1 mA,表盘均匀划分为20格,每格表示0.05 mA,改装为电压表时量程分别为0~3 V和0~15 V。关于该电表,下列说法中正确的是 ( )
A.测电压时,量程2大于量程1
B.测电压时,将接线柱1接入电路时,表头每一小格表示0.15 V
C.定值电阻R1=2.5 kΩ、R3=12 kΩ
D.若改装后电流表最大量程为0~3 A,则定值电阻R2约为15 Ω
题组三 电表的改装及校准
8.(2024湖南岳阳月考)某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA 的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
图(a)
图(b)
图(c)
(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是 。(填正确答案标号)
A.18 mA B.21 mA C.25 mA D.28 mA
(3)产生上述问题的原因可能是 。(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
答案与分层梯度式解析
基础过关练
1.ABC
2.B
3.A
4.C
5.C
6.BD
7.D
8.D
9.BD
1.ABC 由欧姆定律可知流过R1的电流为I===0.6 A,选项A正确;电阻R2的阻值为R2===20 Ω,选项B正确;R3两端的电压为U3=IR3=3 V,选项D错误;三只电阻两端的总电压为U=U1+U2+U3=21 V,选项C正确。
2.B 闭合开关S,R1、R2与电流表串联,电流表示数为0.1 A,所以通过R1的电流为0.1 A,故A错误;R1两端的电压为U1=IR1=0.1×5 V=0.5 V,故D错误;R2两端的电压为U2=U-U1=3 V-0.5 V=2.5 V,故C错误;R2的电阻为R2== Ω=25 Ω,故B正确。
3.A 当开关S断开时,理想电流表A的示数为0.6 A,即通过R1的电流为0.6 A;当开关S闭合时,理想电流表的示数为0.9 A,R1、R2并联,由于R1两端电压不变,因此通过R1的电流仍为0.6 A,则通过R2的电流为I2=I-I1=0.9 A-0.6 A=0.3 A,并联电路电压规律及电阻的定义式R=可得R1∶R2=I2∶I1=1∶2,选项A正确,B、C、D错误。
4.C 由题图可知,在a、c两点间加电压时,电路为R2与R3并联后与R1串联,电流表测的是R3的电流,I3=·=1 A,选项C正确。
5.C 电路中的总电阻为R=R1+=10 Ω,故A错误;通过R2的电流是I'=I·=1.2 A,故B错误;ab两端的电压是Uab=IR1=12 V,故C正确;ac两端的电压是Uac=IR=30 V,故D错误。
6.BD 表头的满偏电压等于表头内阻与满偏电流的乘积,串联分压电阻后,表头满偏电压不变,选项A错误;接上分压电阻后,电压按一定比例分别加在表头和分压电阻上,表头的满偏电压不变,选项B正确;若分压电阻是表头内阻的n倍,根据串联电路规律可知电压表量程扩大为表头满偏电压的(n+1)倍,选项C错误;表头与分压电阻串联,通电时,表头和分压电阻通过的电流一定相等,选项D正确。
7.D 因Ig=,电流表量程扩大后,量程为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。
8.D 当使用a、b两个端点时,由欧姆定律得U1=3 V=Ig(R1+Rg),当使用a、c两个端点时,由欧姆定律得U2=15 V=Ig(R2+R1+Rg),联立解得R1=250 Ω,R2=1 200 Ω,选项D正确。
9.BD 甲表中电阻箱R与灵敏电流计G并联,可知甲表为电流表,最大测量值为Im=Ig+,可知R增大时甲表的量程减小,若甲表中R阻值等于表头G内阻的一半,则甲表的最大测量值是表头满偏电流的3倍,故A错误,B正确;乙表中电阻箱R与灵敏电流计G串联,可知乙表为电压表,最大测量值为Um=Ig(Rg+R),可知R增大时乙表的最大测量值增大,若乙表中R阻值等于表头G内阻,则乙表的量程是表头满偏电压的2倍,但通过乙表的最大电流等于表头满偏电流,故C错误,D正确。故选B、D。
10.答案 (1)0.60 (2)图见解析 (3)电流 1 A (4)1.80 V
解析 (1)由题图可知,毫安表的分度值为0.02 mA,则该读数为0.60 mA;
(2)按原理图连接实物图如图:
(3)开关S1、S2均闭合时,毫安表与小电阻R2并联,则该电表测电流,由于电表内阻为R2的999倍,则R2分流为毫安表电流的999倍,所以量程为1 A;
(4)将S1、S2均断开后,毫安表与R1串联,总电阻为3 000 Ω,由欧姆定律可得改装后电表的测量值为U=3 000×0.60×10-3 V=1.80 V。
能力提升练
1.AC
2.BC
3.A
4.C
5.B
6.BD
7.C
1.AC 当c、d端短路时,a、b之间的电路结构为R2与R3并联后与R1串联,根据并联电路和串联电路的规律,a、b之间的等效电阻是Rab=R1+=80 Ω,故A正确;当a、b端短路时,c、d之间的电路结构为R1与R3并联后与R2串联,c、d之间的等效电阻是Rcd=R2+=60 Ω,故B错误;当a、b端接通测试电源时,c、d两端的电压等于电阻R3两端的电压U3==40 V,故C正确;当c、d端接通测试电源时,a、b两端的电压等于电阻R3两端的电压U'3== V,故D错误。
2.BC 当a、b两点间加以恒定的电压U后,电路图如图甲所示,根据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,则有==,选项A错误,B正确;将A1、A2换成理想电压表,电路图如图乙所示,R1、R2、R3串联,则有UR1∶UR2∶UR3=1∶2∶3,所以==,选项C正确,D错误。
方法技巧
电路简化原则
(1)无电流的支路除去;(2)电势相等的各点合并;(3)理想导线可任意长短;(4)理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;(5)电压稳定时电容器可认为断路。
3.A 空载时,滑片把滑动变阻器分成阻值相等的两部分,由串联电路特点可知,A、B端输出电压为电源电压的一半,即UAB=,故A正确;接上负载R时,电路总电阻变小,干路电流变大,滑动变阻器上半部分电压变大,大于电源电压的一半,则A、B端输出电压UAB<,故B错误;负载电阻R的阻值越小,负载电阻与滑动变阻器下半部分并联后的阻值越小,输出电压UAB越小,故C错误;接上负载R后,A、B间的输出电压UAB<,要使输出电压等于,滑片P应向上移动,故D错误。
4.C 电压表是由电流计与定值电阻串联改装而成的,V1表的量程是0~5 V,V2表的量程是0~15 V,又因为V1表、V2表由相同的两个电流计改装而成,则V2表的内阻是V1表内阻的3倍,把它们串联接入电路,通过的电流相等,电表指针的偏角相同;电表两端电压之比等于内阻之比,即1∶3,则它们的示数之比为1∶3。故选C。
5.B 因两电流表串联,可知电流表A1的读数等于电流表A2的读数,由电流表A1的量程大于A2的量程,可知电流表A1的偏转角小于电流表A2的偏转角,故A错误,B正确;两电压表并联,可知电压表V1的读数等于电压表V2的读数,由电压表V1的量程大于V2的量程,可知电压表V1的偏转角小于电压表V2的偏转角,故C、D错误。
6.BD 设小量程电流表G的满偏电流为Ig,内阻为Rg,利用并联分流的原理改装成电流表,若并联的分流电阻的阻值为R,则改装成的电流表的最大测量值为I=Ig+,改装后电流表的量程越大,并联的分流电阻越小,由于A1的量程大于A2的量程,因此A1并联的电阻小,选项A、C错误;题图甲中,由于A1、A2并联,因此两个小量程电流表G两端的电压相等,流过小量程电流表G的电流相等,A1、A2的指针偏角相同,选项B正确;题图乙中,由于A1、A2串联,因此流过A1、A2的电流相等,A1、A2的示数相同,选项D正确。
7.C 测电压使用量程1时的最大测量值为U1=Ig(Rg+R1+R3),使用量程2时的最大测量值为U2=Ig(Rg+R1),A错误;测电压使用量程1时,电压表的最大测量值为15 V,表头每一小格表示0.75 V,B错误;定值电阻R1的阻值为R1=-Rg=2.5 kΩ,定值电阻R3的阻值为R3=-(Rg+R1)=12 kΩ,C正确;若改装后电流表的最大量程为0~3 A,则定值电阻R2的阻值约为R2== Ω≈5 Ω,所以D错误。
8.答案 (1)图见解析 (2)C (3)AC
解析 (1)微安表与分流电阻并联可以改装成大量程电流表,根据题图(a)所示电路图连接实物电路图如图所示。
(2)微安表量程为250 μA,由题图(c)所示表盘可知,其分度值为5 μA,示数为160 μA,标准毫安表示数为16.0 mA,标准毫安表示数为微安表示数的=100倍,改装后电流表量程为250×10-6×100 A=25×10-3 A=25 mA,选项C正确。
(3)由(2)分析可知,改装后电流表量程偏大,则流过分流电阻的电流偏大,由并联电路特点可知,分流电阻阻值偏小,如果R值计算错误,接入的电阻偏小会导致改装后电流表量程偏大,选项C正确,D错误。把微安表改装成大量程电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值R=。如果微安表内阻Rg测量值错误,微安表内阻实际阻值大于1 200 Ω,即内阻Rg测量值偏小,并联电阻阻值R=偏小,会导致改装后电流表量程偏大,选项A正确,B错误。
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