11.4 串联电路和并联电路 讲义-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
2026-09-01
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精品
摘要:
本讲义聚焦高中物理“串联电路和并联电路”核心知识,系统梳理串并联电路的电流、电压、电阻特点,总电阻比较及滑动变阻器两种接法,电表改装原理,半偏法测电表内阻实验,形成从基础规律到实际应用的递进式学习支架。
资料通过定义解析、规律总结、典例变式题设计,强化科学思维中的模型建构与科学推理,半偏法实验步骤及误差分析培养科学探究能力。课中辅助教师高效授课,课后助力学生通过练习巩固物理观念,查漏补缺。
内容正文:
11.4串联电路和并联电路(知识解读)(解析版)
•知识点1 串、并联电路中的电流
•知识点2 串、并联电路中的总电阻的比较
•知识点3 电表的改装
•知识点4 半偏法测电表内阻
•作业 随堂检测
知识点1 串、并联电路中的电流
1、串联电路:把几个导体或用电器依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图甲所示。
2、并联电路:把几个导体或用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示。
3、串、并联电路中的电流、电压、电阻特点
电路类型
串联电路
并联电路
电流关系
各处电流相等,即I=I1=I2=…=In
总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+…+In
电压关系
总电压等于各部分电压之和,即U=U1+U2+…+Un
各支路两端电压相等,即U=U1=U2=…=Un
电阻关系
总电阻等于各部分电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn
总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,即=++…+
注意:
(1)解决串联电路问题的基本逻辑是:串联电路中电流处处相等,所以电压之比等于电阻之比,功率之比也等于电阻之比。
(2)解决并联电路问题的基本逻辑是:并联电路中并联部分的电压相等,根据欧姆定律分析电流关系以及分析功率关系。
(3)不管是串联电路还是并联电路,电路的总功率都等于各个电子元器件消耗的功率之和。
【典例1】如图所示的电路中R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,闭合开关,那么通过电阻R1、R2、R3的电流之比I1:I2:I3为( )
A.1:2:3 B.3:1:2 C.2:3:1 D.2:1:3
【答案】D
【详解】由图可知,电阻与先并联,再和串联。
并联电路两端电压相等,即
根据欧姆定律可得
得 ,即
在串联电路中,干路的电流等于各支路电流之和,因此
故
故选D。
【变式1-1】两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,如图所示,两端的电压为U,下列说法正确的是( )
A.通过两棒的电流强度 B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相等
C.两棒的电阻大小 D.相同时间内通过两棒的电荷量相等
【答案】D
【详解】AD.两段铜棒串联,通过两棒的电流强度相等,根据
可知,相同时间内通过两棒的电荷量相等,故A错误,D正确;
B.根据得
因通过两棒的电流强度相等,而横截面积不同,故两棒的自由电子定向移动的平均速率不相等,故B错误;
C.两棒材料相同,长度相等,横截面积
根据可知,,故C错误。
故选D。
【变式1-2】(多选)如图所示,,,,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,与的电压之比为5∶1
B.S闭合时,与两端的电压之比为2∶5
C.S闭合时,通过与的电流之比为1∶1
D.S闭合时,通过与的电流之比为1∶5
【答案】BC
【详解】A.S断开时,与串联,由串联电路特征可知电压比等于电阻比,即与两端的电压之比为1∶5,A错误;
BCD.S闭合时,与并联再与串联,由串并联关系可知,与电压相等,又因为电阻相等,故通过与的电流之比为1∶1,流过的电流为总电流,故通过与的电流之比为2∶1,由欧姆定律
可知与两端的电压之比为2∶5,BC正确,D错误。
故选BC。
【变式1-3】如图所示的电路中,、之间电压恒定,电阻,,所有电表均为理想电表。当开关S闭合时,电压表示数,电流表示数。当开关S断开时,求:
(1)电阻的阻值;
(2)电压表和电流表的示数。
【详解】(1)开关S闭合时,电阻和并联,如图所示,电压表示数等于、之间的电压,通过电阻的电流,通过电阻的电流
解得电阻的阻值
(2)依题意,、之间电压恒定为,开关S断开时,电阻、串联后再与电阻并联,如图所示,电压表测量电阻两端的电压,通过电阻、的电流,则电阻两端的电压
解得,即电压表示数为8V
电流表测量干路电流,则有,由上问可知
解得,即电流表示数为3A
知识点2 串、并联电路中的总电阻的比较
1、串、并联电路总电阻的比较
串联电路的总电阻R总
并联电路的总电阻R总
不同点
n个相同电阻R串联,总电阻R总=nR
n个相同电阻R并联,总电阻R总=
R总大于任一电阻阻值
R总小于任一支路电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻
一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻
相同点
多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小
2、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
【典例2】如图所示的电路中, 电阻R₁为5Ω, R₂为10Ω, R₃为10Ω。另有一个电压恒为90V的电源。则( )
A.当 CD间短路时,AB间等效电阻为5Ω
B.当 CD间短路时,AB间等效电阻为15Ω
C.当AB两端接通测试电源时,CD两端的电压为30V
D.当AB两端接通测试电源时,CD两端的电压为60V
【答案】D
【详解】AB.当间短路时,点与点连通,此时从端看进去,电阻与并联,然后再与串联。间等效电阻为: 故AB错误;
CD.当两端接通测试电源时,端处于开路状态,电阻中无电流通过,相当于导线。电路结构等效为与串联。电路中的电流为
两端的电压等于两端的电压(因为上无电压降) ,故C错误,D正确;
故选 D。
【变式2-1】两电阻分别为4Ω与4Ω,并联后的总电阻为( )
A.0Ω B.2Ω C.4Ω D.8
【答案】B
【详解】由并联电路总电阻满足规律有
解得。
故选B。
【变式2-2】(多选)关于并联电路,下列说法中正确的是( )
A.总电阻阻值必大于每一个电阻阻值
B.其中一个电阻阻值增大时,总电阻阻值必减小
C.再并联一个电阻时,总电阻阻值必减小
D.拿掉一个电阻时,总电阻阻值必增大
【答案】CD
【详解】A.并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻倒数之和,因此总电阻小于任一分电阻阻值,A错误;
B.设并联电路中两个电阻分别为、,总电阻
若增大,分子增大,分母增大,但总电阻随增大而增大,B错误;
C.原总电阻为,再并联一个电阻,新总电阻倒数
因
则
即,总电阻必减小,C正确;
D.拿掉一个电阻后,并联电阻数量减少,总电阻倒数较原来减小,故总电阻增大,D正确;
故选CD。
【变式2-3】某电表的内部电路图如图所示,当使用a、b两个端点时该电表为电流表,最大测量值I=0.6A;当使用a、c两个端点时该电表为电压表,最大测量值U=15V。已知灵敏电流计的满偏电流Ig=0.1A,电阻R2=15Ω,求:
(1)灵敏电流计的内阻;
(2)电阻R1的阻值。
【详解】(1)当使用a、b两个端点时该电表为电流表,最大测量值I=0.6A;当使用a、c两个端点时该电表为电压表,最大测量值U=15V;
由欧姆定律
解得灵敏电流计的内阻
(2)由并联知识有
解得电阻R1的阻值
知识点3 电表的改装
1、表头
电表类型
表头
定义
小量程的电流表,通过表头的电流可以从刻度盘上读出来。
内阻Rg
小量程电流表G的电阻。
满偏电流Ig
小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流。
满偏电压Ug
小量程电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压,由欧姆定律可知:Ug=IgRg。
2、电压表、电流表的改装及其特点
电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头看成一个电阻Rg即可.无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流并不改变。
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=
使用
并联在被测电路两端,“+”接线柱接电势较高的一端
串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入
注意:选用电流表、电压表时,应考虑所测电流、电压的最大值不能超出仪表的量程,以确保不损坏仪器。在实验电路中测量电流、电压时,电流表、电压表指针偏转角度不宜过小,以减少误差。
当电流表和电压表不能看成理想的电表时,即表的内阻不能忽略时,电流表看成一个小电阻,其示数为流过此电阻的电流,电压表看成一个大电阻,其示数为此电阻两端的电压。
电流表A与电压表V的指针偏转角度越大,相对误差越小。
【典例3-1】如图所示,电流表A的量程为0~0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的3倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.1、2接线柱接入电路时,每一小格表示0.08A
B.1、2接线柱接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的
C.1、3接线柱接入电路时,每一小格表示0.06A
D.1、3接线柱接入电路时,每一小格表示的电流大小发生了变化
【答案】A
【详解】AB.将接线柱1、2接入电路时,R1的阻值等于电流表内阻的,通过电流表的电流为通过R1电流的,接线柱1、2间流过的总电流为电流表示数的4倍,每一小格表示0.08A,故A正确,B错误;
CD.将接线柱1、3接入电路时,电流表先与R1并联,再与R2串联,而串联对电流没影响,故每一小格仍表示0.08A,故CD错误。
故选A。
【典例3-2】(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计和一个变阻器组成,它们中一个是电压表,另一个是电流表,丙电路是由一个灵敏电流计和三个定值电阻、和组成的双量程电流表,则( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.乙表是电压表,R减小时量程减小
C.丙表中只增大的阻值,两个量程均变大
D.丙表中只增大的阻值,量程1变小,量程2变大
【答案】BC
【详解】A.甲图中灵敏电流计与并联,是改装电流表。设表的满偏电流为,内阻为,改装后当表满偏时,总电流(量程)
故增大时,表满偏对应的总电流减小,量程减小,故A错误;
B.乙图中灵敏电流计与串联,是改装电压表。当表满偏时,总电压(量程)
R减小时总电压减小,量程减小。故B正确;
CD.丙图中,表笔接负接线柱和1接线柱时,与、串联后与并联,满偏时
整理得量程
表笔接负接线柱和2接线柱时,与串联后与并联,满偏时
整理得量程
只增大时,、均增大,两个量程都变大,故C正确,D错误。
故选BC。
【典例3-3】某同学要将一小量程电流表(满偏电流为,内阻为)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻,。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~______mA;
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程与接在A端时的量程之比为______;
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用______(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【答案】(1)
(2)
(3)乙
【详解】(1)当S接A时,表头与并联。满偏时表头两端电压,流过的分流为
总电流即量程
(2)当S接B时,与并联,满偏时表头电流仍为,总电流即量程:
因此量程之比。
(3)甲图是电流表外接法,误差来自电压表的分流,由于电压表内阻未知,无法消除分流带来的误差。乙图中,电压表测量改装电流表和的总电压,电流表测量的电流,根据
为已知的改装电流表内阻,可以消去电流表分压带来的误差,修正系统误差。
故选乙电路。
【变式3-1】如图所示,两只小量程电流表分别与定值电阻串联或并联,下列说法正确的是( )
A.甲图是改装成电流表的电路
B.乙图是改装成电压表的电路
C.R1越大,甲表的量程越大
D.R2越大,乙表的量程越大
【答案】C
【详解】A.图甲中,小量程电流表与电阻串联,根据串联分压可知,甲图是改装成电压表的电路,故A错误;
B.图乙中,小量程电流表与电阻并联,根据并联分流可知,乙图是改装成电流表的电路,故B错误;
C.设表头的满偏电流为,内阻为,利用串联分压的原理有
可知越大,甲表的量程越大,故C正确;
D.利用并联分流的原理有
可知越大,乙表的量程越小,故D错误。
故选C。
【变式3-2】(多选)如图所示,其中电流表的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.06 A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A
【答案】AC
【详解】AB.此时电流表与并联,根据并联电路电压相等
当电流表满偏(电流为)时,
代入,得的电流。
流过接线柱1的总电流
因此每小格表示的电流为, 故A正确,B错误;
CD.此时电路结构为:电流表与并联后,整体再与串联。
电流表的量程仍为
因此每小格表示的电流为, 故C正确,D均错误。
故选 AC。
【变式3-3】关于电流表、电压表的改装:
(1)有一个满偏电流为100mA的毫安表,电表内阻为9Ω,现将该毫安表的量程扩大至0.6A,则应并联一个阻值为_____Ω的电阻。
(2)如图所示为一双量程电压表的示意图,已知电流表G的量程为0~10mA,内阻为60Ω,图中串联的分压电阻R1=440Ω,则R2=_____Ω。
【答案】(1)1.8
(2)1000
【详解】(1)根据电表的改装原理可知,设并联的电阻大小为,根据并联电路电压相等可得
其中,,,解得。
(2)电流表G的满偏电流为,内阻为,根据电表的改装原理可知,,
根据,,
解得。
知识点4 半偏法测电表内阻
1、测量电流表内阻的实验步骤
(1)先断开S2,再闭合S1,调节R1使G表满偏;
(2)保持R1不变,闭合S2,只调节R2,使电表半偏,当电流表读数等于Im时记录下R2的值,则RA=R2。
(3)测量结果偏小,原因:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
(4)减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≫RA。
2、测量电压表内阻的实验步骤
(1)将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1使V表满偏,保持R1不变,只调节R2,使电压表半偏,则RV=R2。
(2)测量结果偏大,原因::当R2的阻值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏大;显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。
(3)减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≪RV。
【典例4】某物理兴趣小组要将一个内阻未知的电流表改装成量程为的电压表,为此他们用如图所示电路测定该电流表的内阻,实验室可提供的器材如下:
A.电流表G:满偏电流为,内阻未知
B.干电池E:
C.滑动变阻器:最大阻值,额定电流
D.滑动变阻器:最大阻值约,额定电流
E.电阻箱:阻值范围。
F.开关两个,导线若干
(1)滑动变阻器R应选用________(选填“C”或“D”),将开关、都断开,连接好实物,使滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表G的示数为。
(2)闭合开关,调节电阻箱的阻值为时电流表G的示数为。则电流表G的内阻________。
(3)将该电流表改装成量程为6V的电压表,需串联电阻的阻值为________。
【答案】(1)C
(2)100
(3)19900
【详解】(1)本实验采用半偏法测电流表内阻,为了减小实验误差,要求滑动变阻器的阻值远大于电流表内阻,使得闭合开关后干路电流近似不变。滑动变阻器选择阻值大的。
故选C。
(2)闭合前,电流表读数为。闭合后,调节电阻箱,电流表读数为。由于滑动变阻器阻值较大,认为干路电流保持不变。此时流过电阻箱的电流
因为与并联,电压相等,即
代入数据解得
(3)将电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻。电流表满偏电流,内阻,根据串联电路电压规律
可得串联电阻
【变式4-1】如图所示是半偏法测电流表内阻的电路图,测量的过程包含以下几个主要的步骤:
①闭合k1,调节R1的阻值,使电流表满偏;
②闭合k2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表半偏;
③此时R2的读数即为电流表内阻测量值;
④将R1的阻值调到最大;
以上步骤,合理的顺序是( )
A.①④②③ B.④①②③ C.④②①③ D.④③②①
【答案】B
【详解】半偏法测量电流表内阻时,为了保护电流表,应首先把干路中的变阻箱R1调到最大,然后闭合k1接通电路,并调节R1使电流表达到满偏电流Ig,再闭合k2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表示数半偏,由于变阻箱R2和电流表并联其电压相等,电流均为故电流表的内阻值等于此时的R2;故合理的顺序为④①②③,故选B。
【变式4-2】(多选)在用半偏法测表头G内阻的实验中,赵老师设计了如图电路,其中R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。则下列说法中正确的是( )
A.为了减小误差,赵老师可以将滑片P适当向右移动
B.其他条件不变,采用总电阻较大的滑动变阻器R1也可以减小误差
C.为减小误差,在闭合开关S2后,赵老师可以适当调节增大R1
D.表头的实际内阻比采用这种方法测出的内阻略大
【答案】AD
【详解】A.滑片P向右移动,能增加左端电路两端的电压,通过调节R1使干路电流达到满偏,此时R1电阻较大,左边电表和电阻R2的影响较小,左边电阻改变整个电阻的影响小,总电流改变不是很大,减小误差,故A正确;
B.其他条件不变,采用总电阻较大的滑动变阻器R1会使电路中的电流太小,反而增大误差,故B错误;
C.根据半偏法测表头G内阻的实验原理,在闭合开关S2后,不能调节R1,故C错误;
D.当开关S2闭合后,并联部分的电阻减小,总电流偏大,所以流过电阻箱R2的电流应大于电流表满偏电流的一半,所以该测量值小于真实值;故D正确。
故选AD。
【变式4-3】半偏法测电流表(量程为,内阻约为)内阻实验电路图如图所示。实验步骤如下:
①断开,闭合,调节,使电流表读数等于其量程;
②保持不变,闭合,调节,使电流表读数等于,然后读出的值为,则。
(1)闭合前,应使的滑片置于最______端(选填“左”或“右”);
(2)其中一些实验器材:
直流电源∶(电动势为15V,内阻不计)
滑动变阻器∶最大阻值为
滑动变阻器∶最大阻值为
则滑动变阻器应选______(选填“”或“”);
(3)实验步骤调整为断开,闭合,调节,使电流表读数等于,保持不变,闭合,调节,使电流表读数等于,然后读出的值为,则______。
【答案】(1)右
(2)
(3)
【详解】(1)为了实验的安全,应该在实验开始前使电路的总电阻最大,所以滑动变阻器要调节到最右端。
(2)为了使电流表能够满偏,回路中的总电阻应该达到
只有选用才能调节。
(3)根据题干的描述,此时干路的总电流为,当流经电流表的电流是时,流经的电流大小是
根据并联电路的特点,电流表内阻与的比值为,电流表的内阻大小是。
1.三个定值电阻的阻值分别为R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,接在电压为120V的某电路的两端,则( )
A.串联时,R总=60Ω,I总=1.2A B.串联时,R总=60Ω,I总=2A
C.并联时,R总=100Ω,I总=1.2A D.并联时,R总=5.5Ω,I总=2A
【答案】B
【详解】AB.根据串联电路规律,串联时总电阻R总=R1+R2+R3=60Ω
电流
故A错误,B正确;
CD.根据并联电路规律,并联时满足
总电流
解得,,故CD错误。
故选B。
2.一个电流表的满偏电流,内阻。要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上( )
A.并联一个的电阻 B.串联一个的电阻
C.并联一个的电阻 D.串联一个的电阻
【答案】B
【详解】将电流表改装成电压表需串联一个分压电阻
串联电阻值 的计算公式为:
代入数据解得
故选 B。
3.如图所示的电路中,,滑动变阻器的最大阻值为,则两端的总电阻的最大值与最小值的和是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】当变阻器R3=12Ω时,A、B两端的总电阻最大,为
当变阻器R3的接入电路的电阻为0时,A、B两端的总电阻最小,为Rmin=R1=6Ω
A、B两端的总电阻的最大值与最小值的和是18Ω。
故选C。
4.导体的伏安特性如图所示,图线1表示导体的电阻为R1,图线2表示导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1=1Ω,
B.R1:R2=3:1
C.将R1与R2并联后接于电源上,则它们的电流比I1:I2=3:1
D.将R1与R2串联后接于电源上,则它们的电压之比U1:U2=3:1
【答案】C
【详解】AB.图像中,图像斜率的倒数表示电阻,则,
所以,故AB错误;
C.根据欧姆定律可知,将R1与R2并联后接于电源上,则它们的电流与电阻成反比,所以,故C正确;
D.根据欧姆定律可知,将R1与R2串联后接于电源上,则它们的电压与电阻成正比,所以,故D错误。
故选C。
5.一个型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为,内阻忽略不计,则( )
A.当两端接通测试电源时,两端的电压为
B.当两端接通测试电源时,两端的电压为
C.当端短路时,之间的等效电阻是
D.当端短路时,之间的等效电阻是
【答案】A
【详解】A.当两端接通测试电源时开路,无电流,电路为与串联,总电阻
电路电流
两端电压等于两端电压,故A正确;
B.当两端接通测试电源时开路,无电流,电路为与串联,总电阻
电流
两端电压等于两端电压,故B错误;
C.当端短路时与连通,与并联后,再与串联,等效电阻,故C错误;
D.当端短路时与连通,与并联后,再与串联,等效电阻,故D错误。
故选A 。
6.某同学按照如图所示的电路来探究电流与电阻的关系。电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格为“,0.5A”,该同学用阻值为的定值电阻分别进行了5次实验,并记录实验数据。以下说法正确的是( )
A.实验中滑动变阻器的作用是使定值电阻两端电压各不相同
B.多次实验是为了减小误差
C.由记录的实验数据可知,通过和电阻的电流之比为
D.实验中定值电阻两端的电压只能控制在之间
【答案】D
【详解】A.探究电流与电阻的关系,必须保证电阻两端的电压不变,因此,实验中滑动变阻器的作用是使定值电阻两端电压相同,故A错误;
B.本实验多次实验的目的是避免实验的偶然性,使实验结论更具有普遍性,故B错误;
C.根据上述分析可知,定值电阻两端的电压不变,结合欧姆定律可知,通过和电阻的电流之比为,故C错误;
D.根据欧姆定律可知,电路中的电流
电压表的示数为
为了保证定值电阻两端的电压不变,当定值电阻增大时,滑动变阻器接入电路中的阻值也要随之增大,因此当滑动变阻器接入电路中的阻值最大时,定值电阻的阻值也是最大,对应电路中的电流最小,则有
则定值电阻两端的电压
由题可知,电路中的最大电流
同理可知,电路中对应的定值电阻应为最小,则定值电阻两端的电压
即实验中定值电阻两端的电压只能控制在之间,故D正确。
故选D。
7.(多选)某一电流计G的满偏电流为Ig、内阻为Rg,与一电阻箱R并联后构成一电流表A,接在电路中的M、N两点。下列说法正确的是( )
A.若增大电阻箱的电阻R,电流表A的量程减小
B.若增大电阻箱的电阻R,电流表A的量程增大
C.若改装后的电流表A量程偏小,可以适当将电阻箱R调大一些加以修正
D.若改装后的电流表A量程偏大,可以适当将电阻箱R调大一些加以修正
【答案】AD
【详解】AB.当电流计G的满偏电流为Ig时,电阻箱的电阻R越大,流过电阻箱的电流越小,电流表的量程越小,故A正确,B错误;
C.若改装后的电流表A量程偏小,说明流过电阻箱的电流偏小,是因为电阻箱的电阻R偏大,应该适当将电阻箱R调小一些加以修正,故C错误;
D.若改装后的电流表A量程偏大,说明流过电阻箱的电流偏大,是因为电阻箱的电阻R偏小,应该适当将电阻箱R调大一些加以修正,故D正确。
故选AD。
8.(多选)如图所示,电路两端的电压恒为U。滑动变阻器的最大阻值为R=5Ω,负载电阻为R0=5Ω,以下说法正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片置于a时,R0的分压为
B.滑动变阻器的滑片置于b时,R0的分压为U
C.滑动变阻器的滑片置于a时,电路的总阻值为10Ω
D.滑动变阻器的滑片置于b时,电路的总阻值为2.5Ω
【答案】BD
【详解】AC.滑片置于a时,R0与导线并联,R0被导线短路,R0的分压为0,电路中的总电阻Ω,故AC错误;
BD.滑片置于b时,R0与电源并联,R0的分压为U,电路中的总电阻为,故BD正确;
故选BD。
9.(多选)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为,定值电阻、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A.
B.
C.若仅使阻值变小,则和均变大
D.若仅使阻值变小,则和均变大
【答案】AC
【详解】AB.设定值电阻
根据电路结构可知,,故A正确,B错误;
CD.因为,
则当仅使阻值变小时,和均变大;当仅使阻值变小时,则变小,变大,故C正确,D错误。
故选AC。
10.(多选)如图所示,电源电压,电压表量程“”,电流表量程“”,滑动变阻器规格为“,1A”,小灯泡L标有“2.5V,1.25W”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围是
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
C.电压表示数变化范围是0~3V
D.电路中电功率的变化范围是
【答案】BD
【详解】A.由灯泡铭牌得
灯泡额定电流为
为保证灯泡电流不超过额定电流,由欧姆定律得
解得滑动变阻器连入电路的电阻
又滑动变阻器最大阻值为
则电流表示数最小为
电流表示数最大为
所以电流表示数变化范围是,故A错误;
B.由A项分析可知,滑动变阻器连入电路的电阻应满足
又电压表测滑动变阻器两端电压,由串联电路分压得
因电压表量程为,则电压表不超量程时应满足
解得
所以滑动变阻器连入电路的电阻变化范围为,故B正确;
C.由得电压表示数随增大而增大
当时,电压表示数最小为
当时,电压表示数最大为
所以电压表示数变化范围为,故C错误;
D.由电路总功率
得总功率随增大而减小。当时,电路总功率最大为
当时,电路总功率最小为
所以电路中电功率的变化范围是,故D正确。
故选BD。
11.请根据以下内容,完成第(1)题~第(3)题。
在做“测量金属丝的电阻率”的实验中,用如(a)图所示的电路图测量金属丝的电阻。
(1)根据实验电路图,(b)中所示的实物电路中,导线端应当连接在接线柱__________(选填“①”或“②”)上。
(2)某次测量中,电压表量程为,指针见(c)图,其读数为__________。
(3)该实验中,金属丝的电阻测量值偏大,其原因是:在该方案中,电压表的示数__________(选填“大于”“等于”或“小于”)金属丝两端的电压。
【答案】(1)②
(2)2.80
(3)大于
【详解】(1)根据实验电路图,因电流表内接,则(b)中所示的实物电路中,导线端应当连接在接线柱②上。
(2)电压表量程为,最小刻度为0.1V,则指针读数为2.80V;
(3)该实验中,金属丝的电阻测量值偏大,其原因是:在该方案中,因采用电流表内接,则电流表有分压,则电压表的示数大于金属丝两端的电压。
12.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中,实验室备有下列实验器材:
A.电压表(量程0~3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表(量程0~15V。内阻约为75kΩ)
C.电流表(量程0-3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~10Ω,0.6A)
F.变阻器R2(0-200Ω,0.1A)
G.电池组E(电压为3V)
H.待测金属丝(阻值约为5Ω)
I.开关S,导线若干,米尺,螺旋测微器等
(1)为减小实验误差,电压表应选用_____:电流表应选用_____________∶滑动变阻器应选用__________(填器材前面的字母选项)。
(2)甲、乙两位同学分别画出了两个电路图。如上图甲、乙所示。本实验选用__________________(选项“甲或“乙”)图比较合适。
(3)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d。正确连接电路,测得多组电压表示数和对应电流表示数,通过描点作出的U—I图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k。则金属丝的电阻率ρ=_________;(结果用题中所给字母表示)
【答案】(1) A D E
(2)甲
(3)
【详解】(1)[1]由于电源电压为3V,所以电压表选择A误差更小。
[2]待测电阻丝大约电阻为,回路中的最大电流约为
所以选择电流表D误差更小。
[3]实验中利用滑动变阻器的限流接法来进行测量,由于待测电阻的阻值很小,滑动变阻器的阻值范围不应大太多,所以选择器材E。
(2)根据所选器材的内阻值,可以得到
即电流表分压比电压表分流误差更大,所以选择电流表外接法,即电路图甲。
(3)根据欧姆定律公式可得到
所以图像中的斜率k即为待测电阻丝的阻值大小R,根据电阻率公式
可解得
13.由三个电阻连接成的电路如图所示。已知,,。若a、b之间的电压。求:
(1)a、c之间的总电阻R;
(2)a、c两端的总电压U;
(3)通过的电流;
【详解】(1)根据电路图可知与并联,再与串联,则a、c之间的总电阻
(2)流过的电流为
假设流过的电流为,流过的电流为,则
根据欧姆定律可知
解得
a、c两端的总电压为
(3)由上述可知
14.有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现要将它改装成、的两量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
甲 乙
(1)若采用图甲的电路,求R1和R2的阻值;
(2)若采用图乙的电路,则R1的阻值是多少?
【详解】(1)若采用图甲的电路,量程为时,有
量程为时,有
其中,,联立解得,
(2)若采用图乙的电路,量程为时,有
解得
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11.4串联电路和并联电路(知识解读)(原卷版)
•知识点1 串、并联电路中的电流
•知识点2 串、并联电路中的总电阻的比较
•知识点3 电表的改装
•知识点4 半偏法测电表内阻
•作业 随堂检测
知识点1 串、并联电路中的电流
1、串联电路:把几个导体或用电器依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图甲所示。
2、并联电路:把几个导体或用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示。
3、串、并联电路中的电流、电压、电阻特点
电路类型
串联电路
并联电路
电流关系
各处电流相等,即I=I1=I2=…=In
总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+…+In
电压关系
总电压等于各部分电压之和,即U=U1+U2+…+Un
各支路两端电压相等,即U=U1=U2=…=Un
电阻关系
总电阻等于各部分电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn
总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,即=++…+
注意:
(1)解决串联电路问题的基本逻辑是:串联电路中电流处处相等,所以电压之比等于电阻之比,功率之比也等于电阻之比。
(2)解决并联电路问题的基本逻辑是:并联电路中并联部分的电压相等,根据欧姆定律分析电流关系以及分析功率关系。
(3)不管是串联电路还是并联电路,电路的总功率都等于各个电子元器件消耗的功率之和。
【典例1】如图所示的电路中R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,闭合开关,那么通过电阻R1、R2、R3的电流之比I1:I2:I3为( )
A.1:2:3 B.3:1:2 C.2:3:1 D.2:1:3
【变式1-1】两个截面不同,长度相等的均匀铜棒接在电路中,如图所示,两端的电压为U,下列说法正确的是( )
A.通过两棒的电流强度 B.两棒的自由电子定向移动的平均速率相等
C.两棒的电阻大小 D.相同时间内通过两棒的电荷量相等
【变式1-2】(多选)如图所示,,,,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
A.S断开时,与的电压之比为5∶1
B.S闭合时,与两端的电压之比为2∶5
C.S闭合时,通过与的电流之比为1∶1
D.S闭合时,通过与的电流之比为1∶5
【变式1-3】如图所示的电路中,、之间电压恒定,电阻,,所有电表均为理想电表。当开关S闭合时,电压表示数,电流表示数。当开关S断开时,求:
(1)电阻的阻值;
(2)电压表和电流表的示数。
知识点2 串、并联电路中的总电阻的比较
1、串、并联电路总电阻的比较
串联电路的总电阻R总
并联电路的总电阻R总
不同点
n个相同电阻R串联,总电阻R总=nR
n个相同电阻R并联,总电阻R总=
R总大于任一电阻阻值
R总小于任一支路电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻
一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻
相同点
多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小
2、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
【典例2】如图所示的电路中, 电阻R₁为5Ω, R₂为10Ω, R₃为10Ω。另有一个电压恒为90V的电源。则( )
A.当 CD间短路时,AB间等效电阻为5Ω
B.当 CD间短路时,AB间等效电阻为15Ω
C.当AB两端接通测试电源时,CD两端的电压为30V
D.当AB两端接通测试电源时,CD两端的电压为60V
【变式2-1】两电阻分别为4Ω与4Ω,并联后的总电阻为( )
A.0Ω B.2Ω C.4Ω D.8
【变式2-2】(多选)关于并联电路,下列说法中正确的是( )
A.总电阻阻值必大于每一个电阻阻值
B.其中一个电阻阻值增大时,总电阻阻值必减小
C.再并联一个电阻时,总电阻阻值必减小
D.拿掉一个电阻时,总电阻阻值必增大
【变式2-3】某电表的内部电路图如图所示,当使用a、b两个端点时该电表为电流表,最大测量值I=0.6A;当使用a、c两个端点时该电表为电压表,最大测量值U=15V。已知灵敏电流计的满偏电流Ig=0.1A,电阻R2=15Ω,求:
(1)灵敏电流计的内阻;
(2)电阻R1的阻值。
知识点3 电表的改装
1、表头
电表类型
表头
定义
小量程的电流表,通过表头的电流可以从刻度盘上读出来。
内阻Rg
小量程电流表G的电阻。
满偏电流Ig
小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流。
满偏电压Ug
小量程电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压,由欧姆定律可知:Ug=IgRg。
2、电压表、电流表的改装及其特点
电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头看成一个电阻Rg即可.无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流并不改变。
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=
使用
并联在被测电路两端,“+”接线柱接电势较高的一端
串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入
注意:选用电流表、电压表时,应考虑所测电流、电压的最大值不能超出仪表的量程,以确保不损坏仪器。在实验电路中测量电流、电压时,电流表、电压表指针偏转角度不宜过小,以减少误差。
当电流表和电压表不能看成理想的电表时,即表的内阻不能忽略时,电流表看成一个小电阻,其示数为流过此电阻的电流,电压表看成一个大电阻,其示数为此电阻两端的电压。
电流表A与电压表V的指针偏转角度越大,相对误差越小。
【典例3-1】如图所示,电流表A的量程为0~0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的3倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.1、2接线柱接入电路时,每一小格表示0.08A
B.1、2接线柱接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的
C.1、3接线柱接入电路时,每一小格表示0.06A
D.1、3接线柱接入电路时,每一小格表示的电流大小发生了变化
【典例3-2】(多选)如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计和一个变阻器组成,它们中一个是电压表,另一个是电流表,丙电路是由一个灵敏电流计和三个定值电阻、和组成的双量程电流表,则( )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.乙表是电压表,R减小时量程减小
C.丙表中只增大的阻值,两个量程均变大
D.丙表中只增大的阻值,量程1变小,量程2变大
【典例3-3】某同学要将一小量程电流表(满偏电流为,内阻为)改装成有两个量程的电流表,设计电路如图(a)所示,其中定值电阻,。
(1)当开关S接A端时,该电流表的量程为0~______mA;
(2)当开关S接B端时,该电流表的量程与接在A端时的量程之比为______;
(3)该同学选用量程合适的电压表(内阻未知)和此改装电流表测量未知电阻的阻值,设计了图(b)中两个电路。不考虑实验操作中的偶然误差,则使用______(填“甲”或“乙”)电路可修正由电表内阻引起的实验误差。
【变式3-1】如图所示,两只小量程电流表分别与定值电阻串联或并联,下列说法正确的是( )
A.甲图是改装成电流表的电路 B.乙图是改装成电压表的电路
C.R1越大,甲表的量程越大 D.R2越大,乙表的量程越大
【变式3-2】(多选)如图所示,其中电流表的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是( )
A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.06 A
B.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 A
C.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06 A
D.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A
【变式3-3】关于电流表、电压表的改装:
(1)有一个满偏电流为100mA的毫安表,电表内阻为9Ω,现将该毫安表的量程扩大至0.6A,则应并联一个阻值为_____Ω的电阻。
(2)如图所示为一双量程电压表的示意图,已知电流表G的量程为0~10mA,内阻为60Ω,图中串联的分压电阻R1=440Ω,则R2=_____Ω。
知识点4 半偏法测电表内阻
1、测量电流表内阻的实验步骤
(1)先断开S2,再闭合S1,调节R1使G表满偏;
(2)保持R1不变,闭合S2,只调节R2,使电表半偏,当电流表读数等于Im时记录下R2的值,则RA=R2。
(3)测量结果偏小,原因:当闭合S2时,总电阻减小,总电流增大,大于原电流表的满偏电流,而此时电流表半偏,所以流经R2的电流比电流表所在支路的电流大,R2的电阻比电流表的电阻小,而我们把R2的读数当成电流表的内阻,故测得的电流表的内阻偏小。
(4)减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≫RA。
2、测量电压表内阻的实验步骤
(1)将R2的阻值调为零,闭合S,调节R1使V表满偏,保持R1不变,只调节R2,使电压表半偏,则RV=R2。
(2)测量结果偏大,原因::当R2的阻值由零逐渐增大时,R2与电压表两端的总电压也将逐渐增大,因此电压表读数等于Um时,R2两端的电压将大于Um,使R2>RV,从而造成RV的测量值偏大;显然电压表半偏法适用于测量内阻较大的电压表的电阻。
(3)减少误差的方法:选电动势较大的电源E,滑动变阻器R1满足条件为R1≪RV。
【典例4】某物理兴趣小组要将一个内阻未知的电流表改装成量程为的电压表,为此他们用如图所示电路测定该电流表的内阻,实验室可提供的器材如下:
A.电流表G:满偏电流为,内阻未知
B.干电池E:
C.滑动变阻器:最大阻值,额定电流
D.滑动变阻器:最大阻值约,额定电流
E.电阻箱:阻值范围。
F.开关两个,导线若干
(1)滑动变阻器R应选用________(选填“C”或“D”),将开关、都断开,连接好实物,使滑动变阻器接入电路的电阻达到最大后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,使电流表G的示数为。
(2)闭合开关,调节电阻箱的阻值为时电流表G的示数为。则电流表G的内阻________。
(3)将该电流表改装成量程为6V的电压表,需串联电阻的阻值为________。
【变式4-1】如图所示是半偏法测电流表内阻的电路图,测量的过程包含以下几个主要的步骤:
①闭合k1,调节R1的阻值,使电流表满偏;
②闭合k2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表半偏;
③此时R2的读数即为电流表内阻测量值;
④将R1的阻值调到最大;
以上步骤,合理的顺序是( )
A.①④②③ B.④①②③ C.④②①③ D.④③②①
【变式4-2】(多选)在用半偏法测表头G内阻的实验中,赵老师设计了如图电路,其中R0为定值电阻,R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。则下列说法中正确的是( )
A.为了减小误差,赵老师可以将滑片P适当向右移动
B.其他条件不变,采用总电阻较大的滑动变阻器R1也可以减小误差
C.为减小误差,在闭合开关S2后,赵老师可以适当调节增大R1
D.表头的实际内阻比采用这种方法测出的内阻略大
【变式4-3】半偏法测电流表(量程为,内阻约为)内阻实验电路图如图所示。实验步骤如下:
①断开,闭合,调节,使电流表读数等于其量程;
②保持不变,闭合,调节,使电流表读数等于,然后读出的值为,则。
(1)闭合前,应使的滑片置于最______端(选填“左”或“右”);
(2)其中一些实验器材:
直流电源∶(电动势为15V,内阻不计)
滑动变阻器∶最大阻值为
滑动变阻器∶最大阻值为
则滑动变阻器应选______(选填“”或“”);
(3)实验步骤调整为断开,闭合,调节,使电流表读数等于,保持不变,闭合,调节,使电流表读数等于,然后读出的值为,则______。
1.三个定值电阻的阻值分别为R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,接在电压为120V的某电路的两端,则( )
A.串联时,R总=60Ω,I总=1.2A B.串联时,R总=60Ω,I总=2A
C.并联时,R总=100Ω,I总=1.2A D.并联时,R总=5.5Ω,I总=2A
2.一个电流表的满偏电流,内阻。要把它改装成一个量程为10V的电压表,则应在电流表上( )
A.并联一个的电阻 B.串联一个的电阻
C.并联一个的电阻 D.串联一个的电阻
3.如图所示的电路中,,滑动变阻器的最大阻值为,则两端的总电阻的最大值与最小值的和是( )
A. B. C. D.
4.导体的伏安特性如图所示,图线1表示导体的电阻为R1,图线2表示导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1=1Ω,
B.R1:R2=3:1
C.将R1与R2并联后接于电源上,则它们的电流比I1:I2=3:1
D.将R1与R2串联后接于电源上,则它们的电压之比U1:U2=3:1
5.一个型电路如图所示,电路中的电阻,,,另有一测试电源,电动势为,内阻忽略不计,则( )
A.当两端接通测试电源时,两端的电压为
B.当两端接通测试电源时,两端的电压为
C.当端短路时,之间的等效电阻是
D.当端短路时,之间的等效电阻是
6.某同学按照如图所示的电路来探究电流与电阻的关系。电源电压恒为6V,滑动变阻器的规格为“,0.5A”,该同学用阻值为的定值电阻分别进行了5次实验,并记录实验数据。以下说法正确的是( )
A.实验中滑动变阻器的作用是使定值电阻两端电压各不相同
B.多次实验是为了减小误差
C.由记录的实验数据可知,通过和电阻的电流之比为
D.实验中定值电阻两端的电压只能控制在之间
7.(多选)某一电流计G的满偏电流为Ig、内阻为Rg,与一电阻箱R并联后构成一电流表A,接在电路中的M、N两点。下列说法正确的是( )
A.若增大电阻箱的电阻R,电流表A的量程减小
B.若增大电阻箱的电阻R,电流表A的量程增大
C.若改装后的电流表A量程偏小,可以适当将电阻箱R调大一些加以修正
D.若改装后的电流表A量程偏大,可以适当将电阻箱R调大一些加以修正
8.(多选)如图所示,电路两端的电压恒为U。滑动变阻器的最大阻值为R=5Ω,负载电阻为R0=5Ω,以下说法正确的是( )
A.滑动变阻器的滑片置于a时,R0的分压为
B.滑动变阻器的滑片置于b时,R0的分压为U
C.滑动变阻器的滑片置于a时,电路的总阻值为10Ω
D.滑动变阻器的滑片置于b时,电路的总阻值为2.5Ω
9.(多选)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表,已知表头G的满偏电流为,定值电阻、的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时,电流表的量程为,当使用1和3两个端点时,电流表的量程为。下列说法正确的是( )
A. B.
C.若仅使阻值变小,则和均变大 D.若仅使阻值变小,则和均变大
10.(多选)如图所示,电源电压,电压表量程“”,电流表量程“”,滑动变阻器规格为“,1A”,小灯泡L标有“2.5V,1.25W”(灯丝电阻不变)。在保证小灯泡电流不超出额定电流的情况下,移动滑动变阻器的滑片,下列说法正确的是( )
A.电流表示数变化范围是
B.滑动变阻器连入电路的阻值变化范围是
C.电压表示数变化范围是0~3V
D.电路中电功率的变化范围是
11.请根据以下内容,完成第(1)题~第(3)题。
在做“测量金属丝的电阻率”的实验中,用如(a)图所示的电路图测量金属丝的电阻。
(1)根据实验电路图,(b)中所示的实物电路中,导线端应当连接在接线柱__________(选填“①”或“②”)上。
(2)某次测量中,电压表量程为,指针见(c)图,其读数为__________。
(3)该实验中,金属丝的电阻测量值偏大,其原因是:在该方案中,电压表的示数__________(选填“大于”“等于”或“小于”)金属丝两端的电压。
12.某物理学习小组的两位同学采用“伏安法”测金属丝的电阻率实验中,实验室备有下列实验器材:
A.电压表(量程0~3V,内阻约为15kΩ)
B.电压表(量程0~15V。内阻约为75kΩ)
C.电流表(量程0-3A,内阻约为0.2Ω)
D.电流表(量程0~0.6A,内阻约为1Ω)
E.变阻器R1(0~10Ω,0.6A)
F.变阻器R2(0-200Ω,0.1A)
G.电池组E(电压为3V)
H.待测金属丝(阻值约为5Ω)
I.开关S,导线若干,米尺,螺旋测微器等
(1)为减小实验误差,电压表应选用_____:电流表应选用_____________∶滑动变阻器应选用__________(填器材前面的字母选项)。
(2)甲、乙两位同学分别画出了两个电路图。如上图甲、乙所示。本实验选用__________________(选项“甲或“乙”)图比较合适。
(3)测得金属丝接入电路部分的长度L和金属丝直径的平均值d。正确连接电路,测得多组电压表示数和对应电流表示数,通过描点作出的U—I图像为一条过原点的倾斜直线,其斜率为k。则金属丝的电阻率ρ=_________;(结果用题中所给字母表示)
13.由三个电阻连接成的电路如图所示。已知,,。若a、b之间的电压。求:
(1)a、c之间的总电阻R;
(2)a、c两端的总电压U;
(3)通过的电流;
14.有一块小量程电流表,满偏电流为,内阻为。现要将它改装成、的两量程电流表,某同学除了参考电路图甲外,还设计了如图乙所示电路。
甲 乙
(1)若采用图甲的电路,求R1和R2的阻值;
(2)若采用图乙的电路,则R1的阻值是多少?
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