期中复习:计算电阻混联时的电压、电流和电阻、电表改装问题 专项训练-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
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期中复习:计算电阻混联时的电压、电流和电阻、电表改装问题专项训练
期中复习:计算电阻混联时的电压、电流和电阻、电表改装问题专项训练
考点目录
计算电阻混联时的电压、电流和电阻
电表改装问题
考点一 计算电阻混联时的电压、电流和电阻
例1.(26-27高二上·贵州·阶段检测)在如图所示的电路中,电阻。
(1)求电路的总电阻R;
(2)若通过电阻的电流,求电阻两端的电压U。
例2.(26-27高二上·山东聊城·阶段检测)如图所示,电源的输出电压恒为E=24V,定值电阻,,。初始时,开关S1闭合、S2断开,电流表示数。电表均为理想电表且电压表0刻度线在表盘中间。现将开关S1、S2均闭合,求:
(1)电流表示数I2;
(2)电压表示数U。
例3.(26-27高二上·青海海东·阶段检测)如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2= 15Ω,R3= 30Ω,闭合开关S,理想电流表的示数I2 = 0.4A。求:
(1)三个电阻的总电阻R;
(2)流过电阻R1的电流I1。
变式1.(25-26高二上·甘肃白银·期中)已知UAB=18 V,R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω,求:
(1)A、B间的总电阻。
(2)经过每个电阻上的电流大小。
(3)电流表和电压表的示数。
变式2.(25-26高二上·四川遂宁·期中)如图所示电路中,电阻R1=12kΩ,R2=36kΩ,A、B两端的电压保持28V不变,电压表V的内阻是12kΩ,那么:
(1)当S与C接触时电压表的读数是多少?
(2)当S与D接触时电压表的读数是多少以及与D接触时通过电压表的电流是多少?
变式3.(24-25高二上·湖北武汉·期中)如图所示电路中,电源电压U恒定,Ⅰ是滑动变阻器,Ⅱ是定值电阻。将滑动变阻器滑片调至中央位置时,安培表A的示数为,伏特表和的示数分别为和。所有电表均为理想电表。求:
(1)滑动变阻器的总电阻值;
(2)定值电阻Ⅱ的阻值;
(3)调节滑片的过程中,安培表A的示数会发生变化。当安培表A的示数最小时,滑片两边的电阻值各为多少?此时电流表的示数多大?
考点二 电表改装问题
例1.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)如图甲所示是一个双量程电压表原理图,量程分别为和。表头是一个内阻,满偏电流为的毫安表。
(1)求、的电阻大小;
(2)如图乙所示是用以上器材组装的电流表,求该电流表的量程(结果可用分数表示)。
例2.(26-27高二上·河南周口·阶段检测)如图是一种多用电表的原理示意图,其中是量程为的电流表,其内阻,、为定值电阻,。已知当开关拨至触点“1”时,能够测量的最大电流为,求:
(1)电阻的阻值;
(2)开关拨至触点“2”时,能够测量的最大电压。
例3.(26-27高二上·辽宁葫芦岛·阶段检测)如图所示,某同学用量程为0~2mA的小量程电流表(简称表头)和两个电阻箱组装成一个多量程电表。当选择a、b两个端点且电阻箱甲的阻值调至R1=2Ω时电表的量程为0~0.2A。
(1)求量程为0~0.2A时电表的等效内阻Rg';
(2)保持电阻箱甲的阻值不变,选择a、c两个端点时电表的量程为0~15V,求电阻箱乙的阻值R2。
变式1.(26-27高二上·江苏·阶段检测)图为某同学改装的两用电表的电路图,图中表头G的满偏电流,内阻,和为定值电阻。当使用、两个接线柱时,电表是量程为的电流表;当使用、两个接线柱时,电表是量程为的电压表。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)定值电阻的阻值。
变式2.(25-26高二上·安徽芜湖·阶段检测)在电学实验中,将灵敏电流计(符号为G)串联一个大阻值电阻可以改装成大量程的电压表,而并联一个小阻值的电阻可以改装成大量程的电流表。现将一个内阻为,满偏电流的灵敏电流计进行如下改装。
(1)串联一个电阻,使之变成量程为的电压表,如图甲所示。求的阻值;
(2)并联两个电阻、,使之变成量程分别为和的双量程电流表,如图乙所示。试在图中接线柱旁的方框内标上对应的最大量程值,并求出相应、的阻值。
变式3.(25-26高二上·安徽池州·期中)物理实验中,电表量程不合适常常需要根据串并联知识对电表进行改装。实验室有内阻为200、满偏电流Ig为2mA的表头(电路符号为G),现需将其改装为量程为0~10V的电压表和量程为0~1A的电流表。
(1)分别画出表头改装为电压表、电流表的电路原理图(所需电阻分别用R1、R2表示);
(2)计算表头改装为电压表所需的电阻R1;
(3)计算表头改装为电流表所需的电阻R2(此问保留两位小数)。
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期中复习:计算电阻混联时的电压、电流和电阻、电表改装问题专项训练
考点目录
计算电阻混联时的电压、电流和电阻
电表改装问题
考点一 计算电阻混联时的电压、电流和电阻
例1.(26-27高二上·贵州·阶段检测)在如图所示的电路中,电阻。
(1)求电路的总电阻R;
(2)若通过电阻的电流,求电阻两端的电压U。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)和先并联,再与串联。
根据并联电阻公式,、的并联电阻为
总电阻为与的串联值
(2)因为、并联且阻值相等,所以通过的电流也为,干路总电流为两支路电流之和
因此两端的电压
例2.(26-27高二上·山东聊城·阶段检测)如图所示,电源的输出电压恒为E=24V,定值电阻,,。初始时,开关S1闭合、S2断开,电流表示数。电表均为理想电表且电压表0刻度线在表盘中间。现将开关S1、S2均闭合,求:
(1)电流表示数I2;
(2)电压表示数U。
【答案】(1)4A
(2)8V
【详解】(1)开关S1闭合、S2断开时,有
代入数据解得
开关S1、S2均闭合时,有
代入数据解得
(2)开关S1、S2均闭合时,根据并联电路的特点可知,流过R1、R2的电流与流过R3的电流之比等于电阻值的反比,所以流过R1、R2的电流为
流过R3的电流为
所以电压表示数为
例3.(26-27高二上·青海海东·阶段检测)如图所示的电路中,电阻R1=6Ω,R2= 15Ω,R3= 30Ω,闭合开关S,理想电流表的示数I2 = 0.4A。求:
(1)三个电阻的总电阻R;
(2)流过电阻R1的电流I1。
【答案】(1)16Ω
(2)0.6A
【详解】(1)三个电阻的总电阻
(2)R2两端的电压
可知R3两端的电压
R3的电流
流过电阻R1的电流
变式1.(25-26高二上·甘肃白银·期中)已知UAB=18 V,R1=5 Ω,R2=R3=10 Ω,求:
(1)A、B间的总电阻。
(2)经过每个电阻上的电流大小。
(3)电流表和电压表的示数。
【答案】(1)6Ω
(2),
(3)3.0A,12V
【详解】(1)根据与串联再与并联,则A、B间的总电阻为
(2)由欧姆定律流过的电流为
与串联电流相同,则
(3)根据并联干路电流等于各支路电流之和,则电流表的示数为
电压表测量的是的电压,则
变式2.(25-26高二上·四川遂宁·期中)如图所示电路中,电阻R1=12kΩ,R2=36kΩ,A、B两端的电压保持28V不变,电压表V的内阻是12kΩ,那么:
(1)当S与C接触时电压表的读数是多少?
(2)当S与D接触时电压表的读数是多少以及与D接触时通过电压表的电流是多少?
【答案】(1)4V
(2)12V,1×10-3A
【详解】(1)当S与C接触时,电压表与并联,并联部分的电阻为
则电压表的读数为
(2)当S与D接触时,电压表与并联,并联部分的电阻为
则电压表的读数为
通过电压表的电流为
变式3.(24-25高二上·湖北武汉·期中)如图所示电路中,电源电压U恒定,Ⅰ是滑动变阻器,Ⅱ是定值电阻。将滑动变阻器滑片调至中央位置时,安培表A的示数为,伏特表和的示数分别为和。所有电表均为理想电表。求:
(1)滑动变阻器的总电阻值;
(2)定值电阻Ⅱ的阻值;
(3)调节滑片的过程中,安培表A的示数会发生变化。当安培表A的示数最小时,滑片两边的电阻值各为多少?此时电流表的示数多大?
【答案】(1)
(2)
(3),,0.4A
【详解】(1)在题设条件下,滑动变阻器的左部分的阻值为
按题意有,右部分的阻值为
则得
(2)通过滑动变阻器的总电流为
通过定值电阻的电流为
定值电阻的阻值为
(3)当滑动变阻器左右两部分的阻值分别为和时,设安培表的示数为,有
可知,当时,安培表示数有最小值为。
考点二 电表改装问题
例1.(26-27高二上·河北秦皇岛·阶段检测)如图甲所示是一个双量程电压表原理图,量程分别为和。表头是一个内阻,满偏电流为的毫安表。
(1)求、的电阻大小;
(2)如图乙所示是用以上器材组装的电流表,求该电流表的量程(结果可用分数表示)。
【答案】(1),
(2)(或)
【详解】(1)根据
代入数据解得
根据
代入数据解得
(2)根据,
解得
例2.(26-27高二上·河南周口·阶段检测)如图是一种多用电表的原理示意图,其中是量程为的电流表,其内阻,、为定值电阻,。已知当开关拨至触点“1”时,能够测量的最大电流为,求:
(1)电阻的阻值;
(2)开关拨至触点“2”时,能够测量的最大电压。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)开关S拨至触点“1”时,电阻R1与电流表G并联,表头指针满偏时干路电流达到最大测量值,此时通过表头的电流为3mA、干路电流为60mA,则通过R1的电流为
并联电路各支路两端电压相等,有
解得
(2)开关S拨至触点“2”时,电阻R2与电流表G、电阻R1的并联部分串联,表头指针满偏时并联部分两端电压为
此时通过R1的电流为
干路电流为
R2两端电压为
能够测量的最大电压为
例3.(26-27高二上·辽宁葫芦岛·阶段检测)如图所示,某同学用量程为0~2mA的小量程电流表(简称表头)和两个电阻箱组装成一个多量程电表。当选择a、b两个端点且电阻箱甲的阻值调至R1=2Ω时电表的量程为0~0.2A。
(1)求量程为0~0.2A时电表的等效内阻Rg';
(2)保持电阻箱甲的阻值不变,选择a、c两个端点时电表的量程为0~15V,求电阻箱乙的阻值R2。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)电表以a、b两个端点串联接入时,表头与电阻箱甲并联,设此时电表的量程电流为,表头的满偏电流为,通过电阻箱甲的电流
表头的满偏电压
电流等于量程电流时,电表两端电压
电表的等效内阻
(2)表头指针满偏时通过电阻箱乙的电流
电阻箱乙两端电压
电阻箱乙的阻值
变式1.(26-27高二上·江苏·阶段检测)图为某同学改装的两用电表的电路图,图中表头G的满偏电流,内阻,和为定值电阻。当使用、两个接线柱时,电表是量程为的电流表;当使用、两个接线柱时,电表是量程为的电压表。求:
(1)定值电阻的阻值;
(2)定值电阻的阻值。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)接AB时,
代入数据解得
(2)接AC时,
代入数据解得
变式2.(25-26高二上·安徽芜湖·阶段检测)在电学实验中,将灵敏电流计(符号为G)串联一个大阻值电阻可以改装成大量程的电压表,而并联一个小阻值的电阻可以改装成大量程的电流表。现将一个内阻为,满偏电流的灵敏电流计进行如下改装。
(1)串联一个电阻,使之变成量程为的电压表,如图甲所示。求的阻值;
(2)并联两个电阻、,使之变成量程分别为和的双量程电流表,如图乙所示。试在图中接线柱旁的方框内标上对应的最大量程值,并求出相应、的阻值。
【答案】(1)
(2),,
【详解】(1)令,由电压分配关系可得
解得
(2)由电流分配关系可知:支路只有时分流更大,因而对应的电流表量程更大。
故最大量程如图所示。
令,,则 ,
联立两个方程,解得,
变式3.(25-26高二上·安徽池州·期中)物理实验中,电表量程不合适常常需要根据串并联知识对电表进行改装。实验室有内阻为200、满偏电流Ig为2mA的表头(电路符号为G),现需将其改装为量程为0~10V的电压表和量程为0~1A的电流表。
(1)分别画出表头改装为电压表、电流表的电路原理图(所需电阻分别用R1、R2表示);
(2)计算表头改装为电压表所需的电阻R1;
(3)计算表头改装为电流表所需的电阻R2(此问保留两位小数)。
【答案】(1)见解析
(2)
(3)
【详解】(1)
表头改装为电压表电路如图
表头改装为电流表电路如图
(2)由串联电路特点,结合欧姆定律可得
解得
(3)由并联电路特点,结合欧姆定律可得
解得
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