物理必修 第三册第4节 串联电路和并联电路当堂达标检测题

第3章　恒定电流

第4节　串联电路和并联电路

基础过关练

题组一　串、并联电路及混联电路的分析

1.(多选)下列说法中正确的是 (　　)

A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联后,总电阻为零

B.并联电路任一支路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),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),总电阻一定减小

2.三个电阻之比为R1∶R2∶R3=1∶2∶5,将这三个电阻并联,则通过这三个支路的电流之比I1∶I2∶I3为              (　　)

A.1∶2∶5 B.5∶2∶1

C.10∶5∶2 D.2∶5∶10

3.R1=10 Ω,R2=20 Ω,R1允许通过的最大电流为1.5 A,R2两端允许加的最大电压为10 V。若将它们串联,加在电路两端的最大电压是              (　　)

A.45 V B.5 V

C.25 V D.15 V

4.(2021天津静海月考)两电阻R1、R2的电流I和电压U的关系如图所示,以下说法正确的是              (　　)

A.R1>R2

B.R1和R2串联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅲ

C.R1=R2

D.R1和R2并联后的总电阻的I-U图线应在区域Ⅱ

5.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

6.有额定功率为40 W和60 W的两盏灯,并联在220 V的家庭电路中,均正常发光,则以下说法正确的是              (　　)

A.40 W的灯亮

B.通过60 W的灯的电流小

C.60 W的灯亮的原因是它两端电压大

D.通过40 W的灯的电流小

7.如图所示的电路中,U=120 V,滑动变阻器R2的最大值为200 Ω,R1=100 Ω。当滑片P滑至R2的中点时,a、b两端的电压为              (　　)

A.60 V B.40 V

C.80 V D.120 V

8.(多选)如图所示,R1=6 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,接入电路后,下列关于这三只电阻的判断正确的是              (　　)

A.电流之比I1∶I2∶I3=4∶3∶6

B.电压之比U1∶U2∶U3=1∶1∶2

C.功率之比P1∶P2∶P3=1∶2∶6

D.功率之比P1∶P2∶P3=6∶3∶4

题组二　电表的改装

9.电流表的内阻Rg=200 Ω,满偏电流Ig=500 μA,现欲把此电流表改装成量程为0~1 V的电压表,正确的方法是              (　　)

A.应串联一个0.1 Ω的电阻

B.应并联一个0.1 Ω的电阻

C.应串联一个1 800 Ω的电阻

D.应并联一个1 800 Ω的电阻

10.如图所示的电路中,小量程电流表的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω,R2= Ω。

(1)当S1和S2均断开时,改装所成的表是什么表?量程多大?

(2)当S1和S2均闭合时,改装所成的表是什么表?量程多大?

能力提升练

题组一　串、并联电路及混联电路的分析

1.(多选)(2020安徽合肥第一六八中学检测,)仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路中的电流,一个作粗调,一个作细调,这两个变阻器可以按图中甲、乙两种方式接入电路。已知R1阻值较大,R2阻值较小,则              (　　)

A.甲图中R1作粗调用 B.甲图中R1作细调用

C.乙图中R2作粗调用 D.乙图中R2作细调用

2.(2020北京师范大学附属实验中学检测,)如图所示的电路中,U=8 V不变,电容器电容C=200 μF,R1∶R2=3∶5,则电容器的带电荷量为              (　　)

A.1×10-3 C B.6×10-3 C

C.6×10-4 C D.1.6×10-3 C

3.(2020天津第一中学检测,)如图所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值均为2 Ω,电流表内阻不计,在B、 C两点间加上6 V的电压时,电流表的示数为              (　　)

A.0 B.1 A C.1.5 A D.2 A

4.(2020黑龙江大庆铁人中学检测,)有四盏灯,如图所示连接在电路中,L1和L2都标有“220 V,100 W”字样,L3和L4都标有“220 V,40 W”字样,把电路接通后,四个灯都能发光。最暗的是              (　　)

A.L3 B.L2 C.L1 D.L4

题组二　电表的改装

5.(2020江西南昌二中检测,)用两个相同的灵敏电流计改装成电流表A和电压表V,分别将其串联和并联在一起,然后接入电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是              (　　)

A.图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等

B.图甲中电压表的指针偏角比电流表的小

C.图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等

D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小

6.(多选)(2021山东师范大学附中月考,)用两个完全相同的电流表改装成量程分别为0~3 V的电压表V1和0~15 V的电压表V2,串联后接入9 V的电压,如图所示,下列说法正确的是              (　　)

A.V1、V2的指针的偏角相同

B.V1、V2的指针的偏角不相同

C.V1、V2示数相同,均为4.5 V

D.V1、V2电压表示数不同

7.(2019山西实验中学月考,)如图为双量程的电流表电路示意图,其量程分别为0~0.1 A和0~1 A,已知表头内阻rg=200 Ω,满偏电流Ig=2 mA。a为负接线柱,b、c均为正接线柱,则              (　　)

A.当使用a、c两个接线柱时,量程为0~1 A

B.当使用a、b两个接线柱时,量程为0~0.1 A

C.R1与R2的电阻之和约为0.4 Ω

D.R1与R2的电阻之比约为1∶9

8.(2020福建厦门外国语学校检测,)如图所示是一个电流计、电压表两用的电路,电流计G的量程是100 μA,内阻是1 000 Ω。电阻 R1=0.1 Ω,R2=99 kΩ,当双刀双掷开关(中间用绝缘物体连接)合到a、b上时,电流表改装成什么表?其量程是多少?当双刀双掷开关合到c、d上时,电流计改装成什么表?其量程是多少?

答案全解全析

第4节　串联电路和并联电路

基础过关练

1.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对,D错。

2.C　由并联电路两端电压相等得I1=,I2=,I3=,得I1∶I2∶I3=10∶5∶2,C正确。

3.D　本题中R1、R2串联,R1允许通过的最大电流为1.5 A,经计算,R2允许通过的最大电流仅为0.5 A,则通过串联电路的最大电流以最小的为准,从而求得加在电路两端的最大电压是15 V,选D。

4.B　根据I=U,可知I-U图线斜率的倒数表示电阻,由题图可知,R1<R2;故A、C错误;两电阻串联后,总电阻等于两电阻之和,故其图像应在区域Ⅲ中,B正确;若两电阻并联,则总电阻小于任一电阻,故其图像应在区域Ⅰ,D错误。

5.A　由欧姆定律I=得,电流比等于电阻的反比,则有==,整理得=,故选A。

6.D　由电功率P=知额定功率为40 W的灯的电阻比额定功率为60 W的灯的电阻大,两灯并联在220 V的家庭电路中,均正常发光,故60 W的灯亮,但灯两端的电压相等。由I=知通过60 W的灯的电流大。故A、B、C错误,D正确。

7.B　根据题意知,当滑片滑至R2中点时,滑动变阻器上下部分电阻各为100 Ω,下部分与R1并联后总电阻为Rab=50 Ω,整个电路总电阻为R=150 Ω,设并联部分电压为Uab,则有:=,即Uab==40 V,故B选项正确。

8.BC　由电路结构可迅速判断出:U1=U2,I1+I2=I3,R1、R2并联部分阻值R12== Ω=2 Ω,则===,即U1∶U2∶U3=1∶1∶2,电流之比I1∶I2∶I3=∶∶=1∶2∶3,判断功率之比可利用P=UI或P=I2R,也可利用P=,都可以得到P1∶P2∶P3=1∶2∶6。

9.C　电流表改装成电压表,应串联电阻分压,电阻两端的电压U'=U-Ug=1 V-200×500×10-6 V=0.9 V,R===1 800 Ω,故C正确。

10.答案　(1)电压表　1 V　(2)电流表　1 A

解析　(1)当S1和S2均断开时,改装成了电压表,量程U=Ig(Rg+R1)=1 V。

(2)当S1和S2均闭合时,改装成了电流表,其量程I=Ig·=1 A。

能力提升练

1.AC　甲图中,两个电阻串联,根据欧姆定律,调节R1时,电阻变化大,故电流改变大,是粗调,故A正确,B错误;乙图中,两个电阻并联,电阻小的电流大,调节电阻R2是粗调,故C正确,D错误。

2.A　因为R1、R2串联,所以两电阻间的电压值与电阻值成正比,则U1∶U2=R1∶R2=3∶5,又U1+U2=8 V,所以U1=3 V,U2=5 V;电容器与R2并联,所以UC=U2=5 V,所以Q=CU2=1×10-3 C,选项A正确。

3.B　电流表内阻不计,则A、C两点相当于用导线连在一起,当在B、C两点间加上6 V的电压时,R2与R3并联,然后与R1串联,电流表的示数是流过电阻R2的电流大小。等效电路图如图所示。

电路中的总电阻R总=R1+,干路中的电流为I总== A=2 A,由于R2与R3相等,所以电流表示数为1 A。选项B正确。

4.A　根据公式P=可得L1和L2的电阻小于L3和L4的电阻,因为通过L2和L3的电流之和等于通过L1的电流,所以通过L1的电流大于通过L2的电流,通过L3的电流小于通过L4的电流,根据公式P=I2R可得P1>P2,P4>P3,因为L2和L3并联,所以电压相等,根据公式P=可得P2>P3,所以P1>P2>P3,P4>P3。所以L3最暗,故A正确。

5.D　在图甲中,由于电流表的电流计是并联在电路中,电压表的电流计是串联在电路中,而串联电路的电流相等,由于电流表的定值电阻分流,因此通过电流表的电流计的电流小于电压表的电流,所以电压表的指针偏转角比电流表的大,故A、B错误;图乙中电压表和电流表是并联在一起的,两端的电压是相等的,由于电压表中的定值电阻的分压,因此电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压,所以图乙中电压表的指针偏角比电流表的小,故C错误,D正确。

6.AD　电压表由电流表和电阻串联改装而成,故两电压表串联时,电流表也是串联关系,由串联电路电流处处相等可知,流过电流表的电流相等,故两电压表的指针偏角相同,A正确,B错误;两电压表的量程不同,总电阻不同,故分压也不同,因此电压表的示数不同,故C错误,D正确。

7.D　当使用a、c两个接线柱时,分流电阻比使用a、b接线柱时的分流电阻大,可知当使用a、c两个接线柱时量程较小,即量程为0~0.1 A,使用a、b两个接线柱时量程较大,即量程为0~1 A,选项A、B错误;当使用a、c两个接线柱时,分流电阻的阻值为:R1+R2== Ω≈4.08 Ω;当使用a、b两个接线柱时,量程为0~1 A:Ig(rg+R2)=(I2-Ig)·R1,即:0.002 A×(200 Ω+R2)=(1 A-0.002 A)R1,联立解得:R1≈0.41 Ω,R2≈3.67 Ω,即R1与R2之比约为1∶9,选项C错误,D正确。

8.答案　电流表　1 A　电压表　10 V

解析　当开关合到a、b上时,电路转换成图甲所示的电路,此时小电阻R1与电流计G并联,R1起分流作用,可作为大量程电流表使用。根据并联电路的特点有:(I-Ig)R1=IgRg。电流表量程为I== A≈1 A。

当开关合到c、d上时,电路变成图乙所示的电路,此时大电阻R2与电流计G串联,R2起分压作用,所以电流计G已改装成电压表,根据串联电路的特点,电压表量程为:U=Ig(Rg+R2)=0.000 1×(1 000+99 000)V=10 V。