高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路随堂练习题

串联电路和并联电路

(25分钟　60分)

一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)

1.如图所示,四个电阻串联于某电路中,已测出UAC=9 V,UBD=6 V,R2=R4,则UAE为 (　　)

A.3 V   B.7.5 V   C.15 V   D.无法确定

【解析】选C。四个电阻串联,根据电压关系可知UAC+UBD=15 V=I(R1+R2+R2+R3),已知R2=R4,所以UAC+UBD=UAE,故选C。

2.对于并联电路的电阻,下列说法中错误的是 (　　)

A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,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D。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。

3.如图所示,R1=4 Ω,R2=9 Ω,R3=18 Ω。通电后经R1、R2和R3的电流之比I1∶I2∶I3,R1、R2和R3两端的电压之比U1∶U2∶U3,分别为

 (　　)

A.I1∶I2∶I3=3∶2∶1,U1∶U2∶U3=3∶2∶2

B.I1∶I2∶I3=3∶2∶1,U1∶U2∶U3=2∶3∶3

C.I1∶I2∶I3=9∶4∶2,U1∶U2∶U3=3∶2∶2

D.I1∶I2∶I3=9∶4∶2,U1∶U2∶U3=4∶9∶18

【解析】选B。由并联电路的特点可知,U2=U3,即I2R2=I3R3,所以===;流经R1和R3的电流之比==+1=;所以: I1∶I2∶I3=3∶2∶1,R2和R3并联,两端的电压相等;由U=IR可知: ==×=,所以:U1∶U2∶U3=2∶3∶3,故B正确;A、C、D错误。

4.四个相同的灯泡按如图所示方式连接,关于四个灯泡的亮度,下列结论中正确的是 (　　)

A.A灯、B灯一样,C灯次之,D灯最暗

B.A灯最亮、C灯次之,B与D灯最暗且亮度相同

C.A灯最亮、B与C灯一样亮,D灯最暗

D.A与B灯一样亮,C与D灯一样亮,但比A与B灯暗些

【解析】选B。电路的连接特点是:B灯与D灯串联后与C灯并联再和A灯串联,A灯在干路上,通过它的电流最大,A灯最亮,C灯中的电流大于B与D灯中的电流,C灯较亮,B灯与D灯最暗且亮度相同,综合以上分析得B正确,A、C、D错误。

5.把表头G改装成大量程电流表时,下列说法正确的是 (　　)

A.改装原理为并联电阻能增大通过G的电流

B.改装后,表头G两端允许加的电压增大了

C.改装后,表头G自身的电阻减小了

D.改装后使用时,表头G本身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的最大电流增大了

【解析】选D。把表头G改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整个并联电路允许通过的最大电流增大了,但表头本身的参量都不变,故D对,A、B、C错。

6.如图所示,AB间电压恒为U,当滑动变阻器的滑片P逐渐由A端向B端移动的过程中,灯泡上的电压数值是              (　　)

A.一直为U　　　   B.一直为0

C.逐渐增大到U   D.逐渐减小到0

【解析】选D。设滑动变阻器滑片P上方电阻为R1 ,P下方电阻为R2 ,滑片P逐渐向B端移动的过程中,R1在增大,R2在减小,由图知灯泡与R2并联,所以并联后总电阻减小,根据串联电路的分压规律:电阻越小,所分电压越少,所以灯泡与R2并联电路的电压逐渐减小到零,故D正确。

二、非选择题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)

7.(10分)由四个电阻连接成的电路如图所示。

R1=8 Ω,R2=4 Ω,

R3=6 Ω,R4=3 Ω。

(1)求a、d之间的总电阻;

(2)如果把42 V的电压加在a、d两端,则通过每个电阻的电流是多少?

【解析】(1)由题图可知Rcd== Ω=2 Ω。

故Rad=R1+R2+Rcd=8 Ω+4 Ω+2 Ω=14 Ω。

(2)由欧姆定律知I== A=3 A,

即为通过R1、R2的电流。

设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,

则由并联电路电压相等,得I3R3=I4R4,

又I3+I4=3 A,解得I3=1 A,I4=2 A。

答案:(1)14 Ω　(2)3 A　3 A　1 A　2 A

8.(14分)一块满偏电流Ig=1 mA、线圈电阻Rg=100 Ω的小量程电流表。

(1)把它改装成满偏电压U=10 V的电压表;

(2)把它改装成满偏电流I=0.6 A的电流表,请画出电路图,并算出有关数据。

【解析】(1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1 V<U,因此需要串联一个适当的分压电阻,可将其改装成电压表,改装的电路如图所示,

由欧姆定律U=Ig(Rg+Rx),

解得Rx=-Rg=9 900 Ω。

(2)

小量程电流表的满偏电流Ig<I,要将其改装成大量程的电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图所示,

由并联电压相等得:IgRg=(I-Ig)Rx

解得:Rx=Rg≈0.17 Ω。

答案:见解析

(15分钟　40分)

9.(7分)一个电流表,刻度盘的每1小格代表1 μA,内阻为Rg;如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每1小格代表n μA,则              (　　)

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

【解析】选D。当每1小格代表n μA时,通过表头的电流仍是1 μA,另外的(n-1) μA由分流电阻R分担,由并联电路各支路电压相等得1×Rg=(n-1)R,即R=,故选项D正确。

10.(7分)用两个相同的小量程电流表分别改装成了两个量程为0.6 A的电流表A1和3 A的电流表A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是              (　　)

A.图(a)中的A1、A2的示数之比为1∶1

B.图(a)中的A1、A2的指针偏转角度之比为1∶5

C.图(b)中的A1、A2的示数之比为1∶5

D.图(b)中的A1、A2的指针偏转角度之比为5∶1

【解析】选D。图(a)中的A1、A2并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,即图(a)中的A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1,量程不同的电流表读数不同,示数之比为:0.6∶3=1∶5,故A、B错误;图(b)中的A1、A2串联,A1、A2的示数相同。由于是相同的表头,示数=×量程,由于示数相同,总格数相同,偏转格数与量程成反比,故图(b)中的A1、A2的指针偏转角度之比为3∶0.6=5∶1,故C错误,D正确。

11.(7分)某同学将一毫安表改装成双量程电流表。如图所示,已知毫安表表头的内阻为100 Ω,满偏电流为1 mA;R1和R2为定值电阻,且R1=5 Ω,R2=20 Ω,则下列说法正确的是              (　　)

A.若使用a和b两个接线柱,电流表量程为24 mA

B.若使用a和b两个接线柱,电流表量程为25 mA

C.若使用a和c两个接线柱,电流表量程为4 mA

D.若使用a和c两个接线柱,电流表量程为10 mA

【解析】选B。若使用a和b两个接线柱,则R2与表头串联然后共同与R1并联,根据并联电路两端电压相等,可得(100 Ω+R2)×1 mA=R1×(I-

1 mA);解得I=25 mA;故A错误,B正确;若使用a和c两个接线柱,则R2与R1串联然后共同与表头并联,根据并联电路两端电压相等,可得100 Ω×1 mA=(R1+R2)×(I-1 mA);解得I=5 mA;故C错误,D错误。

12.(19分)将满偏电流Ig=300 μA、内阻未知的电流表G改装成电压表并进行校对。

(1)利用如图所示的电路测量电流表G的内阻(电源电压E=4 V);先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R',使电流表指针偏转到满刻度的,读出此时R'的阻值为200 Ω,则电流表内阻的测量值Rg=　　　　 Ω。  

(2)将该表改装成量程为0～3 V的电压表,需　　　　(选填“串联”或“并联”)阻值为R0=　　　　 Ω的电阻。  

(3)把改装好的电压表与标准电压表进行校对,在虚线框中试画出实验电路图并将实物图连接好。

【解析】(1)闭合S2后,电流表G与R'并联,流过电流表的电流为Ig,则流过R'的电流为Ig,由并联电路的分流特点知:Rg=R'=100 Ω。

(2)把电流表改装成电压表需要串联一个分压电阻,要求改装成量程为0～3 V的电压表,则分压电阻阻值为R0== Ω=9 900 Ω。

(3)校对电压表时,要让改装的电压表与标准电压表并联,从零开始逐格校对,故滑动变阻器必须用分压式接法。实验电路图和实物连接图如图所示。

答案:(1)100　(2)串联　9 900　(3)见解析