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导学案
展开第十一章 电路及其应用
11.4 串联电路和并联电路
一:串、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电流
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
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
总电阻
总电阻等于各部分电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn
总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和,即=++…+
二:电压表和电流表
1.小量程电流表Ⓖ(表头)的三个参数
2.电压表的改装
3.电流表的改装
技巧考点归纳
一:串、并联电路
1.串联电路,并联电路总电阻的比较
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.串、并联电路中,电压和电流的分配关系
(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比.
推导:在串联电路中,由于U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3…Un=InRn,I=I1=I2=…=In,所以有
==…===I.
(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比.
推导:在并联电路中,U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3…Un=InRn,U1=U2=…=Un,所以有I1R1=I2R2=…=InRn=I总R总=U.
二:电表的改装(深化理解)
电表的改装问题,实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,具体分析见表:
两表改装
比较项目
小量程的表头G(Ig,Rg)改装成电压表
小量程的表头G(Ig,Rg)改装成电流表Ⓐ
内部电路
扩大后量程
U
I
R的作用
分压
分流
R的数值
R=-Rg或
R=(n-1)Rg
(n=)
R=或
R=(n=)
电表的
总内阻
RV=Rg+R或
RV=
RA=或
RA=
三:伏安法测电阻
1.伏安法测电阻原理
欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法,由R=可知,用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,就可求出待测电阻的阻值.
2.电流表的两种接法
内接法
外接法
电路
误差分析
电压表示数UV=UR+UA>UR
电流表示数IA=IR
R测=>=R真
电压表示数UV=UR
电流表示数IA=IR+IV>IR
R测=<=R真
误差来源
电流表的分压作用
电压表的分流作用
3.选择电流表内、外接的常用方法
(1)直接比较法:当Rx ≫ RA时,采用内接法;当Rx≪RV时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”.
(2)公式计算法
当Rx>时,用电流表内接法,
当Rx<时,用电流表外接法,
当Rx=时,两种接法效果相同.
(3)试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化.若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法,若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法.
一:串、并联电路的动态分析与计算
1.用半导体材料制成热敏电阻,在温度升高时,电阻会迅速减小,如图所示,将一热敏电阻接入电路中,接通开关后,随温度的升高会观察到( )
A.电流表示数不变
B.电流表示数减小
C.电压表示数增大
D.电压表示数减小
2.如图所示电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等,电池的电阻不计.那么开关K接通后流过R2的电流是K接通前的( )
A. B. C. D.
3.(多选)有三个电阻的阻值及额定电流分别为R1=10 Ω,I1=1 A,R2=20 Ω,I2=2 A,R3=5 Ω,I3=2 A.它们组成的电路如图2-4-3中甲、乙、丙所示,下列关于各图的说法中正确的是( )
图2-4-3
A.图甲中电路两端允许加的最大电压为60 V
B.图乙中电路允许通过的最大电流为3.5 A
C.图丙中电路两端允许加的最大电压为17.5 V
D.图丙中电路允许通过的最大电流为2 A
二:电表的改装
4.有两个相同的灵敏电流计,允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig=1 mA,表头电阻Rg=20 Ω,若改装成一个量程为3 V的电压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别( )
A.串联一个2980 Ω的电阻和并联一个0.033 Ω的电阻
B.并联一个2990 Ω的电阻和串联一个0.033 Ω的电阻
C.串联一个2970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻
D.并联一个2970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻
5.如图所示,电流表G的内阻不可忽略不计,R1、R2是两个可变电阻,当a、b间的电压为4 V时,电流表的指针刚好满偏(指针指在刻度盘的最大值处),当a、b间的电压为3 V时,如果仍要使电流表G的指针满偏,下列方法中可行的是( )
①保持R2不变,增大R1 ②增大R1,减小R2 ③保持R2不变,减小R1 ④增大R2,减小R1
A.①② B.①④
C.②③ D.③④
6.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0~100 μA,内阻为600 Ω,则图中串联的分压电阻R1=________Ω,R2=________Ω.
三:伏安法测电阻原理
7.用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
A.待测电阻Rx:范围在5 ~8 Ω,额定电流0.45 A
B.电流表A1:量程0~0.6 A(内阻0.2 Ω)
C.电流表A2:量程0~3 A(内阻0.05 Ω)
D.电压表V1:量程0~3 V(内阻3 kΩ)
E.电压表V2:量程0~15 V(内阻15 kΩ)
F.滑动变阻器R:0~10 Ω
G.蓄电池:电动势12 V
H.导线,开关
为了较准确地测量,并保证器材安全,电流表应选______,电压表应选__
8.(多选)用如图所示的电路测量待测电阻Rx的阻值时,下列关于由电表产生误差的说法中,正确的是( )
A.电压表的内电阻越小,测量越精确
B.电流表的内电阻越小,测量越精确
C.电压表的读数大于Rx两端真实电压,Rx的测量值大于真实值
D.由于电流表的分流作用,使Rx的测量值小于真实值
9.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U=12 V的直流电源上,且电源电压保持不变.把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1的两端(如图2-4-8所示).电压表的示数为8 V,如果把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于4 V
B.等于4 V
C.大于4 V、小于8 V
D.等于或大于8 V
一、单选题
1.如图所示的电器中,电源电压不变,当开关S闭合,甲、乙两表都为电压表时,两表的示数之比U甲:U乙=5:3;当开关S断开,甲、乙两表都为电流表时,两表的示数之比I甲:I乙是( )
A.2:5 B.3:5 C.2:3 D.5:2
2.如图所示的电路,将两个相同的电流计分别改装成A1(0﹣3A)和A2(0﹣0.6A)的电流表,把两个电流表并联接入电路中测量电流强度,则下列说法正确的是( )
A.A1的指针半偏时,A2的指针也半偏 B.A1的指针还没半偏时,A2的指针已经半偏
C.A1的读数为1A时,A2的读数为0.6A D.A1的读数为1A时,干路的电流I为2A
3.如图所示,学校有前后两个门和值班室。在前、后门各装一个按钮开关,学校值班室有电池组、电铃和红、绿两盏灯。要求:前门来人按下开关时,红灯亮且电铃响;后门来人按下开关时,绿灯亮且电铃响。以下电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
4.如图所示,有一个表头,满偏电流,内阻,把它改装为有和两种量程的电流表,则的阻值为( )
A. B. C. D.
5.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表、,若把、分别采用并联或串联的方式接入电路,如图所示,则闭合电键后,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.图甲中的、的指针偏角相同
B.图甲中的、的示数相同
C.图乙中的、的示数和偏角都不同
D.图乙中的、的指针偏角相同
6.一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=1Ω,R2=12Ω,R3=4Ω,另有一测试电源,电源提供的电压为10V,内阻忽略不计,则:( )
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是5Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是16Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为8V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为8V
7.如图部分电路,,,,当电路中流过一定大小的电流时,测得间电压为,则:( )
A.和上电压分别为和
B.和上电压分别为和
C.流过和上电流分别为和
D.流过和上电流分别为和
8.如图所示,一满偏电流Ig=1mA、内阻Rg=300的表头G,先将其与定值电阻R1并联,后再与定值电阻R2串联,改装成一个既可以测电流又可以测电压的两用电表,公共接线柱和1之间为电流4mA挡,公共接线柱和2之间为电压3V挡,关于R1、R2的阻值正确的是( )
A.R1=75、R2=675
B.R1=75、R2=2700
C.R1=100、R2=675
D.R1=100、R2=2700
9.先后按图(1)、图(2)所示电路测同一未知电阻的阻值,已知电路两端电压U不变,若按图(1)所示的电路测量,电压表示数为6V,电流表示数为2mA,那么按图(2)所示的电路测量,电压表和电流表的示数分别满足( )
A.仍为6V和2mA B.大于6V,小于2mA
C.小于6V,小于2mA D.小于6V,大于2mA
10.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G,内阻,满偏电压,要将它改装为量程0~15V的电压表,所做的操作是( )
A.串联一个30Ω的电阻
B.并联一个3000Ω的电阻
C.串联一个2970Ω的电阻
D.并联一个2970Ω的电阻
四:高分突破精练
一、单选题
11.阻值相等的四个电阻、电容器C及电池内阻可忽略连接成如图所示电路开关S断开且电流稳定时,C所带的电荷量为,闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为与的比值为
A. B. C. D.
12.两只电压表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5 V,V2表的量程是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.它们的示数之比为l:3,指针偏转角度相等
C.它们的示数相等,指针偏转角度之比为1:3
D.它们的示数之比、指针偏转角度之比均为1:3
13.有一个电流表G,内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA,要把它改装成量程0~3V的电压表,则( )
A.要串联一个阻值为990Ω的电阻 B.要并联一个阻值为990Ω的电阻
C.要串联一个阻值为0.10Ω的电阻 D.要并联一个阻值为0.10Ω的电阻
14.如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~10 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~100 V.已知电流表的内阻Rg为500 Ω,满偏电流Ig为1 mA,则电阻R1、R2的值( )
A.9500Ω;90000Ω B.90000Ω;9500Ω
C.9500Ω;9000Ω D.9000Ω;9500Ω
15.如图所示的电路,将两个相同的电流表分别改装成A1(0-3A)和A2(0-0.6A)的电流表,把两个电流表并联接入电路中测量电流强度,则下列说法正确的是( )
A.A2的指针还没半偏时,A1的指针已经半偏
B.A1的指针还没半偏时,A2的指针已经半偏
C.A1的读数为1A时,A2的读数为0.6A
D.A1的读数为1A时,干路的电流I为1.2A
16.如图所示,甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个滑动变阻器R组成,
甲表是电流表,R增大时量程增大
甲表是电流表,R增大时量程减小
乙表是电压表,R增大时量程增大
乙表是电压表,R增大时量程减小
下列说法正确的是
A.和 B.和 C.和 D.和
17.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程.已知某一表头G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=5mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是 ( )
A.串联一个570 Ω的电阻
B.并联一个570 Ω的电阻
C.串联一个0.05 Ω的电阻
D.并联一个0.05 Ω的电阻
18.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0~3V,当使用a、c两个端点时,量程为0~15V。已知电流表的内阻 为50Ω,满偏电流为10mA,则电阻、的值分别为( )
A.1450Ω 250Ω B.1200Ω 250Ω
C.250Ω 1450Ω D.250Ω 1200Ω
19.一个电流表,刻度盘的每1小格代表1μA,内阻为Rg,如果把它改装成量程较大的电流表,刻度盘的每一小格代表nμA,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
二、多选题
20.有一灵敏电流计,其表头内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=100μA,以下说法正确的是( )
A.把它改成量程为1.5V的电压表,应串联一个15 kΩ的电阻
B.把它改成量程为1.0A的电流表,应并联一个1Ω的电阻
C.把它改成量程为1.0A的电流表,测量某电流时读数为0.5A,此时流过表头的电流为50μA
D.把它改成量程为1.5V的电压表,测量某电压时读数为1.5V,此时流过表头的电流为100μA
21.如图甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图,G为表头、R为可调电阻,则下列说法正确的是( )
A.图甲为电流表改装的原理图,增大可调电阻的阻值,改装后电表的量程增大
B.图甲为电流表改装的原理图,增大可调电阻的阻值,改装后电表的量程减小
C.图乙为电压表改装的原理图,增大可调电阻的阻值,改装后电表的量程增大
D.图乙为电压表改装的原理图,增大可调电阻的阻值,改装后电表的量程减小
22.如图电路,A1和A2为电流表,示数分别为I1和I2;,当a、b两点间加以恒定的电压U后,下列结论正确的是 ( )
A.
B.
C.将A1和A2换成理想电压表,示数之比为3:5
D.将A1和A2换成理想电压表,示数之比为1:1
23.有三个电阻的阻值及额定电流分别为R1=10Ω,I1=1A,R2=20Ω,I2=2A,R3=5Ω,I3=2A。它们组成的电路如图中甲、乙、丙所示,下列关于各图的说法中正确的是( )
A.图甲中电路两端允许加的最大电压为60V
B.图乙中电路允许通过的最大电流为3.5A
C.图丙中电路两端允许加的最大电压为17.5V
D.图丙中电路允许通过的最大电流为2A
24.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,闭合电键后,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
25.四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V2的量程,改装好后把它们按图示接入电路,则( )
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1的偏转角小于电流表A2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的偏转角等于电压表V2的偏转角
26.电压表,电流表都是由小量程电流表改装而成的,如图甲、乙所示分别是电压表,电流表的改装图,以下说法正确的是( )
A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,可以给并联电阻再并一个较大的电阻
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些,可以给串联电阻再串联一个较大的电阻
C.小量程电流表内阻为,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程是原来的倍
D.为实现对改装电表的逐格校准,需要采用分压式电路
三、实验题
27.把电流表改装成电压表的实验中,电流表G的满偏电流Ig为200μA,内阻rg在400-600Ω之间。
(1)电路如图所示,利用半偏法测定电流表G的内阻rg,其供选用的器材如下:
A.滑动变阻器(阻值范围0~200Ω)
B.滑动变阻器(阻值范围0~5000Ω)
C.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~99999Ω)
依据实验要求,R1最好选用__________、R2最好选用________。(填入选用器材前面的字母代号)
(2)该实验操作的步骤有:
A.接通K1,调节电阻R1,使电流表G指针偏转到满刻度
B.接通K2,调节电阻R2,使电流表G指针偏转到满刻度的一半
C.读出R2的阻值,即认为rg=___________
用此方法测得电流表内阻的测量值与真实值相比___________。(填“偏大”或“偏小”或“相等”)
(3)由此实验测出电流表内阻rg=500Ω,现通过串联一个49.5kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,则该电压表的量程为_________V;如果用改装后的电压表进行测量(已校准)表头示数如图所示,则测得的电压值是_________V。
28.某同学通过实验测定一个阻值约为5 Ω的电阻Rx的阻值.
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50 Ω,额定电流2 A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3 A,内阻约0.025 Ω)
B.电流表(0~0.6 A,内阻约0.125 Ω)
C.电压表(0~3 V,内阻约3 kΩ)
D.电压表(0~15 V,内阻约15 kΩ)
为减小测量误差,在实验中,电流表应选用________,电压表应选用________(选填器材前的字母);实验电路应采用图中的________(选填“甲”或“乙”).
(2)下图是测量Rx的实验器材实物图,图中已连接了部分导线.请根据在(1)问中所选的电路图,用笔画线代替导线补充完成图中实物间的连线________.
(3)接通开关,改变滑动变阻器滑片P的位置,并记录对应的电流表示数I、电压表示数U.某次电表示数如图所示,可得该电阻的测量值Rx==________Ω(保留两位有效数字).
(4)若在(1)问中选用甲电路,产生误差的主要原因是__________________;若在(1)问中选用乙电路,产生误差的主要原因是________.(选填选项前的字母)
A.电流表测量值小于流经Rx的电流值
B.电流表测量值大于流经Rx的电流值
C.电压表测量值小于Rx两端的电压值
D.电压表测量值大于Rx两端的电压值
(5)在不损坏电表的前提下,将滑动变阻器滑片P从一端滑向另一端,随滑片P移动距离x的增加,被测电阻Rx两端的电压U也随之增加,下列反映Ux关系的示意图中正确的是________.
四、解答题
29.如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大值R3=5 Ω,则当滑动触头从a滑到b的过程中,电流表示数的最小值为多少?
30.如图所示,灵敏电流计的内阻Rg为500Ω,满偏电流为Ig为1mA.当使用a、b两个端点时,是量程为I1的电流表,当使用a、c两个端点时,是量程为I2的电流表;当使用a、d两个端点时,是量程为U的电压表.已知电阻R1、R2、R3的值分别为0.5Ω,2Ω和100Ω.求量程I1、I2、U的值
31.如图所示电路中,、、、、,b处接地,干路电流。
(1)当S断开,d处电势为多少?
(2)当S闭合,通过的电流,干路电流不变,则c点的电势为多少?通过的电流为多少?
32.由4个电阻连接成的混联电路如图所示.R1=8Ω,R2=6Ω,R3=6Ω,R4=3Ω.求:
(1)a、d之间的总电阻?
(2)如果把24V的电压加在a、d两端,通过电阻R4的电流是多少?
参考答案
考点题型归纳
1.接通开头后,热敏电阻的温度升高,电阻减小,总电阻减小,由I总=得I总增大,电流表示数变大,A、B错误.R1中电流I1不变,R2支路的电流I2增大,UR2增大,又U=UR2+U热,则U热减小,电压表的示数减小,D正确,C错误.
2.设电池提供的电压为U,每个电阻的阻值为R.K接通前,通过R2的电流I==.K接通后,通过R2的电流I′=×=×=,=,B项正确.
3.对图甲分析:根据I1=1 A可知,最大电压Umax=I1(R1+R2+R3)=35 V,选项A错误.
对图乙分析:先根据U=IR计算出各元件的额定电压.U1=10 V,U2=40 V,U3=10 V.三个电阻最小的额定电压为10 V,10 V就是并联电路允许加的最大电压值,即Umax=10 V.电路允许通过的最大总电流Imax=++=(++) A=3.5 A,选项B正确.
对图丙分析:在图甲和图乙的分析中,已经知道,R1、R2的额定电压分别是10 V和40 V,故并联部分允许承受的最大电压U′max=10 V,该部分的最大电流I′max=+= A=1.5 A.又知R3的额定电流I3=2 A,故整个电路允许通过的最大电流I″max=I′max=1.5 A,电路两端允许加的最大电压Umax=I″maxR3+I″maxR并=17.5 V,选项C正确,选项D错误.
4.若改装成一个量程为3 V的电压表需串联一个分压电阻,由U=Ig(R+Rg)得,所串联的分压电阻阻值R=2 980 Ω;若改装成一个量程为0.6 A的电流表需并联一个分流电阻,由IgRg=(I-Ig)R得,所并联的分流电阻R≈0.033 Ω.故选项A正确.
5. 当a、b间的电压为3 V时,要使电流表G的指针满偏,则使G和R1的并联电阻增大或者使R2减小,故①②可以,选A.
6. 用5 V的量程时,Ig=①用15 V的量程时,Ig=②由①②两式得R1=4.94×104 Ω,R2=105 Ω.
7.待测电阻Rx的额定电流为0.45 A,应选电流表A1;额定电压Umax=0.45×8 V=3.6 V,应选电压表V1;由于==375,==40,RV≫Rx,因此选用电流表的外接法测电阻;因为电压表V1量程小于3.6 V,且要较准确地测量,故变阻器R应选择分压式接法,其电路如图所示.
8、该电路中电流表的读数为通过Rx的真实值,电压表的读数为Rx两端的电压与电流表的分压之和,大于Rx两端的真实电压,根据欧姆定律知,Rx的测量值大于真实值,C对,D错.该电路中,Rx的测量值实际上为R测=Rx+RA,故电流表的内电阻越小,测量越精确,A错,B对.
9.当电压表接在R1两端时,其示数为8 V,则此时电阻R2两端的电压为4 V,将R1与RV并联后的电阻用R1V表示,则==,即R1V=2R2,由于R1>R1V,则R1>2R2.当电压表改接在R2两端时,将R2与RV并联后的电阻用R2V表示,则R2>R2V.此时电阻R1两端的电压U1与电压表示数U2V之比为=>>
故电压表的示数将小于4 V.选项A正确.
过关精练
1.A
【详解】
电键S闭合时,电压表乙测量的是电阻R2两端的电压,电压表甲测量的是R1和R2的总电压,由于两个电阻串联,因此可得
S断开,两个电阻是并联关系,因此流过两个电阻的电流关系为
甲、乙两表都为电流表时,流过甲电流表的电流为流过R2的电流,而流过乙电流表的电流为两个电阻电流之和,因此
故选A。
2.A
【详解】
AB.电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,知两表头也并联,流过两表头的电流相等,所以A1的指针半偏时,A2的指针也半偏,B错误A正确;
CD.两电流表的内阻之比为1:5,则电流之比为5:1.A1的读数为1A时,A2的读数为0.2A,干路中的电流为1.2A,CD错误。
故选A。
3.D
【详解】
A.在图A中,前门开关、电铃、后门开关、红灯、绿灯串联接在电源中,所以无论按下前门开关还是按下后门开关,灯都不亮,电铃不响,A错误,不符合要求;
B.在B图中,前门开关与绿灯串联;后门开关与红灯串联,并联后和电铃串联接入电源,按下前门开关,绿灯亮且电铃响,按下后门开关,红灯亮且电铃响,B错误,不符合要求;
C.在图C中,前门开关、红灯、电铃串联;后门开关、绿灯串联,并联后接入电源,当按下前门开关时,红灯亮且电铃响,当按下后门开关时,绿灯亮电铃不响,C错误,不符合要求;
D.在图D中、前门开关、红灯串联;后门开关、绿灯串联,并联后和电铃串联接入电源,按下前门开关时,红灯亮且电铃响,按下后门开关时,绿灯亮且电铃响,D正确,符合要求。
故选D。
4.A
【详解】
当量程为I1=1A时,分流电阻的阻值为
当量程为I2=10A时,R1与表头G串联,R2的阻值为
联立解得
,
A正确。
故选A。
5.A
【详解】
电流表改装是电流计表头与电阻并联而成,则
AB.图甲中的A1、A2并联,表头的电压相等,电流相等,指针偏转的角度相同,量程不同的电流表读数不同,故A正确,B错误;
CD.图乙中的A1、A2串联,A1、A2的示数相同,由于量程不同,内阻不同,电表两端的电压不同,流过表头的电流不同,指针偏转的角度不同,故CD错误。
故选A。
6.C
【详解】
A.当cd端短路时,R2和R3并联再与R1串联,ab之间的等效电阻
A错误;
B.当ab端短路时,R1和R3并联再与R2串联,cd之间的等效电阻
B错误;
C.当ab两端接通测试电源时,R2中没有电流,相等于R1 与R3串联,cd两端的电压为R3分得的电压
C正确;
D.当cd两端接通测试电源时,R1中没有电流,相等于R2 与R3串联,ab两端的电压为R3分得的电压
D错误。
故选C。
7.C
【详解】
AB.根据
则
AB错误;
CD.根据并联分流
则
解得
D错误C正确。
故选C。
8.C
【详解】
由图所示电路图可知
改装后的电流表内阻为
将此电流表改装成电压表,串联的内阻为
故选C。
9.D
【详解】
在图(1)中,电流表与电阻串联,示数即等于电阻的电流,因电流表的分压作用,导致电压表的示数比电阻的电压大;
在图(2)中,电压表与电阻并联,示数即等于电阻的电压,因电压表的分流作用,导致电流表的示数比电阻的电流大。
所以在图(2)中电压表的示数比图(1)中的要小,电流表的示数比图(1)中的大。即电压表的示数小于6V,电流表的示数大于2mA
故选D。
10.C
【详解】
改装成电压表,需要串联电阻分压,根据欧姆定律得
解得
故选C。
高分突破精练
11.C
【详解】
试题分析:根据等效电路,开关S断开时,电容器的电压,得;S闭合时,,,故,故选C.
【学科网考点定位】闭合电路的欧姆定律、电容器
【名师点睛】此题是对闭合电路欧姆定律及电容器问题的考查;解题关键是要搞清电路的结构,画出等效电路图,搞清电容器两端的电压是哪个电阻两端的电压,然后根据Q=CU求解电容器的带电荷量.
12.B
【详解】
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5V,V2表的量程是15V,相同的两个电流计改装,可知,V2表的内阻是V1表的内阻的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1:3,它们的示数之比为1:3.故B项正确,ACD错误。
故选B。
13.A
【详解】
把电流表改装为电压表,应串联一个分压电阻,串联电阻阻值为:
故A正确.
14.A
【详解】
由图示电路图可知
,
,
代入数据解得,
A. 9500Ω;90000Ω与分析相符,符合题意
B. 90000Ω;9500Ω与分析不符,不符合题意
C. 9500Ω;9000Ω与分析不符,不符合题意
D. 9000Ω;9500Ω与分析不符,不符合题意
15.D
【详解】
AB:电流表是由电流计并联一个电阻改装而成,两电流表并联,两电流计两端电压相等,两电流计相同,则流过两电流计的电流相等,所以A1的指针半偏时,A2的指针也半偏.故AB两项均错误.
CD:两电流计改装电流表量程之比为5:1,两电流表的内阻之比为1:5;两电表并联,通过两电流表的电流之比为5:1,当A1的读数为1A时,A2的读数为0.2A,干路中电流为1.2A.故C项错误,D项正确.
16.C
【分析】
灵敏电流计G和变阻器R并联时,由于变阻器的分流,测量的电流增大,改装成电流表,而灵敏电流计G和变阻器R串联时,由于变阻器的分压,测量的电压增大,改装成电压表.
【详解】
由图甲所示可知,G与电阻R并联,甲表是电流表,R增大时,甲表中变阻器分流减小,量程减小,故(1)错误,(2)正确.由图乙所示可知,G与R串联,乙是电压表,R增大时,变阻器分担的电压增大,乙表量程增大,故(3)正确,(4)错误;故C正确;故选C.
【点睛】
本题考查电表改装原理的理解能力.当电流计的指针满偏时,电流表或电压表的指针满偏,所测量的电流或电压达到最大值.
17.D
【详解】
改装成电流表是要扩大电流的量程,使用并联电路的分流原理;要并联的阻值为:;故选D.
【点睛】
改装成电流表要并联电阻分流,电阻值等于满偏电压除以所分最大电流,改装成电压表要串联电阻分压,电阻值等于量程除以满偏电流减去原内阻.
18.D
【详解】
当使用a、b两个端点时,由欧姆定律得
当使用a、c两个端点时,由欧姆定律得
解得
故选D。
19.D
【详解】
因Ig=,量程扩大n倍即为nIg,则应有(n-1)Ig被分流,故应并联一个分流电阻,阻值
R==
故选D。
20.CD
【详解】
A.改装成电压表要串联电阻分压,串联阻值为
故A错误;
B.改装成电流表要并联分流,并联阻值
故B错误;
C.把它改成量程为1.0A的电流表,用它去测量某电流时读数为0.5A,则指针正好是满偏的一半,即为50μA,故C正确;
D.把它改成量程为1.5V的电压表,测量某电压时读数为1.5V,指针正好是满偏,所以此时流过表头的电流为100μA,故D正确。
故选CD。
【点睛】
改装成电流表要并联电阻分流,并联电阻阻值为,I为改装后的量程;电流表改装成电压表要串联电阻分压,串联的阻值为,U为改装后的量程。
21.BC
【详解】
图甲为电流表改装的原理图,增大可调电阻的阻值,根据可知,会使得改装后电表的量程减小,选项A错误,B正确;图乙为电压表改装的原理图,增大可调电阻的阻值,根据可知,改装后电表的量程增大,选项C正确,D错误;故选BC.
22.BC
【解析】
【分析】
考查串并联电路的电流电压电阻关系。
【详解】
AB.电源接在a、b两点时,三个电阻并联,理想电流表A1测量的是和的电流,理想电流表A2测量的是和的电流,由题知,可得到三个电阻中电流比值为,则,故选项A错误,B正确;
CD.将A1、A2换成理想电压表时,三个电阻串联,测和两端的电压,测和两端的电压,则,故选项C正确,D错误.
故选BC。
23.BC
【详解】
A.对图甲分析:根据I1=1A可知,最大电压
Umax=I1(R1+R2+R3)=35V
选项A错误.
B.对图乙分析:先根据U=IR计算出各元件的额定电压.U1=10V,U2=40V,U3=10V.三个电阻最小的额定电压为10V,10V就是并联电路允许加的最大电压值,即Umax=10V。电路允许通过的最大总电流
Imax=++=(++)A=3.5A
选项B正确。
CD.对图丙分析:在图甲和图乙的分析中,已经知道,R1、R2的额定电压分别是10V和40V,故并联部分允许承受的最大电压U′max=10V,该部分的最大电流
I′max=+=A=1.5A
又知R3的额定电流I3=2A,故整个电路允许通过的最大电流
I″max=I′max=1.5A
电路两端允许加的最大电压
Umax=I″maxR3+I″maxR并=17.5V
选项C正确,选项D错误。
故选BC。
24.BD
【详解】
AC.设表头的满偏电流为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量程为
量程越大,并联的分流电阻越小,由于A1量程大于A2,因此A1并联的电阻小,A、C错误;
B.图甲中,由于A1、A2并联,因此小量程电流表G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,B正确;
D.图乙中,由于A1、A2串联,因此,流过A1、A2的电流相等,因此,A1、A2的示数相同,D正确。
故选BD。
25.AD
【详解】
A、电流表A1的量程大于电流表A2的量程,故电流表A1的电阻值小于电流表A2的电阻值,并联电路中,电阻小的支路电流大,故电流表A1的读数大于电流表A2的读数,故A正确;
B、两个电流表的表头是并联关系,电压相同,故偏转角度相等,故B错误;
C、电压表V1的电阻值大于电压表V2的电阻值,故电压表V1的读数大于电压表V2的读数,故C错误;
D、两个电压表的表头是串联关系,电流相等,故偏转角度相等,故D正确;
故选AD.
26.CD
【详解】
A.若改装后的电流表示数比标准表稍小一些,说明流过表头的电流小,可以增大分流电阻使其分流少些,从而增大流过表头的电流使其准确,应该给并联电阻串联一个较小的电阻,A错误;
B.若改装后的电压表示数比标准表稍小一些。说明流过表头的电流小,应该减小串联电阻,或给串联电阻再并联一个较大的电阻,B错误;
C.小量程电流表内阻为,给它并联一个电阻R,改装后的电流表量程
得出
C正确;
D.分压式电路电压、电流可以从零开始调节,可以实现对改装电表的逐格校准,D正确。
故选CD。
27.D C R2 偏小 10 6.0
【详解】
(1)[1][2]设电源的电动势为E,内阻为r,K2打开时,设电流表满偏电流
实验要求R1>>Rg,R1>>r,这样才有
当K2闭合时,R2和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg<<R,这样才有S2闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于,调节R2使电流表半偏为,所以流过R2的电流也为,所以R2=Rg;
从上述原理可知,K2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R1>>Rg,故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R1尽可能大,所以R1选用大量程的电阻箱D,R2选用量程跟电流表内阻差不多的即可,选C;
(2)[3][4]当K2闭合时,R2和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg,而电阻R1不变,所以K2闭合后的干路电流比闭合前的总电流要大,即电流大于Ig,而此时电流表支路的电流等于,那么R2支路的电流要大于,那么其电阻肯定要小于Rg,所以,用此方法测量的电流表内阻的测量值比真实值要偏小;
(3)[5]改装电压表时是将小量程电流表与大电阻串联,设改装后电压表的量程为U,则
U=Ig(Rg+49500)=10V
[6]图中电流表示数为I=120μA,则 所 测的电压
U′=I(Rg+49500)=6.0V
【点睛】
掌握半偏法测电流表的内阻的原理和减小误差的方法;
①“半偏法”测量电流表内阻实验的前提是干路的电流保持不变,应选择阻值大的变阻器(或电阻箱)及电动势较大的电源;
②由于电阻箱与待测电流表的并联电阻变小,电阻通过电阻箱的电流大于电流表的示数,所以测量值会偏小。
28.B C 甲 5.2 B D A
【详解】
(1)[1]电压表C,理由是有滑动变阻器限压,且15V量程太大,读数误差太大;
[2]电流表B,理由是即使电压表满偏,最大电流为0.6A;
[3]外接法即甲图,理由是,即小电阻,适合采用安培表外接法,即甲图.
(2)[4]或者
(3)[5]根据读数I=0.50A,U=2.60V,即电阻为5.2Ω
(4)[6][7]甲图误差因为电流表测量电阻和电压表总电流,乙图误差因为电压表测量电流表和电阻的总电压,因此答案分别为B、D.
(5)[8]由于电流,,通过数学函数图像即
答案为A.
29.2A
【详解】
设触头上部分电阻为xΩ,则下部分为(5-x)Ω,总电阻
由数学知识可知当2+x=8-x时,即x=3Ω时,R最大,此时Rmax=Ω=2.5Ω
安培表的示数最小.
【点睛】
外电路的总电阻与局部电路电阻的变化是一致的,当局部电阻增大时,总电阻也增大,本题就根据这个特点进行分析.
30.I1=1.005A;I2=201mA;U=20.6V
【详解】
接ab时满足
接ac时满足
解得:
I1=1.005A;I2=201mA
接ad时满足
且
解得:
U=20.6V
31.(1);(2),
【详解】
(1)当S断开时,由图可知R1和R4串联,串联电阻为,R2和R5串联,串联电阻为,然后并联,总电阻为
kΩ=2kΩ
根据欧姆定律可得ad间的电势差为
因为R2和R5串联且阻值相等,R5两端电势差为
b处接地故b处的电势为零,所以有:
可得,即d处电势为-9V;
(2)由题意可知当S闭合,通过的电流,则两端的电势差为
流过的电流为
两端的电势差为
设a点的电势为,则有
又因为b处的电势为零,故可得,即c点的电势为。所以
通过R3的电流为
所以流过R5的电流为
32.(1) (2)1A
【解析】
【分析】
分析电路图,电阻R3、R4并联,再和R1和R2串联,根据欧姆定律和串并联电路的特点求解.
【详解】
(1)由图可知,R3与R4并联后再与R1、R2串联,故a、d之间的总电阻为:
Rad=R1+R2+R34=R1+R2+=8+6+=16(Ω)
(2)由欧姆定律得干路中电流为 A
设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,则得:
而 I=I3+I4;
联立解得:I4=1A
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