2018-2019学年高中物理 第二章 恒定电流 第4节 串联电路和并联电路课时作业 新人教版选修3-1

第4节 串联电路和并联电路[随堂检测]1．(多选)用相同的表头改装成两个量程不同的电流表，下列说法正确的是( ) A ．将它们串联在一起时，两表读数相同，量程大的偏角小 B ．将它们并联在一起时，偏角相同，量程大的读数大 C ．将它们串联在一起时，两表读数相同，量程大的偏角大 D ．将它们并联在一起时，偏角相同，量程大的读数小解析：选AB ．两电流表串联时电路如图1所示．根据串联电路的电流相等可知两表的读数相同，量程大的偏角小，故A 正确，C 错误；两表并联时电路如图2所示，根据并联电路的电压相等可知两表头两端的电压相同，通过两表头的电流相同，故两表偏角相同，量程大的读数大，故B 正确，D 错误．2．如图所示，其中电流表A 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 ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的2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 ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0．04 AB ．将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0．02 AC ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0．06 AD ．将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0．01 A解析：选C ．设电流表A 的内阻为R A ，用电流表A 的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值时，若将接线柱1、2接入电路，根据并联电路的特点，(I 1－I A )R 1＝I A R A ，解得I 1＝3I A ＝0．06 A，则每一小格表示0．06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－I A)R1＝I A R A，解得I2＝3I A＝0．06 A，则每一小格表示0．06 A．选项C正确．3．(2018·安阳期中)如图所示为一量程为100 μA的电流表的刻度盘，电流表的内阻为100 Ω，现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表，用它来测量电压，表盘指针位置如图所示．该电压的大小是______V．解析：电压表量程U＝I g(R g＋R)＝100×10－6×(100＋9 900) V＝1 V，由图示刻度盘可知，其示数为0．85 V．答案：0．854．如图所示，R1＝6 Ω，R2＝6 Ω，R3＝3 Ω，R4＝3 Ω．求当S断开和S闭合时，电流表的示数．解析：先用电流分支法将电路图进行简化，第一支线：由A经电阻R1到B；第二支线：由A经电阻R2到C到B；第三支线：由A经电阻R3到D再经R4到B．以上三条支路并联，且在C、D间接有S，简化图如图所示．当S断开时电路中R3与R4串联再与R1、R2并联，由串、并联电路规律可知I＝UR1＋UR2＋UR3＋R4＝3 A，当S闭合时R4被短路，R2、R3、R1并联，I′＝UR1＋UR2＋UR3＝4 A．答案：S断开时电流表的示数为3 A，S闭合时电流表的示数为4 A[课时作业] [学生用书P135(单独成册)]一、单项选择题1．(2018·邢台校级月考)三个电阻器按照如图所示的电路连接，其阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，通过三个电阻器R 1、R 2、R 3上的电流之比I 1∶I 2∶I 3为( )A ．6∶3∶1B ．1∶3∶6C ．6∶2∶1D ．3∶2∶1解析：选D ．R 2与R 3并联，两电阻中电流之比等于电阻的反比，则I 2∶I 3＝6∶3＝2∶1；R 1中电流等于R 2和R 3中电流之和，故电流之比应为3∶2∶1．2．两个电阻R 1、R 2(R 1＞R 2)组成的如图所示的四种电路，其中电路总阻值最小的是( )解析：选B ．两个电阻串联时，总电阻最大，故A 错误；两个电阻并联时，总电阻最小，故B 正确；只连接电阻R 1时的电阻大于两个电阻并联的总阻值，故C 错误；只连接电阻R 2时的电阻大于两个电阻并联的总阻值，故D 错误．3．电流表G 的内阻为R g ，用它测量电压时，量程为U ；用它改装成较大量程的电流表A 时，内阻为R A ，量程为I ，这几个量的关系是( )A ．R A >R g ，UI >R g B ．R A >R g >U IC ．R A <R g ，U I<R gD ．R A <R g ＝U I解析：选C ．将电流表G 改装成较大量程的电流表，需并联一个分流电阻，因此，其内阻减小，即R A <R g ；由题意知R A ＝U I ，所以U I<R g ，故正确选项为C ．4．(2018·襄阳高二检测)如图所示的电路，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器，滑动触头P 滑动时，电路的总电阻发生变化，以下情况正确的是( )A ．P 向左滑动，总电阻变小B ．P 向右滑动，总电阻变小C ．P 滑动到最左端时，总电阻为R 0D ．P 滑动到最右端时，总电阻为零解析：选A ．R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器，P 向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，总电阻也减小，P 向右滑动时，总电阻增大；P 滑到最左端时，总电阻为零；P 滑到最右端时，总电阻最大．故A 正确，B 、C 、D 错误．5．两个定值电阻R 1、R 2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R 1、R 2的电压表接在R 1的两端(如图所示)，电压表的示数为8 V ，如果把此电压表改接在R 2的两端，则电压表的示数将( )A ．小于4 VB ．等于4 VC ．小于4 V 、小于8 VD ．等于或大于8 V解析：选A ．当电压表接在R 1两端时，其示数为8 V ，此时电阻R 2两端的电压为4 V ，将R 1与R V 并联后的电阻用R 1V 表示，则R 1V R 2＝8 V 4 V ＝21，即R 1V ＝2R 2，由于R 1＞R 1V ，则R 1＞2R 2．当电压表改接在R 2两端时，将R 2与R V 并联后的电阻用R 2V 表示，则R 2＞R 2V ．此时电阻R 1两端的电压U 1与电压表示数U 2V 之比为U 1U 2V ＝R 1R 2V ＞2R 2R 2V ＞2R 2R 2＝2，故电压表的示数将小于4 V ，选项A 正确．6．有两个经过精确校准的电压表V 1和V 2，当用它们分别来测量图中的电阻R 0两端的电压时，读数依次为15．3 V 和15．8 V ，那么在未接上电压表时，R 0两端的电压应是()A ．大于15．8 VB ．小于15．3 VC ．在15．3 V 和15．8 V 之间D ．无法确定解析：选A ．设电压表的内阻为R V ，则电压表与R 0的并联阻值R 并＝R 0R VR 0＋R V<R 0．接上电压表时，R 0两端的电压：U 1＝R 并R 并＋RU ＝U1＋R R 并．未接上电压表时，R 0两端的电压：U 2＝R 0R 0＋R U ＝U1＋R R 0．所以U 1<U 2，A 对．二、多项选择题7．(2018·衡水校级月考)用四个相同的小量程电流表，分别改装成了量程不同的大量程电流表A 1、A 2和量程不同的电压表V 1、V 2，且电流表A 1的量程大于电流表A 2的量程，电压表V 1的量程大于电压表V 2的量程，若把电表分别采用并联的方式接入电路，如图甲、乙所示，则闭合开关后，下列有关说法正确的是( )A．图甲中的A1、A2的示数相同B．图甲中的A1、A2的指针偏角相同C．图乙中的V1、V2的示数相同D．图乙中的V1、V2的指针偏角相同解析：选BC．题图甲中电流表A1、A2并联，电压相同，表头的电流，指针偏转角度相同，由于电流表A1的量程大于A2的量程，则电流表A1的读数大于电流表A2的读数，故A错误，B正确；V1、V2并联，流过表头的电流不相同，指针偏转的角度不相同，但因是并联电压相同，则读数相同，则C正确，D错误．8．仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路．已知R1阻值较大，R2阻值较小，则( )A．图甲中R1作粗调B．图甲中R1作细调C．图乙中R2作粗调D．图乙中R2作细调解析：选AC．题图甲中，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；题图乙中，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．9．如图所示，甲、乙两个电路都由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是( )A．甲表是电流表，R增大时量程增大B．甲表是电流表，R增大时量程减小C．乙表是电压表，R增大时量程减小D．乙表是电压表，R增大时量程增大解析：选BD．电压表电阻分压，串联一个电阻；电流表电阻分流，并联一个电阻．所以甲表为电流表，乙表为电压表．并联电路电阻大时分流少，所以R 增大时量程减小，A 错误，B 正确；串联电路电阻大时分压多，所以R 增大时量程增大，C 错误，D 正确．10．小明去实验室取定值电阻两只R 1＝10 Ω，R 2＝30 Ω，电压表一个，练习使用电压表测电压，电路连接如图，电源输出电压U ＝12．0 V 不变，小明先用电压表与R 1并联，电压表示数为U 1，再用电压表与R 2并联，电压表示数为U 2，则下列说法正确的是( )A ．U 1一定大于3．0 VB ．U 2一定小于9．0 VC ．U 1与U 2之和小于12 VD ．U 1与U 2之比一定不等于1∶3解析：选BC ．不接电压表时，R 1、R 2串联，电压之比为：U ′1U ′2＝R 1R 2＝13，而U ′1＋U ′2＝12．0 V ，解得：U ′1＝3．0 V ，U ′2＝9．0 V ，当电压表并联在R 1两端时，有：U 1U ′2＝R 1并R 2＜13，解得：U 1＜3．0 V ；同理，当电压表并联在R 2两端时，有：U 2＜9．0 V ，得：U 1＋U 2＜12．0 V ．但两电压表之比可能等于1∶3．故B 、C 正确，A 、D 错误．三、非选择题11．(2018·蓟县期中)如图所示，是有两个量程的电流表的电路．当使用a 、b 两个端点时，量程为I 1＝1 A ，当使用a 、c 两个端点时，量程为I 2＝0．1 A ，已知表头的内阻R g 为100 Ω，满偏电流I g 为2 mA ，求电阻R 1、R 2的值．解析：接a 、b 时，R 1起分流作用为一支路，G 与R 2串联为一支路，此时量程为I 1＝1 A ，而电流表的量程为当G 表头达到满偏时通过两个支路的总电流，即为I 1＝I g ＋I g （R g ＋R 2）R 1①同理，接a 、c 时，R 1＋R 2为一支路起分流作用，G 为一支路，此时量程为I 2＝0．1 A 则I 2＝I g ＋I g R gR 1＋R 2②由①②式构成一方程组，只有R 1与R 2为未知量，代入数据求得：R 1＝0．2 Ω，R 2＝1．84 Ω．答案：0．2 Ω 1．84 Ω12．在如图所示的电路中，小量程电流表G 的内阻R g ＝100 Ω，满偏电流I g ＝1 mA ，R 1＝900 Ω，R 2＝100999Ω．(1)当S 1和S 2均断开时，改装成的表是什么表？量程为多大？ (2)S 1和S 2均闭合时，改装成的表是什么表？量程为多大？解析：(1)S 1和S 2均断开时，电阻R 1与小量程电流表G 串联，可组成较大量程的电压表，电压表的内阻R V ＝R g ＋R 1＝1 000 Ω．所以，电压表两端的电压最高为：U ＝I g R V ＝0．001×1 000 V ＝1 V ．即改装成的电压表的量程为0～1 V ．(2)S 1和S 2均闭合时，电阻R 1被短路，电阻R 2与小量程电流表G 并联，组成较大量程的电流表．当小量程电流表满偏时，通过R 2的电流为：I R 2＝I g R g R 2＝0．001×100100999A ＝0．999 A ．故改装成的电流表的最大量程为I ＝I R 2＋I g ＝0．999 A ＋0．001 A ＝1 A ．答案：(1)电压表 0～1 V (2)电流表 0～1 A。