2024-2025学年新教材高中物理第3章恒定电流4串联电路和并联电路课时练习含解析鲁科版必修3

PAGE9-串联电路和并联电路(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题6分,共36分)1.下列说法不正确的是 ()A.一个电阻和一根无电阻的志向导线并联,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.并联电路任一支路的电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大D.并联电路任一支路的电阻增大(其他支路不变),则总电阻肯定减小【解析】选D。一个电阻和一根无电阻的志向导线并联,设R1=0,由总电阻R=得知,R=0,故A正确;由=++……得,>,则得Rn>R并,即并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻,故B正确;由上式知,Rn增大,R并增大,故C正确,D错误。2.在电灯旁再并联一只电炉,电灯变暗的缘由是 ()A.接上电炉使电路中总电流减小B.电路中总电流不变,被电炉分去一些电流C.电路中总电流增加导致线路上损失的电压增加,电灯两端电压变小D.电路中总电流增加,通过电灯的电流增加【解析】选C。并联一只电炉后,电路的总电阻变小,总电压恒定,依据欧姆定律可知电路中的总电流增大,输电线上的电压损失增大,则灯泡两端的电压下降,从而使流过电灯的电流变小,灯泡的实际功率减小,导致灯泡变暗,故C正确,A、B、D错误。3.如图所示电路,电压U保持不变,当开关S断开时,电流表A的示数为0.6A,当开关S闭合时,电流表A的示数为0.9A,则两电阻阻值之比R1∶R2为()A.1∶2 B.2∶1C.2∶3 D.3∶2【解析】选A。依据欧姆定律,可得:当开关S断开时,U=I1R1 ①当开关S闭合时,U=I2· ②由①②得I1R1=I2·代入解得=,则A正确,B、C、D错误。【加固训练】如图所示的电路中,R1=1Ω,R2=2Ω,R3=3Ω,那么通过电阻R1、R2、R3的电流之比I1∶I2∶I3为 ()A.1∶2∶3 B.3∶2∶1C.2∶1∶3 D.3∶1∶2【解析】选C。电阻R1、R2并联,电流之比为:I1∶I2=R2∶R1=2∶1。两个并联电路电流之和等于第三个电阻的电流,故I1∶I2∶I3=I1∶I2∶(I1+I2)=2∶1∶3。故C正确,A、B、D错误。4.一个电流表,刻度盘上每1小格代表1μA,内阻为Rg,假如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nRgB.给它串联一个电阻,阻值为(n-1)RgC.给它并联一个电阻,阻值为D.给它并联一个电阻,阻值为【解题指南】解答本题应留意以下两点:(1)电流表改装成量程较大的电流表应并联电阻。(2)由并联电路的特点知IgRg=(I-Ig)R。【解析】选D。扩大量程的倍数n=。由并联电路的特点得:IgRg=(I-Ig)R,所以R==,即电流表扩大量程的倍数为n时,需并联的分流电阻为R=。5.一电流表由电流计G和电阻R并联而成,如图所示,在校准时发觉此电流表的读数总比精确值稍小些,采纳下列措施可使读数变精确的是 ()A.在R上串联一比R小得多的电阻B.在R上串联一比R大得多的电阻C.在R上并联一比R小得多的电阻D.在R上并联一比R大得多的电阻【解析】选A。电流表示数偏小,是由于分流电阻偏小造成的,将分流电阻变得稍大些即可,可以在R上串联一比R小得多的电阻。故A正确,B、C、D错误。【加固训练】一电流表(表头)并联一个分流电阻后就改装成一个大量程的电流表,当把它和标准电流表串联后去测某电路中的电流时,发觉标准电流表读数为1A,而改装电流表的读数为1.1A,略微偏大一些,为了使它的读数精确,应 ()A.在原分流电阻上再并联一个较大的电阻B.在原分流电阻上再串联一个较小的电阻C.在原分流电阻上再串联一个较大的电阻D.在原分流电阻上再并联一个较小的电阻【解析】选A。改装表示数偏大,说明改装成电流表时并联的分流电阻偏大。故要使内阻略微变小一些,须要在原分流电阻上再并联一个较大的电阻,则A正确,B、C、D错误。6.已知G表的内阻为100Ω,满偏电流为300μA,若用此表头改装成0～0.6A量程的电流表,则 ()A.串联一个199900Ω的电阻B.串联一个0.05Ω的电阻C.并联一个199900Ω的电阻D.并联一个0.05Ω的电阻【解析】选D。把电流表改装成0.6A的电流表须要并联一个分流电阻,分流电阻阻值为:R==Ω≈0.05Ω。则D正确,A、B、C错误。二、计算题(本题共2小题,共24分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要标明单位)7.(12分)在如图所示的电路中,三个电阻的阻值分别为R1=2Ω,R2=3Ω,R3=4Ω,电源电压恒定。(1)接通开关S,断开开关S′时,R1与R2两端电压之比为多少?(2)两个开关S、S′都接通时,R1与R2两端电压之比为多少?【解析】(1)接通开关S,断开开关S′时,R1与R2两电阻串联,电流相等,由欧姆定律可知,电压之比等于电阻之比,故R1与R2两端电压之比为U1∶U2=R1∶R2=2∶3。(2)两个开关S、S′都接通时,R2与R3并联后再与R1串联,故电压之比等于R1与R2和R3并联后的电阻之比;则有:U1′∶U2′=R1∶=2∶=7∶6。答案:(1)2∶3(2)7∶68.(12分)如图所示的电路中,输入电压UAB=200V,可变电阻的总阻值R0=150Ω,允许通过的最大电流为4A,求:(1)当输出端a、b开路时Uab的值。(2)当输出端接入R=40Ω的负载时,Uab的可能改变范围。【解析】(1)a、b开路时,可变电阻上方部分无电流,也就无电压,因此A、a两点等电势,即Uab=UAB=200V。(2)当滑动触头向下移动,下方部分电流强度达到临界状态,即为4A时,下方部分电阻R下=Ω=50Ω,上方部分电阻为100Ω,此时Uab=×200V≈57.1V。当滑动触头向上移动,上方部分电流强度达到临界状态,即为4A时,同理可知,上方部分的电阻R上=(50-40)Ω=10Ω,此时Uab=×200V=160V。答案:(1)200V(2)57.1V≤Uab≤160V【总结提升】直流电路的分析方法(1)电路的串、并联关系要清晰;(2)U、I、P与R的对应关系要清晰;(3)分析问题的切入点,即从哪个电阻入手要清晰;(4)由于电阻动态改变而带来的电路各部分的电流、电压、电功率的改变要清晰。(15分钟·40分)9.(6分)(多选)如图,电流表A1(0～0.6A)和A2(0～3A)是由两个相同的电流计改装而成的,现将这两个电流表并联后接入电路。闭合开关S,调整滑动变阻器,下列说法中正确的是 ()A.A1、A2的读数之比为1∶5B.Al、A2的读数之比为1∶1C.A1、A2的指针偏转角度之比为1∶1D.Al、A2的指针偏转角度之比为1∶5【解析】选A、C。这两个电流表是并联接入电路的,所以这两个电流计也是并联的,且两个电流计两端电压相等,所以通过这两个电流计的电流相等,即两个电流表的指针偏转角度相同,因为它们的量程之比为1∶5,所以两个电流表的读数之比为1∶5,故A、C正确,B、D错误。【加固训练】(多选)用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表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状况的叙述正确的是 ()A.图甲中电压表的指针偏角比电流表的大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比电流表的大D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小【解析】选A、D。题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,所以由于电流表的定值电阻分流的缘由,通过电流表的电流计的电流小于电压表的,所以电压表的指针偏转角比电流表的大,A正确,B错误;题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缘由,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,所以题图乙中电压表的指针偏角比电流表的小,C错误,D正确。10.(6分)如图所示的电路中,电阻R1=2Ω、R2=3Ω、R3=6Ω,给电路通以恒定电流,电阻R1消耗的功率为P,则R2和R3消耗的总功率为 ()A.P B.P C.P D.P【解析】选A。分析电路结构,电阻R2和R3并联,再与R1串联,求出并联电阻R23==2Ω,与电阻R1阻值相等,依据串联规律可知,串联电路电流相等,功率P=I2R,电流相等,电阻相等,电阻R1消耗的功率为P,则R2和R3消耗的总功率为P,故A正确,B、C、D错误。11.(6分)如图所示,其中电流表的量程为0～0.2A,内阻为5Ω,R1的阻值为电流表内阻的一半;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。下列分析正确的是 ()A.将接线柱1、3接入电路时,新电压表的量程为0～4VB.将接线柱1、3接入电路时,新电压表的量程为0～6VC.将接线柱1、2接入电路时,新电流表的量程为0～0.4AD.将接线柱1、2接入电路时,新电流表的量程为0～0.6A【解析】选D。当接1、3时是给电流表串联肯定值电阻,则是电压表,由于通过R2的电流是电流表满偏电流的3倍,所以R2两端的电压是电流表满偏电压的6倍,而电流表的满偏电压是Ug=IgRg=0.2×5V=1V,所以改装后的量程范围是0～7V,故A、B错误;接1、2时,是在电流表上并联一个定值电阻,所以是电流表,由于R1的阻值为电流表内阻的一半,所以扩大后的量程是原来的3倍,即为0～0.6A【加固训练】如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘匀称划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的;R2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0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A【解析】选C。将接线柱1、2接入电路时,通过R1的电流是通过电流表的2倍,每一小格表示0.02A+0.04A=0.06A,选项A、B错误;将接线柱1、3接入电路时,通过R1的电流仍旧是通过电流表的2倍,每一小格仍旧表示0.06A,选项C正确,选项D错误。12.(22分)如图所示是三量程直流电表的原理图,三个最大量程分别是10mA、1A、10V。已知表头G的满偏电流Ig=5mA,内阻Rg=10Ω。试确定定值电阻R1、R2、R3的阻值。【解析】依据串、并联电路的规律可知,I1=1A,I2=10mA,U=10V,当接在I1=1A量程时,Ig(Rg+R2)=(I1-Ig)R1;当接在I2=10mA量程时,IgRg=(I2-Ig)(R1+R2);当接在U=10V量程时,U=IgRg+I2R3;联立解得:R1=0.1Ω;R2=9.9Ω;R3=995Ω。答案:0.1Ω9.9Ω995Ω【加固训练】如图所示的电路中,A、B两端的电压U恒为12V,灯L标有“6V1.8W”的字样,R1=20Ω,电键S断开时,灯L正常发光。求:(1)此时滑动变阻器的电阻R2。(2)当电键S闭合时,灯L的功率为多少?(3)假如在电键S闭合后仍要使灯L正常发光,则滑动变阻器的电阻要调到多大?【解析】(1)