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文档简介
11.4串联电路和并联电路
学习目标
课程标准物理素养
物理观念:串联和并联电路电流、电压的关系式,串联和并联电路总电阻的
表达式,电流表及电压表的改装原理。
科学思维:分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式,并理解其含义,
体会严谨的科学推理过程。
3.2.3了解串、并联电路
科学探究:依据电流和电压的关系,推导得到串联和并联电路总电阻的表达
电阻的特点。
式,体会等效思想在物理中的运用。
科学态度与责任:通过建立简化模型,应用串、并联电路规律分析电流表及
电压表的改装原理,理解理想电表是一种科学抽象的产物,进一步体会理想
化模型的思想方法。
02思维导图
串、并联电路的电压、电流和电阻关系对比
串联电路并联电路
电路
总电压等于各部分电路两端电压各支路两端的电压相等。即U=U1
电压
之和。即U=U1+U2+U3+…=U2=U3=…
各部分的电流相等。即I=I1=I2总电流等于各支路的电流之和。即
电流
=I3=…I=I1+I2+I3+…
总电阻的倒数等于各支路电阻倒数
总电阻等于各个部分电路电阻之
电阻1111
和。即R=R1+R2+R3+…之和。即=+++…
RR1R2R3
03知识梳理
(一)课前研读课本,梳理基础知识:
一、纯电阻的串并联
1.串、并联电路的特点
串联电路并联电路
电流I=I1=I2=…=InI=I1+I2+…+In
电压U=U1+U2+…+UnU=U1=U2=…=Un
1111
电阻R=R1+R2+…+Rn=++…+
RR1R2Rn
P1P2Pn
==…=P1R1=P2R2=…=PnRn
功率分配R1R2Rn
P总=P1+P2+…+Pn
2.串、并联电路的几个推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻.
(2)并联电路的总电阻小于其中任一支路的总电阻,且小于其中最小的电阻.
(3)无论是串联电路还是并联电路,电路中任意一个电阻变大时,电路的总电阻变大.
一、电表的两种改装的比较
改装成大量程电压表改装成大量程电流表
内部电路
改装原理串联分压并联分流
UUg
所需电阻阻值R=-RgR=
IgI-Ig
R+Rg
改装后的量程U=Ig(Rg+R)I=Ig
R
校准电路
04题型精讲
【题型一】电表改装问题
【典型例题1】如图所示,某学习小组进行电表改装的实验,已知表头内阻为100Ω,满偏电流为300mA,
使用OA接线柱时它是量程为0~3A的电流表,使用OB接线柱时它是量程为0~0.6A的电流表,使用OC
接线柱时它是量程为0~60V的电压表,则图中的R1=________Ω,R2=________Ω,R3=________Ω.
答案208050
解析使用OA接线柱时,量程为0~3A,
IgRg+R2
则有IOA=3A=Ig+
R1
使用OB接线柱时,量程为0~0.6A,
IgRg
则有IOB=0.6A=Ig+
R1+R2
其中Ig=0.3A,Rg=100Ω
联立解得R1=20Ω,R2=80Ω
使用OC接线柱时,量程为0~60V,
RgR1+R2
则有UOC=60V=IOB+IOBR3,解得R3=50Ω.
Rg+R1+R2
【典型例题2】某同学要测量一个未知电阻的阻值,实验室提供的器材有:
A.电流表A1:量程为0~3mA,内阻r1约为15Ω
B.电流表A2:量程为0~1.5mA,内阻r2为25Ω
C.定值电阻R1:R1=9975Ω
D.定值电阻R2:R2=1975Ω
E.滑动变阻器R3:最大阻值为10Ω
F.电源E,电动势为3V,内阻很小但不可忽略
G.开关S及导线若干
(1)该同学根据实验器材设计了如图所示的测量电路,闭合开关S之前,滑动变阻器R3的滑片应置于
________(填“最左端”或“最右端”).
(2)实验中需要量程为0~3V的电压表,则电路图中的电流表①应选择________,定值电阻R应选择
________(均填器材前面的字母).
(3)调节滑动变阻器,将滑动变阻器的滑片置于合适的位置,若此时电流表A1的示数为I1,电流表A2的示
数为I2,则待测电阻Rx=________(用物理量的符号表示).
I2r2+R2
答案(1)最左端(2)BD(3)
I1-I2
解析(1)为了实验安全,闭合开关S之前,应使电路中电流从最小值开始调节,滑动变阻器采用分压接法,
故应将滑片置于最左端.
(2)实验器材中没有电压表,要用电流表改装,只有内阻已知的电流表才能改装成电压表,所以电流表选择
B.
-3
U-IA2r23-1.5×10×25
根据电压表改装原理可得R==Ω=1975Ω,故定值电阻应选择D.
-3
IA21.5×10
(3)由串、并联电路的特点和闭合电路欧姆定律有I2(r2+R2)=(I1-I2)Rx
I2r2+R2
解得Rx=.
I1-I2
【对点训练1】(多选)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的量程大于V2的量程,改装好后把它们按如图所示连接法
连入电路,则()
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
答案AD
解析电流表A1与电流表A2由相同表头与不同电阻并联改装而成,并联在电路中,电流表A1与电流表A2
的指针偏转角相同,电流表A1的量程较大,则电流表A1的读数较大,A正确,B错误;电压表V1与电压
表V2由相同表头与不同电阻串联改装而成,串联在电路中,通过表头的电流相同,故指针的偏转角相同,
因V1量程较大,所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数,C错误,D正确.
【对点训练2】某同学要将一量程为250μA的微安表改装为量程为20mA的电流表。该同学测得微安表内
阻为1200Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图
(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。
(1)根据图(a)和题给条件,将图(b)中的实物连线。
(2)当标准毫安表的示数为16.0mA时,微安表的指针位置如图(c)所示。由此可以推测出所改装的电表量程
不是预期值,而是________。(填正确答案标号)
A.18mAB.21mAC.25mAD.28mA
(3)产生上述问题的原因可能是______。(填正确答案标号)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1200Ω
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1200Ω
C.R值计算错误,接入的电阻偏小
D.R值计算错误,接入的电阻偏大
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻
值为kR的电阻即可,其中k=________。
解析:(1)将量程为250μA的微安表改装成量程为20mA的电流表,需要将定值电阻与微安表并联。实物连
线如图所示。
(2)串联电路中电流处处相等,毫安表示数为16.0mA时,对应微安表的刻度为160.0μA,根据比例关系得,
当微安表指针到满量程250μA时,毫安表的示数应为25mA,即为改装后电表的量程。C正确。
IgRg
(3)根据IgRg=(I-Ig)R,得I=+Ig,出现该情况可能是微安表内阻测量错误,实际电阻大于1200Ω,或
R
者并联的电阻R计算错误,接入的电阻偏小。A、C正确。
(4)若微安表的满偏电压为U,则对并联的电阻R有U=(25-0.25)×10-3R,U=(20-0.25)×10-3kR,解得k
=99。
79
99
答案:(1)见解析图(2)C(3)AC(4)
79
【题型二】定值电阻、表内阻的测量问题
【典型例题3】用以下器材可测量电阻Rx的阻值。
待测电阻Rx,阻值约为600Ω;
电源E,电动势约为6.0V,内阻可忽略不计;
电压表V1,量程为0~500mV,内阻r1=1000Ω;
电压表V2,量程为0~6V,内阻r2约为10kΩ;
电流表A,量程为0~0.6A,内阻r3约为1Ω;
定值电阻R0,R0=60Ω;
滑动变阻器R,最大阻值为150Ω;
单刀单掷开关S一个,导线若干。
1
(1)测量中要求两只电表的读数都不小于其量程的,并能测量多组数据,请在虚线框中画出测量电阻Rx的
3
实验电路图。
(2)若选择测量数据中的一组来计算Rx,则由已知量和测量物理量计算Rx的表达式为Rx=________,式中各
符号的意义是__________________________________________。(所有物理量用题中代表符号表示)
6V
[解析](1)电路的最大电流为I==0.01A,电流表量程太大,可以把电压表V1并联一个定值电阻改
600Ω
装成电流表,电压表选择V2即可,要求测量多组数据,滑动变阻器需要分压式接法,电路如图所示。
U1U1U1R0+r1U2-U1U2-U1R0r1
(2)流过被测电阻的电流为I=+=,被测电阻为Rx==。
r1R0R0r1IU1R0+r1
U2-U1R0r1
[答案](1)测量电路见解析图(2)U1为电压表V1的读数,U2为电压表V2的读数,r1为电压
U1R0+r1
表V1的内阻,R0为定值电阻
【典型例题4】某同学欲测量量程为300μA的微安表头G的内阻。可供选择的实验器材有:
A.微安表头G(量程300μA,内阻约为几百欧姆)
B.滑动变阻器R1(0~10kΩ)
C.滑动变阻器R2(0~50kΩ)
D.电阻箱(0~9999.9Ω)
E.电源E(电动势约为9V)
F.开关、导线若干
该同学先采用如图所示的电路测量G的内阻,实验步骤如下:
①按图连接好电路,将滑动变阻器的滑片调至图中最右端的位置;
②断开S2,闭合S1,调节滑动变阻器的滑片位置,使G满偏;
③闭合S2,保持滑动变阻器的滑片位置不变,调节电阻箱的阻值,使G的示数为200μA,记下此时电阻箱
的阻值。
回答下列问题:
(1)实验中滑动变阻器应选用_________(填“R1”或“R2”)。
(2)若实验步骤③中记录的电阻箱的阻值为R,则G的内阻Rg=___________。
9
[解析](1)表头的满偏电流为300μA,对应的电路中最小电阻为R=Ω=30kΩ,所以滑动变阻
300×10-6
器应选择阻值较大的R2。
2
(2)闭合开关S2时认为电路中总电流不变,流过微安表电流为满偏电流的,则流过电阻箱的电流为满偏电
3
11
流的,微安表与电阻箱并联,流过并联电路的电流与阻值成反比,则Rg=R。
32
1
[答案](1)R2(2)R
2
【对点训练3】某同学通过实验测定一个阻值约为5Ω的电阻Rx的阻值。
(1)现有电源(4V,内阻可不计)、滑动变阻器(0~50Ω,额定电流2A)、开关和导线若干,以及下列电表:
A.电流表(0~3A,内阻约0.025Ω)
B.电流表(0~0.6A,内阻约0.125Ω)
C.电压表(0~3V,内阻约3kΩ)
D.电压表(0~15V,内阻约15kΩ)
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,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
U
图所示,可得该电阻的测量值Rx==________Ω。(保留两位有效数字)
I
(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)实验中为减少温度的变化对电阻率的影响,采取了以下措施,其中正确的是________。
A.多次测量U、I,画UI图像,再求R值
B.多次测量U、I,先计算R,再求R的平均值
C.实验中通电电流不宜过大,通电时间不宜过长
D.多次测量U、I,先求U、I的平均值,再求R
[答案](1)BC甲(2)如图所示
(3)5.2(4)BD(5)C
【对点训练4】电压表满偏时通过该表的电流是半偏时通过该表电流的两倍。某同学利用这一事实测量电
压表的内阻(半偏法)。实验室提供的器材如下:待测电压表V(量程3V,内阻约为3000Ω),电阻箱R0(最
大阻值为99999.9Ω),滑动变阻器R1(最大阻值100Ω,额定电流2A)。电源E(电动势6V,内阻不计),开
关两个,导线若干。
(1)如图所示,虚线框内为该同学设计的测量电压表内阻的电路图的一部分。将电路图补充完整。
(2)将这种方法测出的电压表内阻记为RV′。则RV′=________。与电压表内阻的真实值RV相比,
RV′______RV(选填“>““=”或“<“)。
答案(1)见解析图(2)R0>
解析(1)待测电压表电阻(3000Ω)远大于滑动变阻器R1的电阻值(100Ω),故滑动变阻器R1采用分压式接法;
电路图如图所示。
(2)根据设计的电路进行的实验步骤是:移动滑动变阻器的滑片,以保证通电后电压表所在的支路分压最小;
闭合开关S1、S2,调节R1,使电压表的指针满偏;
保持滑动电阻器滑片位置不变,断开S2,调节电阻箱R0,使电压表的指针半偏;
读取电阻箱所示的电阻值,此即为测得的电压表内阻;
电压表串联电阻箱后认为该支路电压不变,而实际该支路电压变大,则电阻箱分压大于计算值,则会引起
测量值的偏大,故RV<RV′。
【题型三】电路结构分析及伏安特性的测定
【典型例题5】阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示的电路。开关S断开
且电流稳定时,C所带的电荷量为Q1;闭合开关S,电流再次稳定后,C所带的电荷量为Q2。则Q1与Q2
的比值为()
2132
A.B.C.D.
5253
解析:选C断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、
11
乙两图中电容器两极板间的电压U1=E,U2=E,又C所带的电荷量Q=CU,则Q1∶Q2=3∶5,C正确。
53
【典型例题6】某同学用图(a)所示电路探究小灯泡的伏安特性,所用器材有:
小灯泡(额定电压2.5V,额定电流0.3A)
电压表(量程300mV,内阻300Ω)
电流表(量程300mA,内阻0.27Ω)
定值电阻R0
滑动变阻器R1(阻值0~20Ω)
电阻箱R2(最大阻值9999.9Ω)
电源E(电动势6V,内阻不计)
开关S、导线若干。
完成下列填空:
(1)有3个阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω的定值电阻可供选择,为了描绘小灯泡电流在0~300mA的UI曲
线,R0应选取阻值为________Ω的定值电阻。
(2)闭合开关前,滑动变阻器的滑片应置于变阻器的________(填“a”或“b”)端。
(3)在流过电流表的电流较小时,将电阻箱R2的阻值置零,改变滑动变阻器滑片的位置,读取电压表和电流
表的示数U、I,结果如图(b)所示。当流过电流表的电流为10mA时,小灯泡的电阻为________Ω(保留1位
有效数字)。
(4)为使得电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V,该同学经计算知,应将R2的阻值调整为______Ω,
然后调节滑动变阻器R1,测得数据如下表所示:
U/mV24.046.076.0110.0128.0152.0184.0216.0250.0
I/mA140.0160.0180.0200.0220.0240.0260.0280.0300.0
(5)由图(b)和上表可知,随流过小灯泡电流的增加,其灯丝的电阻______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(6)该同学观测到小灯泡刚开始发光时流过电流表的电流为160mA,可得此时小灯泡电功率P1=____W(保
P2
留2位有效数字);当流过电流表的电流为300mA时,小灯泡的电功率为P2,则=________(保留至整数)。
P1
[创新点分析]
(1)描绘“小灯泡电流在0~300mA的伏安特性曲线”。
(2)通过电阻箱R2改变电压表的量程。
(3)为了保证小灯泡的安全,设计加入了定值电阻R0。
解析:(1)因为小灯泡额定电压为2.5V,电源的电动势为6V,则移动滑动变阻器时,为了保证电路安全,
3.5
需要定值电阻分担的电压最大为U=6V-2.5V=3.5V,则有R0=Ω≈11.7Ω,则为了描绘小灯泡在0~
0.3
300mA的伏安特性曲线,R0应选取阻值为10Ω的定值电阻。
(2)为了保护电路,滑动变阻器的滑片应置于a端。
(3)由题图可知当流过电流表的电流为10mA时,电压为7mV,则小灯泡的电阻为R=0.7Ω。
30.3
(4)由题知电压表满量程时对应于小灯泡两端的电压为3V时,有=,解得R2=2700.0Ω。
R2+RVRV
U
(5)由题图(b)和表格可知流过小灯泡电流增加,图像中变大,则灯丝的电阻增大。
I
(6)根据表格可知当电流为160mA时,电压表的示数为46mV,根据(4)的分析可知此时小灯泡两端电压为
0.46V,则此时小灯泡电功率P1=0.46×0.16W≈0.074W;同理可知当流过电流表的电流为300mA时,小
P2
灯泡两端电压为2.5V,此时小灯泡电功率P2=2.5×0.3W=0.75W,故有≈10。
P1
答案:(1)10(2)a(3)0.7(4)2700.0(5)增大(6)0.07410
、
【对点训练5】(多选)在如图所示电路中,已知R1R2R3,R1两端电压为3V,R3两端电压为1V,R4R5
为定值电阻,则()
A.R2两端电压可能为2V
B.A、B两端电压可能为7V
C.若A、B两端电压为5V,可以判断出R4R5
D.若A、B两端电压为5V,可以判断出R4R5
答案:ABC
3V1VU
2
、、、、RRR
解析:设通过R1R2R3的电流分别为I1I2I3,有两种情况,可能I1I3I2,得132,又
3V1VU
2
RRRU4VIIIRRRU2V
123,得2,可能132,得132,得2,选项A正确;A、B两端电
3V4V7V3V2V5VR、R
压可能为或,选项B正确;若A、B两端电压为5V,则13两端的电压之
和等于R4两端的电压,即U1U3U4,得U43V1V4V,U55VU41V,通过R4与R3的电流
UUUUU4V1VR
4354544
RRRRRRRRR
之和等于通过5的电流,即435,则45,即45,得5,可知选项C正确,选项
D错误。
【对点训练6】某同学想要描绘标有“3.8V,0.3A”字样小灯泡L的伏安特性曲线,要求测量数据尽量精确、
绘制曲线完整。可供该同学选用的器材除开关、导线外,还有:
电压表V1(量程0~3V,内阻等于3kΩ)
电压表V2(量程0~15V,内阻等于15kΩ)
电流表A1(量程0~200mA,内阻等于10Ω)
电流表A2(量程0~3A,内阻等于0.1Ω)
滑动变阻器R1(0~10Ω,额定电流2A)
滑动变阻器R2(0~1kΩ,额定电流0.5A)
定值电阻R3(阻值等于1Ω)
定值电阻R4(阻值等于10Ω)
定值电阻R5(阻值等于1kΩ)
电源E(E=6V,内阻不计)
(1)请画出实验电路图,并将各元件字母代码标在该元件的符号旁。
(2)该同学描绘出的IU图像应是下图中的________。
解析:描绘小灯泡的伏安特性曲线时,要求“测量数据尽量精确、绘制曲线完整”,从电表的量程来看,
V1、A1量程偏小,直接测量灯泡的电压、电流时,曲线不完整,若用V2、A2测量灯泡的电压、电流时,读
数不够精确。题目中给了滑动变阻器和几个定值电阻,我们可以采用定值电阻分压、分流的方式扩大电表
的量程,准确读出灯泡的电流值、电压值,绘制完整的曲线。
(1)电路图如图所示,滑动变阻器的选择:R2的阻值太大,调节不灵敏,故选R1。与电流表A1并联的电阻:
由于A1的内阻为10Ω,若选R4为并联电阻,则量程为0~0.4A,若并联阻值过小,电流表读数偏小,读
数欠精确。与电压表串联的电阻:分压电阻的阻值应该与电压表V1的内阻具有可比性,故选择R5作为分压
电阻,此时量程为0~4V。
(2)灯丝的电阻率随温度的升高而增大,其阻值也随温度的升高而增大,则IU图线的斜率应越来越小,图B
正确。
答案:(1)见解析图(2)B
05强化训练
01
【基础强化】
1.如图所示,当电路a、b两端接入100V电压时,则c、d两端输出电压为20V;当电路c、d两端接入
100V电压时,则a、b两端输出电压为50V.据此可知R1∶R2∶R3为()
A.4∶2∶1B.2∶1∶1
C.3∶2∶2D.1∶1∶2
答案A
100V
解析当a、b两端接入电压时,根据欧姆定律得20V=R2,解得R1∶R2=2∶1;当c、d两端接入
2R1+R2
100V
电压时,有50V=R2,解得R2∶R3=2∶1,联立得R1∶R2∶R3=4∶2∶1,故A正确,B、C、D错
2R3+R2
误.
2.如图所示,接通开关S,灯泡L1、L2都正常发光。某时刻由于电路故障两灯突然熄灭。若故障只有一处,
则下列说法正确的是()
A.如果将电压表并联在cd两端有示数,说明cd间完好
B.如果将电压表并联在ac两端示数为0,说明ac间断路
C.如果将电流表并联在ac两端示数为0,说明cd间完好
D.如果将电压表并联在ad两端有示数,并联ac两端示数为0,说明cd间断路
解析:选D电路故障分为断路和短路,根据题意如果是某盏灯短路,该灯熄灭,而另一盏灯应该变亮,
如果是两盏灯以外的元件短路,则两盏灯均变亮,故电路故障应为断路。电压表并联在cd两端有示数,说
明cd间发生了断路,故A错误;电压表并联在ac两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,而
ac间电路完好,故B错误;电流表并联在ac两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,而ac间
电路完好,无法说明cd间情况,故C错误;电压表并联在ad两端有示数,说明ad段发生了断路,并联ac
两端示数为0,说明ac部分以外的电路发生了断路,故综合以上两点,应是cd间断路,故D正确。
3.为测量“12V、5W”的小灯泡在不同电压下的功率,给定了以下器材:
电源:12V,内阻不计;
电流表:量程0~0.6A、0~3A,内阻约为0.2Ω;
电压表:量程0~3V、0~15V,内阻约为15kΩ;
滑动变阻器:0~20Ω,允许最大电流1A;
开关一个,导线若干,实验要求加在小灯泡上的电压可从零开始调节。
(1)以下四个电路图你认为最合适的是________。
(2)在本实验中,电流表的量程可选________。
22
U12RLRV
解析:(1)C与D电路图不符合电压从零开始调节。小灯泡的电阻RL==Ω=28.8Ω,=144,=
P5RARL
RLRV
520.8,由于<,故电流表应采用外接法,应选A。
RARL
P5
(2)小灯泡的额定电流I==A≈0.4A,故电流表量程为0~0.6A。
U12
答案:(1)A(2)0~0.6A
4.如图所示为示波器衰减电路的示意图,ab之间为信号电压的输入端,cd为衰减电路的输出端,P是和衰
减旋钮固连在一起的开关,R1、R2、R3、R4为四个定值电阻,当P接通1时电压没有被衰减,当P分别接
通2、3、4时电压被衰减10倍、100倍、1000倍(即输出电压变为输入电压的0.1、0.01、0.001),若某个示
波器的衰减电路中,R4=1Ω,不计导线电阻,则其他电阻的阻值分别为()
A.R1=900Ω,R2=90Ω,R3=9Ω
B.R1=999Ω,R2=99Ω,R3=9Ω
C.R1=10Ω,R2=100Ω,R3=1000Ω
D.R1=1000Ω,R2=100Ω,R3=10Ω
答案A
R41
解析当P接通4时,输出电压变为输入电压的0.001,即=,解得R1+R2+R3=999Ω,
R1+R2+R3+R41000
R3+R41
当P接通3时,输出电压变为输入电压的0.01,即=,当P接通2时,输出电压变为输
R1+R2+R3+R4100
R2+R3+R41
入电压的0.1,即=,只有A均满足要求,故A正确,B、C、D错误.
R1+R2+R3+R410
5.在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx约为200Ω,电压表的内阻约为2kΩ,电流表的内阻约为10Ω,
U
测量电路中电流表的连接方式如图(a)或(b)所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和
I
电流表的示数。若将图(a)和图(b)中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则__________(选填“Rx1”或“Rx2”)
更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值
Rx2__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值。
RVRxU
解析:由于=10<=20,应采用题图(a)电路测量更准确,即Rx1更接近待测电阻的真实值;由于Rx1=,
RxRAI
URUUR
其中R真=,而U>UR,I=IR,则Rx1>R真,即测量值Rx1大于真实值;又由于Rx2=,R真=,其中U
IRIIR
=UR,I>IR,则Rx2<R真,即测量值Rx2小于真实值。
答案:Rx1大于小于
6.如图所示,有一个双量程电流表,其中小量程为0~1A.已知表头G的满偏电流Ig=500mA,定值电阻
R1=20Ω,R2=180Ω,则表头G的内阻Rg的值为()
A.100ΩB.200Ω
C.250ΩD.500Ω
答案B
解析当与表头G并联的电阻越大时,量程越小,即当接线柱接公共端与最右边的接线柱时,量程最小.由
欧姆定律可知:(R1+R2)(I-Ig)=IgRg,代入数据解得:Rg=200Ω,B正确.
【素养提升】
7.(多选)如图所示,把两只完全相同的表头进行改装,已知表头内阻为100Ω,下列说法正确的是()
A.由甲图可知,该表头满偏电流Ig=2mA
B.甲图是改装成的双量程电压表,其中b量程为9V
10
C.乙图中R1=Ω,R2=10Ω
9
D.乙图中R1=5Ω,R2=45Ω
答案BC
U3
解析由题图甲可知Ig==A=0.001A=1mA,b的量程为U′=Ig(Rg+R+R′)=
3
Rg+R100+2.9×10
33
0.001×(100+2.9×10+6×10)V=9V,故A错误,B正确;在题图乙中,改装为I1=10mA=0.01A电流
IgRg
表时,并联电阻的分流电流为I′=I1-Ig=10mA-1mA=9mA=0.009A,分流电阻的阻值为R1+R2=
I′
0.001×100100IgRg+R2
=Ω=Ω,改装为I2=100mA=0.1A电流表时,可得分流电阻的阻值R1=,联立
0.0099I2-Ig
10
解得R1=Ω,R2=10Ω,故D错误,C正确.
9
8.在图甲所示的电路中,电源的电动势为3.0V,内阻不计,灯L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡,这
种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示.当开关闭合后,下列说法中正确的是()
A.灯泡L1的电流为灯泡L2电流的2倍
B.灯泡L1的电阻为7.5Ω
C.灯泡L2的电阻为12Ω
D.灯泡L3两端的电压为1.5V
答案D
解析灯泡L2、L3串联,灯泡规格相同,故电压U2=U3=1.5V,由题图乙读出其电流I2=I3=0.20A,灯
I1
泡L1的电压U1=3.0V,由题图乙读出其电流I1=0.25A,所以=1.25,故A错误,D正确;灯泡L1的电
I2
U1U2
阻R1==12Ω,故B错误;灯泡L2的电阻为R2==7.5Ω,故C错误.
I1I2
9.如图所示的电路中,电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω.电流表内阻不计,在B、C两点间加上6V的电压时,
电流表的示数为()
A.0B.1AC.1.5AD.2A
答案B
解析电流表内阻不计,则A、C两点相当于用导线连在一起,当在B、C两点间加上6V的电压时,R2与
R3并联,然后与R1串联,电流表测量的是通过电阻R2的电流,等效电路图如图所示.电路中的总电阻R总
R2R3U6
=R1+=3Ω,干路中的电流为I总==A=2A,由于R2与R3阻值相等,所以电流表的示数为1
R2+R3R总3
A,B正确.
10.(多选)恒流源是一种特殊的电源,其输出的电流能始终保持不变;恒压源也是一种特殊的电源,其输出
的电压能始终保持不变.图甲所示的电路中电源是恒流源,图乙所示的电路中电源是恒压源,两图中的滑
动变阻器滑动触头P均从最右端向最左端移动时,下列说法中正确的是()
A.图甲中R1两端的电压减小
B.图乙中R1两端的电压减小
C.图甲中流过R2的电流保持不变
D.图乙中流过R2的电流保持不变
答案ABD
解析题图甲中两个支路的电压始终相等,所以支路电流与电阻成反比,即I2R2=I1(R1+R0),且I1+I2=I
是定值,滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时,R0增大,由以上两式可知I1减小,I2增大,R1两端
的电压U1=I1R1减小,故A正确,C错误;题图乙中两个支路的电压始终相等且为定值,支路电流与电阻
成反比,即I2R2=I1(R1+R0)=U(定值),滑动变阻器触头P从最右端向最左端移动时,R0增大,由上式可知
I1减小,I2不变,R1两端的电压U1=I1R1减小,故B、D正确.
11.如图为某控制电路的一部分,已知AA′的输入电压为24V,如果电阻R=6kΩ,R1=6kΩ,R2=3kΩ,
则BB′不可能输出的电压是()
A.12VB.8V
C.6VD.3V
R1R2
UAA′
R1+R2
解析:选D若两开关都闭合,则电阻R1和R2并联,再和R串联,UBB′为并联电路两端电压,UBB′=
R1R2
+R
R1+R2
R1UAA′
=6V,若S1闭合S2断开,则R1和R串联,UBB′==12V,若S2闭合S1断开,则R2和R串联,UBB′
R1+R
R2UAA′
==8V,若两者都断开,则电路断路,UBB′=0V,故D不可能。
R2+R
12.[多选]一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω。另有一测试电源,电动
势为100V,内阻忽略不计。则()
A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40Ω
B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40Ω
C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80V
D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80V
解析:选AC当cd端短路时,R2与R3并联再与R1串联,ab之间的等效电阻为40Ω,A正确;同理可得
B错误;当ab两端接通测试电源时,R1、R3串联,R2无效,cd两端的电压就等于R3分得的电压,可以求
得为80V,C正确;同理可得D错误。
13.(多选)电流表的内阻为Rg、满刻度电流为Ig。那么以下结论中正确的是()
A.如并联一个阻值为nRg的定值电阻,就可以改装为量程是nIg的电流表
B.如串联一个阻值为nRg的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n1)IgRg的电压表
Rg
C.如并联一个阻值为的定值电阻,就可以改装成一个量程是nIg的电流表
n1
Rg
D.如串联一个阻值为的定值电阻,就可以改装成一个量程是(n1)IgRg的电压表
n
答案:BC
1
解析:若并联一个阻值为nRg的定值电阻,根据电流与电阻成反比可知,其分担的电流为I,可以改
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