11.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路-2021年高中物理新教材同步培優(yōu)練（必修第三冊）（教師版含解析）

第三冊第十一章電路及其應(yīng)用第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路一、單選題1．如圖所示，兩個定值電阻、串聯(lián)后接在電壓穩(wěn)定于的直流電源上，有人把一個內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于、的電壓表接在兩端，電壓表的示數(shù)為。如果他把電壓表改接在兩端，則電壓表的示數(shù)將()A．等于 B．小于 C．大于小于 D．等于或大于【答案】B【解析】電壓表接在兩端，電壓表的示數(shù)為，此時兩端的電壓為4V，則說明、的電阻之比大于2:1，把電壓表改接在兩端，由于內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于、，則電壓表與并聯(lián)之后的阻值小于，所以、兩端的電壓之比依然大于2:1，所以電壓表的示數(shù)將小于。故選B。2．兩個定值電阻R1、R2串聯(lián)后接在輸出電壓U穩(wěn)定于12V的直流電源上，有人把一個內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于R1、R2的電壓表接在R1兩端，如圖所示，電壓表的示數(shù)為8V，如果把此電壓表改接在R2兩端，則電壓表的示數(shù)將()A．小于4VB．等于4VC．大于4V而小于8VD．等于或大于4V【答案】A【解析】當(dāng)電壓表接在R1兩端時，電壓表的示數(shù)為8V，則R2的電壓為4V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配規(guī)律，電壓表與R1并聯(lián)電阻是R2的兩倍。當(dāng)把電壓表接在R2的兩端時，R1的阻值將大于電壓表與R2并聯(lián)的電阻阻值的兩倍，所以R1的電壓將大于8V，即電壓表的示數(shù)將小于4V。故選A。3．如圖所示，考慮兩表內(nèi)阻的影響，用兩表示數(shù)算出的()A．比R的真實(shí)值小 B．比R的真實(shí)值大C．引起誤差的原因是電壓表分流 D．引起誤差的原因是I偏小【答案】B【解析】此電路引起誤差的原因是電流表的分壓作用，使得電壓的測量值偏大，則由可知，電阻的測量值比R的真實(shí)值大。故選B。4．一個電流表的滿偏電流Ig=1mA，內(nèi)阻為100Ω，要把它改裝成一個量程為3V的電壓表，則應(yīng)在電流表上()A．串聯(lián)一個3kΩ的電阻 B．串聯(lián)一個2.9kΩ的電阻C．并聯(lián)一個3kΩ的電阻 D．并聯(lián)一個2.9kΩ的電阻【答案】B【解析】據(jù)電壓表的改裝原理可知，應(yīng)串聯(lián)一個分壓電阻，阻值為B正確。故選B。5．磁電式電流表(表頭)最基本的組成部分是磁鐵和放在磁鐵兩極之間的線圈，由于線圈的導(dǎo)線很細(xì)，允許通過的電流很弱，所以在使用時還要擴(kuò)大量程。已知某一表頭G，內(nèi)阻Rg＝30Ω，滿偏電流Ig＝5mA，要將它改裝為量程為0~3A的電流表，所做的操作是()A．串聯(lián)一個570Ω的電阻 B．并聯(lián)一個0.01Ω的電阻C．串聯(lián)一個270Ω的電阻 D．并聯(lián)一個0.05Ω的電阻【答案】D【解析】改裝成電流表是要擴(kuò)大電流的量程，使用并聯(lián)電路的分流原理，要并聯(lián)的阻值為故選D。6．如圖所示，P為一塊半圓形薄電阻合金片，先將它按圖甲方式接在電極A、B之間，然后將它再按圖乙方式接在電極C、D之間，設(shè)AB、CD之間的電壓是相同的，則這兩種接法電阻大小關(guān)系為()A． B． C．R甲＝2R乙 D．R甲＝4R乙【答案】B【解析】設(shè)一個圓薄金屬片的電阻為R，甲圖相當(dāng)于兩個圓薄金屬片并聯(lián)，即，乙圖相當(dāng)于兩個圓薄金屬片串聯(lián)，即，故。故選B。7．有一電流表內(nèi)阻為10Ω，滿偏電流為500mA，要把它改裝成量程是3A的電流表。正確的方法是()A．應(yīng)串聯(lián)一個2Ω的電阻 B．應(yīng)并聯(lián)一個60Ω的電阻C．應(yīng)串聯(lián)一個60Ω的電阻 D．應(yīng)并聯(lián)一個2Ω的電阻【答案】D【解析】小量程的電流表改裝成大量程的電流表，應(yīng)并聯(lián)一個電阻，這個并聯(lián)電阻由歐姆定律可得Ω=2ΩABC錯誤，D正確。故選D。8．阻值較大的電阻R1和R2，串聯(lián)后，接入電壓為U的恒定電路中，如圖所示。現(xiàn)用同一電壓表依次測量R1和R2的電壓，測量值分別為U1與U2，已知電壓表內(nèi)阻、R1和R2相差不大，則()A．U1＋U2>U B．U1＋U2<UC． D．【答案】B【解析】AB．假設(shè)電壓表未接入電路時，電阻R1和R2的電壓分別為U1′和U2′，當(dāng)電壓表測量電阻R1的電壓時，與R1并聯(lián)，并聯(lián)電阻小于R1，而R2不變，則并聯(lián)部分的電壓小于電壓表沒有接入電路時的電壓，即，同理，則又則A錯誤B正確；CD．設(shè)電壓表的電阻為RV．當(dāng)電壓表測量電阻R1的電壓時，根據(jù)歐姆定律得到同理則CD錯誤。故選B。9．如圖所示，是一個由電池、電阻R、電鍵S與平行板電容器組成的串聯(lián)電路，電鍵S閉合。一帶電液滴懸浮在兩板間P點(diǎn)不動，下列說法正確的是()A．液滴一定帶正電B．增大兩極板距離的過程中，電阻R中有從a到b的電流，電容器中負(fù)電荷通過電容器從B運(yùn)動到AC．?dāng)嚅_S，減小兩極板正對面積的過程中，液滴將加速下降D．?dāng)嚅_S，減小兩極板距離過程中，液滴靜止不動【答案】D【解析】A．帶電量為q的液滴靜止不動，所受的電場力與重力平衡，則知電場力向上，而場強(qiáng)向下，所以微粒帶的是負(fù)電，故A錯誤；B．增大電容器兩極板間距離，根據(jù)電容的決定式可知電容C減小，U不變，由分析可知Q減小，電容器放電，則R中有從a流向b的電流。但是，電荷不能“通過”電容器，故B錯誤；C．?dāng)嚅_S，極板上是電量不變；減小兩極板正對面積的過程中，根據(jù)電容的決定式可知電容減小，由分析可知U增大，由公式分析可知E增大，電場力大于重力，所以液滴將加速向上運(yùn)動，故C錯誤；D．?dāng)嚅_S，極板上是電量不變；減小兩極板兩極板距離過程中，根據(jù)電容的決定式電容的定義式以及由公式分析可知與d無關(guān)，即E保持不變，所以液滴靜止仍然不動，故D正確；故選D。10．兩個完全相同的靈敏電流計(jì)改裝成兩個不同量程的電壓表、，如將兩表串聯(lián)起來后去測某一線路的電壓，則兩只表()A．讀數(shù)相同 B．指針偏轉(zhuǎn)的角度相同C．量程大的電壓表角度大 D．量程大的電壓表讀數(shù)小【答案】B【解析】BC．由于兩個電壓表是用相同的電流表改裝的，當(dāng)兩個電壓表串聯(lián)使用時，通過兩表的電流是相同的，所以表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度是相同的，選項(xiàng)B正確，C錯誤；AD．刻度盤上的示數(shù)表示的是電壓表兩端的電壓，所以其示數(shù)是不同的，量程大的電壓表讀數(shù)大，選AD錯誤。故選B。11．如圖為實(shí)驗(yàn)室中供學(xué)生使用的電流表電路示意圖，“—”表示負(fù)接線柱，“”表示量程為的正接線柱，“”表示量程為的接線柱，R為適配電阻，已知表頭滿偏電流為，表頭內(nèi)阻與電阻R的總電阻Rg為，則電阻R1與R2的值應(yīng)為()A． B． C． D．【答案】D【解析】已知表頭滿偏電流Ig=0.003A，由電流表的改裝原理及串并聯(lián)知識可得，當(dāng)量程為I1=0.6A時滿足當(dāng)量程為I2=3A時滿足聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)可解得R1=0.11，R2=0.44，D正確。故選D。12．電阻R1、R2、R3串聯(lián)在電路中。已知R1＝10Ω、R3＝5Ω，R1兩端的電壓為6V，R2兩端的電壓為12V，則下列判斷中錯誤的是()A．電路中的電流為0.6A B．電阻R2的阻值為20ΩC．三只電阻兩端的總電壓為21V D．電阻R3兩端的電壓為4V【答案】D【解析】A．電路中的電流為故A正確；B．電阻R2的阻值為故B正確；D．電阻R3兩端的電壓為故D錯誤；C．根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，三只電阻兩端的總電壓為故C正確；故選D。13．一個量程為的電壓表，內(nèi)阻為，把它與一個電阻R串聯(lián)后接在的恒壓源上，此時電壓表的讀數(shù)是。則電阻R的阻值為()A． B． C． D．【答案】B【解析】串聯(lián)電路電壓的分配與電阻成正比，則有解得故選B。14．如圖所示，一表頭G，滿偏電流為，內(nèi)阻為，用它改裝成有和兩種量程的電壓表，則()A． B．C． D．【答案】D【解析】根據(jù)電壓表的改裝原理，則用它改裝成有量程的電壓表需要串聯(lián)的電阻為根據(jù)電壓表的改裝原理，則用它改裝成有量程的電壓表需要串聯(lián)的電阻為故選D。15．如圖所示，，，滑動變阻器總電阻為，按如圖所示方式連接成電路，則下列說法正確的是()A．、間電阻最小值為 B．、間電阻最大值為C．、間電阻最小值為 D．、間電阻最大值為【答案】D【解析】設(shè)R3上半部分的電阻為x，則A、B間的電阻為由數(shù)學(xué)知識可知，當(dāng)時當(dāng)時故選D。二、多選題16．如圖所示，甲，乙兩個電路，都是由一個靈敏電流表G和一個變阻器組成，下列說法正的是()A．甲表是電流表，R增大時量程增大 B．甲表是電流表，R增大時量程減小C．乙表是電壓表，R增大時量程增大 D．乙表是電壓表，R增大時量程減小【答案】BC【解析】AB．甲表是電流表，并聯(lián)的是分流電阻，R增大時分流作用減小，量程減小，A錯誤，B正確；CD．乙表是電壓表，串聯(lián)的是分壓電阻，R增大時分壓作用增大，量程增大，C正確，D錯誤。故選BC。17．如圖所示，為一能夠測電流和電壓的兩用表，以下說法正確的是()A．若開關(guān)S1和S2都閉合，它是一個電壓表B．若開關(guān)S1和S2都閉合，它是一個電流表C．若開關(guān)S1和S2都斷開，它是一個電流表D．若開關(guān)S1和S2都斷開，它是一個電壓表【答案】BD【解析】AB．若開關(guān)S1和S2都閉合，則電流計(jì)G與分流電阻R2并聯(lián)，則它是一個電流表，選項(xiàng)A錯誤，B正確；CD．若開關(guān)S1和S2都斷開，則電流計(jì)G與電阻R1串聯(lián)，則它是一個電壓表，選項(xiàng)C錯誤，D正確；故選BD。18．標(biāo)有“”和“”字樣的、兩只燈泡連接在如圖所示的電路中，C點(diǎn)接地。如果將電路中、兩燈的位置互換，則()A．B點(diǎn)電勢升高 B．B點(diǎn)電勢降低C．兩燈的亮度不變 D．燈變暗，燈變亮【答案】AC【分析】首先由額定功率和額定電壓求出燈泡的電阻。將電路中兩燈的位置互換，根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比的特點(diǎn)求出兩燈的電壓，結(jié)合在外電路中順著電流方向電勢降低，分析電勢的變化。由歐姆定律分析燈泡亮度變化?！窘馕觥緾D．L1的電阻為L2的電阻為根據(jù)串聯(lián)電路電壓與電阻成正比得知，L1燈兩端的電壓大于L2燈兩端的電壓，將電路中兩燈的位置互換后，電路中總電阻不變，電流不變，兩燈消耗的實(shí)際功率不變，亮度不變。選項(xiàng)C正確，D錯誤；AB．、兩燈的位置互換后B、C間電勢差增大，而B的電勢高于零，則B點(diǎn)電勢提高。選項(xiàng)A正確，B錯誤。故選AC。【點(diǎn)睛】本題是簡單的電路分析和計(jì)算問題。電路中電勢要根據(jù)電勢差和電勢高低確定。三、實(shí)驗(yàn)題19．某同學(xué)要將一量程為250A的微安表改裝為量程為20mA的電流表。該同學(xué)測得微安表內(nèi)阻為1200，經(jīng)計(jì)算后將一阻值為R的電阻與微安表連接，進(jìn)行改裝。然后利用一標(biāo)準(zhǔn)毫安表，根據(jù)圖(a)所示電路對改裝后的電表進(jìn)行檢測(虛線框內(nèi)是改裝后的電表)。(1)當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)毫安表的示數(shù)為16.0mA時，微安表的指針位置如圖(b)所示，由此可以推測出改裝的電表量程不是預(yù)期值，而是_______。(填正確答案標(biāo)號)A．18mAB．21mAC．25mAD．28mA(2)產(chǎn)生上述問題的原因可能是________。(填正確答案標(biāo)號)A．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實(shí)際內(nèi)阻小于1200B．微安表內(nèi)阻測量錯誤，實(shí)際內(nèi)阻大于1200C．R值計(jì)算錯誤，接入的電阻偏小D．R值計(jì)算錯誤，接入的電阻偏大(3)要達(dá)到預(yù)期目的，無論測得的內(nèi)阻值是否正確，都不必重新測量，只需要將阻值為R的電阻換為一個阻值為kR的電阻即可，其中k=_______?！敬鸢浮緾BC【解析】(1)[1]微安表量程為250μA，由圖(b)所示表盤可知，其分度值為5μA，其示數(shù)為160μA，電流表示數(shù)為16.0mA，電流表示數(shù)為微安表示數(shù)的改裝后電流表量程為故C正確。故選C。(2)[2]AB．把微安表改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值如果微安內(nèi)阻Rg測量值錯誤，微安表內(nèi)阻實(shí)際阻值大于1200Ω，即內(nèi)阻Rg測量值偏小，并聯(lián)電阻阻值R偏小，會導(dǎo)致改裝后電流表量程偏大，故A錯誤B正確；CD．由(1)可知，改裝后電流表量程偏大，則流過分流電阻的電流偏大，由并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，分流電阻阻值偏小，如果R值計(jì)算錯誤，接入的電阻偏小會導(dǎo)致改裝后電流表量程偏大，故C正確D錯誤。故選BC。(3)[3]把微安表改裝成電流表需要并聯(lián)分流電阻，并聯(lián)電阻阻值由(1)可知，流過分流電阻電流為流過微安表電流的99倍，則并聯(lián)電阻把微安表改裝成20mA的電流表，并聯(lián)電阻阻值則20．某實(shí)驗(yàn)研究小組用如圖甲所示電路測定電流表內(nèi)阻，實(shí)驗(yàn)中備用的器材如下：A．待測電流表(滿偏電流為Ig＝1mA，內(nèi)阻RA約為幾百歐姆)B．電阻箱R1(阻值范圍0~99.9Ω)C．電阻箱R2(阻值范圍0~999.9Ω)D．滑動變阻器R3(阻值范圍0~200Ω)E.滑動變阻器R4(阻值范圍0~2000Ω)F.電源(電動勢E約1.5V，內(nèi)阻不計(jì))G.開關(guān)和導(dǎo)線若干(1)研究小組已完成實(shí)驗(yàn)器材連線，請根據(jù)實(shí)物圖在圖乙所示虛線框內(nèi)畫出電路圖。(______)(2)實(shí)驗(yàn)要求較高的測量精度，從以上備用器材中，電阻箱應(yīng)選用________，滑動變阻器應(yīng)選用________。(填寫器材前序號)(3)檢查線路無誤后，實(shí)驗(yàn)小組開始實(shí)驗(yàn)，操作步驟如下：A．閉合開關(guān)K1，調(diào)節(jié)滑動變阻器的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；B．閉合開關(guān)K2，調(diào)節(jié)電阻箱的阻值，使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；C．記下電阻箱的阻值R。小組成員推斷電阻箱的阻值R即為待測電流表內(nèi)阻的測量值，則R________RA(填“大于”“等于”或“小于”)。(4)實(shí)驗(yàn)研究小組通過上述操作步驟進(jìn)一步對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行誤差分析，得出相對誤差________(用Ig、RA、E表示)?！敬鸢浮緾E小于【解析】(1)[1](2)[2]電阻箱應(yīng)選用接近待測電流表內(nèi)阻阻值的，所以選用電阻箱R2，則選C。[3]滑動變阻器應(yīng)選用阻值越大的誤差越小，滑動變阻器的阻值越大并聯(lián)電阻箱后對總電流的影響才小，這時利用半偏法測待測電流表的內(nèi)阻誤差才小，所以滑動變阻器應(yīng)選用E。(3)[4]由于電阻箱與待測電流表并聯(lián)后總電阻變小，總電流增大，所以當(dāng)待測電流表電流為滿偏值一半時，通過電阻箱的電流大于通過待測電流表的電流，則電阻箱的阻值小于待測電流表的內(nèi)阻，則R小于RA。(4)[5]A步驟B步驟聯(lián)立得。21．(1)為了測量一電流表的內(nèi)阻，某同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路如圖甲所示，所用的實(shí)驗(yàn)器材有：干電池，滿偏電流為0.6A的待測電流表(內(nèi)阻未知)，兩個電阻箱()，兩個開關(guān)以及若干導(dǎo)線。操作步驟如下：①閉合開關(guān)，斷開開關(guān)，調(diào)節(jié)電阻箱，使電流表滿偏；②閉合開關(guān)，保證不變，調(diào)節(jié)至電流表半偏，此時的讀數(shù)如圖乙所示，電流表的內(nèi)阻為___________，該值___________(填“>”“<”或“=”)真實(shí)值。(2)另一同學(xué)發(fā)現(xiàn)用該電路還可以測量電源的電動勢和內(nèi)阻，操作步驟如下：①保持閉合，斷開，多次調(diào)節(jié)電阻箱，記下電流表示數(shù)和電阻箱接入電路的阻值；②以為縱坐標(biāo)，為橫坐標(biāo)，作圖線(用直線擬合)，如圖丙所示，根據(jù)圖線求得電源電動勢___________V，內(nèi)電阻___________。(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)【答案】1.9<3.01.1【解析】(1)②[1]根據(jù)題意可知，當(dāng)電流表指針半偏時，流過電流表和的電流相等，即電流表的內(nèi)阻等于接入電路的電阻，為[2]閉合開關(guān)后，實(shí)際電路中的干路電流會增大，電流表示數(shù)為原來一半，即通過的電流大于通過電流表的電流，故的電阻小于電流表內(nèi)阻。(2)②[3]由閉合電路歐姆定律得即則圖線的斜率解得[4]與縱軸的截距解得22．某同學(xué)欲將量程為200μA的電流表G改裝成電壓表。①該同學(xué)首先采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路測量該電流表的內(nèi)阻Rg，圖中R1、R2為電阻箱。他按電路圖連接好電路，將R1的阻值調(diào)到最大，閉合開關(guān)S1后，他應(yīng)該正確操作的步驟是______。a、記下R2的阻值；b、調(diào)節(jié)R1的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；c、閉合S2，保持R1不變，調(diào)節(jié)R2的阻值，使電流表的指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半；②如果按正確操作步驟測得R2的阻值為500Ω，則Rg的電阻值大小為_________；(填寫字母代號)A．250ΩB．500ΩC．750ΩD．1000Ω③這種方式測得的電流表G的內(nèi)阻比實(shí)際內(nèi)阻偏______(填“大”或“小”)。④為把此電流表改裝成量程為0~2V的電壓表，應(yīng)選一個阻值為____Ω的電阻與此電流表串聯(lián)?！敬鸢浮縝caB小9500【解析】①[1]根據(jù)電路圖判斷此為半偏法測內(nèi)阻，先斷開S2，調(diào)節(jié)滑動變阻器R1使電流表達(dá)到滿偏，然后閉合S2，保持R1不變，調(diào)節(jié)電阻箱R2使電流表半偏，記下此時R2的阻值即為電流表的內(nèi)阻，故正確的操作步驟為bca。②[2]電阻箱和電流表并聯(lián)，電流表電流變?yōu)橐话肓砍?，說明電阻箱分走一半電流，所以二者電流相等，則R2的阻值即為電流表的內(nèi)阻，B正確。故選B。③[3]當(dāng)S2閉合時，總電阻減小，總電流增大，大于原電流表的滿偏電流，而此時電流表半偏，所以流經(jīng)R2的電流比電流表所在支路的電流大，R2的電阻比電流表的電阻小，而我們把R2的讀數(shù)當(dāng)