高二物理-串联电路和并联电路应用1

1.下列说法错误的是（）A.一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零B.并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻C.在并联电路中，任意支路的电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小D.电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大【解析】选D.并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，如果某一电阻与电阻为零的导线并联，电阻则被短路，总电阻为零，故A正确；并联电路的总电阻小于任一支路的电阻，则B正确，D错误；任一支路的电阻增大，总电阻增大，反之减小，故C正确.2.三个同样的电阻，额定功率均为10W，把其中两个并联再与第三个串联接入电路，则此电路允许消耗的最大电功率为（）A.10WB.15WC.20WD.30W【解析】选B.设每个电阻的阻值为R，额定电流为I，由P＝I2R＝10W，电路消耗的最大电功率为P总＝I2（R＋）＝×I2R＝15W.3.如图所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是（）A.I1=B.I1=C.I1=D.I1=【解析】选B、C.由串联电路的特点可知，故B、C正确，A、D错误.4.如图所示，电阻R1、R2、R3、R4满足R1∶R2∶R3∶R4=1∶2∶3∶4，则当A、B间接上直流电压时，流过R1、R2、R3、R4的电流之比I1∶I2∶I3∶I4（）A.1∶2∶3∶4B.3∶2∶1∶6C.6∶3∶2∶11D.3∶2∶1∶4【解析】选C.设流过R4的电流为I，R1∶R2∶R3=1∶2∶3，由电流分配与电阻成反比可知，流过R1、R2、R3的电流之比I1∶I2∶I3=6∶3∶2，则I1=,I2=,I3=，故I1∶I2∶I3∶I4=6∶3∶2∶11.5.一个电流表，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RgD.给它并联一个电阻，阻值为Rg【解析】选D.把小量程电流表改装成量程较大的电流表应并联一个电阻，由并联电路特点，IgRg=(I-Ig)R，所以R=，每一小格变为nμA，量程变为nIg，故I=nIg，则R=.【典例1】如图所示，R1=6Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，接入电路后，关于这三只电阻的判断正确的是A.电流之比是I1∶I2∶I3=4∶3∶6B.电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2C.功率之比是P1∶P2∶P3=1∶2∶6D.功率之比是P1∶P2∶P3=6∶3∶4【思路点拨】解答该题应把握以下两点：【标准解答】选B、C.由于R1、R2并联后与R3串联.故U1=U2，I1+I2=I3，R1、R2并联后阻值R12==Ω=2Ω.则，即U1∶U2∶U3=1∶1∶2，B正确；电流之比I1∶I2∶I3==1∶2∶3，A错误；功率之比P1∶P2∶P3=U1I1∶U2I2∶U3I3=1∶2∶6,C正确,D错误.【变式训练】有三个电阻，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=4Ω，现把它们并联起来接入电路中，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是（）A.6∶4∶3B.3∶4∶6C.2∶3∶4D.4∶3∶2【解析】选A.设并联电路两端的电压为U，则I1∶I2∶I3==6∶4∶3.故正确答案为A.【典例2】一只满偏电流Ig=1mA,线圈电阻Rg=100Ω的小电流表.（1）把它改装成满偏电压U=10V的电压表；（2）把它改装成满偏电流I=0.6A的电流表，请画出电路图，并算出有关数据.【思路点拨】改装后的电压表的量程U等于电流表的满偏电流Ig与电压表内阻(Rg+R)的乘积；改装成电流表时，需要并联一个分流电阻.【标准解答】（1）小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1V＜U,因此需要串联一个适当的分压电阻，可将其改装成电压表，改装的电路如图所示，由欧姆定律U=Ig(Rg+Rx)，解得Rx==9900Ω.（2）小量程电流表的满偏电流Ig＜I,要将其改装成大量程的电流表，应给其并联一个适当的分流电阻，改装的电路如图所示，由并联电路电压相等得：IgRg=(I-Ig)Rx解得：Rx=≈0.17Ω.答案：见标准解答【变式训练】一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，现串联一个9900Ω的电阻将它改装为电压表，该电压表的量程是____V；用它来测量电压，表盘指针位置如图所示，此时电压的大小为____V.【解析】电流表与一较大阻值的电阻串联即可改装成为一只电压表，根据欧姆定律电压表的量程，U=Ig(Rg+Rx)=1V，此时指针所表示的电压为0.8V.答案：10.8【典例3】由5个1Ω电阻连成的如图所示的电路，导线的电阻不计，则A、B间的等效电阻为_______Ω.

【标准解答】按从A到B的顺序把5个电阻分成R1、R2、R3、R4、R5，其节点标示如图所示.由于节点R2、R3间和A点是用导线相连，这两点是等势点，故两节点可用同一个数字1标出，当电流从A点流入时可以同时流向电阻R1、R2、R3，从电阻R1和电阻R2流出的电流汇合于2点，到达R4和R5间的节点，故R4和R5间的节点也用2标出，R3、R4间的节点和B点间是导线相连，也是等势点，故均用3标出，电流再从电阻R4和电阻R5经节点3流出，而流向电阻R3的电流则直接经节点3流出，简化后其等效电路如图所示.故AB间的总电阻为0.5Ω.【变式训练】判断图中各电阻的连接方式.【解析】（1）将节点标号，四个节点分别标上1、2；（2）将各个节点沿电流的流向依次排在一条直线上；（3）将各个电路元件对号入座，画出规范的等效电路图，如图所示.（4）从等效电路图可判断，四个电阻是并联关系.答案：见解析【典例4】如图所示，R1=2Ω，R2=3Ω，滑动变阻器最大值R3=5Ω，则当滑动触头从a滑到b的过程中，安培表示数的最小值为多少？【思路点拨】滑动变阻器分为上、下两部分，上部分和R1串联，下部分和R2串联，两个支路再并联.当两支路上电阻恰好相等时，总电阻最大，则安培表示数最小.【标准解答】设滑动触头上部分电阻为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=3时，R最大此时Rmax=Ω=2.5Ω安培表的最小示数Imin==A=2A.1.（2010·嘉兴高二检测）一安培表由电流表与电阻R并联而成，如图所示.若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些，下列可采取的措施是（）A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻【解析】选A.安培表的示数比准确值稍小一些，表明并联的分流电阻R稍小一些，只有使R的阻值稍稍增大一些，才能使安培表的准确度得以改进.只需在R上串联一个比R小得多的电阻.2.（2010·盐城高二检测）一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω.另有一测试电源，恒定电压为100V.则（）A.当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40ΩB.当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40ΩC.当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80VD.当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80V【解析】选A、C.当cd端短路时，R2与R3并联电阻为30Ω后与R1串联，ab间等效电阻为40Ω，A对；若ab端短路时，R1与R3并联电阻为8Ω后与R2串联，cd间等效电阻为128Ω，B错；但ab两端接通测试电源时，电阻R2未接入电路，cd两端的电压即为R3的电压，为Ucd=×100V=80V，C对；但cd两端接通测试电源时，电阻R1未接入电路，ab两端电压即为R3的电压，为Uab=×100V=25V，D错.3.（2010·温州高二检测）如图所示的电路中，U=120V，滑动变阻器R2的最大值为200Ω，R1=100Ω.当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为（）A.120VB.60VC.40VD.80V【解析】选C.电路的总电阻，总电流I==A=0.8A，则a、b两端的电压为

.4.（2010·泰安高二检测）粗细均匀的金属环上A、B、C、D四点把其周长分成四等份，电压U恒定，如图所示.当A、B点接入电路中时，金属环消耗的电功率为P；当A、D点接入电路中时，金属环消耗的电功率为（）A.B.PC.D.3P【解析】选C.设粗细均匀的金属环总电阻为R0，当A、B5.（2010·株洲高二检测）有一内电阻为4.4Ω的电解槽和一盏标有“110V60W”的灯泡串联后接在电压为220V的直流电路两端，灯泡正常发光，则（）A.电解槽消耗的电功率为120WB.电解槽的发热功率为60WC.电解槽消耗的电功率为60WD.电路消耗的总功率为60W【解析】选C.灯泡能正常发光，说明电解槽和灯泡均分得110V电压，且干路电流I＝I灯＝，则电解槽消耗的电功率P＝P灯＝60W，C对A错；电解槽的发热功率P热＝I2R＝1.3W，B错；整个电路消耗的功率P总＝120W，D错.1.如图所示的电路中，属于串联电路的是（）【解析】选B、C.由串联电路、并联电路的定义可知：B、C电路中各元件是逐个顺次连接起来的，所以是串联电路；A、D电路中各元件是并列地连接在两点之间，所以是并联电路.2.（5分）如图所示，若开关闭合后，灯L1、L2均不亮，某同学用一根导线去查找电路故障，当他用导线连接L1两端时，两灯均不亮；用导线连接L2两端时，L1亮L2不亮，由此可判断（）A.灯L1开路B.灯L2开路C.灯L1短路D.灯L2短路【解析】选B.闭合开关，灯均不亮，说明电路某处发生了断路故障.如题图所示，当用导线连接L1两端时，两灯均不亮，说明从正极→开关→C或从负极→A→L2→B某处有可能断路了.当开关闭合，用导线连接L2两端时，L1亮L2不亮，说明从负极→A和从正极→开关→C→L1→B是完好的，综合上述分析可确定A→L2→B之间有断路存在，故答案为B.3.如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之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B、D.把一个灵敏电流计改装成电流表,需并联一个电阻,并联的电阻越大,量程越小,A错误,B正确；把一个灵敏电流计改装成电压表,需串联一个电阻,串联的电阻越大,量程越大,C错误,D正确.4.一个电流表的满偏电流Ig=1mA,内阻为500Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上（）A.串联一个10kΩ的电阻B.并联一个10kΩ的电阻C.串联一个9.5kΩ的电阻D.并联一个9.5kΩ的电阻【解析】选C.把一个电流表改装成一个电压表，要串联一个电阻，可知B、D错误；通过电流表的电流为Ig时，电流表表头两端的电压Ug=IgRg=1×10-3×500V=0.5V，串联电阻R分担的电压UR=U-Ug=10V-0.5V=9.5V，所以串联电阻的阻值R=9.5kΩ.C正确,A错误.5.（10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的可能变化范围.【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)当滑动触头向下方移动，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＝V≈57.1V.当滑动触头向上方移动，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＝V＝160V.答案：(1)200V(2)57.1V≤Uab≤160V6.有一家用电熨斗，其电路结构如图所示，改变内部连线方式可以使电熨斗处于断开状态或获得低、中、高三个不同的温度挡，下图是它的四种不同的连接方式，其中能获得高挡温度的是（）【解析】选D.电熨斗工作时，工作电压不变，由P＝U2/R知，电路总电阻R最小时，即R1、R2并联后电阻最小，能使其获得高挡温度，D正确.7.（5分）在探究电表的偏转角度与其示数的关系时，选用两个由相同“表头”改装成的量程不同的电流表A1和A2，其中A1的量程是A2的2倍，则有（）A.若将两表串联起来，正确地接入电路中，两表指针偏角θ1＜θ2，且两表示数相等B.若将两表串联起来，正确地接入电路中，两表指针偏角相等，且A1示数大于A2示数C.若将两表并联起来，正确地接入电路中，两表指针偏角相等，A1示数大于A2示数D.若将两表并联起来，正确地接入电路中，两表指针偏角θ1＞θ2，两表示数相等【解析】选A、C.电流表是由表头并联上电阻改装成的，电流表量程不同,并联的电阻阻值就不同，量程大的并联的电阻小.当两电流表串联时如图甲所示.其中R1＜R2，由串并联特点可知A1两端电压小，故流过表头的电流小，偏角小.但因两电流表串联，表针指示的是总电流，故示数相同.两电流表并联时如图乙所示，两表头两端的电压相同，流过的电流相同，故偏角相同，但因A1的量程大，故A1的示数大于A2的示数.所以A、C选项正确.8.（10分）通过某一金属氧化物制成的导体棒P中的电流遵循I＝KU3的规律，其中K＝0.02A/V3，现将该棒P与一个遵从欧姆定律的电阻器Q串联在一起后，接在一个两端电压为6.0V的电源上，则电路中的电流为0.16A，所串联的电阻器Q的阻值是多少？【解析】设P和Q上的电压分别为UP、UQ，对导体棒P：由I＝KU3得：则UQ＝U总－UP＝(6.0－2.0)V＝4.0V对电阻器Q：由I＝，得：RQ＝＝Ω＝25Ω.答案：25Ω1.研究性学习小组，做了这样一个实验：选用两根材料和长度都相同的均匀电阻丝R1和R2，其中R1横截面积较大，在它们上面用少许凡士林粘几根火柴棒，当两端并联在电源上后，若不计散热，则（）A.R1上的火柴棒先掉下来B.R2上的火柴棒先掉下来C.R1和R2上的火柴棒同时掉下来D.无法判断哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来【解析】选C.分析哪根电阻丝上的火柴棒先掉下来，关键在于看哪根电阻丝温度升高得快，而不是看哪根电阻丝功率大，应具体地计算.由焦耳定律Q=I2Rt,对纯电阻有Q=

及Q=cmΔt，得cmΔt=，而R=，m=ρ′V=ρ′LS(ρ′为密度)，因此Δt==

，对两根电阻丝，U、c、ρ′、ρ、L均相同，因此在t时间内升高的温度Δt相同，即两根电阻丝上的凡士林同时达到熔点，R1、R2上的火柴棒同时掉下来，所以C选项正确.2.电流表G的内阻为Rg，用它测量电压时，量程为U；用它改装成较大量程的电流表的内阻是RA，量程为I.则这些物理量之间的关系正确的是（）A.RA＞Rg，＞RgB.RA＞Rg＞C.RA＜Rg，＜RgD.RA＜Rg=【解析】选C.把电流表G改装成量程较大的电流表，必须并联一个分流电阻，电流表的内阻应减小，所以RA＜Rg，选项A和B错.由题设可知，I＞Ig，Rg=＞，选项C正确，选项D错.3.如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω，当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为