串聯(lián)電路和并聯(lián)電路-高二物理上學(xué)期學(xué)案典例練習(xí)（人教版）VIP

11.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路基礎(chǔ)知識梳理基礎(chǔ)知識梳理一、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1．串聯(lián)電路：把幾個或用電器依次首尾連接，接入電路的連接方式，如圖甲所示．2．并聯(lián)電路：把幾個導(dǎo)體或用電器的連在一起，也連在一起，再將兩端接入電路的連接方式，如圖乙所示．二、串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的特點串聯(lián)電路并聯(lián)電路電流關(guān)系各處電流，即I＝I1＝I2＝…＝In總電流等于各支路電流，即I＝I1＋I2＋…＋In電壓關(guān)系總電壓等于各部分電壓，即U＝U1＋U2＋…＋Un各支路兩端電壓，即U＝U1＝U2＝…＝Un電阻關(guān)系總電阻等于各部分電阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻之和，即eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋…＋eq\f(1,Rn)三、小量程電流表G的三個參量1．電流表的內(nèi)阻：表頭的電阻Rg叫作電流表的．2．滿偏電流：指針偏到刻度時的電流Ig叫作滿偏電流．3．滿偏電壓：表頭通過時，加在它兩端的電壓Ug叫作滿偏電壓．四、電表改裝原理1．電壓表改裝：將表頭串聯(lián)一個較大，如圖所示：2．電流表改裝：將表頭一個較小電阻，如圖所示：【參考答案】導(dǎo)體一端另一端相等之和之和相等倒數(shù)內(nèi)阻最大滿偏電流電阻并聯(lián)典型例題分析典型例題分析考點一：計算電阻串聯(lián)或并聯(lián)時的電壓、電流和電阻【例1】電阻R1、R2串聯(lián)在電路中，已知R1=10Ω，R1兩端的電壓為6V，R2兩端的電壓為12V，則（）A．電路中的電流為6A B．電路中的電流為1.2AC．電路的總電壓為21V D．電阻R2的阻值為20Ω【答案】D【解析】AB．串聯(lián)電路中各處電流相等，根據(jù)歐姆定律得AB錯誤；C．電路總電壓為C錯誤；D．根據(jù)歐姆定律得D正確。故選D?！咀兪骄毩?xí)】1．三個相同的電阻R接入如圖所示的電路，干路的總電流與各個支路的電流之比為（）A．1：1：2 B．1：2：2 C．2：1：2 D．2：1：1【答案】D【解析】分析電路結(jié)構(gòu)可知，兩電阻并聯(lián)，再和第三個電阻串聯(lián)，并聯(lián)電路中，電壓相等，由于電阻阻值相等，則并聯(lián)支路電流相等；干路的總電流等于各個支路的電流之和，則干路的總電流與各個支路的電流之比為2：1：1，故D正確，ABC錯誤。故選D。2．將兩個阻值均為R、允許通過的最大電流均為I的電阻接入電路，下列說法正確的是（）A．將兩電阻串聯(lián)，則總電阻為R，允許通過的最大電流為2IB．將兩電阻串聯(lián)，則總電阻為2R，允許通過的最大電流為IC．將兩電阻并聯(lián)，則總電阻為R，允許通過的最大電流為2ID．將兩電阻并聯(lián)，則總電阻為2R，允許通過的最大電流為I【答案】B【解析】AB．將兩電阻串聯(lián)，則根據(jù)串聯(lián)電路的特點可知，總電阻為2R，允許通過的最大電流為I，選項A錯誤，B正確；CD．將兩電阻并聯(lián)，則根據(jù)并聯(lián)電路的特點可知，總電阻為R，允許通過的最大電流為2I，選項CD錯誤。故選B?？键c二：靈敏電流計改裝成電流表【例2】有一個電流表G，它的內(nèi)阻和允許通過的最大電流均很小，現(xiàn)要將它改裝成能測大電流的電流表，下列方案可行的是（）A．串聯(lián)一個阻值很大的電阻 B．串聯(lián)一個阻值很小的電阻C．并聯(lián)一個阻值很大的電阻 D．并聯(lián)一個阻值很小的電阻【答案】D【解析】將電流表G改裝成大量程電流表，需要分流，則需并聯(lián)一個電阻。根據(jù)歐姆定律可知，并聯(lián)電阻越小，分流的電流越大，改裝的電流表量程越大，故應(yīng)該并聯(lián)一個阻值很小的電阻，選D。【變式練習(xí)】1．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，允許通過的電流很弱，所以在使用時還要擴大量程。已知某一表頭，內(nèi)阻，滿偏電流，要將它改裝為量程為的電流表，所做的操作是（）A．串聯(lián)一個的電阻 B．并聯(lián)一個的電阻C．串聯(lián)一個的電阻 D．并聯(lián)一個的電阻【答案】D【解析】改裝成電流表是要擴大電流的量程，使用并聯(lián)電路的分流原理，要并聯(lián)的阻值為故選D。2．一內(nèi)阻為60Ω，量程為0.2A的表頭，要把它改裝成一個量程為0.6A的電流表，需要給它（

）A．并聯(lián)一個30Ω的電阻 B．并聯(lián)一個20Ω的電阻C．串聯(lián)一個30Ω的電阻 D．串聯(lián)一個20Ω的電阻【答案】A【解析】改裝成電流表要并聯(lián)分流，并聯(lián)阻值為故選A?？键c三：靈敏電流計改裝成電壓表【例3】已知一只表頭的量程為0～100mA，內(nèi)阻Rg=100Ω?，F(xiàn)將表頭改裝成電流、電壓兩用的電表，如圖所示，已知R1=100Ω，R2=1kΩ，則下列正確的說法的是（）A．用兩端時是電壓表，最大測量值為110V B．用兩端時是電壓表，最大測量值為110VC．用兩端時是電流表，最大測量值為200mA D．用兩端時是電流表，最大測量值為220mA【答案】C【解析】由題給電路圖可知，用兩端時，表頭與并聯(lián)，是電流表，最大測量值為由題給電路圖可知，用兩端時，表頭與并聯(lián)后再與串聯(lián)，是電壓表，最大測量值為ABD錯誤，C正確。故選C?！咀兪骄毩?xí)】1．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，允許通過的電流很弱，所以在使用時還要擴大量程。已知某一表頭G，內(nèi)阻Rg=30，滿偏電壓，要將它改裝為量程的電壓表，所做的操作是（）A．串聯(lián)一個的電阻 B．串聯(lián)一個的電阻C．并聯(lián)一個的電阻 D．并聯(lián)一個的電阻【答案】B【解析】改裝成電壓表，需要串聯(lián)電阻分壓，根據(jù)歐姆定律可得解得故B正確，ACD錯誤。故選B。2．如圖所示的電路，靈敏電流計G和一個電阻箱R并聯(lián)，改裝成一個大量程的電表，下列判斷正確的是（）A．改裝成的是電流表，R越小量程越大 B．改裝成的是電流表，R越大量程越大C．改裝成的是電壓表，R越小量程越大 D．改裝成的是電壓表，R越大量程越大【答案】A【解析】AB．改裝成了電流表，R越小分流能力越強，電流表量程越大，R越大分流能力越弱，電流表量程越小，故A正確，B錯誤；CD．把電流計改裝成電壓表應(yīng)給電流計串聯(lián)一個分壓電阻，串聯(lián)電阻越大，電壓表量程越大，由圖示電路圖可知，電流計與電阻R并聯(lián)，改裝成的是電流表，故CD錯誤。故選A。方法探究方法探究一、對串、并聯(lián)電路的理解1．串聯(lián)電路中的電壓分配串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝eq\f(U,R總)＝I.2．并聯(lián)電路中的電流分配并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U.3．串、并聯(lián)電路總電阻的比較串聯(lián)電路的總電阻R總并聯(lián)電路的總電阻R總不同點n個相同電阻R串聯(lián)，總電阻R總＝nRn個相同電阻R并聯(lián)，總電阻R總＝eq\f(R,n)R總大于任一電阻阻值R總小于任一電阻阻值一個大電阻和一個小電阻串聯(lián)時，總電阻接近大電阻一個大電阻和一個小電阻并聯(lián)時，總電阻接近小電阻相同點多個電阻無論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小二、滑動變阻器的兩種接法限流式分壓式電路圖滑動變阻器接入電路的特點采用“一上一下”的接法采用“兩下一上”的接法調(diào)壓范圍eq\f(ERx,R＋Rx)～E0～E適用情況負載電阻的阻值Rx與滑動變阻器的總電阻R相差不多，或R稍大，且電壓、電流變化不要求從零調(diào)起(1)要求負載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)(2)負載電阻的阻值Rx遠大于滑動變阻器的最大電阻R三、電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)項目小量程電流表G改裝成大量程電壓表V小量程電流表G改裝成大量程電流表A電路結(jié)構(gòu)R的作用分壓分流擴大量程的計算U＝Ig(R＋Rg)R＝eq\f(U,Ig)－RgIgRg＝(I－Ig)RR＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg電表的總內(nèi)阻RV＝Rg＋RRA＝eq\f(RRg,R＋Rg)四、電流表的內(nèi)接法和外接法1．兩種接法的比較內(nèi)接法外接法電路誤差分析電壓表示數(shù)：UV＝UR＋UA＞UR電流表示數(shù)：IA＝IRR測＝eq\f(UV,IA)＞eq\f(UR,IR)＝R真電壓表示數(shù)：UV＝UR電流表示數(shù)：IA＝IR＋IV＞IRR測＝eq\f(UV,IA)＜eq\f(UR,IR)＝R真誤差來源電流表的分壓作用電壓表的分流作用適用情況測大電阻測小電阻2.電流表內(nèi)、外接的選擇方法(1)直接比較法：當(dāng)Rx?RA時，采用內(nèi)接法，當(dāng)Rx?RV時，采用外接法，可記憶為“大內(nèi)小外”．(2)公式計算法當(dāng)eq\f(RV,Rx)<eq\f(Rx,RA)即當(dāng)Rx＞eq\r(RARV)時，用電流表內(nèi)接法，當(dāng)eq\f(RV,Rx)>eq\f(Rx,RA)即當(dāng)Rx＜eq\r(RARV)時，用電流表外接法，當(dāng)Rx＝eq\r(RARV)時，兩種接法效果相同．(3)試觸法：如圖，把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流作用對電路影響大，應(yīng)選用內(nèi)接法，若電壓表的示數(shù)有明顯變化，說明電流表的分壓作用對電路影響大，所以應(yīng)選外接法．課后小練課后小練一、單選題1．如圖所示，將一個內(nèi)阻為1000Ω、量程為1V的電壓表與定值電阻R串聯(lián)，改裝成為一個量程為3V的電壓表，則的阻值為（）A．2000Ω B．4000Ω C．5000Ω D．6000Ω【答案】A【解析】由串聯(lián)電路特點得解得故A正確，BCD錯誤。故選A。2．把6個相同的電燈接成如圖甲、乙所示兩電路，通過調(diào)節(jié)供電電壓與變阻器R1、R2的阻值，使兩組電燈均能正常發(fā)光，并且兩電路消耗的總電功率也相同，則R1、R2大小滿足（）A．R2＝9R1 B．R2＝6R1C．R2＝3R1 D．R1＝R2【答案】A【解析】設(shè)每個燈泡正常發(fā)光時的電流為I，則題圖甲中總電流為3I，題圖乙中總電流為I，要使兩電路消耗的總電功率也相同，需使即故A正確，BCD錯誤。故選A。3．三個阻值分別為、、的電阻，以不同方式進行組合連接，獲得的總電阻的最大值和最小值分別為（

）A．和 B．和 C．和 D．和【答案】B【解析】三個電阻串聯(lián)時獲得的總電阻最大，最大阻值為三個電阻并聯(lián)時獲得的總電阻最小，根據(jù)并聯(lián)電路特點可知，并聯(lián)之后的總電阻小于支路中的最小電阻，可得解得最小阻值為故選B。4．如圖所示電路中，其兩端的電壓恒為，滑動變阻器的電阻為，負載電阻為，滑動變阻器的滑片位于變阻器的中點，當(dāng)和的值分別為下列哪組數(shù)據(jù)時，兩端的電壓接近于（

）A．， B．，C．， D．，【答案】C【解析】根據(jù)題意可知，電阻與滑動變阻器下半部分并聯(lián)當(dāng)時，兩端的電壓為，即可得可知，當(dāng)時，，此時，兩端的電壓接近于。故選C。5．如圖所示，直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線，直線B、C分別是電阻R1、R2的兩端電壓與電流的關(guān)系圖線，若將這兩個電阻分別接到這個電源上，則（）A．R1接在電源上時，電源的效率高 B．R2接在電源上時，電源的效率高C．R1接在電源上時，電源的輸出功率大 D．電源的輸出功率一樣大【答案】A【解析】AB．電源的效率可知效率與路端電壓成正比，R1接在電源上時路端電壓大，效率高。故A正確；B錯誤；CD．R1接在電源上時，由圖線讀出，此時的電壓為U，則有解得電源的輸出功率R2接在電源上時由圖線讀出，此時的電壓為，則有解得電源的輸出功率則故CD錯誤。故選A。6．如圖所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍。若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是（

）A．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04AB．將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02AC．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06AD．將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A【答案】C【解析】AB．將接線柱1、2接入電路時IgRg=I1R1得I1=2Ig，I=Ig+I1=3Ig故每一小格表示0.06A，AB錯誤；CD．將接線柱1、3接入電路時，R1與電流表A并聯(lián)，整體與R2串聯(lián)，則由串并聯(lián)電流規(guī)律可知，并聯(lián)電路電流之比等于電阻的反比，則此時流過R1的電流為電流表的2倍，串聯(lián)電路電流相等，則由此可得干路電流，即流過接線柱1的電流值為電流表的3倍，因此I=Ig+I1=3Ig則每一小格表示0.06A，C正確、D錯誤。故選C。7．一個用半導(dǎo)體材料制成的電阻器D，其電流I隨它兩端的電壓U的關(guān)系圖像如圖甲所示，將它與兩個標(biāo)準(zhǔn)電阻R1、R2并聯(lián)后接在電壓恒為U的電源上，如圖乙所示，三個用電器消耗的電功率均為P?，F(xiàn)將它們連接成如圖丙所示的電路，仍然接在該電源的兩端，設(shè)電阻器D和電阻R1、R2消耗的電功率分別為PD、P1、P2，它們之間的大小關(guān)系為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】BD．在圖乙中，三個電阻相等。在圖丙中，電阻器D的電壓減小電阻增大根據(jù)得B正確，D錯誤；AC．根據(jù)歐姆定律又因為所以根據(jù)得AC錯誤。故選B。8．照明供電線路的電源電壓基本上是保持不變的，可是我們家里的白熾燈在晚上七八點鐘用電高峰時要比深夜時顯得暗些，這是因為此時（）A．總電阻比深夜時大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小B．總電阻比深夜時大，干路電流小，每一支路的電流就小C．干路電流一定，支路比深夜時多，每盞燈流過的電流小D．總電阻比深夜時小，干路電流大，輸電線路上損失的電壓大【答案】D【解析】因用電器白熾燈是并聯(lián)使用，晚上七八點鐘用電高峰時，由于負載增多，總電阻減小，由歐姆定律可知，輸電線上電流增大，輸電線上的電壓降增大，由于照明供電線路的路端電壓基本上不變，所以用戶得到的電壓減小，每盞燈兩端的電壓較低，顯得暗些，ABC錯誤，D正確。故選D。二、多選題9．電阻串聯(lián)在電路中，已知，,兩端的電壓為,兩端的電壓為，則（）A．電路中的電流為 B．電阻的阻值為C．三個電阻兩端的總電壓為 D．電阻兩端的電壓為【答案】AC【解析】A．串聯(lián)電路中各處的電流相等，根據(jù)歐姆定律得故A正確；B．根據(jù)歐姆定律得故B錯誤；CD．電阻兩端的電壓總電壓故C正確，D錯誤。故選AC。10．一研究小組給一粗細不均勻的同種材料制成的導(dǎo)體通電，下列說法正確的是（）A．各處的電流相等B．粗的地方電荷定向移動速率大，細的地方小C．粗的地方電流小，細的地方電流大D．相的地方電荷定向移動速率小，細的地方大【答案】AD【解析】AC．同一根導(dǎo)線上的電流相等，故A正確，C錯誤；BD．由電流微觀表達式可得粗的地方電荷定向移動速率小，細的地方大，故B錯誤，D正確。故選AD。11．如圖所示，某同學(xué)將量程為100mA、內(nèi)阻為10Ω的表頭G改裝成電壓量程為3V、電流量程為0.6A的“雙用電表”，則（）A．圖中表筆A應(yīng)為紅色B．S與1端相接時可作3V的電壓表使用C．電阻為2ΩD．電阻為2【答案】AC【解析】A．由紅進黑出知，表筆A為紅、表筆B為黑，選項A正確；B．S接1為電流表，S接2為電壓表，選項B錯誤：CD．根據(jù)已知條件有解得選項C正確，D錯誤。故選AC。12．為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所用光敏電阻制作光控開關(guān)來控制照明系統(tǒng)，題圖為電路原理圖。圖中，直流電源電動勢為，內(nèi)阻可不計，R為可變電阻，為光敏電阻，其在不同照度下的阻值如下表（照度是描述光的強弱的物理量，光越強照度越大，是它的單位）。若控制開關(guān)兩端電壓升至?xí)r將自動開啟照明系統(tǒng)，則以下說法正確的是（）照度/0.20.40.60.81.01.2電阻754028232018A．若將R接入電路的阻值調(diào)整為，則當(dāng)照度降低到時啟動照明系統(tǒng)B．若要使照明系統(tǒng)在照度降低到時啟動，則要將R接入電路的阻值調(diào)整為C．R接入電路的阻值不變時，照度越大，控制開關(guān)兩端的電壓越大D．若要在光照更暗時啟動照明系統(tǒng)，應(yīng)將R接入電路的阻值調(diào)大【答案】AD【解析】A．將R接入電路的阻值調(diào)整為20k，則當(dāng)照度降低到時RG為40k，根據(jù)串聯(lián)分壓原理可得，此時控制開關(guān)兩端電壓升為2V，即自動啟動照明系統(tǒng)，故A正確；B．使照明系統(tǒng)在照度降低到0.8lx時啟動，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點知，應(yīng)將R接入電路的阻值調(diào)整為解得故B錯誤；C．R接入電路的阻值不變時，照度越大，光敏電阻阻值變小，分壓變小，即控制開關(guān)兩端的電壓越小，故C錯誤；D．若要在光照更暗，即光敏電阻更大時啟動照明系統(tǒng)，根據(jù)串聯(lián)電路分壓特點可知，應(yīng)將R接入電路的阻值調(diào)大，故D正確。故選AD。三、實驗題13．小李在實驗室測量一量程為2mA的電流表A的內(nèi)阻，然后將其改裝為量程為2V的電壓表，實驗室提供的器材如下：A．電壓表V（量程3V，內(nèi)阻約）B．滑動變阻器（0~1000，允許通過的最大電流1A）C．滑動變阻器（0~3000，允許通過的最大電流0.3A）D．電阻箱（阻值0~9999）E.電源（電動勢4V，內(nèi)阻很小）F.開關(guān)S、導(dǎo)線若干（1）他選用上述部分器材，首先設(shè)計了如圖1所示的電路測電流表A的內(nèi)阻：①為了測量準(zhǔn)確、調(diào)節(jié)方便，實驗中滑動變阻器應(yīng)選___________（填器材前的字母序號）；②該同學(xué)在開關(guān)均斷開情況下，檢查電路連接無誤后，將的阻值調(diào)至最大，后續(xù)的實驗操作步驟依次是：___________、___________、___________、___________，最后記錄R的阻值并整理好器材；（請按合理的實驗順序，選填下列步驟前的字母）a、閉合b、閉合c、調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度d、調(diào)節(jié)R的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半e、調(diào)節(jié)的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半f、調(diào)節(jié)的阻值，使電流計指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度（2）上述實驗測得電流表A內(nèi)阻為100，要將其改裝成量程為2V的電壓表，應(yīng)將一阻值為___________的電阻與該毫安表___________（填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”）進行改裝。（3）利用一標(biāo)準(zhǔn)電壓表V對改裝后的電壓表進行校準(zhǔn)。當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)電壓表的示數(shù)為1.02V時，電流表A的指針位置如圖2所示，由此可以推測出所改裝的電壓表量程不是預(yù)期值，值計算無誤，則要達到預(yù)期目的，無論電流表A的內(nèi)阻測量是否準(zhǔn)確，只需將一個阻值為___________的電阻與___________（填“并聯(lián)”或“串聯(lián)”）即可。【答案】（1）C

a

f

b