高中物理串联电路和并联电路优秀练习

这是一份高中物理串联电路和并联电路优秀练习，文件包含人教版2019高中物理必修三第十一章114举一反三训练原卷版docx、人教版2019高中物理必修三第十一章114举一反三训练解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共16页， 欢迎下载使用。

一、核心知识点梳理
知识点1：串联电路
1.定义：电路元件逐个顺次连接，电流只有一条通路。
2.特点：
电流处处相等：I=I₁=I₂=I₃=...
总电压等于各部分电压之和：U=U₁+U₂+U₃+...
总电阻等于各部分电阻之和：R=R₁+R₂+R₃+...
分压原理：电压分配与电阻成正比。U₁/U₂=R₁/R₂或Uₓ=[Rₓ/(R₁+R₂+...)]*U
功率分配：电功率分配与电阻成正比。P₁/P₂=R₁/R₂
知识点2：并联电路
1.定义：电路元件并列连接，电流有多条通路。
2.特点：
总电流等于各支路电流之和：I=I₁+I₂+I₃+...
各支路两端电压相等：U=U₁=U₂=U₃=...
总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和：1/R=1/R₁+1/R₂+1/R₃+...
两个电阻并联时：R=(R₁*R₂)/(R₁+R₂)
分流原理：电流分配与电阻成反比。I₁/I₂=R₂/R₁或Iₓ=[R₊/Rₓ]*I(其中R₊为并联总电阻)
功率分配：电功率分配与电阻成反比。P₁/P₂=R₂/R₁
【题型1：串并联电路的识别与基本计算】
例1.两条粗细相同、由同种材料制成的均匀电阻丝、，其伏安特性曲线分别如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．电阻丝、的长度之比为
B．、串联后，图线位于、之间
C．、并联后，图线位于、之间
D．、并联后，图线位于与轴之间
【答案】D
【详解】A．由欧姆定律可知，，
由电阻定律可知，故A错误；
B．由，串联后总电阻变大，因为图线的斜率反映电阻的倒数，故串联后总电阻的图线的斜率最小，图线位于与U轴之间，故B错误；
CD．由可知，并联后总电阻减小，又因为图线的斜率反映电阻的倒数，故并联后总电阻的图线的斜率最大，图线位于与轴之间，故C错误，D正确。
【举一反三】：
1.如图所示，有一段长为1m、电阻为15Ω的金属丝，两端连接成一闭合圆环，在圆环上取M、N两点与外电路相连。已知M、N间的短圆弧长20cm，沿AM流入圆环的电流强度为0.5A。下列说法正确的是（ ）
A．M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为12Ω
B．闭合圆环在M、N间的电阻值为15Ω
C．通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为0.4A
D．10s内通过M、N间的短圆弧金属丝横截面的电荷量为2C
【答案】C
【详解】A．根据比例关系可知，M、N间的短圆弧金属丝的电阻值为
选项A错误；
B．M、N间的长圆弧金属丝的电阻值为12Ω，则闭合圆环在M、N间的电阻值为
选项B错误；
C．通过M、N间的短圆弧金属丝的电流强度为
选项C正确；
D．10s内通过M、N间的短圆弧金属丝横截面的电荷量为q=I1t=4C
选项D错误。
2.如图所示的电路中，若，端为输入端，且输入电压保持不变，，为输出端，并把滑动变阻器的滑片置于变阻器的中央，则下列说法正确的是（ ）
A．当，间不接负载时，输出电压
B．当，间不接负载时，输出电压
C．当，间不接负载时，输出电压
D．当，，间接上负载时，电路总电阻大于滑动变阻器的最大阻值
【答案】C
【详解】ABC．空载时，变阻器上下两部分电阻串联，根据串联电路电压与电阻成正比，可知输出电压
故AB错误，C正确；
D．当A、间接上负载时，负载与变阻器下部分电阻并联，电阻减小，则电路总电阻小于滑动变阻器的最大阻值，故D错误。
3.如图甲所示，横截面都是正方形的三段导体，它们的材料和长度都相同，导体B刚好能嵌入导体A，导体C刚好能嵌入导体B，现将三段导体按图乙方式接入到电路中，则（ ）
A．导体A、B、C的电阻之比为
B．导体A、B、C两端的电压之比为
C．流过导体A、C的电流之比为
D．以上说法都不对
【答案】A
【详解】A．根据题意，三段导体的横截面积分别为
根据电阻计算公式，因为均相同，所以三段导体的电阻相同，故A正确；
BC．由题图乙电路可知，导体A、B、C两端的电压之比为1:1:2，流过导体A、C的电流之比为1:2，故BC错误。
知识点3：电流表和电压表的改装（串并联知识的核心应用）
1.表头（G）：一个小量程的电流表，内阻为Rg，满偏电流为Ig，满偏电压为Ug=Ig×Rg。
2.改装为大量程电压表：
方法：给表头串联一个分压电阻Rₛ。
原理：串联分压。Rₛ分担大部分电压，使表头电压不超过Ug。
计算：若要将量程扩大到原来的n倍（即n=U/Ug），则需串联的电阻Rₛ=(n1)×Rg。
3.改装为大量程电流表：
方法：给表头并联一个分流电阻Rₚ。
原理：并联分流。Rₚ分走大部分电流，使表头电流不超过Ig。
计算：若要将量程扩大到原来的n倍（即n=I/Ig），则需并联的电阻Rₚ=Rg/(n1)。
【题型2：电表的改装与计算】
例2.某学习小组想将一块小量程电流表改装为伏特表和安培表，设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是（ ）
A．若将S调到1位置，则为改装后的安培表
B．若将S调到2位置，则为改装后的伏特表
C．若想扩大安培表的量程，可适当增大
D．若想扩大伏特表的量程，可适当增大
【答案】C
【详解】A．将S调到1位置时，电阻与表头并联，这是扩大表头的电流量程，故其改装后是安培表，故A正确；
B．将S调到2位置，电阻与改装后的电流表串联，电阻起到分压作用，则为改装后的伏特表，故B正确；
C．若想扩大安培表的量程，电阻分流的增大，电流增大，根据欧姆定律可以知道需要减小电阻，故C错误；
D．若想扩大伏特表的量程，则电阻分压作用要增大，故需要适当增大，故D正确。
【举一反三】：
1.如图所示为一满偏电流为、内阻为的小量程电流表改装成、0~100mA的两量程电流表的电路。下列说法正确的是（ ）
A．开关接时电流表量程为
B．
C．
D．用量程改装表测出的电流为时，流过G表的电流为
【答案】B
【详解】A．题意知电流表G满偏电流、内阻分别为，开关接a时量程为
开关接b时量程为
可知
故开关接b时为小量程电流表，即量程为，故A错误；
BC．开关接a时量程为
开关接b时量程为
联立解得
故B正确，C错误；
D．开关接b时，设通过G表的电流为I，则有
联立以上解得
故D错误。
2.如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和电阻箱改装而成。已知灵敏电流表G的满偏电流Ig=100mA，内阻Rg=5Ω，电阻箱接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是（ ）
A．若改装为量程0~0.6A的电流表，选择图甲，R0=45Ω
B．若改装为量程0~5V的电压表，选择图甲，R0=1Ω
C．若改装为量程0~5V的电压表，选择图乙，R0=45Ω
D．若改装为量程0~0.6A的电流表，选择图乙，R0=1Ω
【答案】C
【详解】AD．若改装为量程0~0.6A的电流表，需并联分流电阻，故选择图甲，电阻箱接入电路的阻值为，AD错误；
BC．若改装为量程0~5V的电压表，需串联分压电阻，故选择图乙，电阻箱接入电路的阻值为，B错误，C正确。
3.用小量程表头G改装成双量程的某种电表，电路如图所示。改装后经校准发现接A、B两端时读数总是略偏小，接A、C两个端点时读数均准确，以上信息可知（ ）
A．接A、B两个端点时，是量程较大电压表
B．接A、C两个端点时，是量程较大电流表
C．使两挡量程都准确，需在上并联一个大电阻，在上串联一个小电阻
D．使两挡量程都准确，需在上并联一个大电阻，电阻无需改变
【答案】C
【详解】AB．接A、B两个端点时，串联的阻值较小，分压较小，是量程较小的电压表；接A、C两个端点时，分压较大，是量程较大的电压表，AB错误；
CD．接A、B两端时读数总是略偏小，说明偏大导致分压偏大，需在上并联一个大电阻，使并联后阻值减小；由于总阻值减小，则需在上串联一个小电阻，使A、C两个端点时读数准确，C正确，D错误。
【题型3：混联电路的分析与计算】
例3.如图为某控制电路的一部分，已知的输入电压为，如果电阻，，，则不可能输出的电压是（ ）
A．4VB．C．6VD．
【答案】A
【详解】由图可知，输出的是下半部分电阻两端的电压，可知当两电阻均不接入时，输出电压为24V；
当只有R1接入时，输出电压
当只有R2接入时，输出电压
当两电阻均接入时
本题选不可能输出的电压，故选A。
【举一反三】：
1.如图所示，A、B间的电压U为20V，电阻，，，。估算干路中的电流I约为（ ）
A．1AB．2AC．3AD．4A
【答案】B
【详解】由图可知并联再与串联，由于远大于，所以串联电阻近似等于，与并联，由于远大于，则并联电阻近似等于，所以电路总电阻近似为，根据欧姆定律可得电流
2.如图所示的电路中，电源电动势，内阻不计，，。则四个电阻中功率消耗最大的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【详解】回路中总电阻为
干路电流为
流过R2的电流为
流过R3、R4的电流为
所以
3.如图所示的电路中，，，若在a、c两点之间加上的电压，则电流表的读数为（ ）
A．0.5AB．0C．1AD．1.5A
【答案】A
【详解】根据电路图可以知道电阻R2和R3并联，然后与电阻R1串联，则电路中的总电阻为
则电路中的总电流为
电流表测量的是通过R3的电流，因为R2＝R3，故通过R2和通过R3中的电流相等，故电流表的读数为