高中物理全程学习方略课件：串联电路和并联电路（鲁科选修3-1）

欢迎进入物理课堂 基础自主学习 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1 A 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n A 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n A 量程变为nIg 故I nIg 则R 疑难名师点拨 典例1 如图所示 R1 6 R2 3 R3 4 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 2 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 2 R2 3 R3 4 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 100 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 9900 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 17 答案 见标准解答 变式训练 一量程为100 A的电流表 内阻为100 现串联一个9900 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1 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 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 5 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 2 R2 3 滑动变阻器最大值R3 5 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x 则下部分为 5 x 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 2 5 安培表的最小示数Imin A 2A 考题感知初探 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 10 R2 120 R3 40 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40 B 当ab端短路时 cd之间的等效电阻是40 C 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30 后与R1串联 ab间等效电阻为40 A对 若ab端短路时 R1与R3并联电阻为8 后与R2串联 cd间等效电阻为128 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200 R1 100 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 B 5 2010 株洲高二检测 有一内电阻为4 4 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 知能提升作业 1 5分 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 5分 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 5分 一个电流表的满偏电流Ig 1mA 内阻为500 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10k 的电阻B 并联一个10k 的电阻C 串联一个9 5k 的电阻D 并联一个9 5k 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 5k 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 150 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 40 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 50 上方部分电阻为100 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 10 此时Uab V 160V 答案 1 200V 2 57 1V Uab 160V 6 5分 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 1 2 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 1 2 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 25 答案 25 教师精品题库 1 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 cm t 得cm t 而R m V LS 为密度 因此 t 对两根电阻丝 U c L均相同 因此在t时间内升高的温度 t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 40 滑动变阻器总电阻R 20 当滑动片处于变阻器中点时 C D两端电压UCD为 V 通过电阻R0的电流为 A 解析 由题意得 当滑动片处于变阻器中点时 R0与R串联 再与另一半R并联 并联电压为UAB 100V 故容易得UCD为80V 通过电阻R0的电流为2A 答案 802 4 图甲为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图 箱内的电阻R1 20k R2 10k R3 40k Rt为热敏电阻 它的电阻随温度变化的图线如图乙所示 当a b端电压Uab 0时 电压鉴别器会令开关K接通 恒温箱内的电热丝发热 使箱内温度提高 当Uab 0时 电压鉴别器使K断开 停止加热 则恒温箱内的恒定温度是多少 解析 经分析可知 恒定的温度出现在Uab 0时 由电路串并联关系可得 解得Rt 20k 从图中读出Rt 20k 时 t 35 所以恒温箱内的恒定温度是t 35 答案 35 5 如图所示是电饭煲的电路图 S1是一个限温手动开关 当此开关的温度达到居里点 103 时会自动断开 S2是一个自动温控开关 当温度低于约70 时会自动闭合 温度高于约80 时会自动断开 红灯是加热状态时的指示灯 黄灯是保温状态时的指示灯 两灯电阻不计 1 根据电路分析 叙述电饭煲煮饭的全过程 2 如果不闭合S1 电饭煲能否将饭煮熟 解析 1 根据电路串并联关系分析 电饭煲盛上食物后 接上电源 S2自动闭合 同时把手动开关S1关闭 这时黄灯短路 红灯亮 电饭煲加热到80 时 S2自动断开 S1仍闭合 待电饭煲中水烧干后 温度上升到103 时 开关S1自动断开 这时饭已煮熟 黄灯亮 电饭煲处于保温状态 由于电饭煲散热 待温度下降到低于约70 时 S2自动闭合 电饭煲重新处于加热状态 等温度上升到80 时 S2又自动断开 电饭煲再次处于保温状态 2 不能 因为只能将食物加热到80 答案 见解析 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全