1、串联电路和并联电路 (15分钟30分)一、选择题(本题共4个小题,每题5分,共20分)1.在高速公路隧道内两侧的电灯泡不易更换,为了延长电灯泡的使用寿命,一个接口处通常安装两个完全相同的灯泡,下列说法正确的()A.两个灯泡串联B.每个灯泡实际消耗的功率是其额定功率的四分之一C.两个灯泡并联D.每个灯泡实际消耗的功率小于其额定功率的四分之一【解析】选A。两个灯泡串联,每个灯泡承担的电压为 V=110 V,低于额定电压,灯泡不易损坏,两个灯泡并联,每个灯泡承受的电压为U=220 V,仍等于灯泡的额定电压,灯泡正常工作,不能延长电灯泡的使用寿命,A正确C错误;由P=,U变为原来的,由于灯丝较正常发光
2、时温度偏低,故灯丝电阻较正常发光时小,所以每个灯泡实际消耗的功率大于其额定功率的四分之一,B、D错误。【补偿训练】如图为路口交通指示灯的示意图。指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为,据你对交通指示灯的了解可以推断() A.红灯、黄灯、绿灯是串联的B.红灯、黄灯、绿灯是并联的C.红灯与黄灯并联后再与绿灯串联D.绿灯与黄灯并联后再与红灯串联【解析】选B。红灯、黄灯、绿灯只有一盏灯亮,不可能出现同时有两盏灯亮,故由串并联电路特点可知,三盏灯任意两盏都不可能是串联的,所以,红灯、黄灯、绿灯是并联的,故项B正确,A、C、D项错误。2.如图所示是一种风速测定装置,其中风速表是由电压表改
3、装而成,电源电压不变,R为定值电阻,R1为滑动变阻器。T形管道的竖直管内装有可上下无摩擦自由移动的轻质活塞,活塞通过轻质细杆和滑动变阻器的滑片P相连,S闭合后,当风速增大时,下列说法中正确的是()A.活塞向下运动,风速表的示数变小B.活塞向上运动,风速表的示数变大C.活塞向上运动,滑动变阻器R1两端的电压变大D.活塞静止不动,风速表的示数不变【解析】选B。当风速变大时,活塞上方气压变小,活塞向上移动,滑动变阻器接入电路的电阻变小,电路中的总电阻变小,根据欧姆定律可知,电路中电流变大,定值电阻两端电压变大,电压表(风速表)示数变大,由于电源的电压不变,所以滑动变阻器R1两端的电压变小,故B正确,
4、A、C、D错误。【补偿训练】在如图所示的并联电路中,保持干路上的电流I不变,当增大R1的阻值时() A.R1和R2上的电压减小B.R1上的电流I1增大C.R2上的电流I2减小D.I1和I2之和不变【解析】选D。并联电路中其中一个阻值变大则并联后的阻值也变大,且电路中的电流不变,由欧姆定律可知,并联部分电压增大,即R1上电压增大;根据I=可知,R2上电流增大;因总电流不变,故I1和I2之和不变,R1中电流减小;故A、B、C项错误,D项正确。3.分析如图所示电路,下列说法正确的是() A.四个电阻为并联关系B.四个电阻为串联关系C.A1的示数为通过R2和R3的电流之和D.A2的示数为通过R3和R4
5、的电流之和【解析】选C。将电流表用导线代替可得到等效电路为R1、R2、R3并联后与R4串联,故A、B项错误;再将电流表画入等效电路中可知,A1的示数为通过R2和R3的电流之和,A2的示数为通过R2的电流,故C项正确,D项错误。4.如图所示,其中电流表A的量程为0.6 A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02 A,R1的阻值等于电流表内阻的;R2的阻值等于电流表内阻的2倍。若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04 AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02 AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格
6、表示0.06 AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01 A【解析】选C。当接线柱1、2接入电路时,R1与电流表并联,由于R1=,可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍,所以1、2接线柱间的电流为通过电流表电流的3倍,所以每一小格是原来的3倍,即为0.06 A,故A、B错误;当接线柱1、3接入电路时,电流表与R1并联,然后再与R2串联,串联电阻对电流无影响,与1、2接入电路的效果一样,所以每一小格表示0.06 A,故C正确,D错误。【补偿训练】在如图所示的电路中,小量程电流表G的内阻Rg=100 ,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 ,R2= 。下列说法正确的是() A.当S1和
7、S2均断开时,改装成的表是电流表B.当S1和S2均断开时,改装成的是量程为10 V的电压表C.S1和S2均闭合时,改装成的表是电压表D.S1和S2均闭合时,改装成的是量程为1 A的电流表【解析】选D。由图示电路图可知,当S1和S2均断开时,G与R1串联,改装成的是电压表,电压表量程:U=Ig(Rg+R1)=0.001(100+900)V=1 V,故A、B项错误;由图示电路图可知,当S1和S2均闭合时,G与R2并联,改装成的是电流表,电流表量程:I=Ig+=0.001 A+ A=1 A,故C项错误,D项正确。二、计算题(10分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)5.有一电流表
8、G,内阻为R=30 ,满偏电流是1 mA,求:(1)如果把它改装成量程为015 V的电压表,要串联多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?(2)如果把它改装成量程03 A的电流表,要并联多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?【解析】(1)改装为电压表时,根据串并联规律应有:U=Ig(R+R串),代入数据解得:R串=14 970 ;改装后电压表的内阻为:RV= =15 000 ;(2)改装为电流表时,应有:I=Ig+,代入数据解得:R并=0.01 ;改装后电流表的内阻为:RA= =0.01 ;答案:(1)14 970 15 000 (2)0.01 0.01 (10分钟20分)6.(6分)(多选)两
9、只电压表V1和V2是由完全相同的电流表改装而成的,V1的量程为5 V,V2的量程为15 V,为了测量1520 V的电压,把V1、V2串联起来使用,在这种情况下()A.V1和V2读数相等B.V1和V2两表指针偏转角相等C.V1和V2的读数之比等于13D.V1和V2的指针偏转角度之比等于两个电压表的内阻之比【解析】选B、C。两电压表串联,流过它们的电流相等而电压表内阻不同,电压表两端电压不同,电压表示数不同,故A项错误;两电压表串联,流过两表头的电流相等,则两电压表指针偏转角度相等,故B项正确;通过两电压表的电流相同,由欧姆定律可知,V1和V2的读数之比等于电压表的内阻之比,故V1和V2的读数之比
10、等于13,故C项正确;由于串联电流相等,故表头偏转角度相同,V1和V2的指针偏转角度之比与电压表内阻无关,故D项错误。7.(14分)如图所示是一种测量血压的压力传感器在工作时的示意图,薄金属片P固定有4个可以形变的电阻R1、R2、R3、R4,如图乙。图甲是它的侧面图,这4个电阻连成的电路如图丙所示,试回答下列问题:(1)开始时金属片中央O点未加任何压力,欲使电压表无示数,则4个电阻应满足怎样的关系?(2)当O点加一个压力F后发生形变,这时4个电阻也随之发生形变,形变后各电阻阻值大小如何变化?【解析】(1)本题是求电路A、B两点的电压与4个电阻的关系,由于电压表的电阻可以看作无穷大,因此本电路是R1与R2串联,R3与R4串联,然后它们再并联。设上面部分电流为I上,下面部分电流为I下,要使A点电势等于B点电势,则应有电阻R1上的电压等于R3上的电压,电阻R2上的电压等于电阻R4上的电压,即I上R1=I下R3I上R2=I下R4联立式得到=。(2)当在O点施加垂直于金属片的压力后,金属片发生形变,由于电阻是固定在金属片上的,因此R1、R4被拉长,R2、R3被拉宽,即R1、R4增大,R2、R3减小,这时A、B两点电势不再相等。答案:(1)=(2)R1、R4增大,R2、R3减小
