人教版高中物理必修三 同步精讲精练专题11.4 串联电路和并联电路（教师版）.docx

专题11.4串联电路和并联电路

【人教版】

TOC\o1-3\t正文,1\h

【题型1电路结构分析】

【题型2扩大电压量程的问题】

【题型3扩大电流量程的问题】

【题型4限流式】

【题型5分压式】

【题型6电阻的测量】

【题型7伏安特性问题】

【题型8电表内阻的测量问题】

【题型1电路结构分析】

【例1】阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图所示的电路。开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2。则Q1与Q2的比值为()

A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)

解析：选C断开S和闭合S后等效电路分别如图甲、乙所示。根据串联电路的电压与电阻成正比可得甲、乙两图中电容器两极板间的电压U1＝eq\f(1,5)E，U2＝eq\f(1,3)E，又C所带的电荷量Q＝CU，则Q1∶Q2＝3∶5，C正确。

【变式1-1】如图所示，a、b、c为同种材料做成的电阻，b与a的长度相等但横截面积是a的两倍；c与a的横截面积相等但长度是a的两倍。当开关闭合后，三个理想电压表的示数关系是()

A．V1的示数是V2的2倍

B．V1的示数是V3的2倍

C．V2的示数是V1的2倍

D．V2的示数是V3的2倍

解析：选A由题意可知：Lc＝2La＝2Lb，Sb＝2Sa＝2Sc；设b的电阻Rb＝R，由电阻定律R＝ρeq\f(l,S)得：Ra＝2Rb＝2R，Rc＝2Ra＝4R，Rc∶Ra∶Rb＝4∶2∶1。由题图可知，a、b、c三个电阻串联，通过它们的电流相等，由U＝IR得：Uc∶Ua∶Ub＝4∶2∶1，故UV3∶UV1∶UV2＝4∶2∶1，V1的示数是V2的2倍，故A正确，C错误；V3的示数是V1的2倍，故B错误；V3的示数是V2的4倍，故D错误。

【变式1-2】如图所示的电路中，A1和A2为理想电流表，示数分别为I1和I2，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3；当a、b两点间加一恒定的电压U后，下列结论正确的是()

A．I1∶I2＝3∶4

B．I1∶I2＝4∶9

C．将A1、A2换成理想电压表，其示数之比为3∶5

D．将A1、A2换成理想电压表，其示数之比为1∶1

解析：选C电源接在a、b两点时，电路图如图1所示。

并联电路中各支路两端的电压相等，且干路电流等于各支路电流之和，图中eq\f(I1,I2)＝eq\f(\f(U,R2)＋\f(U,R3),\f(U,R1)＋\f(U,R2))＝eq\f(5,9)，故A、B错误；将A1、A2换成理想电压表，如图2所示成为串联电路，UR1∶UR2∶UR3＝1∶2∶3，eq\f(U1,U2)＝eq\f(UR1＋UR2,UR2＋UR3)＝eq\f(3,5)，故C正确，D错误。

【变式1-3】如图所示的电路中，电阻R1、R2、R3的阻值均为2Ω.电流表内阻不计，在B、C两点间加上6V的电压时，电流表的示数为()

A．0 B．1A

C．1.5A D．2A

答案B

解析电流表内阻不计，则A、C两点相当于用导线连在一起，当在B、C两点间加上6V的电压时，R2与R3并联，然后与R1串联，电流表测量的是通过电阻R2的电流．等效电路图如图所示．

电路中的总电阻R总＝R1＋eq\f(R2R3,R2＋R3)＝3Ω，

干路中的电流为I总＝eq\f(UBC,R总)＝eq\f(6,3)A＝2A，

由于R2与R3阻值相等，所以电流表的示数为1A，B正确．

【题型2扩大电压量程的问题】

【例2】某同学拟将量程为Ig＝1mA，内阻约为几十欧姆的电流表G改装成量程为1V的电压表。

(1)他首先设计了如图所示电路来测量电流表G的内阻Rg，图中E为电源电动势。现有最大阻值分别为100Ω和2600Ω的滑动变阻器，则R2应选用最大阻值为________Ω的滑动变阻器。开关S1接通，S2未接通时，调节R2使电流表G示数为1.00mA；接通S2后，保持滑动变阻器R2的滑片位置不变，调节电阻箱R1，当其阻值为50Ω时，电流表G的示数为0.50mA，则电流表G的内阻Rg为________Ω；

(2)为了将电流表G改装成量程为1V的电压表，需要________(选填“串联”或“并联”)一个大小为________Ω的电阻。

答案(1)260050(2)串联950

解析(1)本题中采用“半偏法测电流表的内阻”，要求滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻，电流表内阻为几十欧，则R2应选用最大阻