高中物理人教版1第二章恒定電流第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 精品獲獎

串聯(lián)電路和并聯(lián)電路【考綱要求】1．進一步學(xué)習(xí)電路的串聯(lián)和并聯(lián)，理解串、并聯(lián)電路的電壓關(guān)系、電流關(guān)系和電阻關(guān)系，并能運用其解決有關(guān)關(guān)問題。2．進而利用電路的串、并聯(lián)規(guī)律分析電表改裝的原理?！咀灾鲗W(xué)習(xí)】1.串聯(lián)電路：把導(dǎo)體依次首尾相連，就組成串聯(lián)電路。如圖。串聯(lián)電路中干路與各支路電流、電壓與電阻各有什么特點？2.并聯(lián)電路：把幾個導(dǎo)體并列地連接起來，就組成并聯(lián)電路。如圖并聯(lián)電路中干路與各支路電流、電壓與電阻各有什么特點？注：①并聯(lián)總電阻小于任一支路電阻；②任一支路電阻增大，總電阻增大；反之，減小。3.改裝電壓表和電流表(1)表頭：表頭就是一個電阻，同樣遵從歐姆定律，與其他電阻的不同僅在于通過表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來的。它有三個特征量：電表的內(nèi)阻Rg、滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug，它們之間的關(guān)系是Ug=IgRg(2)求電流表G改裝成電壓表的總內(nèi)阻電流表G(表頭)滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug.如圖所示即為電壓表的原理圖，其中Rx為分壓電阻，由串聯(lián)電路特點得：(3)求電流表G改裝成大量程電流表的總內(nèi)阻如圖所示即為電流表的原理圖，其中Rx為分流電阻.由并聯(lián)電路特點得：【考點突破】典型例題1：如圖所示，設(shè)R1=R2=R3=R4=R，求電鍵K閉合和開啟時，A、B兩端電阻之比。解析：用分支法簡化電路：由A經(jīng)R1為第一支路到B，（原則上最簡便直觀）；由A取第二支路經(jīng)R2經(jīng)C到B；由A取第三支路經(jīng)R3到D再經(jīng)R4到B；CD間接有K，如圖所示。K閉合：R4短路，相當于R1、R2、R3并聯(lián)，故RAB=R/3K開啟：相當于R3、R4串聯(lián)后再和R1、R2并聯(lián)，故:；R/AB=2R/5，所以RAB∶R/AB=5∶6點評：由于R1、R2、R3、R4四個電阻間的串、并聯(lián)關(guān)系不明顯，因此要對原來的電路圖進行簡化，例題解析給出的解法是采用電流分支簡化法，另外還可以采用等勢點排列法：假定電流從A流入，從B流出，則A點電勢最高，B點電勢最低，且B、C兩點等勢；若K閉合，由B、C、D三點是等勢點，則R4被短路；相當于R1、R2、R3并聯(lián)。若K開啟，相當于R3、R4串聯(lián)后再和R1、R2并聯(lián)，這樣就容易求解。反饋練習(xí)1：如圖中AB之間的總電阻為：甲圖RAB=____Ω；乙圖K斷開時RAB=____Ω，K閉合時R/AB=______Ω；典型例題2：如圖所示，M、N兩點間電壓為18V，R1=6Ω，R2=3Ω，C1=6μF，C2=3μF；當電鍵K斷開時，A、B兩點間的電壓UAB為_______伏，當K閉合時，電容器C1的電量變化了_______庫。解析：直流電不能通過C1、C2，所以當電鍵K開啟時，全電路無電流，B、C等勢，A、D等勢，UAB=UCD=18V，此時電容C1的帶電量Q1=C1UAC=C1UDC=6×10-6×18=×10?4（庫）。當電鍵K閉合時，電路R1、R2導(dǎo)通，相當于R1、R2串聯(lián)，C1、C2分別和R-1、R2并聯(lián)，所以C1電壓等于R1上兩端電壓，U/BC=R1U/(R1+R2)=6×18/(6+3)=12（伏）電容器C1帶電量Q/1=C1U/AB=6×10-6×12=×10-4(庫)電容器C1上電量變化：ΔQ=Q/1-Q1=×10-4-1.08×10?4=×10負號表示電量減小。點評：含有電容器的直流電路的分析方法：①電路穩(wěn)定時，電容器是斷路的，其兩端電壓等于所并聯(lián)的電路兩端的電壓；②電路的電流、電壓變化時，將會引起電容器的充（放）電；如果電容器兩端電壓升高，電容器將充電；如果電壓降低，電容器將通過與它并接的電路放電。R1R2CUK反饋練習(xí)2：如圖所示，U=10V，R1=4Ω，R2=6R1R2CUK（1）閉合開關(guān)K，求穩(wěn)定后經(jīng)過R1的電流（2）然后斷開開關(guān)，求這以后通過R1的總電量典型例題3：一個分壓電阻為R1串聯(lián)到電壓表上，使電壓表的量程擴大為原來的n倍，另一個分壓電阻R-2串聯(lián)到同一電壓表上，量程擴大到原來的m倍，如果把這兩個電阻并聯(lián)之后再串聯(lián)到電壓表上，此時電壓表的量程擴大了幾倍？解析:設(shè)原電壓表的內(nèi)阻為RV，原來的量程為U，滿偏電流為I，則有：U=IRV串聯(lián)上分壓電阻R1時，有：I（R1+RV）=nU串聯(lián)上分壓電阻R2時，有：I（R2+RV）=mUR1、R2并聯(lián)后再串聯(lián)到電壓表上時，有：I[R1R2/(R1+R2)+RV]=kU把I=U/RV代入得：R1=（n-1）RV，R2=（m-1）RV，R1R2/(R1+R2)=(k-1)RV由以上方程可解得：k=(mn-1)/(m+n-2)拓展:本題主要考查電壓表的改裝，涉及的知識點是串聯(lián)電阻的分壓原理。反饋練習(xí)3：現(xiàn)有一個靈敏電流計,它的滿偏電流為Ig=1mA,內(nèi)阻Rg=200Ω,若要將它改裝成量程為5A的電流表,應(yīng)______一個_________Ω的電阻,改裝后的電流表測量電流時,指針指在表盤上原來處,則被測電流的大小是______________.現(xiàn)有一個靈敏電流計,它的滿偏電流為Ig=5mA,內(nèi)阻Rg=500Ω,若要將它改裝成量程為15V的電壓表,應(yīng)______一個_________Ω的電阻,改裝后的電壓表測量電壓時,指針指在表盤上原來處,則被測電壓的大小是______________.典型例題4：伏安法測電阻伏安法測電阻的原理是部分電路歐姆定律(R=).測量電路可有電流表外接或內(nèi)接兩種接法，如圖甲、乙兩種接法都有誤差，測量值與真實值的關(guān)系為為減小測量誤差，可先將待測電阻的粗約值與電壓表、電流表內(nèi)阻進行比較，若Rx《RV時，宜采用電流表外接法（甲圖）；若Rx》RA時，宜采用電流表內(nèi)接法（乙圖）.反饋練習(xí)4：在圖中，A.B兩圖分別為測燈泡電阻R的電路圖，下述說法正確的是()A．A圖的接法叫電流表外接法，B圖的接法叫電流表的內(nèi)接法B．A中R測＜R真，B中R測＞R真C．A中誤差由電壓表分流引起，為了減小誤差，就使R<<Rv，故此法測較小電阻好D．B中誤差由電流表分壓引起，為了減小誤差，應(yīng)使R>>RA，故此法測較小大電阻好典型例題5：滑動變阻器的連接用最大阻值為28Ω的滑動變阻器控制一只“6V，3W”燈泡的發(fā)光程度，分別把它們連成限流和分壓電路接在9V的恒定電壓上，求兩種電路中燈泡的電流、電壓調(diào)節(jié)范圍.解析：燈泡的額定電流為：I0=A=0.5A燈泡的電阻R0=Ω=12Ω（1）連成限流電路有：（如圖所示）Imin=A=0.225AImax=I0=0.5AUmin=IminR0=×12V=VUmax=6V故電流調(diào)節(jié)范圍為A~0.5A，電壓調(diào)節(jié)范圍為V~6V.（2）連成分壓電路：（如圖所示）Imin=0A，Imax=0.5AUmin=0V,Umax=U0=6V故電流調(diào)節(jié)范圍為0A~0.5A，電壓調(diào)節(jié)范圍為0V~6V.點評：下列三種情況必須選用分壓式接法①要求回路中某部分電路電流或電壓實現(xiàn)從零開始可連續(xù)調(diào)節(jié)時（如：測定導(dǎo)體的伏安特性、校對改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測量時，必須采用分壓接法．②當用電器的電阻RL遠大于滑動變阻器的最大值R0，且實驗要求的電壓變化范圍較大（或要求測量多組數(shù)據(jù)）時，必須采用分壓接法．③若采用限流接法，電路中實際電壓（或電流）的最小值仍超過RL的額定值時，只能采用分壓接法．反饋練習(xí)5在圖電路中，能利用滑動變阻器較好完成對燈泡分壓作用的是()A．如圖甲電路B．如圖乙電路C．如圖丙電路D．如圖丁電路【考點鞏固】1．把“，0.3A”的電珠接到6V電源上，為使正常發(fā)光，需串聯(lián)一個______Ω的電阻。2．電阻R1=60Ω，它和電阻R2串聯(lián)后，R2上的電壓是總電壓的2/3，那么，如果已知總電壓為18V，R2阻值為_______Ω，兩端電壓為_______V，電流為________A。3．實驗室常用的電壓表是由小量程電流表,再______聯(lián)一電阻而組成,這是應(yīng)用了_______________的原理制成的,這樣做既擴大了表的量程,同時使整個電壓表的內(nèi)阻___________,使得測量時對電路的影響減小。4．下列說法正確的是（）A．一個電阻和一根無電阻的理想導(dǎo)線并聯(lián)，總電阻為零B．并聯(lián)電路任一支路的電阻都大于電路的總電阻C．并聯(lián)電路任一支路的電阻增大（其它支路不變），則總電阻也增大D．并聯(lián)電路任一支路的電阻增大（其它支路不變），則總電阻一定減小5．如圖所示，A、B間的電壓是30V，改變滑動變阻器觸頭的位置，可以改變CD間的電壓，UCD的變化范圍是()A．0～10VB．0～20VC．10～20VD．20～30V6．如圖所示，當ab端接入100V電壓時，cd兩端為20V；當cd兩端接入100V時，ab兩端電壓為50V，則R1∶R2∶R3之比是（）A．4∶1∶2B．2∶1∶1C．3∶2∶1D．以上都不對ABCABCDRABCDRRRabcdR1R2R3R1R27．如圖所示是將滑動變阻器作分壓器用的電路，A、B為分壓器的輸出端，若把變阻器的滑動片放在變阻器中央，下列判斷正確的是（）ABR1R2R3ABR1R2R3R4B．當接上負載R時，輸出電壓UAB<UCD/2C．負載R越大，UAB越接近UCD/2D．負載R越小，UAB越接近UCD/28．如圖所示，R1=12kΩ，R2=8kΩ，R3=20kΩ，R4=600Ω，當電位器滑動觸頭C凋到最上端和最下端時，AB間的總電阻分別是________Ω和______Ω，AB間最大電阻值為________Ω。9.將量程為100μA，內(nèi)阻為500Ω的電流表改裝成量程為10mA的電流表，并用一個標準電流表與改裝后的電流表串聯(lián)，對它進行校準。改裝和校準所用的器材如圖所示。（1）將電流表與電阻箱應(yīng)并聯(lián)組成改裝表，電阻箱應(yīng)取多大的阻值？（2）在實物圖上連線，使之成為改裝表校準電路。（要求通過電流表的電流從0連續(xù)調(diào)到10mA，為防止電流過大損壞電表，串聯(lián)上一個固定阻值的保護電阻）10．改裝電流表之前,必須知道電流表的兩個參數(shù):一是滿偏電流Ig,二是電流表的內(nèi)阻Rg.如圖所示是測定電流表內(nèi)阻的實驗電路,電流表的內(nèi)阻約在100Ω左右,滿偏電流為500μA,用干電池做電源.實驗過程中,先斷開S2,合上S1,調(diào)節(jié)R,使電流表G指針滿偏.然后保持R不變,合上S2,調(diào)節(jié)R’,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的一半時,可以認為流過R’的電流也等于Ig/2,由此得Rg=R’,讀出R’即得Rg.(1)實驗室中配有的可變電阻為:A.電阻箱,阻值范圍0～10ΩB.電阻箱,阻值范圍0～9999ΩC.電位器,阻值范圍0～200ΩD.電位器,阻值范圍0～20kΩ在上述配有的可變電阻中,電路圖中的R應(yīng)選用_________,R’應(yīng)選用________.(2)如果按正確的步驟測得的R’為100Ω,要把這個電流表改裝成量程為0.6A的電流表,則應(yīng)并聯(lián)的分流電阻是__________Ω.(3)任何測量都會有誤差.試分析:用上述方法測電流表內(nèi)阻的測量值比真實值偏大還是偏小?_____________,根據(jù)電流表的測量值數(shù)據(jù)改裝成的電流表在測量時,其讀數(shù)比實際電流偏大還是偏小___________________.(4)在測定電流表內(nèi)阻的實驗中認為“流過R’的電流也等于Ig/2”的條件是________.(5)為了減小測定電流表內(nèi)阻的實驗誤差下列做法可行的是()A.R選用更大阻值的電位器選用阻值較小的電位器C.選擇電動勢大的電源D.選擇電動勢小的電源