第二章 4　串聯(lián)電路和并聯(lián)電路-人教版高中物理選修3-1講義

4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路一、對串聯(lián)電路的理解串聯(lián)電路的特點(1)串聯(lián)電路各處的電流相等，即：I＝I1＝I2＝I3.(2)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和，即：U＝U1＋U2＋U3.(3)串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和，即R＝R1＋R2＋R3.(4)串聯(lián)電阻具有分壓作用：串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比，即：eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(U3,R3)＝I.二、對并聯(lián)電路的理解并聯(lián)電路的特點(1)并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和，即：I＝I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3.(2)并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓相等，即：U＝U1＝U2＝U3.(3)并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和，即：eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋eq\f(1,R3).(4)并聯(lián)電路具有分流作用：并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即：I1R1＝I2R2＝I3R3＝U.三、電壓表和電流表的改裝及特點項目小量程電流表G改裝成大量程電壓表V小量程電流表G改裝成大量程電流表A電路結(jié)構(gòu)R的作用分壓分流擴大量程的計算U＝Ig(R＋Rg)R＝eq\f(U,Ig)－RgIgRg＝(I－Ig)RR＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg電表的總內(nèi)阻RV＝Rg＋RRA＝eq\f(RRg,R＋Rg)使用并聯(lián)在被測電路中，“＋”接線柱接電勢較高的一端串聯(lián)在被測支路中，電流從“＋”接線柱流入1一個T形電路如圖所示，電路中的電阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一電壓為100V的測試電源，則()A.當(dāng)c、d端短路時，a、b之間的等效電阻是40ΩB.當(dāng)a、b端短路時，c、d之間的等效電阻是40ΩC.當(dāng)a、b兩端接通測試電源時，c、d兩端的電壓為80VD.當(dāng)c、d兩端接通測試電源時，a、b兩端的電壓為80V2有一電流表G，內(nèi)阻Rg＝10Ω，滿偏電流Ig＝3mA.(1)要把它改裝成量程為0～3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個多大的電阻？改裝后電壓表的內(nèi)阻是多大？(2)要把它改裝成量程為0～0.6A的電流表，需要并聯(lián)一個多大的電阻？改裝后電流表的內(nèi)阻是多大？3已知電流表的內(nèi)阻Rg＝120Ω，滿偏電流Ig＝3mA，要把它改裝成量程是6V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)多大的電阻？要把它改裝成量程是3A的電流表，應(yīng)并聯(lián)多大的電阻？4如圖所示，其中電流表A的量程為0.6A，表盤均勻劃分為30個小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于電流表內(nèi)阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于電流表內(nèi)阻的2倍.若用電流表A的表盤刻度表示流過接線柱1的電流值，則下列分析正確的是()A.將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.04AB.將接線柱1、2接入電路時，每一小格表示0.02AC.將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.06AD.將接線柱1、3接入電路時，每一小格表示0.01A5在如圖所示的電路中，小量程電流表G的內(nèi)阻Rg＝100Ω，滿偏電流Ig＝1mA，R1＝900Ω，R2＝eq\f(100,999)Ω.(1)當(dāng)S1和S2均斷開時，改裝成的表是什么表？量程為多大？(2)當(dāng)S1和S2均閉合時，改裝成的表是什么表？量程為多大？4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1答案AC解析當(dāng)c、d端短路時，等效電路如圖甲所示，R123＝R1＋eq\f(R2R3,R2＋R3)＝40Ω，同理可知當(dāng)a、b端短路時，R213＝R2＋eq\f(R1R3,R1＋R3)＝128Ω，選項A正確，選項B錯誤.當(dāng)a、b兩端接通測試電源時，等效電路如圖乙所示，根據(jù)歐姆定律得I＝eq\f(U,R1＋R3)＝eq\f(100,10＋40)A＝2A，所以Ucd＝IR3＝80V.當(dāng)c、d兩端接通測試電源時，等效電路如圖丙所示，根據(jù)歐姆定律得I′＝eq\f(U,R2＋R3)＝eq\f(100,120＋40)A＝eq\f(5,8)A，所以Uab＝I′R3＝25V，選項C正確，選項D錯誤.2答案(1)990Ω1000Ω(2)0.05Ω0.05Ω解析(1)由題意知電流表G的滿偏電壓Ug＝IgRg＝0.03V改裝成量程為0～3V的電壓表，當(dāng)達(dá)到滿偏時，分壓電阻R的分壓UR＝U－Ug＝2.97V所以分壓電阻R＝eq\f(Ug,Ig)＝eq\f(2.97,0.003)Ω＝990Ω改裝后電壓表的內(nèi)阻RV＝Rg＋R＝1000Ω.(2)改裝成量程為0～0.6A的電流表，當(dāng)達(dá)到滿偏時，分流電阻R的分流IR＝I－Ig＝0.597A所以分流電阻R＝eq\f(Ug,IR)≈0.05Ω改裝后電流表的內(nèi)阻RA＝eq\f(RgR,Rg＋R)≈0.05Ω.3答案1880Ω0.12Ω解析改裝成電壓表時應(yīng)串聯(lián)一個分壓電阻，由歐姆定律得：U＝Ig(Rg＋R)，分壓電阻：R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝eq\f(6,3×10－3)Ω－120Ω＝1880Ω.改裝成電流表時應(yīng)并聯(lián)一個分流電阻，由并聯(lián)電路兩端電壓相等得：IgRg＝(I－Ig)R分流電阻：R＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(3×10－3×120,3－3×10－3)Ω≈0.12Ω.4答案C解析當(dāng)接線柱1、2接入電路時，R1與電流表并聯(lián)，由于R1＝eq\f(RA,2)，可知流過R1的電流為流過電流表電流的2倍，所以1、2接線柱間的電流為流過電流表電流的3倍，所以每一小格是原來的3倍，即為0.06A，所以A、B錯誤；當(dāng)接線柱1、3接入電路時，電流表與R1并聯(lián)，然后再與R2串聯(lián)，串聯(lián)電阻對電流無影響，與1、2接入電路的效果一樣，所以每一小格表示0.06A，C正確，D錯誤.5答案(1)電壓表1V(2)電流表1A解析(1)S1和S2均斷開時，電阻R1與小量程電流表G串聯(lián)，可組成較大量程的電壓表，電壓表的內(nèi)阻RV＝Rg＋R1＝1000Ω.所以電壓表兩端的電壓最高為：U＝IgRV＝0.001×1000V＝1V.即改裝成的電壓表的量程為1V.(2)S1和S2均閉合時，電阻R1被短路，電阻R2與小量程電流