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(jiǎng)

串聯(lián)電路和并聯(lián)電路【考綱要求】1．進(jìn)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(yùn)用其解決有關(guān)關(guān)問(wèn)題。2．進(jìn)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(diǎn)？2.并聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體并列地連接起來(lái)，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(diǎn)？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(gè)電阻，同樣遵從歐姆定律，與其他電阻的不同僅在于通過(guò)表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來(lái)的。它有三個(gè)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(diǎn)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(diǎn)得：【考點(diǎn)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(kāi)啟時(shí)，A、B兩端電阻之比。解析：用分支法簡(jiǎn)化電路：由A經(jīng)R1為第一支路到B，（原則上最簡(jiǎn)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(dāng)于R1、R2、R3并聯(lián)，故RAB=R/3K開(kāi)啟：相當(dāng)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(diǎn)評(píng)：由于R1、R2、R3、R4四個(gè)電阻間的串、并聯(lián)關(guān)系不明顯，因此要對(duì)原來(lái)的電路圖進(jìn)行簡(jiǎn)化，例題解析給出的解法是采用電流分支簡(jiǎn)化法，另外還可以采用等勢(shì)點(diǎn)排列法：假定電流從A流入，從B流出，則A點(diǎn)電勢(shì)最高，B點(diǎn)電勢(shì)最低，且B、C兩點(diǎn)等勢(shì)；若K閉合，由B、C、D三點(diǎn)是等勢(shì)點(diǎn)，則R4被短路；相當(dāng)于R1、R2、R3并聯(lián)。若K開(kāi)啟，相當(dāng)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(kāi)時(shí)RAB=____Ω，K閉合時(shí)R/AB=______Ω；典型例題2：如圖所示，M、N兩點(diǎn)間電壓為18V，R1=6Ω，R2=3Ω，C1=6μF，C2=3μF；當(dāng)電鍵K斷開(kāi)時(shí)，A、B兩點(diǎn)間的電壓UAB為_(kāi)______伏，當(dāng)K閉合時(shí)，電容器C1的電量變化了_______庫(kù)。解析：直流電不能通過(guò)C1、C2，所以當(dāng)電鍵K開(kāi)啟時(shí)，全電路無(wú)電流，B、C等勢(shì)，A、D等勢(shì)，UAB=UCD=18V，此時(shí)電容C1的帶電量Q1=C1UAC=C1UDC=6×10-6×18=×10?4（庫(kù)）。當(dāng)電鍵K閉合時(shí)，電路R1、R2導(dǎo)通，相當(dāng)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(kù))電容器C1上電量變化：ΔQ=Q/1-Q1=×10-4-1.08×10?4=×10負(fù)號(hào)表示電量減小。點(diǎn)評(píng)：含有電容器的直流電路的分析方法：①電路穩(wěn)定時(shí)，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(shí)，將會(huì)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(guò)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(kāi)關(guān)K，求穩(wěn)定后經(jīng)過(guò)R1的電流（2）然后斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，求這以后通過(guò)R1的總電量典型例題3：一個(gè)分壓電阻為R1串聯(lián)到電壓表上，使電壓表的量程擴(kuò)大為原來(lái)的n倍，另一個(gè)分壓電阻R-2串聯(lián)到同一電壓表上，量程擴(kuò)大到原來(lái)的m倍，如果把這兩個(gè)電阻并聯(lián)之后再串聯(lián)到電壓表上，此時(shí)電壓表的量程擴(kuò)大了幾倍？解析:設(shè)原電壓表的內(nèi)阻為RV，原來(lái)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(shí)，有：I（R1+RV）=nU串聯(lián)上分壓電阻R2時(shí)，有：I（R2+RV）=mUR1、R2并聯(lián)后再串聯(lián)到電壓表上時(shí)，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(shí)點(diǎn)是串聯(lián)電阻的分壓原理。反饋練習(xí)3：現(xiàn)有一個(gè)靈敏電流計(jì),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(gè)_________Ω的電阻,改裝后的電流表測(cè)量電流時(shí),指針指在表盤上原來(lái)處,則被測(cè)電流的大小是______________.現(xiàn)有一個(gè)靈敏電流計(jì),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(gè)_________Ω的電阻,改裝后的電壓表測(cè)量電壓時(shí),指針指在表盤上原來(lái)處,則被測(cè)電壓的大小是______________.典型例題4：伏安法測(cè)電阻伏安法測(cè)電阻的原理是部分電路歐姆定律(R=).測(cè)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(cè)量值與真實(shí)值的關(guān)系為為減小測(cè)量誤差，可先將待測(cè)電阻的粗約值與電壓表、電流表內(nèi)阻進(jìn)行比較，若Rx《RV時(shí)，宜采用電流表外接法（甲圖）；若Rx》RA時(shí)，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(cè)燈泡電阻R的電路圖，下述說(shuō)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(cè)＜R真，B中R測(cè)＞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(cè)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(cè)較小大電阻好典型例題5：滑動(dòng)變阻器的連接用最大阻值為28Ω的滑動(dòng)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(diǎn)評(píng)：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(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)（如：測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路），即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí)，必須采用分壓接法．②當(dāng)用電器的電阻RL遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0，且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大（或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù)）時(shí)，必須采用分壓接法．③若采用限流接法，電路中實(shí)際電壓（或電流）的最小值仍超過(guò)RL的額定值時(shí)，只能采用分壓接法．反饋練習(xí)5在圖電路中，能利用滑動(dòng)變阻器較好完成對(duì)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(diǎn)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(gè)______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_(kāi)______Ω，兩端電壓為_(kāi)______V，電流為_(kāi)_______A。3．實(shí)驗(yàn)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(kuò)大了表的量程,同時(shí)使整個(gè)電壓表的內(nèi)阻___________,使得測(cè)量時(shí)對(duì)電路的影響減小。4．下列說(shuō)法正確的是（）A．一個(gè)電阻和一根無(wú)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(dòng)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(dāng)ab端接入100V電壓時(shí)，cd兩端為20V；當(dāng)cd兩端接入100V時(shí)，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(duì)ABCABCDRABCDRRRabcdR1R2R3R1R27．如圖所示是將滑動(dòng)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(dòng)片放在變阻器中央，下列判斷正確的是（）ABR1R2R3ABR1R2R3R4B．當(dāng)接上負(fù)載R時(shí)，輸出電壓UAB<UCD/2C．負(fù)載R越大，UAB越接近UCD/2D．負(fù)載R越小，UAB越接近UCD/28．如圖所示，R1=12kΩ，R2=8kΩ，R3=20kΩ，R4=600Ω，當(dāng)電位器滑動(dòng)觸頭C凋到最上端和最下端時(shí)，AB間的總電阻分別是________Ω和______Ω，AB間最大電阻值為_(kāi)_______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(gè)標(biāo)準(zhǔn)電流表與改裝后的電流表串聯(lián)，對(duì)它進(jìn)行校準(zhǔn)。改裝和校準(zhǔn)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(shí)物圖上連線，使之成為改裝表校準(zhǔn)電路。（要求通過(guò)電流表的電流從0連續(xù)調(diào)到10mA，為防止電流過(guò)大損壞電表，串聯(lián)上一個(gè)固定阻值的保護(hù)電阻）10．改裝電流表之前,必須知道電流表的兩個(gè)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(cè)定電流表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)過(guò)程中,先斷開(kāi)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(shí),可以認(rèn)為流過(guò)R’的電流也等于Ig/2,由此得Rg=R’,讀出R’即得Rg.(1)實(shí)驗(yàn)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(cè)得的R’為100Ω,要把這個(gè)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(cè)量都會(huì)有誤差.試分析:用上述方法測(cè)電流表內(nèi)阻的測(cè)量值比真實(shí)值偏大還是偏小?_____________,根據(jù)電流表的測(cè)量值數(shù)據(jù)改裝成的電流表在測(cè)量時(shí),其讀數(shù)比實(shí)際電流偏大還是偏小___________________.(4)在測(cè)定電流表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為“流過(guò)R’的電流也等于Ig/2”的條件是________.(5)為了減小測(cè)定電流表內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)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(dòng)勢(shì)大的電源D.選擇電動(dòng)勢(shì)小的電源