选修3-1第二章第四节+串联电路和并联电路

人教课标版高中物理选修3-1第二章恒定电流第四节串联电路和并联电路一、认识电路1.什么是电路的串联?把几个导体元件依次首尾相连的方式把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式2.什么是电路的并联?I0=I1=I2=I3串联电路各处的电流相同2.并联电路:并联电路的总电流等于各支路的电流之和二、电流特点01231.串联电路:I0=I1+I2+I3+…0123U03=U01+U12+U23③结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和三、电压特点01231.串联电路:U01=φ0－φ1①各点的电势与各点之间的电势差有什么关系?U12=φ1－φ2U23=φ2－φ3②比较电压关系?U03=φ0－φ3U=U1=U2=U3并联电路的总电压与各支路的电压相等三、电压特点1.串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和2.并联电路:0123456①比较0、1、2、3点的电势关系?②比较4、5、6点的电势关系?③比较电压关系?Uφ0=φ1=φ2=φ3φ4=φ5=φ6串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和三、电阻特点1.串联电路:12UUUIII1212UUUIII12RRR讨论：多个电阻串联呢？R1R2UU1U2IU=U1+U2R=R1+R2+……+Rn三、电阻特点1.串联电路:2.并联电路:UR2R1II1I212IIIUUU1212IIIUUU12111RRR讨论：多个电阻并联呢？121111nRRRR并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和R=R1+R2+……+RnI=I1+I2三、电阻特点1.串联电路:12nRRRR2.并联电路:121111nRRRR讨论：RRnRn增大R增大(2)n个相同的电阻R并联R总＝R/n(3)RRn(4)Rn增大R增大(1)R1和R2并联后R=R1R2/(R1+R2)不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大3、混联电路四、串并联电路特点1.串联12nRRRR121111nRRRR2.并联12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU欧姆定律2211RIRIU212121RR1R11RRRR总2121RRRR总R2．几个重要结论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻．(2)几个电阻串联时，其中一个电阻增大，总电阻一定增大．(3)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻，且小于其中最小的电阻．(4)多个电阻并联时，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小，可用两个电阻R1与R2的并联加以说明：R＝R1R2R1＋R2＝R21＋R2R1＝R11＋R1R2，可见，当R1或R2增大或减小时，R都是增大或减小的．(5)几个相同阻值(阻值为R)的电阻并联，其总电阻为R总＝Rn.若并联的支路增多时，总电阻将减小．【例1】将电阻R1＝1Ω、R2＝3Ω并联接入电路，那么通过电)C阻R1、R2的电流强度之比I1∶I2为(A．1∶3B．1∶1C．3∶1D．没有提供电压，电流无法确定U=U1=U2=U3并联电路的总电压与各支路的电压相等1:331:131:113:1::2121UURURUII知识点1串、并联电路的特点及规律【例2】两个定值电阻阻值分别为R1＝4Ω、R2＝2Ω，将它们按以下情形接入电路，回答以下问题：(1)若将两个电阻串联接入电压6V的电路上，则总电阻为______Ω，流过电路的总电流为______A；流过R1、R2的电流分别为____A、____A；R1、R2两端的电压分别为______V、______V.611142(2)若将两个电阻并联接入电压6V的电路上，则总电阻为______V.4.51.536643______Ω，流过电路的总电流为______A；流过R1、R2的电流分别为______A、______A；R1、R2两端的电压分别为______V、由并联电路特点知I1R1＝I2R2R总＝R1R2R1＋R2【例3】电阻R1的阻值为6Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比为I1∶I2＝2∶3，则R2的阻值和总电)阻的阻值分别是(A．4Ω，2.4ΩC．9Ω，3.6ΩB．4Ω，3.6ΩD．9Ω，4.5Ω答案：A解析：由并联电路特点知I1R1＝I2R2，所以R2＝23R1＝4Ω，R总＝R1R2R1＋R2＝2.4Ω.【例4】有一只弧光灯，正常工作电流为5A，电阻为8Ω，要把它接入电压为110V的电路中，需要串联一个多大的电阻，弧光灯才能正常工作？思路点拨：先根据题意画电路图(如图2－4－2所示)，并标出已知量和未知量，然后根据欧姆定律及串联电路特点求解．图2－4－2串联12nRRRR12nIIII12nUUUU解：弧光灯正常工作时两端的电压为U1＝IR1＝5A×8Ω＝40V则需要串联的电阻R2两端的电压为U2＝U－U1＝110V－40V＝70V即需要串联一个14Ω的电阻，弧光灯才能正常工作．则R2＝U2I＝70V5A＝14Ω【例5】如图2－4－4所示，R1＝5Ω，R2＝10Ω，R3＝15Ω，U不变，开关S1、S2均闭合时电流表示数为0.5A，当开关S1、S2均断开时电流表示数为多大？图2－4－4＝＝0.2A解：当S1、S2均闭合时，电阻R1被短路，电阻R2、R3并联接入电路中，电路的总电阻为R总＝R2R3R2＋R3＝10×1510＋15Ω＝6Ω电路的总电压U＝IR总＝0.5A×6Ω＝3V当S1、S2均断开时，电阻R3断路，电阻R1、R2串联接入电路中，此时电路的总电阻为R总′＝R1＋R2＝5Ω＋10Ω＝15Ω电路中的电流为I′＝U3VR总′15Ω即当S1、S2均断开时电流表示数为0.2A.【例6】如图所示电路,当ab两端接入100V电压时,cd两端为20V,当cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3为()A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不对R1R1R2R3R3abcdAR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V如图所示电路中,R1=20Ω,R2=40Ω,R3=60Ω,R4=20Ω,R5=40Ω,则下列说法正确的是()A.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=84VB.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=140VC.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R1的电流为0.6AD.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R3的电流为0.4AR1R4R3R2R5ABCDACDR1R4R3R2R5ABCD有四盏灯，接入如图的电路中,Ｌ1和Ｌ2的电阻均为484Ω,Ｌ3和Ｌ4的电阻均为1210Ω,把电路接通后,四盏灯的电流之比I1:I2:I3:I4=.L1UL2L3L47:5:2:7gggUIR2.三个主要参数①内阻:电流计内阻Rg②量程：满偏电流Ig③满偏电压Ug3.电路图符号：G五、电流计1、作用：测量微小电流和电压0123mA六、电压表例1:有一个电流表G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？IgRgRUUgURVU把电流计改装成电压表，需要串联一个电阻1gRnRR串=990ΩRv=1000Ω例2.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？UIRgIgIRRAUI七、电流表R并=0.050ΩRA=0.0499Ω1gRRn把电流计改装成电流表，需要并联一个电阻1）若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为1gRnR2）若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为1nRg并R小结1．电流表G(表头)(1)三个主要参数：内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug.Ug＝IgRg.(2)表头可以看成知道自己内部电流和两端电压的特殊电阻．2．表头改装成较大量程的电压表电压表改装改装说明允许最大电流Ig改装成的电压表允许最大电压U内阻RV＝Rg＋R①在表头上串联一个大电阻R分压(R一般大于Rg)②把表头的表盘改变成相应的电压表的表盘③电压量程扩大的倍数n＝UUg④R＝UIg－Rg3．表头改装成较大量程的电流表电流表改装改装说明允许最大电压Ug改装成的电流表允许最大电流I内阻RA＝RRgR＋Rg①在表头上并联一个小电阻R分流(R一般小于Rg)②把表头的表盘改变成相应的电流表的表盘③电流量程扩大倍数n＝IIg④R＝UgI－Ig【例3】有一满偏电流Ig＝5mA，内阻Rg＝400Ω的电流表G，若把它改装成量程为10V的电压表，应________一个__________Ω的分压电阻，该电压表的内阻为______Ω；若把它改装成量程为3A的电流表，应________联一个________Ω的分流电阻，该电流表的内阻为________Ω.答案：串16002000并0.6680.667解析：电压表的改装要串联一个电阻R，则RV＝Rg＋R＝UIg，解得RV＝2000Ω，R＝1600Ω；电流表的改装要并联一个电阻R′，则R′＝IgRgI－Ig＝0.668Ω，RA＝R′RgR′＋Rg＝0.667Ω.【触类旁通】3．电流表G的内阻为Rg，用它测量电压时，量程为U；用它改装成较大量程的电流表，内阻为RA，量程为I，这几个量的关系是()CA．RARg，UIRgB．RARgUIC．RARg，UIRgD．RARg＝UI4．(双选)将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是()A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍D．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：电流表改装成电压表后，电压按一定比例分别加在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压并不改变，并且电流表和分压电阻由于是串联关系通过的电流一定相等，故A错误，B、D正确．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到(n＋1)倍，故C错．答案：BD八、电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读.具体估读方法如下：(1)量程为3V和3A的电压表和电流表，其最小分度为0.1V和0.1A,读数要估读到最小分度的十分之一.(2)量程为0.6A的电流表，其最小分度为0.02A,读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3…(3)量程为15V的电压表，其最小分度为0.5V,读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为0、1、2、3、4…一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路,今有一质量为m的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动,要想使液滴上升可采用的办法是()A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2R1R2R3CCD如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路,A、B为分压器的滑片放在变阻器的中央,下列判断哪些正确()A.空载时输出电压为UAB=UCD/2B.当接上负载R时,输出电压UABUCD/2C.负载R越大,UAB越接近UCD/2D.负载R越小,UAB越接近UCD/2CAPBDABCCAPBDCAPBDR/2R/21．串、并联电路的特点及规律(如图2－4－1所示)(1)电流：串联电路中各处的电流相等，即I总＝I1＝I2；并联电路的总电流等于各支路电流之和，即I总＝I1＋I2.(2)电压：串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U总＝U1＋U2;并联电路的总电压与各支路电压相等，即U总＝U1＝U2.(3)总电阻R总：串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和