26讲义_选修3-2第二章第四节同步学案

第04节串联电路和并联电路【知能准备】1.把几个导体依次相连，接入电路，这样的连接方式叫做。2.把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做。3.电流特点：串联电路各处的电流；并联电路总电流等于各支路电流。4.电压特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之；并联电路各部分电压与各支路电压。5.电流表：已知电流表的内阻为Rg，满偏电流为Ig，则满偏电压Ug＝。【同步导学】1.串联电路：把导体依次首尾相连，就组成串联电路。如图(1)串联电路中各处的电流处处相等nIIIII321(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和nUUUUU＋321(3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和nRRRRR＋321(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比IRURURURUnn22112.并联电路：把几个导体并列地连接起来，就组成并联电路。如图(1)并联电路各支路两端的电压相等nUUUUU321(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和nIIIII321(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和nRRRRR11111321＋(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比nnRIRIRIRIIR332211例1有三个电阻，其阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少解析：设电源电压为U根据I=RU∝R1，当三个电阻串联时，电阻最大，且最大值为Rmax=R1＋R2＋R3=６0Ω，当三个电阻并联时，电阻最小，且最小值为Rmin=12030103030Ω=1160Ω.所以，最大电流与最小电流之比为1111/6060minmaxminmaxRRII例2如图所示，电路由8个不同的电阻组成，已知R1=12Ω，其余电阻阻值未知，测得A、B间的总电阻为4Ω.今将R1换成6Ω的电阻，则A、B间的总电阻变为多少？（例2）解析：设除R1外其他七个电阻串并联后的总电阻为R′，则电路化简为下如图所示故RAB=RRRR11所以，当R1=12Ω时，有4=RR1212①当R1=6Ω时，有RAB=RR66②由①②解得RAB3.电压表和电流表(1)表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。它有三个特征量：电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，它们之间的关系是Ug=IgRg(2)电流表G改装成电压表电流表G(表头)满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug.如图所示即为电压表的原理图，其中Rx为分压电阻，由串联电路特点得：xgggRRURU，Rx=gggRRUU=（n-1)Rgn为量程扩大倍数，gUUn改装后的总内阻RV=Rg+Rx=nRg(3)电流表G改装成大量程电流表如图所示即为电流表的原理图，其中Rx为分流电阻.由并联电路特点得：Rx(I-Ig)=IgRg,Rx=1nRRIIIgggg(n为量程扩大倍数，gIIn改装后的总内阻RA=nRRRRRgxgxg例3一电压表由电流表G与电阻R串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是()（例3）A.在R上串联一个比R小得多的电阻B.在R上串联一个比R大得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻解析：电流表G上允许加的最大电压Ug=IgRg,若要制成最大量程为Ug的n倍即nUg的电压表，则应串联一个分压电阻R，且ggggRRRUnU，即R=(n-1)Rg.若电压表读数比准确值稍小一些，说明通过电流表的电流值稍小一些，也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应稍减小R的阻值.为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总阻值更大，也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻，那样会使并联后的总电阻比R小得多.如果在R上并联一个比R大得多的电阻，则并联后的总电阻稍小于R，所以应选D.例4如图所示，已知R1=3kΩ，R2=６kΩ，电压表的内阻为9kΩ，当电压表接在R1两端时，读数为2V，而当电压表接在R2两端时读数为3.6V，试求电路两端(AB间的)的电压和电阻R的阻值（例4）解析：由于电压表的内阻与电阻R1和R2的值均在一个数量级(kΩ)上，因此不能按理想电表讨论.当电压表接在R1两端时，电路的总电流为I=983292111RURUV（mA）所以有：U=U1＋I（R2＋R）①当电压表接在R2两端时，电路总电流为I′=66.396.3222RURUV=1（mA）所以有：U=U2＋I′（R1＋R）②将I和I′代入①②两式可解得：AB间的电压：U=13.2V；电阻R=６.６4.伏安法测电阻伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律(R=IU).测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为甲图中R外=VxxVxVxRRRRRRRIU1＜Rx乙图中R内=IU=Rx+RA＞Rx为减小测量误差，可先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx《RV时，宜采用电流表外接法（甲图）；若Rx》RA时，宜采用电流表内接法（乙图）5.滑动变阻器的连接例5用最大阻值为28Ω的滑动变阻器控制一只“6V，3W”灯泡的发光程度，分别把它们连成限流和分压电路接在9V的恒定电压上，求两种电路中灯泡的电流、电压调节范围.解析：灯泡的额定电流为：I0=6300UP灯泡的电阻R0=5.0600IU（1）连成限流电路有：（如图所示）Imin=281290RRUImax=I0=0.5A（例5）Umin=IminR0Umax故电流调节范围为0.225A~0.5A，电压调节范围为（2）连成分压电路：（如图所示）Imin=0A，ImaxUmin=0V,Umax=U0故电流调节范围为0A~0.5A，电压调节范围为例6如图所示，R1=30Ω，R2=15Ω，R3=20Ω，AB间电压U=6V，A端为正，电容器电容为C=2μF，为使电容器带电荷量达到Q=2×10-6C，应将R4的阻值调节到多大？（例6）解：由于R1和R2串联分压，可知R1两端电压一定为4V，由电容器的电容知：为使C的带电荷量为2×10-6C，其两端电压必须为1V，所以R3的电压可以为3V或5V。因此R4应调节到20Ω或4Ω。两次电容器上极板分别带负电和正电。【同步检测】1.三只阻值相等的电阻连接成如图所示的电路，由于某种原因，其中有一只电阻的阻值发生了变化，导致RAB＞RBC，则可能的原因是（）（第1题）A．R1变小B．R2变小C．R3变大D．R3变小2.如图电路中的电阻均为1Ω,电源电动势3V,内阻0.5Ω,电流表、电压表均为理想表，则此时电流表、电压表的读数分别是（）A．3A3VB．1.5A1.5VC．3A1.5VD．1.5A3V（第2题）3.电源电压U=6.0V内阻为1.0,定值电阻R1=R2=3.0Ω，R3为一最大电阻为6.0Ω的滑动变阻器，开关S闭合后调整滑动变阻器触点P的位置，则路端电压的变化范围是（）（第3题）A．0～0.6VB．0～4.0VC.5.0V～5.4VD.5.0V～6.0V4.两个完全相同的电流表G，分别改装成0～0.6A和0～3A的电流表。则下列说法中正确的是（）A．两个电流表串联接入电路后，它们的读数之比是1:1B．两个电流表串联接入电路后，它们的指针偏转的角度是5:1C．两个电流表并联接入电路后，它们的读数之比是1:5D．两个电流表并联接入电路后，它们的指针偏转的角度是1:15.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图．电压表的示数为8V，如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（）A．小于4VB．等于4VC．大于4V小于8VD．等于或大于8V（第5题）6.在图中，A.B两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下述说法正确的是()（第6题）A．A图的接法叫电流表外接法，B图的接法叫电流表的内接法B．A中R测＜R真，B中R测＞R真C．A中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使RRv，故此法测较小电阻好D．B中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使RRA，故此法测较小大电阻好7.图中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后经R1、R2和R3的电流之比I1：I2：I3=，R1、R2和R3两端的电压之比U1：U：U3=。（第7题）8、一电流表G，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50μA，表头电阻Rg=1kΩ，若改装成量程为Im=1mA的电流表，应并联的电阻阻值为Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应再串联一个阻值为Ω的电阻。9．如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω。（第9题）10.图中U=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．（1）闭合开关S,求稳定后通过R1的电流及此时电容器所带电荷量。（2）然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量．（第10题）【综合评价】1.如图所示电路，电压保持不变，当开关S断开时，电流表A的示数为0.6A，当开关S闭合时，电流表的示数为0.9A，则两电阻阻值之比R1：R2为（）（第1题）A．1：2B．2：1C．2：3D．3：22.如图所示的电路中，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，R3=8Ω，电容器电容C=2μF，恒压U=12V，要使电容器带有4×10—6C的电荷量，变阻器R的阻值应调为（）A．8ΩB．16ΩC．20ΩD．40Ω（第2题）3.仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路中的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可按图中甲、乙两种方式接入电路．已知R1阻值较大，R2阻值较小，则（）（第3题）A甲图中R1作粗调用B甲图中R1作细调用C乙图中R2作粗调用D乙图中R2作细调用4.一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻接成如图所示的电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动．要使油滴上升,可采用的办法是（）（第4题）A．增大R1．B．增大R2．C．增大R3．D．减小R2．5.如图所示，P为一块均匀的半圆形合金片将它按图甲的方式接在A、B之间时，测得它的电阻为R，若将它按图乙的方式接在A、B之间时.这时的电阻应是()A.RB.2RC.3RD.4R（第5题）6.如图所示，电路两端的电压保持不变，当滑动变阻器的滑动触头P向右移动时，三个灯泡亮度的变化情况是（）（第6题）A．L1变亮，L2和L3皆变暗B．1L变亮，2L不能确定，3L变暗C．1L变亮，2L变亮，3L也变亮D．1L变亮，2L变亮，3L变暗7．在右图四个电路中，能利用滑动变阻器较好地完成对灯泡分压作用的是()A．如图甲电路B．如图乙电路C．如图丙电路D．如图丁电路（第7题）8.关于电压表表，下列说法正确的是（）A．它是利用串联电路中电阻分压的原理，将电流表串联分压电阻改装成的B．如果要将量程扩大n倍，则所串的分压电阻应是电流表内阻的n倍C．用同一表头做成的电压表，电压表的量程越大，其内阻越大D．当用电压表测某电路两端电压时，测量值总是大于真实值9.关于电流表，下列说法正确的是（）A．它是利用并联电路中电阻分流的原理，将电流表并联分流电阻改装成的B．如果要将量程扩大n倍，则并联的分流电阻应是电流表内阻的n1倍C．电流表的内阻越小，测量值越接近真实值D．当电流表测某电路的电流，测量值总是大于真实值10.两个完全相同的电流表G，分别改装成0～3V和0～15V的电压表。则下列说法中正确的是()A．两个电压表串联接入电路后，它们的读数之比是1:1B．两个电压表串联接入电路后