2017届高中物理第3章恒定电流第4讲串联电路和并联电路学案鲁科版选修.docx

第4讲串联电路和并联电路目标定位1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点.2.掌握电阻串、并联的计算.3.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算一、串联电路的分压作用和电压表1串联电路：如果将电路中的元件逐个顺次串接起来，这个电路就是串联电路2串联电路的特点：串联电路中，电流处处相等；串联电路的总电压等于各部分电压之和，串联电路的总电阻为各电阻阻值之和3小量程电流表G(“表头”)的三个参数：(1)电流表的内阻Rg：在几百欧到几千欧之间(2)满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流，一般在几十微安到几毫安之间(3)满偏电压UgIgRg.4电压表的改装原理：给“表头”串联一个电阻想一想串联电路中某一电阻的阻值增大时，总电阻如何变化？答案串联电路总电阻等于各电阻阻值之和，所以其中一个阻值增大时，其总电阻增大二、并联电路的分流作用和电流表1并联电路：如果将电路中的元件逐个并列地连接起来，这个电路就是并联电路2并联电路的特点：并联电路中各支路的电压相等；并联电路的总电流等于各支路电流之和；并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和3电流表的改装原理：给“表头”并联一个电阻想一想已知某一电流表G的满偏电流为几十毫安，我们可不可以用它来测量小灯泡的额定电流？答案不能，小灯泡的额定电流远大于几十毫安，所以用该电流表测量的话，会烧毁电流表三、混联电路在实际电路中，常常是串联电路之中有并联，并联之中有串联，这种电路称之为混联电路.一、串联电路的分压作用和电压表1串联电路的特点(1)电流相等，即II1I2I3In.(2)总电压等于各部分电压之和，即UU1U2U3Un.2串联电路的三个重要性质(1)串联电路的等效总电阻RR1R2R3Rn.(2)电压分配关系：I.(3)功率分配关系：I2.3电压表的改装“表头”的满偏电压和满偏电流一般都很小，测量较大的电压时要串联一个电阻把它改装成电压表，电路结构如图1所示：图1根据串联电路的特点：UIg(RRg)，所以串联的电阻的阻值：RRg改装后的电压表的内阻RVRgR例1一盏弧光灯的额定电压是40V，正常工作时的电流是5A，它接入电压恒为220V的照明线路上，串联一个阻值为多大的电阻才能使它正常工作？答案36解析设串联电阻上分配到的电压为U2，根据串联电路电压的特点得，即所以R236.例2有一电流表G，内阻Rg10，满偏电流Ig3mA.要把它改装成量程为03V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？答案9901000解析(1)由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.03V改装成量程为03V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压URUUg2.97V所以分压电阻R990改装后电压表的内阻RVRgR1000.二、并联电路的分流作用和电流表1并联电路的特点(1)总电压与各支路电压相等，即UU1U2U3Un.(2)总电流等于各支路电流之和，即II1I2I3In.2并联电路的三个重要性质(1)总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即.(2)通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1I2R2InRnU.(3)并联电路的功率分配关系：P1R1P2R2PnRnU2.3电流表的改装“表头”的满偏电流都很小，测量较大的电流时要并联一个电阻把它改装成大量程的电流表电路结构如图2所示图2根据并联电路的特点：IgRg(IIg)R，可得：RRg改装后的电流表的内阻为RA.例3如图3所示的电路中，R12，R23，R34.图3(1)电路的总电阻是多少；(2)若流过电阻R1的电流I13A，则通过R2、R3的电流分别为多少；(3)干路电流为多少答案(1)(2)2A1.5A(3)6.5A解析(1)根据并联电路的特点电路中，所以R总.(2)由I1R1I2R2I3R3，所以I22A，I31.5A.(3)干路电流II1I2I3(321.5) A6.5A.例4有一电流表G，内阻Rg10，满偏电流Ig3mA.要把它改装成量程为00.6A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？答案见解析解析改装成量程为00.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IRIIg0.597A所以分流电阻R0.05改装后电流表的内阻RA0.05借题发挥关于电表改装，要分清改装成电压表还是改装成电流表，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决(1)先明确小量程电流表G的两个参数：Ig、Rg，并算出满偏电压UgIgRg.(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压，它的阻值用它分担的电压(改装后的电压表量程减去Ug)除以最大电流(即Ig)确定改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流，它的阻值用它两端的电压(即“表头”的Ug)除以通过它的电流(即改装后的电流表量程减去Ig)确定三、混联电路1对于混联电路，首先把它们简化为串联或并联电路2串、并联电路几个常用的结论：(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻；并联电路的总电阻小于并联电路中最小的电阻(2)无论串联电路还是并联电路，电路中任意电阻的阻值增大，电路总电阻都增大(3)并联电路支路增多时，无论增加的支路电阻多大，并联电路的总电阻都减小例5由四个电阻连接成的电路如图4所示R18，R24，R36，R43.图4(1)求a、d之间的总电阻；(2)如果把42V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少答案见解析解析(1)由题图可知Rcd2.故RadR1R2Rcd84214.(2)由欧姆定律知IA3A，即为通过R1、R2的电流设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则由并联电路电压相等，得I3R3I4R4，又I3I43A，解得I31A，I42A.串、并联电路的特点1电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为12，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为()A12B21C14D41答案B电表的改装2有一只满偏电流Ig5mA，内阻Rg400的电流表G.若把它改装成量程为10V的电压表，应_联一个_的分压电阻该电压表的内阻为_；若把它改装成量程为3A的电流表，应_联一个_的分流电阻，该电流表的内阻为_.答案串16002000并0.6680.667解析改装成电压表时应串联一个分压电阻由欧姆定律得UIg(RgR2)，分压电阻R2Rg4001600，该电压表内阻RVRgR22000.改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得IgRg(IIg)R1.分流电阻R1Rg0.668.该电流表内阻RA0.667.混联电路的分析和计算3.如图5所示，R14，R29，R318.通电后经R1、R2和R3的电流之比I1I2I3_，R1、R2和R3两端的电压之比U1U2U3_.图5答案321233题组一串联电路的特点及电压表的改装1将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻()A很接近R1且略大于R1B很接近R1且略小于R1C很接近R2且略大于R2D很接近R2且略小于R2答案A2电阻R1、R2、R3串联在电路中已知R110、R35，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，则()A电路中的电流为0.6AB电阻R2的阻值为20C三只电阻两端的总电压为21VD电阻R3两端的电压为4V答案ABC解析电路中电流IA0.6A，A对；R2阻值为R220，B对；三只电阻两端的总电压UI(R1R2R3)21V，C对；电阻R3两端的电压U3IR30.65V3V，D错3电流表的内阻是Rg200，满刻度电流值是Ig500A，现欲把此电流表改装成量程为1V的电压表，正确的方法是()A应串联一个0.1的电阻B应并联一个0.1的电阻C应串联一个1800的电阻D应并联一个1800的电阻答案C解析电流表改装成电压表，应串联电阻电阻两端的电压UUUg1V200500106V0.9V，串联的电阻阻值为R1800.4如图1所示为一双量程电压表的示意图已知电流表G的量程为0100A，内阻为600，则图中串联的分压电阻R1_，R2_.图1答案4.941041.0105解析题组二并联电路的特点及电流表的改装5下列说法中正确的是()A一个电阻和一根理想导线并联，总电阻为零B并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小答案ABC解析由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小且任一支路电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A、B、C对，D错6已知通过三个并联支路的电流之比I1I2I3123，则三个并联支路的电阻之比R1R2R3为()A632B236C123D231答案A解析三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律UIR得，电流I与电阻R成反比电流之比I1I2I3123，则电阻之比R1R2R3632.故选A.7如图2所示的电路中，R0为固定电阻，R为滑动变阻器移动滑片P，电路的总电阻会发生变化下列叙述正确的是()图2AP向左滑动时总电阻将减小BP向右滑动时总电阻将减小CP滑到最左端时总电阻为R0DP滑到最右端时总电阻为零答案A解析根据并联电路总电阻特点可知，P向左滑动时电阻R减小，并联电阻一定减小，A正确；P向右滑动时，电阻R增大，总电阻将增加，B错误；P滑到最左端时，电阻R0被短路，故总电阻为0，C错误；P滑到最右端时总电阻最大，D错误故选A.8把“表头”G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A改装原理为并联电阻能增大通过G的电流B改装成电流表后，“表头”G本身允许通过的最大电流并不改变C改装后，“表头”G自身的电阻减小了D改装后使用时，“表头”G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了答案BD解析把“表头”G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但“表头”的各特征量都不变，故B、D对，A、C错9如图3所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(03A)和电流表A2(00.6A)，把这两个电流表并连接入电路中测量电流则下列说法中正确的是()图3AA1的指针半偏时，A2的指针也半偏BA1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏CA1的读数为1A时，A2的读数为0.6ADA1的读数为1A时，干路中的电流为1.2A答案AD解析电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两“表头”也并联，流过两“表头”的电流相等，A1的指针半偏时，A2的指针也半偏A正确，B错误；两电流表的内阻之比为15，则电流之比为51.A1的读数为1A时，A2的读数为0.2A，干路中的电流为1.2AC错误，D正确故选A、D.10一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是()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大得多的电阻答案A解析电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R阻值偏小，而使流经小量程的电流表的电流偏小造成的，所以应该给电阻R串联一个阻值比R小的多的电阻，从而使通过G的电流变大题组三混联电路的分析和计算11三个阻值都为R的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是()A0.5RB3RC1.5RD.R答案BCD解析全部串联R13R，全部并联R2；两并一串R3RR1.5R.两串一并R4R，综上正确选项为B、C、D.12A、B为“220V,100W”的二盏相同的灯泡，C、D为“220V,40W”的相同灯泡，A、B灯的电阻为_；C、D电阻为_.现将四盏灯泡接成如图4所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为PA、PB、PC、PD则实际功率的大小顺序是_图4答案4841210PDPAPBPC解析根据R得：RARB484，RCRD1210.由电路图可知，B、C并联，所以电压相等，根据P可知：PBPC；A、D串联，电流相等，根据PI2R可知，PDPA；A、D的电流大于B、C的电流，根据PI2R可知：PAPB，PDPC；所以PDPAPBPC.13如图5所示，滑动变阻器R1的最大值是200，R2R3300，A、B两端电压UAB8V.图5(1)当开关S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少；(2)当开关S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围又是多少答案(1)4.88V(2)3.438V解析 (1)当开关S断开时，滑动变阻器R