人教版选修31 第二章 第4节 串联电路和并联电路 学案.doc

一、串、并联电路的特点说明关于电压和电流的分配规律(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比。即i。(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。即ui1r1i2r2inrni总r总。判一判1在电路中的任何一个位置串联一个电阻时，电路中的总电阻一定变大()2在电路中的任何一个位置并联一个电阻时，电路中的总电阻不一定变小()3两并联电阻的电流与电阻成反比，两串联电阻的电压与电阻成正比()二、电流表和电压表1表头：小量程的电流表，符号为g。2表头的三个参数满偏电流ig、满偏电压ug、内阻rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是ugigrg。3改装(1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表。(2)电流表改装：测量较大的电流时，将表头上并联一个较小的电阻，就改装成了量程较大的电流表。说明(1)电表的改装分析 (2)把电流表或电压表接入电路时，对原电路会产生影响，如果这种影响很小并可以忽略，电流表或电压表就可以看成理想电表，即认为电流表内阻为零，电压表内阻无穷大。判一判1同一表头改装成的电压表，串联的电阻越大，改装后的电压表的量程越大()2同一表头改装成的电流表，并联的电阻越大，改装后的电流表的量程越大()3改装后的电压表的内阻是表头内阻与串联电阻之和，改装后的电流表的内阻是表头内阻与并联电阻的并联值()1.关于电阻串、并联的几个结论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻。(2)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。(3)几个相同的电阻r并联，其总电阻为r总。(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，可见，当r1或r2增大或减小时，r都是增大或减小的。(5)当r1r2时，若r1和r2串联，则总电阻r总r1。若r1和r2并联，则总电阻r总r2。2电路化简时的原则(1)无电流的支路化简时可去除。(2)等电势的各点化简时可合并。(3)理想导线可任意长短。(4)理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。注意(1)在电路电压超过用电器额定电压时，可以串联一个分压电阻；在电路中电流超过某元件的额定电流时，可并联一个分流电阻。(2)串联和并联的总电阻与原电阻是一种等效替代关系，计算等效电阻时，首先要分清串、并联关系。典型例题例1.如图所示的电路中，r18 ，r24 ，r36 ，r43 。(1)求电路中的总电阻。(2)当加在电路两端的电压u42 v时，通过每个电阻的电流是多少？解析(1)r3、r4并联后电阻为r34，则r34 2 ，r1、r2和r34串联，总电阻rr1r2r3414 。(2)根据欧姆定律i，i a3 a。由于r1、r2串联在干路上，故通过r1、r2的电流都是3 a。设通过r3、r4的电流分别为i3、i4，由并联电路的特点：i3i43 a，解得i31 a，i42 a。答案(1)14 (2)i1i23 a，i31 a，i42 a即时巩固1多选一个t形电路如图所示，电路中的电阻r110 ，r2120 ，r340 。另有一测试电源，电动势为100 v。则()a当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40 b当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 c当a、b两端接测试电源时， c、d两端的电压为80 vd当c、d两端接测试电源时， a、b两端的电压为80 v解析：选ac当c、d端短路时，r2与r3的并联电阻为30 ，再与r1串联，a、b间等效电阻为40 ，选项a正确；当a、b端短路时，r1与r3的并联电阻为8 ，再与r2串联，c、d间等效电阻为128 ，选项b错误；当a、b两端接测试电源时，电阻r2未接入电路，c、d两端的电压即为r3两端的电压，为ucd100 v80 v，选项c正确；当c、d两端接测试电源时，电阻r1未接入电路， a、b两端的电压即为r3两端的电压，为uab100 v25 v，选项d错误。 按图所示的电路对改装后的电表进行校对。校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。 (1)测电压时，电压表由于并联在电路中，使整个电路的电阻减小，内阻越大，测量时对电路的影响越小。(2)测电流时，电流表由于串联在电路中，使整个电路的电阻增大，内阻越小，测量时对电路的影响越小。典型例题例2.已知电流表的内阻rg120 ，满偏电流ig3 ma，要把它改装成量程是6 v的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 a的电流表，应并联多大的电阻？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(rgr)分压电阻rrg 120 1 880 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)r 分流电阻r0.12 答案1 880 0.12 点评电表改装问题的两点提醒(1)无论表头g改装成电压表还是电流表，它的三个特征量ug、ig、rg是不变的，即通过表头的最大电流ig并不改变。(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头g看成一个电阻rg即可，切记通过表头的满偏电流ig是不变的。(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。即时巩固2一量程为0.6 a的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？解析：设该表内阻为rg，并联电阻值为的分流电阻后，分流电阻承担的电流为ir a1.2 a所以改装后的电流表的量程为iirig(1.20.6) a1.8 a所以每一个小格表示i0 a0.06 a答案：0.06 a1.两种接法及对比2.方法选择通常滑动变阻器以限流式为主，但遇到下述三种情况时必须采用分压式。(1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压接法。(2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法。(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法。典型例题例3.在如图所示的电路中，滑动变阻器的最大值为r010 ，负载为rl10 ，电路两端所加的电压为u020 v保持不变。(1)开关s断开，变阻器触头移动时，电阻rl两端的电压ul变化范围是多少？(2)开关s闭合，变阻器触头移动时，电阻rl两端的电压ul变化范围是多少？解析(1)开关s断开，变阻器触头在变阻器下端时，电阻rl与整个变阻器串联，根据串联分压规律，电阻rl两端电压为u010 v变阻器触头在变阻器上端时，滑动变阻器的接入阻值为零，相当于电阻rl直接接在电源上，其两端电压为u020 v所以电阻rl两端的电压变化范围是10 vul20 v。(2)开关s闭合，变阻器触头在变阻器下端时，电阻rl被短路，其两端电压为零，触头在变阻器上端时，电阻rl与变阻器并联，其两端电压为u020 v所以电阻rl两端的电压变化范围是0ul20 v。答案见解析 点评限流、分压接法的优缺点即时巩固3多选如图所示的电路中，若ab为输入端，ab为输出端，并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央，则以下说法正确的是()a空载时输出电压uabuab/2b当ab间接上负载r时，输出电压uabuab/2cab间的负载r越大，uab越接近uab/2dab间的负载r越小，uab越接近uab/2解析：选abc空载时，ab间的电压为总电压的一半，即uab，a正确；当ab间接上负载r后，r与变阻器的下半部分并联，并联电阻小于变阻器总阻值的一半，故输出电压uab，但r越大，并联电阻越接近于变阻器总阻值的一半，uab也就越接近，r越小，并联电阻越小，uab就越小于，b、c正确，d错误。1多选如图所示的电路中，通过电阻r1的电流i1是( )a. b. c. d.解析：选bc由欧姆定律和串联电路特点知b、c正确。2有三个电阻，r12 ，r23 ，r34 ，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比i1i2i3是( )a643 b346c234 d432解析：选a设并联电路两端电压为u，则i1i2i3643，选项a正确。3如图所示，已知电阻r13 ，r26 ，电流表a的示数是0.6 a，则电流表a1的示数是( )a0.1 a b0.2 a c0.4 a d0.6 a解析：选cr1与r2并联，电流之比为电阻之比的倒数，即为21，电流表a1的示数是电流表a的示数的，即为0.4 a，选项c正确。4两个定值电阻r1、r2串联后接在输出电压稳定于12 v的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于r1或r2的电压表接在r1两端，如图所示，电压表的示数为8 v，如果把此表改接在r2两端，则电压表的示数将( )a小于4 vb等于4 vc大于4 v，小于8 vd等于或大于8 v解析：选a由于电压表的内阻不是无穷大，其分流作用不能忽略，接上电压表后导致并联部分总电阻减小，分压值也减小，故r1两端的实际电压大于8 v，r2两端实际电压小于4 v，a正确。5如图为实验室常用的两个量程的电