山东省新泰市汶城中学高中物理《串联电路和并联电路》学案 新人教版选修3-1

1 山东省新泰市汶城中学高二物理山东省新泰市汶城中学高二物理 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 学案学案 人教人教 版选修版选修 3 13 1 自主体验自主体验 一 串联电路和并联电路的电流 1 串联和并联 把几个导体依次首尾相连 接入电路 这种连接方式叫做 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 2 串 并联电路中的电流 串联电路各处的电流 即 并联 电路的总电流等于各支路电流 即 二 串联电路和并联电路的电压 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和 即 并联 电路的总电压与各支路电压 即 三 串联电路和并联电路的电阻 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻 即 并联电路的 总电阻的 等于各支路电阻的 之和 即 四 电压表和电流表 1 电流表G 表头 常用的电压表和电流表都是由小量程的 改装而成的 小量程 电流表主要有三个参数 电流表的电阻叫做 用字母 Rg表示 指针偏转到最大刻 度时的电流 Ig叫做 电流表通过满偏电流时 加在它两端的电压 Ug叫做 上述三个物理量的关系为 2 电压表和电流表的改装 当把电流表G改装成量程较大的电压表时 应当 一 个电阻 R 当把电流表G改装成大量程的电流表时 应当 一个电阻 R 知识探究知识探究 要点一要点一 滑动变阻器在电路中有哪几种接法 怎样选择这些接法 滑动变阻器在电路中有哪几种接法 怎样选择这些接法 1 滑动变阻器在电路中有两种接法 限流接法 如图 2 4 4 所示 电路中变阻器起限流作用 负载Rx两端电压 的可调范围为 E 在合上开关前使变阻器所使用的阻值 ERx Rx R0 最大 因此在闭合开关前一定要检查滑动触头P是否在正确的一端 分压接法 如图 2 4 5 所示 电路中变阻器起分压作用 滑片自A端向B端滑动时 负载上电压的变化范围约为 0 E 显然比限流时调节范围大 合上开关 前滑片应在A端 以使负载Rx两端的电压和通过的电流最小 2 方法选择 通常以限流接法为主 但在下列三种情况下 必须选择分压连接方式 题目所提供的实验仪器最大允许电流 电压不够 变阻器电阻远小于被测电阻或远小于电路中串联的其他电阻的阻值 在变阻器电阻远小于被测电阻时 若采用限流式接法 即使变阻器从一端滑至另一端 电路中电流变化仍极小 因此此时应用分压接法 2 要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化 应采用分压接法 要点二 改装电流表和改装电压表怎样对比 要点二 改装电流表和改装电压表怎样对比 1 1 小量程的表头 G 改装成电压表 V 小量程的表头 G 改装成 电流表 A 内部电路 R的作用分压分流 扩大量 程计算 U Ig R Rg R Rg n 1 Rg U Ig 其中n U Ug U IgRg IgRg I Ig R R IgRg I Ig Rg n 1 其中n I Ig 电表的 总内阻 RV Rg R RA RRg R Rg 要点三要点三 半偏法测电阻和电桥法测电阻半偏法测电阻和电桥法测电阻 1 测量小量程电流表的内阻 小量程电流表的满偏电流Ig 可以从刻度盘上直接读出 怎样测出它的内阻Rg呢 Rg可 以用 半偏法 实验测出 在如图 2 4 2 所示的电路中 R为滑动变 阻器 R箱为电阻箱 闭合开关 S1 调节R的值 使电流表指针偏转到 满刻度 注意不要超过Ig 以免烧坏表头 再闭合开关 S2 调节R箱 的阻 值 使电流表指针偏转到正好是Ig 2 的位置 这就是 半偏法 名称的 由来 计算可得Rg 当R R箱时 可以近似认为Rg R箱 因此 读出电阻箱的示数 R箱 1 R箱 R 就知道电流表的内阻Rg 2 惠斯通电桥原理 用欧姆表测电阻 虽然方便但不够准确 用伏安法测电阻 电表引起的系统误差又难以 消除 实验室比较准确地测量电阻的方法是用惠斯通电桥 如图 2 4 3 所示 R1 R2 R3 Rx分别叫电桥的臂 Rx为待测电阻 G 是灵敏电流 计 其测量原理是 闭合 S 调节R3 使电流计 G 中的电流为零 此时B D为等电势点 即 电桥平衡 故有I1 I2 I3 Ix I1R1 I3R3 I2R2 IxRx 进一步得Rx R2R3 R1 典例剖析典例剖析 总结反思总结反思 3 题型一 基本电路处理题型一 基本电路处理 例 1 如图 2 4 6 所示 设R1 R2 R3 R4 R 求开关 S 闭合和断开时 A B两 端电阻之比 题型二 电阻的串联和并联题型二 电阻的串联和并联 例 3 有a b c d四只电阻 其中三只电阻的阻值一样 只 有一个电阻的阻值偏大 要找出这只电阻 某同学设计了如图1 所示 电路 当开关闭合时测出有电流从P流向Q 下列说法正确的是 A 阻值偏大的电阻一定是a和d中的一个 B 阻值偏大的电阻一定是c和d中的一个 C 下一步可将a和d互换位置 根据PQ间电流的流向来判断 D 下一步可将a和c互换位置 根据PQ间电流的流向来判断 拓展探究拓展探究 1 1 如图 2 所示三个完全相同的电阻R1 R2 R3 接在电路中 则它们的电压之比为 A 1 1 1 B 1 2 2 C 1 4 4 D 2 1 1 2 2 题型三 电表的改装题型三 电表的改装 一直流电压表 量程为 1 V 内阻为 1 000 现将一阻值在 5 000 7 000 之间的固定电阻R1与此电压表串联 以扩大电压表的量程 为求得扩大后量程的准确性 再给定一直流电源 电动势E为 6 7 V 内阻可忽略不计 一阻值 R2 2 000 的固定电阻 两个单刀开关 S1 S2及若干导线 1 为达到上述目的 将图实 3 连成一个完整的实验电路图 2 连线完成以后 当 S1与 S2均闭合时 电压表的示数为 0 90 V 当 S1闭合 S2断开时 电压表的示数为 0 70 V 由此可以计算出 改装后电压表的量程为 V 电源电动势为 V 拓展探究 2 一个电流表的满刻度电流值Ig 0 6 A 面板如图 4 所示 那么它每一小格 所相应的电流是 mA 指针现在的电流示数是 A 如果这个量程为 0 6 A 的电流表内阻Rg 60 要把这个电流表的量程扩大成 3 A 那么应该在Rg上 联一个电阻RS RS的大小应是 并联RS后 测某一电流 指针仍指到如图 所示位置 则该电流是 A 并联RS后 刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联 RS前的 倍 课堂达标课堂达标 1 如图 2 4 7 所示的电路 R0为定值电阻 R为滑动变阻器 滑动触头C时 电路的 总电阻发生变化 以下情况正确的是 A C向左滑动 总电阻变小 B C向右滑动 总电阻变小 C C滑动到最左端时 总电阻为R0 D C滑动到最右端时 总电阻为零 2 把电流表改装成电压表时 下列说法正确的是 A 改装的原理是串联电阻有分压作用 B 改装成电压表后 原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了 C 改装后原电流表自身的电阻也增大了 D 改装后使用时 加在原电流表两端的电压的最大值不变 3 如果图 2 4 8 中电流表的内阻是 100 怎样在这个刻 度盘上标出相应的电压数据 4 4 如图所示 R1 4 R2 R3 2 R4 4 R5 6 求A B间的等效电阻 5 一电流表 G 内阻为R 10 满偏电流是 15 mA 把它改装成量程为 9 V 的电压表 则连接电阻的阻值为多大 课后达标课后达标 1 仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来 调节电路的电流 一个作粗调 一个作细调 这 两个变阻器可以按图 5 甲串联起来或按图乙并联 起来再接入电路 已知R1阻值较大 R2阻值较 小 则 A 图甲中R1作粗调 B 图甲中R1作细调 C 图乙中R2作粗调 D 图乙中R2作细调 2 用甲 乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为 5 V 和 10 V 的电压表 串联 后测量 12 V 的电压 则 A 两表的电压示数相同 均为 6 V B 两表头的指针的偏角相同 3 3 C 两表头的指针的偏角不相同 D 两表的电压示数不同 3 如图 6 所示 电压U不变 闭合开关 S 先调节电阻箱R的电 阻值到R1 使电流计指针转到满刻度 再把R调节到R2 使电流表的 指针转到满刻度的 电流表的内阻等于 2 3 A R2 R1 B 2R2 R1 C R2 3R1 D 2R2 3R1 4 两只定值电阻R1 10 R2 30 电压表一个 练习使用电压表测电压 电路连 接如图 7 所示 电源输出电压U 12 V 不变 先用电压表与R1并联 电压表示数为U1 再用 电压表与R2并联 电压表示数为U2 则下列说法正确的是 A U1一定为 3 0 V B U2一定小于 9 0 V C U1与U2之和一定为 12 V D U1与U2之和小于 12 V 图 7 图 8 图 9 图 10 5 在图 8 所示的串联电路中 通过电阻R1的电流I1满足关系式 A I1 B I1 C I1 D I1 U R1 U1 R1 U2 R2 U1 R1 R2 6 如图 9 所示是两个电阻R1 R2的I U图线 将两电阻R1 R2并联后的电阻为R 则 电阻R的U I图象在图中 A 区域 B 区域 C 区域 D 不能确定 7 一同学将变阻器与一只 6 V 6 8 W 的小灯泡 L 及开关 S 串联后接在 6 V 的电源E上 当 S 闭合时 发现灯泡发光 按图 10 所示的接法 当滑片P向右滑动时 灯泡将 A 变暗 B 变亮 C 亮度不变 D 可能烧坏灯泡 8 一量程为 100 A 的电流表 内