高考物理总复习 72串并联电路及应用课件 新人教版.ppt

第2单元串并联电路及应用 一 串联电路1 电路中各处电流相等 即i i1 i2 i3 in 2 电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和 即u u1 u2 u3 un 3 总电阻等于各个导体电阻之和 即r r1 r2 r3 rn 名师点拨 串联电阻具有分压作用 电阻越大 分得电压越大 电阻越小 分得的电压越小 利用这一点 可制成分压器如图所示 滑动变阻器滑片p可将滑动变阻器全电阻r分成两部分rap与rpb 二者相当于串联 当滑片p向上移动时 rap减小 rpb增大 输出端电压ucd减小 ude增大 4 电路中任一电阻增大时 总电阻将增大 反之 总电阻就减小 5 若并联电路中各支路电阻之和为定值时 当各支路电阻相等时 并联总电阻有最大值 例2 如图所示 电路中各电阻阻值已标出 当输入电压uab 110v时 输出电压ucd v 一 等效电路图的画法1 电路化简原则 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 理想的电流表可认为短路 理想的电压表可认为断路 5 电压稳定时电容器可认为断路 电容器两极间为绝缘物质 2 常用等效化简方法 1 电流分支法 先将各节点用字母标上 判定各支路元件的电流方向 若无电源 可假设在总电路两端加上电源后判断 按电流的流向 自左到右将各元件 节点 分支逐一画出 遇见电流分支 必定是并联 将画出的等效图加工整理 2 等势点排列法 将各节点用字母标出 判定各节点电势的高低 若电路中无电源 可在总电路两端加上电源 将各节点按电势高低自左到右排列 再将各节点之间的支路画出 将画出的等效图加工整理 解析 将电源的负极定位a点 左边第一个电阻的左端 即与电源负极连接的点 为b点 电源的正极定为c点 把等势点标上不同字母 对于理想电流表而言 相当于导线 可画出如下图所示的等效电路 根据电势相等可进一步画出图形 进一步整理可得如图所示的图形 再把流经各个电阻上的电流分别流经哪一块电流表找出 并把电流表再插入电路中 可得如下等效电路图 答案 3 2 2 二 用电器接入电路时的约定在电路的分析和计算中 常常遇到用电器不是额定功率下的工作状态 从理论上分析 这时用电器的阻值会随着实际电流的变化阻值发生变化 即使原来相同的用电器 由于在电流不同的支路 阻值也不同 这给我们的分析造成困难 不知在这种变化中如何分析 从电路工作的分析来看 我们主要寻求的是变化的规律或趋势 阻值的微小变化并不影响变化规律的探寻 除非是专门探究小灯泡的伏安特性曲线的问题 否则 纯电阻用电器接入电路中 若无特别说明 应认为其电阻不变 用电器的实际功率超过额定功率时 认为它将被烧毁 不考虑其安全系数 有别于实际灯泡的略微超过额定功率的特亮情况 没有注明额定值的用电器 如用于限流的变阻器等 接入电路时 认为其工作的物理量均不大于其额定值 能安全使用 例2 两个用电器的额定电压都是6v 额定电流分别是0 1a和0 3a 1 把这两个用电器并联后接在电压为8v的电路中 要使它们正常工作 应附加多大电阻 怎样连接 功率至少需多大 2 如果把它们串联后接在12v的电路上 要使它们正常工作应该怎样做 解析 1 两个用电器的额定电压都是6v 并联后接入6v的电路中就能正常工作 现给的电压是8v 大于6v 故应串联一个分压电阻rx 使其分担2v的电压 这个附加电阻通过的电流 应等于通过两用电器的电流之和 电路连接情况如图甲所示 图甲 2 由于两个用电器的额定电流不同 所以不能把它们简单地串联在电路上 如果把它们串联后连入12v电路中 且使通过r2的电流为0 3a 这时r2两端的电压等于6v 通过r1的电流为0 1a 这时r1两端的电压也等于6v 就必须在r1两端并联一个分流电阻rx 使其分去 0 3 0 1 a的电流 如图乙所示 图乙 答案 1 串联5 电阻 0 8w 2 r1两端并联30 的电阻 1 2w 三 电路的故障分析电路出现的故障有两个原因 短路 断路 一般检测故障用电压表 如果电压表示数为0 说明电压表上无电流通过 可能与电压表并联路段内有短路或与电压表并联路段之外有断路 若电压表有示数 说明电压表上有电流通过 则与电压表并联路段内无短路或与电压表并联路段之外无断路 例3 用电压表检查如图所示电路中的故障 测得uad 5 0v ucd 0v uab 5 0v 则此故障可能是 a l断路b r断路c r 断路d s断路 解析 uab 5 0v 说明bcd与电源之间和a与电源之间的元件和导线是完好的 只能是r断路 答案 b 触类旁通 在如图所示的电路中 电源两端电压恒定 由于某个电阻发生故障 电压表的读数减小而电流表的读数增大 如果两只电表都可看作理想电表 则可能是 a r1断路b r1短路c r2短路d r3短路 解析 如果r1断路 r2 r3串联 则r2分得的电压减小 r3分得的电压增大 因此通过r3的电流增大 因此符合题意 如果r1或r3短路 则电流表和r3或r1均被短路 电流表示数为零 故不合题意 如果r2短路 则r1 r3并联 电流表示数增大 电压表示数为零 故a c选项符合题意 答案 ac 一 惠斯通电桥如图所示 ab bc cd和da四条支路分别由电阻r1 rx r2 r3 r4组成 称为电桥的四条臂 适当调节各臂的电阻值 使通过检流计的电流为零 既ig 0 此时电桥达到平衡 b d两点的电势相等 则有r1 r3 r2 r4 例1 2013 安徽 用如图所示的电路可以测量电阻的阻值 图中rx是待测电阻 r0是定值电阻 是灵敏度很高的电流表 mn是一段均匀的电阻丝 闭合开关 改变滑动头p的位置 当通过电流表 的电流为零时 测得mp l1 pn l2 则rx的阻值为 答案 c 触类旁通 如图所示 如图甲为在温度为10 左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图 箱内的电阻r1 20k r2 10k r3 40k rt为热敏电阻 它的电阻随温度变化的图线如图乙所示 当a b端电压uab 0时 电压鉴别器会令开关s接通 恒温箱内的电热丝发热 使箱内温度提高 当uab 0时 电压鉴别器s断开 停止加热 则恒温箱内的温度大约恒定在 a 10 b 35 c 50 d 60 解析 由题意 得当uab 0时 恒温箱保持稳定 根据串并联电路电压与电阻的关系 可知r1 r2 2 1 只有r3 rt也为2 1的时候 uab 0 此时电桥平衡 所以可知rt电阻20k 从图乙可以看出 电阻为20k 时 温度为35 答案 b 二 节点电流电流定律的第一种表述 在任何时刻 电路中流入任一节点中的电流之和 恒等于从该节点流出的电流之和 电流定律的第二种表述 在任何时刻 电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于零 例2 如图所示为复杂电路一部