高中物理选修3-1学案1:2.4串联电路和并联电路
2.4串联电路和并联电路 基础知识 一、对串联电路的理解 1. 串联电路的特点: (1) 串联电路各处的电流相等,即I=h=l2 = l3=.=Im (2) 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,即U=Ul + U2+U3+. + U„. (3) 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,即R=R+&+&+.+&. 2. 拓展: (1) 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻,且当一个大电阻和一个小电阻串联时, 总电阻接近大电阻. (2) 串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比,即号=登=“・=罗=1・ 二、对并联电路的理解 1. 并联电路的特点: (1) 并联电路的总电流等于各支路电流之和,即,=/1+/2 + /3+ (2) 并联电路的总电压与各支路电压相等,即U=U1 = U2=U3 = . = U“. (3) 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即%=志+法+会+…+志. 2. 拓展: (1) 并联电路的总电阻小于其中最小的电阻.当一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接 近小电阻. (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IlRl=l2R2=.=InR,,= U. (3) 多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大,总电阻也随之增大.以两电阻Ri、& 为例加以说明.串联时r=r+R2,并联时R=髀注=二%或R=^*=一可见, 十彪1十R 当死或R增大时,R都随之增大. 三、电压表和电流表的改装 1. 小量程电流表G(表头)的三个参数 (1) 电流表的内阻:电流表G的电阻&叫做电流表的内阻. (2) 满偏电流:指针偏转到最大刻度时的电流&叫做满偏电流. (3) 满偏电压:电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压Ug叫做满偏电压. 2. 电流表、电压表的改装分析 项目 小量程电流表G改装成 大量程电压表V 小量程电流表G改装成大 量程电流表A 电路结构 1! &1 J R的作用 分压 分流 扩大量程的计算 U=0(R+Rg) U ® = (I—IQR R=7^ 电表的总内阻 Rv=Rg+R RR竺 “A —R + 催 使用 并联在被测电路中,“+” 接线柱接电势较高的一 端 串联在被测支路中,电流 从接线柱流入 基础练习 1. 下列说法中不正确的是() A. 一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,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),则总电阻一定增大 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 2. 如图所示电路,电压〃保持不变,当电键S断开时,理想电流表A的示数为0.6A,当 电键S闭合时,理想电流表的示数为0.9A,则两电阻阻值之比Ri : R2() A. 1 : 2B. 2 : 1 C. 2 : 3D. 3 : 2 3. 如图所示,每个电阻的阻值都是2Q,电流表内阻不计,在8、。间加6V电压时,电流 表的示数是() A“c I_®I A. 0B. 1A C. 2A D. 3A 4. 一个电流表的满偏电流4= 1mA,内阻为500Q,要把它改装成一个量程为10V的电压 表,则应在电流表上() A.串联一个10kQ的电阻B.并联一个10kQ的电阻 C.串联一个9.5kQ的电阻D.并联一个9.5kQ的电阻 5. 磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈,由于线圈的 导线很细,允许通过的电流很弱,所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头G,内阻Rg =30Q,满偏电流/g=5mA,要将它改装为量程0〜3A的电流表,所做的操作是() A.串联一个570Q的电阻B.并联一个570Q的电阻 C.串联一个0.05Q的电阻D.并联一个0.05Q的电阻 6. 如图所示,图线1表示的导体的电阻为R,图线2表示的导体的电阻为昭,则下列说法 中正确的是() A. R] : R2=l : 3 B. Ri : &=3 : 1 C. 将Ri与&串联后接于恒定电源上,则电流比Zi : Z2=l : 3 D. 将Ri与此并联后接于恒定电源上,则电流比: Z2=3 : 1 7. 一盏弧光灯的额定电压是40V,正常工作时的电流是5A,如何把它接入电压恒为220V 的照明线路上才能正常工作? 8. 在如图所示的电路中,电源电压U=15V,电阻Ri、&、&的阻值均为10Q, S为单刀 三掷开关,求下列各种情况下电压表的读数: ⑴开关S接B;⑵开关S接A;⑶开关S接C。 [答案] 1. [答案]D [解析]并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即§=!+!,当其中一个分 电阻为零时,总电阻为零,A正确。并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻,B正确。 并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),各支路电阻的倒数之和将减小,总电阻的倒数 将减小,总电阻将增大,C正确,D错误。 2. [答案A [解析]由欧姆定律1=圣得,电流比等于电阻的反比,则有^-=尝板=?,整理得普=* KR 井联 R—2 LK2 2 Ri+昭 故选Ao 3. [答案]B [解析]将电路改画成如图所示形式。 Un. U*6 总=咨= r2 =—A=2A,每一支路电流均为1A。 R总 pi K “ z R+R 2+2 4. [答案C [解析]把一个电流表改装成一个电压表,要串联一个电阻,可知B、D错误。通过电流表的 电流为&时,电流表表头两端的电压 t/g=/g«g = lxl0-3x500V=0.5V 串联电阻R分担的电压 UR= u- Us = 10V-0.5V=9.5V 所以串联电阻的阻值 R= Ur h 9.5V 1x10“3A = 9.5kd C正确,A错误,故选C。 5. [答案]D [解析]要改装电流表需并联一个分流电阻,设其阻值为R,应有I&Rg=(I-Ig)R,所以&=普 1 ,g -0.05Q,故D正确,A、B、C均错误。 6. [答案]AD [解析]根据I-U图象知,图线的斜率表示电阻的倒数,所以Ri : «2=1 : 3,故A正确,B 错误;串联电路电流处处相等,所以将R1与我2串联后接于电源上,电流比11 : ^2 = 1 : 1 故C错误;并联电路,电压相等,电流比等于电阻之反比,所以将R1比&并联后接于电源 上,电流比1\ ■ h = 3 1,故D正确。 7. [答案]串联一个36Q的分压电阻 [解析]由于电源电压大于弧光灯的额定电压,为了使它正常工作,可采用串联分压的办法。 设弧光灯的电阻为Ri,额定电压t/i=40V»需串联的电阻为照,电源电压U=220V,电路 如图所示。 因串联电阻&上分到的电压U2=U—S,通过它的电流就是弧光灯的工作电流,所以其电 阻值 U, U-U1 220-40 7?2=y=—=——Q=36Q 8.