2016-2017学年人教版选修3-1 第2章 第4节 串联电路和并联电路 课件资料

• A．当cd端短路时，ab之间的等效电阻是 40 Ω • B．当ab端短路时，cd之间的等效电阻是 40 Ω
解析：当cd端短路时，等效电路如图甲所示，R123＝ R2R3 R1＋ ＝40 Ω，选项A对，选项B错误．当ab两端接 R2＋R3 通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得I E 100 ＝ ＝ A＝2 A，所以Ucd＝IR3＝80 V．当cd两 R1＋R3 10＋40 端接通测试电源时，等效电路如图丙所示，根据欧姆定律 E 100 5 得 I′ ＝ ＝ A＝ A，所以Uab＝I′R3＝25 18 R2＋R3 120＋40 V，选项C正确，选项D错误．
• 【答案】 4.94×104 1.0×105
• 【方法总结】 • 处理电流表改装问题的关键是搞清电路原 理图，抓住小量程电流表G改装前后的Ig、 Ug、Rg不变的特点，然后灵活利用串、 并联电路的知识求解． • 建立方程的依据：“满偏”点，即电压或 电流的量程达到满偏时，“表头”的分压 或分流恰好为满偏电压或满偏电流．
• 答案：AC
关于双量程电表的改装问题 • 2 如图所示为一双量程电压表的示 意图．已知电流表G的量程为0～100 μA， 内阻为600 Ω，则图中串联的分压电阻R1 ＝________Ω，R2＝________Ω.
题型源自文库
【解析】
用5 V量程时， 满偏时 5 4 I ＝ R ＝ 4.94 × 10 Ω g 1 ――→ R1＋Rg 电路接OA 用15 V量程 15 5 满偏时 I ＝ R ＝ 1.0 × 10 Ω 时，电路接OB ――→ g R1＋R2＋Rg 2
• 【答案】
见解析
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【方法总结】 解答串、并联电路计算问题的步骤： (1)明确电路的串、并联特点． (2)画出等效电路图． (3)根据欧姆定律等有关知识进行计算．
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一个T形电路如图所 • 变式训 示，电路中的电阻 R1＝10 Ω，R2＝120 练 1-1 Ω，R3＝40 Ω.另有一测试电源，电动势 为100 V，内阻忽略不计．则( )
• (1)串联电路的总电阻大于任何一个分电 阻． • (2)由于R总＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn.所以 任何一电阻变大，总电阻均变大．
• 要点二 并联电路的特点及性质 • 1．特点 • (1)电压特点：并联电路中各支路的电压 相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un. • (2)电流特点：并联电路的总电流等于各 支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In.
• 答案：4.08 Ω 0.4 Ω 0.41 Ω 3.67 Ω
伏安法测电阻 • 3 用电流表和电压表测量电阻Rx 的阻值．如图所示，分别将图(甲)和图(乙) 两种测量电路连接到电路中，按照(甲)图 时，电流表示数4.60 mA，电压表示数 2.50 V；按照(乙)图时，电流表示数为 5.00 mA，电压表示数为2.30 V，比较这 两次结果，正确的是( )
(2)分流电阻的计算 根据并联电路的特点，有IgRg＝(I－Ig)R IgRg Rg 解得R＝ ＝I I－ Ig －1 Ig I Rg 因为电流表量程扩大的倍数n＝ ，所以R＝ . Ig n－1 RRg Rg 电流表的内阻RA＝ ＝n. R＋Rg
• (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)改装后电压表的量程指小量程电流表 表头满偏时对应的R与表头串联电路的总 电压，改装后电流表的量程指小量程电流 表表头满偏时对应的R与表头并联电路的 总电流．
•
某电流表内阻Rg为 • 变式训 200 Ω，满偏电流 Ig为2 mA，如图甲、乙 练 2-1 所示，将它改装成为0.1 A和1 A的两个量 程的电流表，试求在图甲、乙两种情况 下，R1、R2各为多少？
解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反 2×10 3 Ig 比，可得R1＝ R＝ ×200 Ω＝4.08 Ω， I1－Ig g 0.1－2×10－3
• 2．表头G改装成电压表 • (1)原理 • 根据欧姆定律将电流表的 示数换算成电压值，可直 接用于测电压，只是量程 Ug很小．如果给小量程电 流表串联一个分压电阻， 就可以用来测量较大的电 压．因此，电压表就是一 个串联了分压电阻的电流 表，如图所示．
(2)分压电阻的计算 由串联电路的特点知U＝IgRg＋IgR
【解析】
6×3 (1)由题图可知 Rcd＝ Ω＝2 Ω. 6＋3
故 Rad＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω. U 42 (2)由欧姆定律知 I＝R ＝ A＝3 A，即为通过 R1、 14 ad 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 I3R3＝I4R4， 即 6I3＝3I4， 而 I3＋I4＝3 A， 解得 I3＝1 A，I4＝2 A．
• 5．滑动变阻器的两种接法及其作用
电路图(图中R 为负载电阻，R0 为滑动变阻器) 闭合电键前 滑片位置 负载两端的电 压调节范围 通过负载的电 流调节范围 滑动触头在最左 端，即保证滑动 变阻器接入电路 中的阻值最大 R U～U R0＋R U U ～ R0＋R R
两种接法 比较内容
限流接法
分压接法
2．性质 (1)并联电路的等效总电阻R与各支路的电阻R1、 1 1 1 1 R2、…、Rn的关系是： R ＝ ＋ ＋…＋ R .n个相同的电 R1 R2 n R 阻并联时，总电阻R总＝ n (2)并联电路的电流分配关系是：通过各个支路电阻的 电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝U.
U U U 解得R＝ －Rg＝I R －1Rg＝U －1Rg Ig g g g
因为电压表量程扩大的倍数n＝ 1)Rg. 电压表的内阻RV＝Rg＋R＝nRg.
U Ug
，所以R＝(n－
• 3．表头G改装成电流表 • (1)原理 • 给小量程电流表并联一个分流电阻，就可 以用来测量较大的电流，即扩大了电流表 的量程，如图所示．
题型
• A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于 543 Ω • B．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于 543 Ω • C【解析】 ．电阻的真实值更接近 460 Ω，且大于 比较(甲)、(乙)两图对应的电压表读数， 460 Ω ΔU 0.20 可知ΔU＝0.20 V，则 U ＝ ＝0.08；电流变化ΔI＝0.40 2.50 • D．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于 Δ I 0.40 460 Ω mA，则 ＝ ＝0.087，
(2)电流表内接法 电压表示数：UV＝UR＋UA>UR，电流表示数：IA＝ UV UR IR，R测＝ > I ＝R真，测量值偏大，适用于测量大阻值电 IA R 阻． 内接法误差来源于电流表的分压作用，分压越小，误 差越小，所以该电路适用于测量大电阻，即R≫RA．
4．伏安法测电阻时电路选择的方法 (1)定量判定法： 当已知待测电阻的大约值Rx，电流表的内阻RA和电压 表的内阻RV，则： Rx RV 当 > R ，即Rx> RARV时，选用电流表内接法； RA x Rx RV 当 < R ，即Rx< RARV时，选用电流表外接法； RA x Rx RV 当 ＝ R ，即Rx＝ RARV时，选用电流表的两种接法 RA x 都可以．
• (2)试触法： • 若不知Rx的大概值，为了选择正确的电 路接法以减小误差，可将电路如图所示连 接，只空出电压表的一个接头S，然后将 S分别与a、b接触一下，观察电压表和电 流表的示数变化情况：①若电流表示数有 显著变化，说明电压表的分流作用较强， 即Rx是一个高阻值电阻，应选用内接法， S应接b测量；②若电压表示数有显著变 化，说明电流表的分压作用较强，即Rx 是一个低阻值电阻，应选用外接法，S应 接a测量．
• 第4节 串联电路和并联电路
• 1．串、并联电路的电流关系和电压 关系的理论分析过程． • 2．根据电流、电压关系和欧姆定律， 推导串、并联电路的电阻关系的过 程．理解串、并联电路的电阻关系， 提高逻辑思维能力． • 3．通过对电表改装的分析讨论，提 高综合运用欧姆定律、电路串并联规 律分析解决问题的能力．
滑片在最左端， 即开始时R上得到 的电压为零 0～U U 0～ R
• (1)无论电流表是内接法还是外接法，都 会对电阻的测量带来系统误差，但是对同 一个待测电阻而言，选用两种不同的测量 方法，相对误差是不一样的，所以应该本 着精确的原则，尽量选择相对误差较小的 测量方法． • (2)注意滑动变阻器两种接法中的连线特 点 • ①分压式接法中必须有三个接线柱接入电 路，且是“两下一上”，即将变阻器瓷筒
• ②限流式接法可以只接入两个接线柱， “一下一上”，即是将瓷筒上的一个接线 柱和金属杆上的一个接线柱连入电路，有 时从形式上看，好像是瓷筒上的两个接线 柱和金属杆上的一个接头连入电路，但金 属杆将变阻器的部分电阻短路，其实质还 是利用了“一上一下”两个接头．
题型 串、并联电路的计算 • 1 由4个电阻连接成的混联电路如 图所示．R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω， R4＝3 Ω. • (1)求a、d之间的总电阻； • (2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则 通过每个电阻的电流分别是多少？
要点四
伏安法测电阻
U 1．原理：由R＝ I 知，只要测出电阻两端的电压及通 过导体的电流就可算出导体的电阻． 2．电路：如图(a)所示，电流表接在电压表的两接线 柱外侧，通常叫“外接法”；如图(b)所示，电流表接在 电压表的两接线柱内侧，通常叫“内接法”．
3．伏安法测电阻的误差分析 如上图所示，R为待测电阻，因为电流表、电压表分 别有分压、分流作用，因此两种方法测量电阻都有误差． (1)电流表外接法 电压表示数：UV＝UR，电流表示数：IA＝IR＋ IV>IR， UV UR R测＝ < ＝R真，测量值偏小，适用于测量小阻值 IA IR 的电阻． 外接法误差来源于电压表的分流作用，分流越小，误 差越小，所以该电路适用于测量小电阻，即R≪RV.
• 要点三 电压表和电流表 • 1．小量程的电流表G(表头) • (1)工作原理：通电后，线圈在磁场力的 作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过 电流表的电流成正比．
• (2)表头的三个主要参数 • ①内阻Rg：小量程电流表G的电阻． • ②满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转 到最大刻度时的电流． • ③满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏 电流时，加在它两端的电压． • 满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者的 关系：据部分电路欧姆定律可知：Ug＝ IgRg. • 灵敏电流计的满偏电流Ig、满偏电压Ug一 般比较小，若通过电流计的电流大于Ig，
• 要点一 串联电路特点及性质 • 1．特点 • (1)电流特点：串联电路中各处的电流相 等，即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In. • (2)电压特点：串联电路的总电压等于各 部分电压之和，即U＝U1＋U2＋U3＋… ＋ U n.
2．性质 (1) 串联电路的等效总电阻为各电阻阻值 R1 、 R2 、 R3、…Rn 之和，即 R＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn. (2)串联电路的电压分配关系是：各电阻两端的电压跟 U1 U2 Un 它们的阻值成正比，即 ＝ ＝…＝R . R1 R2 n
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2×10 3 Ig R2＝ Rg＝ －3×200 Ω＝0.4 Ω； I2 － Ig 1－2×10
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按图乙接法，量程为1 联；量程为0.1
A时，R2和Rg串联后与R1并
A时，R1和R2串联后与Rg并联，分别得：
Ig(Rg＋R2)＝(1 －Ig)R1，IgRg＝(0.1 －Ig)(R1＋R2)，解得R1 ＝0.41 Ω；R2＝3.67 Ω.
(1)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻． R (2)n个相同电阻R并联时其总电阻为R总＝ n . (3)多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或 减小，总电阻也随之增大或减小，以两电阻R1、R2为例加 R1· R2 R1 以说明．串联时R＝R1＋R2，并联时R＝ ＝ .可 R R1＋R2 1 1＋ R2 见，当R1或R2增大或减小时，R也随之增大或减小． (4)当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小 电阻．