高三物理一轮教案串并联电路电表的改装

20XX 届高三物理一轮教案串并联电路 电表的改装 教学目标：

1．熟练掌握串并联电路的特点，能够化简电路

2．掌握含容电路的分析与计算

3．掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误差

4．掌握滑动变阻器的两种用法

教学重点：串并联电路的特点

教学难点：滑动变阻器的两种用法的选择、伏安法测电阻内外接法的选择

教学方法：讲练结合，计算机辅助教学

教学过程：

一、串并联与混联电路

1.应用欧姆定律须注意对应性。

选定研究对象电阻R 后，I 必须是通过这只电阻R 的电流，U 必须是这只电阻R 两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。

2.公式选取的灵活性。

（1）计算电流，除了用R

U I 外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I =I 1+I 2 （2）计算电压，除了用U =IR 外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U =U 1+U 2

（3）计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P =P 1+P 2

对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I 2R =R

U 2 以上公式I =I 1+I 2、U =U 1+U 2和P =P 1+P 2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路。既可以用于恒定电流，也可以用于交变电流。

【例1】 已知如图，R 1=6Ω，R 2=3Ω，R 3=4Ω，则接入电路后这三

只电阻的实际功率之比为_________。

解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I 1∶I 2∶I 3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U 1∶U 2∶U 3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI ，得P 1∶P 2∶P 3=1∶2∶6

【例2】 已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ，60W ”和“110V ，100W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？

A. B. C. D.

解：A

、C 两图中灯泡不能正常发光。

B 、D 中两灯泡都能正常发光，它们的特点是左右两

部分的电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等。可以直接看出：B 图总功率为200W ，D 图总功率为320W ，所以选B 。

【例3】 实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律，其中U 表示棒两端的电势差，k =0.02A/V 3。现将该棒与一个可变电阻器R 串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V 的电源上。求：（1）当串联的可变电阻器阻值R 多大时，电路中的电流为0.16A ？（2）当串联的可变电阻器阻值R 多大时，棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5？

解：画出示意图如右。

（1）由I =kU 3和I =0.16A ，可求得棒两端电压为2V ，因此变阻

器两端电压为4V ，由欧姆定律得阻值为25Ω。

（2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V ，由I =kU 3得电流为0.02A ，变阻器两端电压为5V ，因此电阻为250Ω。

【例4】 左图为分压器接法电路图，电源电动势

为E ，内阻不计，变阻器总电阻为r 。闭合电键S 后，

负载电阻R 两端的电压U 随变阻器本身a 、b 两点间

的阻值R x 变化的图线应最接近于右图中的哪条实线

A.①

B.②

C.③

D.④

解：当R x 增大时，左半部分总电阻增大，右半部

分电阻减小，所以R 两端的电压U 应增大，排除④；

如果没有并联R ，电压均匀增大，图线将是②；实际上并联了R ，对应于同一个R x 值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以③正确，选C 。

3.对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。

（1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。

（2）在外电路，沿着电流方向电势降低。

（3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。

L 1 L 2 R R R R S R

o ③

（4）不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。

4.电路中有关电容器的计算。

（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。

（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上。

（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变化情况来判断电流方向。

（4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。

【例5】 已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量

增大，可采取以下那些方法：

A.增大R 1

B.增大R 2

C.增大R 3

D.减小R 1

解：由于稳定后电容器相当于断路，因此R 3上无电流，电容器相当于和R 2并联。只有增大R 2或减小R 1才能增大电容器C 两端的电压，从而增大其带电量。改变R 3不能改变电容器的带电量。因此选BD 。

【例6】已知如图，R 1=30Ω，R 2=15Ω，R 3=20Ω，AB 间电压

U =6V ，A 端为正C =2μF ，为使电容器带电量达到Q =2×10- 6C ，应

将R 4的阻值调节到多大？

解：由于R 1 和R 2串联分压，可知R 1两端电压一定为4V ，由电容器的电容知：为使C 的带电量为2×10-6C ，其两端电压必须为1V ，所以R 3的电压可以为3V 或5V 。因此R 4应调节到20Ω或4Ω。两次电容器上极板分别带负电和正电。

还可以得出：当R 4由20Ω逐渐减小的到4Ω的全过程中，通过图中P 点的电荷量应该是4×10-6C ，电流方向为向下。

【例7】如图所示的电路中，4个电阻的阻值均为R ，E 为直流电源，其内阻可以不计，没有标明哪一极是正极.平行板电容器两极板间的距离为d .在平行极板电容器的两个平行极板之间有一个质量为m ，电量为q 的带电小球.当电键K 闭合时，带电小球静止在两极板间的中点O 上.现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化.碰后小球带有与该极板相同性质的电荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板.求小球与电容器某个极板碰撞后所带的电荷.

B