
1.什么是電路的串聯(lián)?
把幾個導體元件依次首尾相連的方式
把幾個元件的一端連在一起另一端也連在一起,然后把兩端接入電路的方式.
2.什么是電路的并聯(lián)?
I0 = I1 = I2 = I3
串聯(lián)電路各處的電流相同
并聯(lián)電路的總電流等于各支路的電流之和
I0 = I1 + I2 + I3+…
U03=U01+U12+U23
③結論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和
①各點的電勢與各點之間的電勢差有什么關系?
U01+U12+U23=(φ0—φ1)+( φ1—φ2)+ (φ2—φ3)= φ0—φ3 = U03
U=U14=U25=U36
并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等
1.串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和
①比較0、1、2、3點的電勢關系?
②比較4、5、6點的電勢關系?
φ0=φ1=φ2=φ3
串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和
討論:多個電阻串聯(lián)呢?
討論:多個電阻并聯(lián)呢?
并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和
②n個相同電阻(R1)串聯(lián)或并聯(lián),其總電阻R=?
③不同阻值的電阻串聯(lián),總電阻與其中最大電阻有何關系?
④不同阻值的電阻并聯(lián),總電阻與其中最小電阻有何關系?
⑤并聯(lián)電路中,某一電阻增大,總電阻如何變?
⑥混聯(lián)電路中,某一電阻增大,總電阻如何變?
①R1和R2并聯(lián)后R=?
(若R1遠大于R2,R=?)
Rn 增大 R增大
(2)n個相同的電阻R并聯(lián)R總=R/n
(4) Rn 增大 R增大
(1)R1和R2并聯(lián)后 R= R1R2/(R1+R2)
不管電路連接方式如何,只要有一個電阻增大,總電阻就增大
U = U1=U2=U3
探究1:串聯(lián)電路中電壓分配與電阻的關系
探究2:并聯(lián)電路中電流分配與電阻的關系
③不同阻值的電阻串聯(lián),總電阻與其中最大電阻有何關系?
④不同阻值的電阻并聯(lián),總電阻與其中最小電阻有何關系?
⑤并聯(lián)電路中,某一電阻增大,總電阻如何變?
探究3:根據(jù)串、并聯(lián)電路中電阻的關系討論下列問題
(1)電流計G——小量程的電流表俗稱表頭
(2)電流計的三個基本數(shù)據(jù):
滿偏電流Ig 表頭內(nèi)阻Rg 滿偏電壓Ug
三者滿足關系: Ug= Ig Rg
(3)可測小電流和小電壓
例1:電流表G的內(nèi)阻為Rg=10Ω,滿偏電流為Ig=3 mA,要把它改裝成量程為U=3V的伏特表,應該怎么辦?
問題1:能讓3V的電壓全部加在表頭嗎?怎么辦?
問題2:當被測電壓是3V時,指針應該指在哪里?表頭兩端加多大電壓?其余電壓加在哪里?
問題3:要串聯(lián)的電阻上分擔多少電壓?需要多大的電阻分壓?
2、把電流表改裝成電壓表
問題5:改裝后的表盤需要做怎樣的改變?
問題4:改裝后的電壓表內(nèi)阻RV是多大?
(1)在電流計原刻度的基礎上乘以(Rg+R)即可;(2)滿刻度處標改裝后的量程,然后根據(jù)小格數(shù)按比例等分即可.(量程和精確度)
問題6:若要將電流表G改裝成一個量程為Ug的n倍的電壓表V,需要串聯(lián)多大阻值的電阻?
3.再將表盤對應示數(shù)改裝
總結:把電流表改裝成電壓表
問題1:能讓0.6A的電流全部通過表頭嗎?怎么辦?
例2、有一個電流表G,內(nèi)阻為Rg=25Ω,滿偏電流為Ig=3mA,要把它改裝成量程為I=0.6A的安培表,應該怎么辦?
問題2:當被測電流是0.6A時,應該讓指針指在哪里?表頭里應該流過多少電流?
并聯(lián)小電阻指針指在滿刻度處,表頭中流過電流為3mA
IR=0.6-0.003=0.597A
問題3:并聯(lián)的電阻上流過多少電流?需要多大的分流電阻?
問題4:改裝后的安培表內(nèi)阻RA是多大?
(1)在原電流表原刻度的基礎上乘以(1+Rg/R)即可;(2)滿刻度處標改裝后的量程,然后根據(jù)小格數(shù)按比例等分即可。 (量程和精確度)
問題6:若要將電流表G改裝成一個量程為Ig的n倍的電流表A,需要并聯(lián)多大阻值的電阻?
總結:把小量程的電流表改裝成大量程的電流表
1)若要將電流表G改裝成一個量程為Ug的n倍的電壓表V,需要串聯(lián)電阻的阻值為:
2)若要將電流表G改裝成一個量程為Ig的n倍的電流表A,需要并聯(lián)的電阻的阻值為:
讀數(shù)時應使視線垂直于刻度表面,并要估讀. 具體估讀方法如下:
(1) 量程為3 V和3 A的電壓表和電流表,其最小分度為0.1 V和0.1 A, 讀數(shù)要估讀到最小分度的十分之一.
(2) 量程為0.6 A的電流表,其最小分度為0.02 A, 讀數(shù)要估讀到最小分度的,即不足半格的略去,超過半格的要按半格讀出,因此最后讀數(shù)如果以安培為單位,小數(shù)點后面有兩位,尾數(shù)可能為0、1、2、3…
(3) 量程為15 V的電壓表,其最小分度為0.5 V, 讀數(shù)要估讀到最小分度的,因此最后讀數(shù)如果以伏特為單位,小數(shù)點后面只有一位,尾數(shù)為0、1、2、3、4…
探究:安培表和伏特表的讀數(shù)
1、串聯(lián)電路的電壓及功率分配
(1)由U=IR串聯(lián)電路的電壓分配與阻值成正比
(2)由P=IU串聯(lián)電路的功率分配與阻值成正比
2、并聯(lián)電路的電流及功率分配
(1)由I=U/R并聯(lián)電路的電流分配與阻值成反比
(2)由P=U2/R并聯(lián)電路的功率分配與阻值成反比
探究5:根據(jù)串、并聯(lián)電路基本特點分析電壓、電流及其功率分配關系
例1、兩個用電器的額定電壓都是6 V,額定電流分別是I1=0.1 A和I2=0.3 A.(1)把這兩個用電器并聯(lián)后接在電壓為8 V的電路中,要使它們正常工作,應附加多大的電阻?功率至少需多大?(2)如果把它們串聯(lián)后接在12 V的電路上,要使它們正常工作應該接多大的電阻?功率至少為多大?
思路點撥:(1)兩個用電器的額定電壓都是6 V,并聯(lián)后接入6 V的電路上就能正常工作;而今電路的電壓是8 V,大于6 V,故應串聯(lián)一個分壓電阻Rx,使其分擔2 V的電壓.(2)兩個電阻不能簡單地串聯(lián),因串聯(lián)后兩個用電器的分壓不同,不能均分12 V的電壓.
【答案】 (1)5 Ω 0.8 W (2)30 Ω 1.2 W
題后反思:用電器正常工作的條件是,加在它們兩端的電壓必須是額定電壓,或通過它們的電流必須是額定電流,若電源電壓不滿足要求,就要用學過的串并聯(lián)知識進行電路整合.
變式訓練1 如圖所示電路中有三個電阻,已知R1∶R2∶R3=1∶3∶6,則電路工作時,電壓U1∶U2為( )A.1∶6 B.1∶9C.1∶3 D.1∶2 答案:D
例2、如圖所示是一個電流表、電壓表兩用的電路,電流表G的量程是100 μA,內(nèi)阻是1000 Ω.電阻R1=0.1 Ω,R2=99 kΩ,當雙刀雙擲開關合到a、b上時,電流表改裝成什么表?其量程是多少?當雙刀雙擲開關合到c、d上時,電流表改裝成什么表?其量程是多少?
精講精析:當開關合到a、b上時,電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路,此時小電阻R1與電流表G并聯(lián),R1起分流作用,可作為大量程電流表使用.
規(guī)律總結: 理解電表改裝的原理,并根據(jù)串、并聯(lián)電路的特點進行計算是解這類題的關鍵.
變式訓練2、將一個電阻為60 Ω,滿偏電流為500 μA的電流表表頭改成如圖所示的兩個量程的電壓表,量程分別為3 V和15 V,試求R1和R2的阻值.
答案:5940 Ω 24000 Ω
例3、用電流表和電壓表測量電阻Rx的阻值.如圖所示,分別將圖甲和圖乙兩種測量電路連接到電路中,按照甲圖時,電流表示數(shù)4.60 mA,電壓表示數(shù)2.50 V;按照乙圖時,電流表示數(shù)為5.00 mA,電壓表示數(shù)為2.30 V,比較這兩次結果,正確的是( )
A.電阻的真實值更接近543 Ω,且大于543 ΩB.電阻的真實值更接近543 Ω,且小于543 ΩC.電阻的真實值更接近460 Ω,且大于460 ΩD.電阻的真實值更接近460 Ω,且小于460 Ω
變式訓練3:如圖所示,用伏安法測電阻R,按圖中甲圖測得的結果為R1,按乙圖測得為R2,若電阻的真實值為R,則( )A.R1>R>R2 B.R1R2 D.R1=R=R2解析:選A.用內(nèi)接法測電阻有R1>R,用外接法測電阻有R2R>R2,選項A正確.
例4、如圖所示,滑動變阻器R1的最大值是200 Ω,R2=R3=300 Ω,A、B兩端電壓UAB=8 V.(1)當開關S斷開時,移動滑動片P,R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少?(2)當S閉合時,移動滑動片P,R2兩端可獲得的電壓變化范圍又是多少?
思路點撥: 先認清電鍵S斷開、閉合時的滑動變阻器的接法,再根據(jù)串并聯(lián)關系結合滑片位置計算R2獲得的電壓范圍.
答案:(1)4.8 V~8 V (2)3.43 V~8 V
名師歸納:(1)滑動變阻器接入電路時,金屬桿的兩個端點不能同時接入電路,否則電流由金屬桿流過而短路.(2)限流接法電壓調(diào)節(jié)范圍較小,而分壓式接法電壓調(diào)節(jié)范圍較大,在具體應用中要根據(jù)題目要求合理選擇.
變式訓練4、如圖所示,R1=7 Ω,R2=3 Ω,可變電阻器R3的最大阻值為6 Ω,求AB兩端的電阻值的范圍.
答案:7 Ω≤R≤9 Ω
1.如圖,已知R2=100Ω ,R4=100Ω,UAC=150V,UBD=70V,則UAE= V .
2.如圖,AB兩端接入100V時,CD兩端為20V;當CD兩端接入100V時,AB兩端為50V,則R1:R2:R3之比為 .
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