2020年高中物理学案人教版选修3-1-2.4-串联电路和并联电路.docx

自主体验
一、串联电路和并联电路的电流
1．串联和并联：把几个导体依次首尾相连，接入电路，这种连接方式叫做______；把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做______．
2．串、并联电路中的电流：串联电路各处的电流______，即________________；并联电路的总电流等于各支路电流________，即____________．
二、串联电路和并联电路的电压
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即________________________；并联电路的总电压与各支路电压________，即__________．
三、串联电路和并联电路的电阻
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻______，即____________________；并联电路的总电阻的__________等于各支路电阻的____________之和，即__________________．
四、电压表和电流表
1．电流表G(表头)：常用的电压表和电流表都是由小量程的______改装而成的．小量程电流表主要有三个参数：①电流表的电阻叫做______，用字母Rg表示；②指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做______；③电流表通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做______，上述三个物理量的关系为：______
2．电压表和电流表的改装：当把电流表G改装成量程较大的电压表时，应当______一个电阻R；当把电流表G改装成大量程的电流表时，应当______一个电阻R.
学问探究
要点一.滑动变阻器在电路中有哪几种接法？怎样选择这些接法？
(1)滑动变阻器在电路中有两种接法
①限流接法
如图2－4－4所示，电路中变阻器起限流作用，负载Rx两端电压的可调范围为～E，在合上开关前使变阻器所使用的阻值最大，因此在闭合开关前肯定要检查滑动触头P是否在正确的一端．
②分压接法
如图2－4－5所示，电路中变阻器起分压作用，滑片自A端向B端滑动时，负载上电压的变化范围约为0～E.明显比限流时调整范围大．合上开关前滑片应在A端，以使负载Rx两端的电压和通过的电流最小．
(2)方法选择
通常以限流接法为主，但在下列三种状况下，必需选择分压连接方式：
①题目所供应的试验仪器最大允许电流、电压不够．
②变阻器电阻远小于被测电阻或远小于电路中串联的其他电阻的阻值．
在变阻器电阻远小于被测电阻时，若接受限流式接法，即使变阻器从一端滑至另一端，电路中电流变化仍微小，因此此时应用分压接法．
③要求回路中某部分电路的电压从零开头可连续变化，应接受分压接法．
要点二．改装电流表和改装电压表怎样对比？

.1.

小量程的表头G改装成电压表V
小量程的表头G改装成电流表A
内部电路

R的作用
分压
分流
扩大量
程计算
U＝Ig(R＋Rg)
R＝－Rg＝(n－1)Rg
其中n＝＝
IgRg＝(I－Ig)R
R＝＝
其中n＝
电表的
总内阻
RV＝Rg＋R
RA＝
要点三.半偏法测电阻和电桥法测电阻
1．测量小量程电流表的内阻
总结反思
小量程电流表的满偏电流Ig，可以从刻度盘上直接读出．怎样测出它的内阻Rg呢？Rg可以用“半偏法”试验测出．在如图2－4－2所示的电路中，R为滑动变阻器，R箱为电阻箱．闭合开关S1，调整R的值，使电流表指针偏转到满刻度(留意不要超过Ig，以免烧坏表头)．再闭合开关S2，调整R箱的阻值，使电流表指针偏转到正好是Ig/2的位置(这就是“半偏法”名称的由来)．计算可得Rg＝.当R≫R箱时，可以近似认为Rg＝R箱．因此，读出电阻箱的示数，就知道电流表的内阻Rg.
2．惠斯通电桥原理
用欧姆表测电阻，虽然便利但不够精确     ，用伏安法测电阻，电表引起的系统误差又难以消退，试验室比较精确     地测量电阻的方法是用惠斯通电桥．
如图2－4－3所示，R1、R2、R3、Rx分别叫电桥的臂，Rx为待测电阻，G是灵敏电流计．其测量原理是：闭合S，调整R3，使电流计G中的电流为零，此时B、D为等电势点(即电桥平衡)．

故有I1＝I2，I3＝Ix I1R1＝I3R3，I2R2＝IxRx
进一步得Rx＝
典例剖析
题型一、基本电路处理
【例1】 如图2－4－6所示，设R1＝R2＝R3＝R4＝R，求开关S闭合和断开时，A、B两端电阻之比．

题型二、电阻的串联和并联
【例3】有a、b、c、d四只电阻，其中三只电阻的阻值一样，只有一个电阻的阻值偏大．要找出这只电阻，某同学设计了如图1所示电路，当开关闭合时测出有电流从P流向Q，下列说法正确的是(　　)
A．阻值偏大的电阻肯定是a和d中的一个
B．阻值偏大的电阻肯定是c和d中的一个
C．下一步可将a和d互换位置，依据PQ间电流的流始终推断
D．下一步可将a和c互换位置，依据PQ间电流的流始终推断
拓展探究1：如图2所示三个完全相同的电阻R1＝R2＝R3，接在电路中，则它们的电压之比为(　　)
A．1∶1∶1　　B．1∶2∶2 C．1∶4∶4 D．2∶1∶1
.2.
题型三、电表的改装
始终流电压表，量程为1 V，内阻为1 000 Ω.现将一阻值在5 000～7 000 Ω之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程．为求得扩大后量程的精确     性，再给定始终流电源(电动势E为6～7 V，内阻可忽视不计)，一阻值R2＝2 000 Ω的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线．
(1)为达到上述目的，将图实3连成一个完整的试验电路图．
(2)连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70 V．由此可以计算出改装后电压表的量程为________ V，电源电动势为________ V.
拓展探究2：一个电流表的满刻度电流值Ig＝0.6 A，面板如图4所示，那么它每一小格所相应的电流是________ mA，指针现在的电流示数是________ A．假如这个量程为0.6 A的电流表内阻Rg＝60 Ω，要把这个电流表的量程扩大成3 A，那么应当在Rg上________联一个电阻RS，RS的大小应是________；并联RS后，测某一电流，指针仍指到如图所示位置，则该电流是________ A，并联RS后，刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联RS前的________倍．
课堂达标
1.如图2－4－7所示的电路，R0为定值电阻，R为滑动变阻器，滑动触头C时，电路的总电阻发生变化，以下状况正确的是(　　)
A．C向左滑动，总电阻变小
B．C向右滑动，总电阻变小
C．C滑动到最左端时，总电阻为R0
D．C滑动到最右端时，总电阻为零
2．把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是(　　)
A．改装的原理是串联电阻有分压作用
B．改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了
C．改装后原电流表自身的电阻也增大了
D．改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变
3．假如图2－4－8中电流表的内阻是100 Ω，怎样在这个刻度盘上标出相应的电压数据？

4．如图所示，R1＝4 Ω，R2＝R3＝2 Ω，R4＝4 Ω，R5＝6 Ω，求A、B间的等效电阻．

5.一电流表G，内阻为R＝10 Ω，满偏电流是15 mA，把它改装成量程为9 V的电压表，则连接电阻的阻值为多大？

课后达标
1．仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调整电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图5甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路，已知R1阻值较大，R2阻值较小，则(　　)
A．图甲中R1作粗调 B．图甲中R1作细调
C．图乙中R2作粗调 D．图乙中R2作细调
2．用甲、乙两个完全相同的电流表表头改装成量程分别为5 V和10 V的电压表，串联后测量12 V的电压，则(　　)
A．两表的电压示数相同，均为6 V B．两表头的指针的偏角相同
.3.
总结反思
C．两表头的指针的偏角不相同 D．两表的电压示数不同
3．如图6所示，电压U不变，闭合开关S，先调整电阻箱R的电阻值到R1，使电流计指针转到满刻度，再把R调整到R2，使电流表的指针转到满刻度的，电流表的内阻等于(　　)
A．R2－R1 B．2R2－R1 C．R2－3R1 D．2R2－3R1
4.两只定值电阻R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，电压表一个，练习使用电压表测电压，电路连接如图7所示，电源输出电压U＝12 V不变，先用电压表与R1并联，电压表示数为U1，再用电压表与R2并联，电压表示数为U2，则下列说法正确的是(　　)
A．U1肯定为30 V B．U2肯定小于9.0 V
C．U1与U2之和肯定为12 V D．U1与U2之和小于12 V

图7 图8 图9 图10
5.在图8所示的串联电路中，通过电阻R1的电流I1满足关系式(　　)
A．I1＝ B．I1＝ C．I1＝ D．I1＝
6．如图9所示是两个电阻R1、R2的I－U图线，将两电阻R1、R2并联后的电阻为R，则电阻R的U－I图象在图中(　　)
A．区域Ⅰ B．区域Ⅱ C．区域Ⅲ D．不能确定
7．一同学将变阻器与一只6 V,6～8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上，当S闭合时，发觉灯泡发光．按图10所示的接法，当滑片P向右滑动时，灯泡将(　　)
A．变暗 B．变亮 C．亮度不变 D．可能烧坏灯泡
8.一量程为100 μA的电流表，内阻为100 Ω，现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是多少？假如用改装后的电压表测量某一电路，电压表示数如图11所示．此时的电压是多少？

9.图12为试验室常用的两个量程的电流表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为0.6 A；当使用O、B两接线柱时，量程为3 A．已知电流计的内阻Rg＝200 Ω，满偏电流Ig＝100 mA.求分流电阻R1和R2的阻值．