串联电路和并联电路

编辑: 逍遥路 关键词: 高二 来源: 高中学习网


第四节 串联电路和并联电路 导学案
学习目标
知识与技能
1、了解串联和并联电路的连接方式,掌握串并联电路的电流和电压特点。
2、掌握电组的串并联的计算。
3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。
4、了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值。
过程与方法
知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算,培养应用所学物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观
通过本节的教学活动,要培养应用意识关心实际问题,有志于把所学物理知识应用到实际中去。
学习重点
熟练掌握串并联电路 的特点;电组的串并联的计算。
学习难点
表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理,并会计算分压电阻和分流电阻。
自主学 习
1.把几个导体依次 相连,接入电路,这样的连接方式叫做 。
2.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 。
3.电流特点:串联电路各处的电流 ;并联电路总电流等于各支路电流 。
4.电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之 ;并联电路各部分电压与各支路电压 。
5.电流表:已知电流表的内阻为Rg,满偏电流为Ig,则满偏电压Ug= 。
同步导学
1.串联电路:把导体依次首尾相连,就组成串联电路。如图

(1)串联电路中各处的电流处处相等
(2)串联电路的总电压 等于各部分电路两端电压之和
(3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和
(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它 们的阻值成正比
2. 并联电路:把几个导体并列地连接起,就组成并联电路。如图

(1)并联电路各支路两端的电压相等

(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和

(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和

(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比

例1 有三个电阻,其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压,问:在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少??
解 析: 设电电压为U.?
根据I= ∝ ,当三个电阻串联时,电阻最大,且最大值为Rmax=R1+R2+R3=60 Ω,当三个电阻并联时,电阻最小,且最小值为Rmin= Ω= Ω.所以,最大电流与最小电流之比为
3.电压表和电流表
(1)表头:表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律,与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出的。它有三个特征量:电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug,它们之间的关系是Ug=IgRg
(2)电流表G改装成电压表?
电流表G(表头)满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug.如图所示即为电压表的原理图,其中Rx为分压电阻,由串联电路特点得:?

,?
Rx= =(n-1)Rg? (n为量程扩大倍数, )?
改装后的总内阻RV=Rg+Rx=nRg?
(3)电流表G改装成大量程电流表?
如图所示即为电流表的原理图,其中Rx为分 流电阻.由并联电路特点得:?
Rx(I-Ig)=IgRg,Rx= (n为量程扩大倍数, )?
改装后的总内阻RA=
例2 一电压表由电流表G与电阻R串联而成,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,可以加以改正的措施是( )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻?
B.在R上串联一个比R大得多的电阻?
C.在R上并联一个比R小得多的电阻?
D.在R上并联一个比R大得多的电阻?
解析:电流表G上允许加的最大电压Ug=IgRg,若要制成最大量程为Ug的n倍即nUg的电压表,则应串联一个分压电阻R,且 ,即R=(n-1)Rg.若电压表读数比准确值稍小一些,说明通过电流表的电流值稍小一些,也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些,所以应稍减小R的阻值.为了达到此目的,不可能再串联一个电阻,那样会使总阻值更大,也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻,那样会使并联后的 总电阻比R小得多.如果在R上并联一个比R大得多的电阻,则并联后的总电阻稍小于R,所以应选D.
4. 伏安法测电阻?
伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律(R= ).测量电路可有电流表外接或内接两种接法,如图甲、乙两种接法都有误差,测量值与真实值的关系为?

甲图中 R外= <Rx? 乙图中 R内= =Rx+RA>Rx?
为减小测量误差,可先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较,若Rx《RV时,宜采用电流表外接法(甲图);若Rx》RA时,宜采用电流表内接法(乙图).?
5.滑动变阻器的连接
例3 用最大阻值为28 Ω的滑动变阻器控制一只“6V,3W”灯泡的发光程度,分别把它们连成限流和分压电路接在9V的恒定电压上,求两种电路中灯泡的电流、电压调节范围.
解析:灯泡的额定电流为:?I0= A=0.5 A?
灯泡的电阻R0= Ω=12 Ω?
(1)连成限流电路有:(如图所示)?
Imin= A=0.225 A?
Imax=I0=0.5 A (例3)

Umin=IminR0=0.225×12 V=2.7 V?
Umax=6 V?
故电流调节范围为0.225 A~0.5 A,电压调节范围为2.7 V~6 V.?
(2)连成分压电路:(如图所示)?
Imin=0 A,Imax=0.5 A?
Umin=0 V,Umax=U0=6 V?
故电流调节范围为0 A~0.5 A,电压调节范围为0 V~6 V.?
当堂达标
1.两个完全相同的电流表G,分别改装成0~0.6A和0~3A的电流表。则下列说法中正确的是( )
 A.两个电流表串联接入电路后,它们的读数之比是1:1
 B.两个电流表串联接入电路后,它们的指针偏转的角度是5:1
 C.两个电流表并联接入电路后,它们的读数之比是1:5
 D.两个电流表并联接入电路后,它们的指针偏转的角度是1:1
2.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电上,有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,如图.电压表的示 数为8V,如果他把此电压表改接在R2两端,则电压表的示数将( )
A.小于4V
B.等于4V
C.大于4V小于8V
D.等于或大于8V
3.在图中,A. B两图分别为测灯泡电阻 R的电路图,下述说法正确的是 ( )

A.A图的接法叫电流表外接法,B图的接法叫电流表的内接法
B.A中R测 <R真,B中R测>R真
C.A中误差由电压表分流引起,为了减小误差,就使R<<Rv,故此法测较小电阻好
D.B中误差由电流表分压引起,为了减小误差,应使R>>RA,故此法测较小大电阻好
4.在图所示的电路中。U=12V,若电压表的示数也是12V,这说明可能 [ ]
  A.灯泡L开路
  B.电阻R1、R2中有开路发生
  C.电阻R1、R2中有短路发生
  D.灯泡L和电阻R1都发生了开路
5.如图所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A、B为分压器的输出端,R是负载电阻,电电压为U保持恒定,滑动片P位于变阻器的中央,下列判断正确的是 [ ]
  A.空载(不接R)时,输出电压为U/2
  B.接上负载 R时,输出电压< U/2
  C.负载电阻R的阻值越大,输出电压越低
 D.接上负载R后,要使输出电压为U/2,滑动片P须向上移动至某一位置。
6.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。通电后经R1¬、R2和R3的电流之比I1:I2:I3= ,R1、R2和R3两端的电压之比U1:U:U3= 。
7、一电流表G,允许通过的最大电流(满刻度电流)为Ig=50μA,表头电阻Rg=1kΩ,若改装成量程为Im=1mA的电流表,应并联的电 阻阻值为 Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表,应再串联一个阻值为 Ω的电阻。
8、 如图所示是一个双量程电压表,表头是一个内阻Rg=500Ω,满刻度电流为Ig=1A的毫安表,现接成量程分别为10V和100V的两个量程,则所串联的电阻R1=______Ω,R2=______Ω。

9、 图中U=10V,R1=4Ω,R2=6Ω,C=30μF.
(1)闭合开关S,求稳定后通过R1的电流及此时电容器所带电荷量。
(2)然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量.

探究:
  家庭电路的电器连接方式是串联还是并联,若增加电器个数总电功率怎么变化?

学后 反思:


你对导学案的意见:


后作业:
 问题与练习3、4、5




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