2020年高中物理(人教选修3-1)配套学案:第2章--学案4-串联电路和并联电路.docx
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1、学案4串联电路和并联电路学习目标定位 1.把握串、并联电路的电流和电压的特点.2.把握电阻串、并联的计算.3.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理,并会进行有关计算一、串、并联电路1串联和并联(1)串联把几个导体依次首尾相连,接入电路,这样的连接方式叫做串联(2)并联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并联2串联电路和并联电路的电流(1)串联电路各处的电流相等,即II1I2I3In.(2)并联电路的总电流等于各支路电流之和,即II1I2I3In.3串联电路和并联电路的电压(1)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,即UU1U2
2、U3Un.(2)并联电路的总电压与各支路电压相等,即UU1U2U3Un.4串联电路和并联电路的电阻(1)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,即RR1R2R3Rn.(2)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即.二、电压表和电流表1小量程电流表G(表头)的三个参数(1)电流表的内阻:电流表G的电阻Rg叫做电流表的内阻(2)满偏电流:指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流(3)满偏电压:电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压Ug叫做满偏电压2改装原理(1)电压表:给表头串联一个电阻(2)电流表:给表头并联一个电阻一、对串联电路的理解问题设计每年春节期间,大街小巷的树上都挂满了装饰
3、用的串串小彩灯,当夜幕降落的时候,火树银花,格外好看这些小彩灯的额定电压一般只有几伏,但大多数都使用了220 V的家用照明电路(1)这些小彩灯是怎么连接的?(2)若每个小彩灯的电阻为R,则n个这样的彩灯连接后的总电阻为多大?答案(1)多个小彩灯串联后一起接在电源上,使每一个小彩灯分得的电压之和等于220 V.(2)nR要点提炼1串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻2几个相同电阻R串联时其总电阻为R总nR,两个相同电阻串联时,总电阻是分电阻的二倍3当一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻4串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比,即 I.二、对并联电路的理解问题设计三个电阻R1、
4、R2、R3并联的电路如图1所示图1(1)每个电阻两端的电压有什么关系?(2)总电流I与各个电阻中电流有什么关系?(3)设总电阻为R,试证明:.答案(1)每个电阻两端的电压相等(2)II1I2I3(3) 依据欧姆定律I得:R1,R2,R3,而R.依据并联电路的电流、电压特点可知:UU1U2U3、II1I2I3,所以R,等式两边取倒数得:,即.要点提炼1并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻,且小于其中最小的电阻当一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻2几个相同电阻R并联时其总电阻为R总,两个相同电阻并联时,总电阻是分电阻的一半3多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大,总电阻也随之增大
5、以两电阻R1、R2为例加以说明串联时RR1R2,并联时R.可见,当R1或R2增大时,R都随之增大4并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1I2R2InRnU.延长思考试证明:n个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的n分之一答案n个相同的电阻并联时,设每个电阻为R,有:,所以R总,即:n个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的n分之一三、电压表和电流表的改装问题设计试验室有一表头G,满偏电流为5 mA,电阻为100 ,现在欲用它作为电压表测量5 V的电压,能直接测量吗?若不能,应如何测量?答案不能直接测量由于表头的满偏电压UgIgRg0.5 V,小于要测量的电压,应给表头串联一分压
6、电阻要点提炼电流表、电压表的改装分析见下表项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算UIg(RRg) RRgIgRg(IIg)RRRg电表的总内阻RVRgRRA使用并联在被测电路中,“”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中,电流从“”接线柱流入一、串联电路例1一盏弧光灯的额定电压是40 V,正常工作时的电流是5 A,如何把它接入电压恒为220 V的照明线路上,使它正常工作?解析设给弧光灯串联一个电阻R2,串联电阻上支配到的电压为U2,依据串联电路电压的特点得,即所以R2 36 .答案串联一个电阻,阻值为36 二、并联电路例2
7、如图2所示的电路中,R12 ,R23 ,R34 .图2(1)电路的总电阻是多少?(2)若流过电阻R1的电流I13 A,则通过R2、R3的电流分别为多少?干路电流为多少?解析(1)依据并联电路的特点电路中所以R总 (2)由于I1R1I2R2I3R3所以I22 AI31.5 A干路电流II1I2I3(321.5) A6.5 A.答案(1) (2)2 A1.5 A6.5 A三、电压表和电流表的改装例3有一电流表G,内阻Rg10 ,满偏电流Ig3 mA.(1)要把它改装成量程为03 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?(2)要把它改装成量程为00.6 A的电流表,需要并联一个多
8、大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?解析(1)由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.03 V改装成量程为03 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R1的分压URUUg2.97 V所以分压电阻阻值R1 990 改装后电压表的内阻RVRgR11 000 .(2)改装成量程为00.6 A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R2的分流IRIIg0.597 A所以分流电阻R20.05 改装后电流表的内阻RA0.05 答案见解析1(并联电路的特点)下列说法中正确的是()A一个电阻和一根无电阻的抱负导线并联,总电阻为零B并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电
9、阻也增大D并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻确定减小答案ABC解析由并联电路的特点知:并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小且任一支路电阻增大时(其他支路不变),总电阻也增大,所以A、B、C对,D错2(串联电路的应用)电阻R1、R2、R3串联在电路中已知R110 、R35 ,R1两端的电压为6 V,R2两端的电压为12 V,则()A电路中的电流为0.6 AB电阻R2的阻值为20 C三只电阻两端的总电压为21 VD电阻R3两端的电压为4 V答案ABC解析电路中电流I A0.6 A,A对;R2阻值为R2 20 ,B对;三只电阻两端的总电压UI(R1R2R3)21 V
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