2017-2018学年高中物理 第二章 直流电路 第3讲 电阻的串联、并联及其应用学案 教科版选修3-1.doc

第3讲 电阻的串联、并联及其应用目标定位1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点.2.掌握电阻串、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、电阻的串联与并联1电阻的串联：把各个电阻依次首尾连接起来2电阻的并联：把各个电阻并列地连接在一起3串联电路和并联电路的特点串联电路并联电路电流关系II1I2I3InII1I2I3In电压关系UU1U2U3UnUU1U2U3Un电阻关系RR1R2R3Rn电路中的作用各电阻分压I各电阻分流I1R1I2R2InRnI总R总U推论1.总电阻大于其中任一部分电路的电阻.2.当一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大(填“大”或“小”)电阻.3.n个相同电阻R串联时其总电阻为R总nR.1.总电阻小于其中任一支路的电阻.2.一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小(填“大”或“小”)电阻.3.n个相同电阻R并联时其总电阻为R总.无论串联电阻，还是并联电阻，任一电阻增大，总电阻也随之增大(填“增大”或“减小”).例1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解析电路中的电流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，C对；电阻R3两端的电压U3IR30.65 V3 V，D错答案ABC(1)分析串联电路要抓住电流不变的特点(2)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻；当一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻(3)串联电路中任一电阻增大，总电阻增大例2如图1所示的电路中，R12 ，R23 ，R34 .图1(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)根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(1)分析并联电路要抓住电压不变的特点(2)并联电阻小于任一个分电阻；一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻(3)并联电路任一电阻增大时，总电阻也随之增大二、电压表和电流表的改装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.(2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig.(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.由欧姆定律可知UgIgRg2电压表、电流表的改装及其特点项目小量程电流表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“”接线柱流入深度思考由相同的表头改装成两个量程不同的电流表，读数越大的电流表表示流过表头的电流越大吗？什么可以表示流过表头的电流大小？答案不是指针偏转角度越大表示流过表头的电流越大例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R的分压URUUg2.97 V所以分压电阻R 990 改装后电压表的内阻RVRgR1 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R的分流IRIIg0.597 A所以分流电阻R0.05 改装后电流表的内阻RA0.05 答案见解析关于电表的改装，要分清改装成电压表时需串联电阻，改装成电流表时需并联电阻，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决(1)先明确小量程电流表G的两个参数：Ig、Rg，并算出满偏电压UgIgRg.(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻来分压，如图2所示，其阻值RRg.图2改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻来分流，如图3所示，其阻值RRg.图31(串、并联电路的有关计算)电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为12，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为()A12 B21 C14 D41答案B图42(串、并联电路的有关计算)如图4所示，R14 ，R29 ，R318 .通电后经R1、R2和R3的电流之比I1I2I3_，R1、R2和R3两端的电压之比U1U2U3_答案321233图53(电表的改装)一量程为100 A的电流表，内阻为100 ，表盘刻度均匀，现串联一个9 900 的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为_ V用它来测量电压时，表盘指针位置如图5所示，此时电压表的读数大小为_ V.答案10.8解析4(电表的改装)(多选)把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是()A改装原理为并联电阻能增大通过G的电流B改装成电流表后，表头G本身允许通过的最大电流并不改变C改装后，表头G自身的电阻减小了D改装后使用时，表头G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了答案BD解析把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各参量都不变，故B、D对，A、C错题组一串、并联电路的特点及有关计算1(多选)下列说法中正确的是()A一个电阻和一根理想导线并联，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)，则总电阻一定减小答案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，且任一支路的电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A、B、C对，D错2将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻()A很接近R1且略大于R1 B很接近R1且略小于R1C很接近R2且略大于R2 D很接近R2且略小于R2答案A3已知通过三个并联支路的电流之比I1I2I3123，则三个并联支路的电阻之比R1R2R3为()A632 B236C123 D231答案A解析三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律I得，电流I与电阻R成反比电流之比I1I2I3123，则电阻之比R1R2R3632，故选A.4(多选)如图1所示，图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则()图1AR1和R2串联后的总电阻的IU图线应在区域BR1和R2串联后的总电阻的IU图线应在区域CR1和R2并联后的总电阻的IU图线应在区域DR1和R2并联后的总电阻的IU图线应在区域答案BC5如图2所示，变阻器的总电阻为R，连线电阻不计，当它的滑片P从左端向右端移动时，A、B间的电阻变化情况是()图2A减小B增大C先减小后增大D先增大后减小答案D解析当滑片在最左端或者最右端时，A、B两点间的电阻均为0，当滑片在中间时，A、B间的电阻最大故选D.6(多选)一个T形电路如图3所示，电路中的电阻R110 ，R2120 ，R340 .另有一电压为100 V的测试电源，则()图3A当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40 B当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40 C当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80 VD当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80 V答案AC解析当c、d端短路时，等效电路如图甲所示，R123R140 ，同理可知当a、b端短路时，R213R2128 ，选项A正确，选项B错误当a、b两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得I A2 A，所以UcdIR380 V当c、d两端接通测试电源时，等效电路如图丙所示，根据欧姆定律得I A A，所以UabIR325 V，选项C正确，选项D错误题组二改装电表的原理7电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲把此电流表改装成量程为1 V的电压表，正确的方法是()A应串联一个0.1 的电阻B应并联一个0.1 的电阻C应串联一个1 800 的电阻D应并联一个1 800 的电阻答案C解析电流表改装成电压表，应串联电阻电阻两端的电压UUUg1 V200500106 V0.9 V，串联的电阻阻值为R1 800 .8(多选)如图4所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(03 A)和电流表A2(00.6 A)，把这两个电流表并联接入电路中测量电流则下列说法中正确的是()图4AA1的指针半偏时，A2的指针也半偏BA1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏CA1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 ADA1的读数为1 A时，干路中的电流为1.2 A答案AD解析电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两表头也并联，流过两表头的电流相等，A1的指针半偏时，A2的指针也半偏A正确，B错误；两电流表的内阻之比为15，则电流之比为51.A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，干路中的电流为1.2 AC错误，D正确故选A、D.9一个电流表由小量程的电流表G与电阻R并联而成若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是()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大得多的电阻答案A解析电流表读数比准确值稍小些，是由于并联的电阻R阻值偏小，而使流经小量程的电流表的电流偏小，所以应该给电阻R串联一个阻值比R小的多的电阻，从而使通过G的电流变大10.如图5所示，其中电流表A的量程为0.6 A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02 A；R1的阻值等于电流表内阻的；R2的阻值等于电流表内阻的2倍若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()图5A将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 AB将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 AC将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 AD将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A答案C解析当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1，可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为流过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06 A，所以A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06 A，C正确，D错误题组三综合应用11如图6所示为一双量程电压表的示意图已知电流表G的量程为0100 A，内阻为600 ，则图中串联的分压电阻R1和R2分别为多大？图6答案4.94104 1.0105 解析图712在如图7所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg100 ，满偏电流Ig1 mA，R1900 ，R2 .(1)当S1和S2均断开时，改装成的表是什么表？量程为多大？(2)当S1和S2均闭合时，改装成的表是什么表？量程为多大？答案(1)电压表1 V(2)电流表1 A解析(1)S1和S2均断开时，电阻R1与小量程电流表G串联，可组成较大量程的电压表，电压表的内阻RVRgR11 000 .所以电压表两端的电压最高为：UIgRV0.0011 000 V1 V.即改装成的电压表的量程为1 V.(2)S1和S2均闭合时，电阻R1被短路，电阻R2与小量程电流表G并联，组成较大量程的电流表当小量程电流表G满偏时，通过R2的电流为：IR2 A0.999 A故改装成的电流表的量程为IIR2Ig0.999 A0.001 A1 A.