山東科技版物理選修3-1第三章 恒定電流 第4節(jié)串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流（學(xué)案）

1、.年 級高二學(xué) 科物理版 本魯教版內(nèi)容標(biāo)題串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容： 串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流根底知識 1. 串聯(lián)電路的根本特點(diǎn)和性質(zhì) 1根本特點(diǎn) 在串聯(lián)電路中，各處的電流相等，即I=I1=I2=In。 串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓之和，即U=U1+U2+Un。 2性質(zhì) 串聯(lián)電路的等效總電阻為各電阻值R1、R2、Rn之和，即R=R1+R2+Rn。 串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系是：各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即。 串聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是：各個電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比，即。 2. 并聯(lián)電路的根本特點(diǎn)和性質(zhì) 1根本特點(diǎn) 并聯(lián)電路中各支路的電壓相等，即U=U1=U2=U

2、n。 并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和，即I=I1+I2+In。 2性質(zhì) 并聯(lián)電路的等效總電阻R與各支路的電阻R1、R2、Rn的關(guān)系是： 并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系是：。 并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系是：。 3. 電表的改裝 1電流計“表頭的參數(shù)有：Ig、Ug、Rg，其中Ig叫滿偏電流，Ug叫滿偏電壓，它們間的關(guān)系為：Ug=IgRg。2小量程的電流表改裝成電壓表需要串聯(lián)一個阻值較大的電阻。如下圖，假如Ig、Rg、R，那么改裝后的電壓表量程為U=IgR+Rg。 3小量程的電流表改裝成大量程的電流表需要并聯(lián)一個阻值較小的電阻，如下圖，假如Ig、Rg、R，那么改裝后的電流表的量程為。假如用改裝后的電流表來測

3、量某電路中的電流I，此時這只改裝后的電流表的讀數(shù)應(yīng)該是流經(jīng)AC或BD中的電流，但流過“表頭的電流實(shí)際上是流經(jīng)CD中的電流。方法點(diǎn)撥 1. 解答混聯(lián)電路問題的指導(dǎo)思想 1混聯(lián)電路，大都可以簡化為串聯(lián)電路或并聯(lián)電路。 2要充分利用“等效思想。 例1. 如下圖，R1=4，R2=R3=2，R4=4，R5=6，求AB間的等效電阻。 解析：R2，R3串聯(lián)，假如等效為一個電阻R23，那么R23=R2+R3=4，此時電路如圖a所示。 R23與R4并聯(lián)，設(shè)它們的等效電阻為R234，那么： 此時電路如圖b所示，R1與R234串聯(lián) 設(shè)它們的等效電阻為R0，那么R0=R1+R234=6，此時電路如下圖。 R5與R0并

4、聯(lián)，它們的等效電阻就是AB間的等電阻值，那么： 3在混聯(lián)電路中，假如其余電阻值不變，當(dāng)一個電阻變大時總電阻值增大反之亦然，例如在圖中，假如R1，R2，R3，R4都不變，R5減小，那么AB間的總電阻值減小，這一點(diǎn)在動態(tài)電路的分析中常用。 4在任何電路中，整個電路上消耗的總電功率等于各用電器消耗的功率之和根據(jù)能量守恒定律，即 例2. 電阻R1和R2分別標(biāo)有規(guī)格“100，4W和“12.5，8W，將它們串聯(lián)起來之后，能承受的最大電壓是 A. 30VB. 90VC. 22.5VD. 25V 正解：R1、R2的額定電流分別為 由于R1中允許通過的最大電流也就是串聯(lián)電路中允許通過的最大電流，所以 Um=I1

5、R1+R2=0.2×100+12.5V=22.5V 應(yīng)選C。例3. 如下圖，燈泡L1、L2上標(biāo)有“110V，100W字樣，燈泡L3、L4上標(biāo)有“110V，60W字樣，今把它們接入電路中，燈泡最亮的是_，最暗的是_。 解析：由知，燈泡電阻R3=R4>R1=R2，根據(jù)串聯(lián)電路的性質(zhì)知P4>P1，L4的實(shí)際功率比L1的實(shí)際功率大，L4比L1亮。根據(jù)并聯(lián)電路的性質(zhì)，P2R2=P3R3=U232知，P2>P3，L2的實(shí)際功率比L3的實(shí)際功率大，L2比L3亮。 由圖中可以看出流過L1的電流一定大于流過L2的電流，由P=I2R知P1>P2，即L1比L2亮。由以上分析知：P4

6、>P1>P2>P3，所以最亮的燈泡是L4，最暗的是L3。 答案：L4、L3 例4. 額定電壓都是110V，額定功率PA=100W，PB=40W的電燈兩盞，假設(shè)接在電壓是220V的電路上，使兩盞電燈均能正常發(fā)光，且電路中消耗功率最小的電路是以下圖中的哪一個 解析：判斷燈泡能否正常發(fā)光，就要判斷電壓是否是額定電壓，或電流是否是額定電流。 由和條件可知，RA<RB。 對于A電路，由于RA<RB，所以UB>110V，B燈被燒毀，兩燈不能正常發(fā)光。 對于B電路，由于RB>RA，A燈又并聯(lián)變阻器，并聯(lián)電阻更小于RB，所以UB>U并，B燈燒毀。 對于C電路，B

7、燈與變阻器并聯(lián)，電阻可能等于RA，所以可能UA=UB=110V，兩燈可以正常發(fā)光。 對于D電路，假設(shè)變阻器的有效電阻等于A、B的并聯(lián)電阻，那么UA=UB=110V，兩燈可以正常發(fā)光。 比較C、D兩個電路，由于C電路中變阻器功率為IAIB×110，而D電路中變阻器功率為IA+IB×110，所以C電路消耗電功率最小。 答案：C 2. 電流表和電壓表的使用 1接入方式 電壓表測電壓時應(yīng)與被測電路并聯(lián)，應(yīng)注意“+接線柱接電勢的高端；電流表測電流時應(yīng)與被測電路串聯(lián)，應(yīng)注意電流從“+接線柱流進(jìn)電流表。 2內(nèi)阻對電路的影響 對理想的電流表，RA=0，在電路中視為短路，其讀數(shù)就是通過電流表

8、的電流；對理想的電壓表，RV=在電路中視為開路，其讀數(shù)就是接線柱兩端的電勢差電壓。 當(dāng)內(nèi)阻的影響不能忽略時，電流表視為一阻值較小的電阻器，其讀數(shù)就是流過這個電阻器的電流；電壓表視為一阻值較大的電阻器，其讀數(shù)就是這個電阻器兩端的電壓值。 3量程的選取方法 在保證不超量程的前提下，指針偏轉(zhuǎn)角度越大，讀數(shù)相對誤差越小。 4讀數(shù) 首先看量程，再根據(jù)表盤格數(shù)換算出最小分度值。如量程為0.6A的電流表，表盤格數(shù)為30，最小分度值就是0.6/30=0.02A；量程為15V的電壓表，表盤格數(shù)為30，最小分度值就是15/30=0.5V。 是否估讀：在實(shí)驗(yàn)中，測量儀器的讀數(shù)規(guī)那么為：測量誤差出如今哪一位，讀數(shù)就應(yīng)

9、讀到哪一位，在中學(xué)階段一般可根據(jù)測量儀器的最小分度值來確定誤差出現(xiàn)的位數(shù)，詳細(xì)地說就是最小分度是“1的儀器，讀數(shù)時應(yīng)估讀到下一位。如：最小分度是1mm的刻度尺，讀出的數(shù)以mm為單位，小數(shù)點(diǎn)后應(yīng)有1位數(shù)例如：28.3mm；最小分度是0.1A的電流表，讀出的數(shù)以A為單位，小數(shù)點(diǎn)后應(yīng)有2位數(shù)例如：0.36A。最小分度不是“1的儀器，讀數(shù)時就讀到該位數(shù)。如：最小分度是0.02A的電流表，讀出的數(shù)以A為單位，小數(shù)點(diǎn)后就是2位數(shù)例如：0.49A；最小分度是0.5V的電壓表，讀出的數(shù)以V為單位，小數(shù)點(diǎn)后就是1位數(shù)例如：7.5V。疑難辨析 1. 對電壓表和電流表的讀數(shù)的理解 電壓表的測量值是新改裝后的電壓表內(nèi)

10、阻Rg與R串兩端的電壓之和，電流表的測量值是新改裝后的電流表Rg與R并流過的電流之和。 2. 電壓表、電流表因使用不當(dāng)而造成的結(jié)果 1電壓表、電流表當(dāng)所測電壓或電流超過量程時極易損壞電表。 2假如錯誤地將電壓表串聯(lián)在電路中，將使原電路的電阻大大增加，幾乎可使電流減小到零，無法測量待測電路的電壓。 3假如錯誤地將電流表并聯(lián)在待測電路的兩端，由于電流表內(nèi)阻很小，將使電路的電阻大大減小，且大部分電流會通過電流表，極易損壞電流表。 3. 用電壓、電流表測量對電路的影響 測電壓時，電壓表由于并聯(lián)在電路中，使整個電路的電阻減小，電壓表量程越大，內(nèi)阻越大，測量時對電路的影響越??；測電流時，電流表由于串聯(lián)在電路中，使整個電路的電阻增大，電流表量程越大，內(nèi)阻越小，測量時對電路的影響越小，但是量程太大，表針擺角小會使讀數(shù)時誤差增大，所以使用時應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牧砍?，既要確保所測電壓、電流的最大值不超出儀表的量程，又要使測量時表的指針偏轉(zhuǎn)角度較大。 例5.