高中物理選修3-1串并聯(lián)電路、電壓表電流表的改裝

1、串并聯(lián)電路、電壓表、電流表【學(xué)習(xí)目標(biāo)】.掌握串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并能熟練地識別電路中元件之間的連接關(guān)系，能夠運(yùn)用串并聯(lián)的規(guī) 律理解計(jì)算電表的改裝,.識別電路中各元件的連接關(guān)系，畫出簡明的等效電路圖，以及電流表、電壓表、電容等對電路 的影響【要點(diǎn)梳理】 要點(diǎn)一.串聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì).基本特點(diǎn)（1）在串聯(lián)電路中，各處的電流相等，即（2）串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓之和，即U=U +U2+U3+-+Un.（3）串聯(lián)電路的等效總電阻為各電阻值之和，即 R =號 + R）+& + +R”.7，+的4Qu.性質(zhì)（1）串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系：各個電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即 5=5=%=.=%.

2、TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark6 o Current Document & 火3&或U. : U, : U. = R、： & : R.其中：K.+K.+ K. I一JU、=2U,R.+R.+R.%=U.R、+ & + &（2）串聯(lián)電路的方率分配關(guān)系：各個電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比，即2=生=良 =產(chǎn).K & 4或：P1 : Py = R1 : R）: &要點(diǎn)進(jìn)階：/1個相同的電阻R串聯(lián)后的總電阻R =nR.串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路電阻。串聯(lián)電路的每個電阻R都分擔(dān)了一部分電壓，串聯(lián)電路的這種作用叫作分壓作用，起分壓作用 的電阻叫作分壓電阻。

3、要點(diǎn)二.并聯(lián)電路的特點(diǎn)和性質(zhì)1.基本特點(diǎn)（1）并聯(lián)電路中各支路的電壓相等，即U=U1=U?=U3=3=U,（2）并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和，即/=/!+Z2+/3+ - +/n.（3）并聯(lián)電路的等效總電阻H與各支路的電阻鳥、心 &R“，的關(guān)系是:1卜.,41卜.,41111（1）并聯(lián)電路的電流分配關(guān)系：各支路電流跟它們的電阻成反比，即I國=您2=/3=1禺或：r r r 1 1 1J. : /. / =:.居&（2）并聯(lián)電路的功率分配關(guān)系：各支路電阻消耗的功率跟它們的電阻成反比，即利鵬&=哄P禺=8或:P P P 1*, 2 3 -苗瓦 R要點(diǎn)進(jìn)階:D個相等的電阻R并聯(lián)后的總電阻人尸:

4、.并聯(lián)電路的總電阻小于其中最小的電阻。兩個電阻并聯(lián)時的總電阻H =當(dāng)其中任一個增大或減小時，總電阻也隨之增大或減小。特別提醒：三個電阻并聯(lián)總電阻的計(jì)算公式是R_RR? +R2R3 +/?j/?3而不是R_ KRK,& + /?2 + .多個電阻并聯(lián)時，其中任一個電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小。在電路中多并聯(lián)一個電阻R,電流就多了一條通路，可以分去干路中的一部分電流, 并聯(lián)電阻的這種作用叫作分流作用，起分流作用的電阻叫作分流電阻。要點(diǎn)三、電路的簡化原則及方法（1）原則：無電流的支路除去；電勢相等的各點(diǎn)合并；理想導(dǎo)線任意長短：理想電流 表可認(rèn)為短路，理想電壓表可認(rèn)為斷路；電壓穩(wěn)定時電容器可

5、認(rèn)為斷路。（2）方法：電流分支法：先將各結(jié)點(diǎn)用字母標(biāo)上，判定各支路元件的電流方向（若無電流可假設(shè)在總電路兩 端加上電壓后判定），按電流流向，自左到右將各元件結(jié)點(diǎn)、分支逐一畫出，加工整理即可。以圖（加的等效電路為例：把V視為斷路，得圖（方）。設(shè)電勢A高于電勢8,可這樣選擇獨(dú)立支路, 電流從At & f E f R$ f B ,電流從A f 4 C f & 。f B （兩條獨(dú)立支路），得圖（c）, 再將號接在。、E間，將V接在A、。間，得圖（。等勢點(diǎn)排列法：標(biāo)出節(jié)點(diǎn)字母，判斷出各打點(diǎn)電勢的高低（電路無電壓時可先假設(shè)加上電壓）， 將各在點(diǎn)按電勢高低自左向右排列，再將各行點(diǎn)間的支路畫出，然后加工整理即

6、可。以圖中的等效電路為例。把A視為短路，得圖乙。設(shè)A的電勢高，8的電勢低，從A點(diǎn)開始，與A 點(diǎn)等勢的點(diǎn)沒有，由此向右到。點(diǎn)，E點(diǎn)與C點(diǎn)等勢可連在一起，如圖丙。再向右到0、F, B點(diǎn)與 D、歹點(diǎn)等勢也可以連在一起，最后的A串聯(lián)在C、E間，得等效電路為圖丁。.對理想的電流表，=0,在電路中視為短路，其讀數(shù)就是通過電流表的電流：對理想的電壓表，凡=8,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，其讀數(shù)就是流過這個電阻的電流： 電壓表視為一阻值較大的電阻，其逐數(shù)就是這個電阻兩端的電壓值。要點(diǎn)五電表的工作原理及景程擴(kuò)大1.靈敏電流計(jì)的構(gòu)造

7、、工作原理及參數(shù)（1）主要部分：永久磁鐵和可轉(zhuǎn)動的線圈。（2）工作原理：通電后，線圈在磁場力的作用下偏轉(zhuǎn)，帶動指針，指針的偏角與通過指針的電流 成正比。常用的電壓表由靈敏電流計(jì)改裝而成的，常用的靈敏電流計(jì)的主要部件是一塊磁鐵和一個可轉(zhuǎn)動的 線圈。線圈是由很細(xì)的導(dǎo)線繞成的，靈敏電流計(jì)測得就是通過線圈的電流。這個線圈的電阻叫就是靈 敏電流計(jì)的電阻，一般為幾百或幾千歐0線圈中能通過的最大電流。為靈敏電流計(jì)的滿偏電流。的值 Aft一般為幾十微安到幾毫安。PnPcPA D. PAPCPDPH【變式2】把凡=8。、& =2。兩個電阻串聯(lián)到電路中，要使兩個電阻消耗的電功率相同，下列方法中可行的是（）A.給與

8、并聯(lián)一個阻值為8/3。的電阻B.給與并聯(lián)一個阻值為8。的電阻C.給&串聯(lián)一個6。的電阻D.給&并聯(lián)一個6。的電阻【變式3如圖所示電路，4=10d R2=6Q,g=4。，& =3。，4 6兩點(diǎn)接入恒定電壓U=6V（1） 、之間接理想電流表時，其讀數(shù)為多少？（2）公之間接理想電壓表時，其讀數(shù)為多少？電表對電路的影響例4.兩個定值電阻凡、&串聯(lián)后接在輸出電壓U = 12 V的直流電源上，且大小不變。把一個內(nèi)阻不是遠(yuǎn)大于與、凡的電壓表接在與兩端（如圖所示），電壓表的示數(shù)為8V,如果把此電壓表改接在用兩端，則電壓表的示數(shù)將（）A.小于4 VB.等于4VC.大于4 V小于8 VD.等于或大于8 V舉一反三

9、：A.圖甲中的A1、B.圖甲中的A1、C.圖乙中的A.圖甲中的A1、B.圖甲中的A1、C.圖乙中的A：D .圖乙中的APA2的示數(shù)相同A）的指針偏角相同 A）的示數(shù)和偏角都不同 一A2的指針偏角相同電表擴(kuò)大量程例5.如圖為實(shí)驗(yàn)室常用的兩個量程的電流表的原理圖。當(dāng)使用0、A兩接線柱時，其量程為D.6A；當(dāng)使用。、8兩接線柱時，量程為 2A。已知電流”的內(nèi)電阻& =200。，滿偏電流/, =100mA ； A求分流電阻用和&的阻值舉一反三：【變式1】如圖所示，將一個改裝的電流表接入電路和標(biāo)準(zhǔn)表進(jìn)行校準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)待測表的讀數(shù)比標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)偏大一些，如表頭G的4是準(zhǔn)確的，出現(xiàn)的誤差可能是下述哪種原因引起的

10、（）A. 4的測量值比真實(shí)值偏大AB.人的測量值比真實(shí)值偏小 AJ RC,所并聯(lián)的Re比公式/?井=_L計(jì)算出的R并偏小IRD.所并聯(lián)的R汗比公式R并=UL計(jì)算出的R并偏大【變式2】一塊靈敏電流計(jì)，其電阻Rg = 1000Q,滿偏電流/g = 100MA,要把它改裝成量程是3V的電壓表應(yīng)該串聯(lián)多大的分壓電阻？! 乂 ；H-o tII【變式3】一塊靈敏電流出，其電阻=100。，滿偏電流人=100pA,要把它改裝成量程是1AftA的電流表應(yīng)該并聯(lián)多大的分流電阻？電表的改裝和校對例6.將滿偏電流人=300卜小，內(nèi)阻未知的的電流表G改裝成電壓表并進(jìn)行校對.的電阻.（3） 的電阻.（3） 圖.（1）利用

11、如圖所示的電路測量電流表G的內(nèi)阻（圖中的電源電動勢石=4V）；先閉合調(diào)行R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度；再閉合工，保持/?不變，調(diào)節(jié).R,使電流表指針偏轉(zhuǎn)到滿刻度的士，讀出 .3此時”的阻值為200。，則電流表內(nèi)阻的測量值4 =Q.（2）將該表改裝成量成為3V的電壓表，需（填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”）阻值為=Q把改裝好的電壓表與標(biāo)準(zhǔn)電壓表進(jìn)行校對，在圖中的虛線框中試畫出實(shí)驗(yàn)電路圖和實(shí)物連接舉一反三：【變式1】圖1是改裝并校準(zhǔn)電流表的電路圖，已知表頭痣的量程為4=600卬,內(nèi)阻為.,A3是標(biāo)準(zhǔn)電流表，要求改裝后的電流表量程為/=60mA。完成下列填空。（1）圖1中分流電阻的阻值應(yīng)為 o （用人、4和/表

12、示）（2）在電表改裝完成后的某次校準(zhǔn)測量中，遜表的示數(shù)如圖所示，由此讀出流過電流表色的電流為 mA.此時流過分流電阻的電流為 mA （保留一位小數(shù)）【變式2】如圖所示，凡和凡是兩個定值電阻，用的阻值很大，&的阻值很小，G是一個靈敏電流計(jì)，則下列判斷正確的是（）A.只閉合K-整個裝置相當(dāng)于伏特表B.只閉合K,整個裝置相當(dāng)于安培表一c. K和K?都斷開，整個裝置相當(dāng)于靈敏電流計(jì)D. &和&都閉合，整個裝置相當(dāng)于安培表例7.將一個量程為100mA內(nèi)阻為2g的靈敏電流表，按圖改裝成量程分別為3V和15V的電壓 表.那么電路中的電阻阻值與=Q, &=O 3V 15V舉一反三：【變式11四個完全相同的電流

13、計(jì)，其中兩個改裝為00.6A和03A的電流表，另外兩個改裝 為。3V和0 15V的電壓表，則正確說法是（）A.兩個電流表并聯(lián)接入電路后，其讀數(shù)之比為1:5,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1:1B.兩個電流表串聯(lián)接入電路后，其讀數(shù)之比為1:1,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為5:1C.兩個電壓表并聯(lián)接入電路后，其讀數(shù)之比為1:1,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為5:1D.兩個電壓表串聯(lián)接入電路后，其讀數(shù)之比為1:5,指針偏轉(zhuǎn)角度之比為1:1【變式2】有一電流表，量程為OHmA,內(nèi)阻/約為100。，要求測量其內(nèi)阻.可選用的器材有：電阻箱凡，最大阻值為99999.9。：滑動變阻器甲，最大阻值為IO g ；滑動變阻器乙，最大 阻值為2k。：

14、電源電動勢約為2V,內(nèi)阻不計(jì)：電源E2，電動勢約為6V,內(nèi)阻不計(jì)；開關(guān)2個, 導(dǎo)線若干.采用的測量電路圖如圖所示，實(shí)驗(yàn)步驟如下：。斷開開關(guān)5和工，將R調(diào)到最大：兒合上開關(guān)就， 調(diào)節(jié)R使?jié)M偏：c.合上開關(guān)邑，調(diào)節(jié)與使半偏，此時可以認(rèn)為 的內(nèi)阻4=用.試問:E（1）在上述可供選擇的器材中，可變電阻用應(yīng)該選擇：為了使測量盡量精確，可變電阻R 應(yīng)該選擇,電源E應(yīng)該選擇.（2）認(rèn)為電阻=%，此結(jié)果與乙的真實(shí)值相比 （填“偏大”“偏小”或“相等”）.6 BA伏安法測電阻例8.用圖中的器材測量一待測電阻&的阻值（電阻大約為900c7000。）：電源E,具有一定內(nèi)阻，電動勢約為9.0V：電壓表V1，量程為0S

15、.5V,內(nèi)阻4=75。：電壓表V2,量程為g5V,內(nèi)阻弓=2500。；滑動變阻器R,最大阻值為100。：單刀單擲開關(guān)S;導(dǎo)線若干。（1）測量中要求電壓表的讀數(shù)不小于其量程的！，試畫出測量電阻尺的一種實(shí)驗(yàn)電路原理圖（原3理圖中的元件要用題中相應(yīng)的英文字母標(biāo)注）。（2）根據(jù)你所畫的電路原理圖在實(shí)物圖上連線。（3）若電壓表Y的讀數(shù)為q ,電壓表丫2的讀數(shù)為U?,則由已知量和測得量表示&的公式為 TOC o 1-5 h z & =?！眷柟叹毩?xí)】 一、選擇題：.如圖所示是一個電路的一部分，其中R|=5Q, R2=l Q , R3=3Q, I1=0.2 A, I2=0.1 A,那么電流 表測得的電流為（）

16、A. 0.2A,方向向右B. 0.15A,方向向左C. 0.2A,方向向左 D. 0.3A,方向向右.關(guān)于電流表與電壓表，以下說法正確的是（）A.都是用電流表G與電阻并聯(lián)改裝而成的B,都是用電流表G與電阻串聯(lián)改裝而成的C.它們本身都有內(nèi)阻，只是電流表的一般很小，而電壓表內(nèi)阻一般很大D.電流表的內(nèi)阻肯定比用來改裝的電流表G的內(nèi)阻小，而電壓表的內(nèi)阻肯定比用來改裝的電流表 G的內(nèi)阻大.如圖所示的電路中，若ab為輸入端，AB為輸出端，并把滑動器的滑動觸片置于變阻器的中央, 則（）A.空載時輸出電壓。加=警.當(dāng)AB間接上負(fù)載R時，輸出電壓U八8AB間的負(fù)載R越大，越接近媼2AB間的負(fù)載R越小，U八8越接

17、近今.用兩個相同的小量程電流表，分別改裝成了兩個量程不同的大量程電流表Ai、Az,若把Ai、A2分別采用串聯(lián)或并聯(lián)的方式接入電路，如圖所示，則閉合開關(guān)后，下列有關(guān)電表的示數(shù)和電表指針偏轉(zhuǎn) 角度的說法正確的是（）()電池內(nèi)部的發(fā)熱功率越大 電池內(nèi)部的發(fā)熱功率越小 己接入電路的電燈會越亮D.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多,要使燈的亮度保持不變，()電池內(nèi)部的發(fā)熱功率越大 電池內(nèi)部的發(fā)熱功率越小 己接入電路的電燈會越亮D.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多,要使燈的亮度保持不變，變阻器Rp的滑片要向左移A.圖甲中的A1、A2的示數(shù)相同B.圖甲中的A1、A2的指針偏角相同C.圖乙中的A1、Az的示數(shù)和偏角都不同D.圖

18、乙中的A1、A?的指針偏角相同. 一個電壓表由表頭G與分壓電阻R串聯(lián)而成，如圖所示.若在使用中發(fā)現(xiàn)電壓表的讀數(shù)總是比 準(zhǔn)確值稍小一些。采用下列哪種措施可能加以改進(jìn)（）A.在R上串聯(lián)一個比R小得多的電阻B.在R上串聯(lián)一個比R大得多的電阻 C.在R上并聯(lián)一個比R小得多的電阻 D.在R上并聯(lián)一個比R大得多的電阻.如圖所示，用電池點(diǎn)亮幾個相同的小燈泡，以下說法正確的是A.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多, B.當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多, C,當(dāng)接入電路的電燈盞數(shù)越多,.如圖所示的電路中，0點(diǎn)接地，當(dāng)原來斷開的開關(guān)K閉合時，則下列說法正確的是（）B.電源C. A點(diǎn)B.電源C. A點(diǎn)D.B點(diǎn)路端電壓會增大 電勢會

19、升高 電勢會升高. 8. 一個電流計(jì)的滿偏電流為心內(nèi)電阻為此，要把它改裝成量程為的電流表，應(yīng)在電流計(jì) 上（）.A.串聯(lián)一個（加1）4的電阻B.串聯(lián)一個以一1的電阻4C.并聯(lián)一個（-1）/的電阻 D.并聯(lián)一個題一1的電阻二、填空題.實(shí)驗(yàn)室內(nèi)有一電壓表 ，量程為150 mV,內(nèi)阻約為150Q.現(xiàn)要將其改裝成量程為10 mA的 電流表，并進(jìn)行校準(zhǔn).為此，實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：干電池E （電動勢為1.5 V）,電阻箱R,滑動變阻 器R,電流表 （有01.5 mA、15 mA與。150 mA三個量程）及開關(guān)S.（1）對電表改裝時必須知道電壓表的內(nèi)阻.可用如圖所示的電路測量電壓表的內(nèi)阻.在既不損壞儀器又能使

20、精確度盡可能高的條件下，電路中的電流表應(yīng)選用導(dǎo)程是.若合上s,調(diào)行滑動變阻器后測得電壓表的讀數(shù)為150 mV,電流表 的讀數(shù)為1.05 mA電壓表的內(nèi)阻Rmv為 （取三位有效數(shù)字）.（2）在對改裝成的電流表進(jìn)行校準(zhǔn)時，把 作為標(biāo)準(zhǔn)電流表，畫出對改裝成的電流表進(jìn)行校準(zhǔn) 的電路原理圖（滑動變阻器作限流使用），圖中各元件要用題中給出的符號或字母標(biāo)注.圖中電阻箱的 取值是0 （取三位有效數(shù)字），電流表 應(yīng)選用的量程是_0_.10.從下表中選出適當(dāng)?shù)膶?shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)一電路來測量電流表A的內(nèi)阻要求方法簡捷，有盡可 能高的測量精度，并能測得多組數(shù)據(jù).器材（代號）規(guī)格電流表（Ai） 電流表（A2） 電壓表（Vi） 電阻（Ri） 滑動變阻器（R2） 電池（E） 開關(guān)（S） 導(dǎo)線若干量程10mA,內(nèi)阻口待測（約40。） 量程500觥,內(nèi)阻12=750。量程10V,內(nèi)阻口 =10kQ 阻值約100。，作保護(hù)電阻用 總阻值約50。電動勢1.5 V,內(nèi)阻很小（不計(jì)）（1）畫出電路圖，標(biāo)明所用器材的代號.（2）若選測量數(shù)據(jù)中的一