1、第二章 直流电路第3节 电阻的串联、并联及其应用第二章 直流电路1.知道串、并联电路的电流关系和电压关系(重点)2.知道并能推导串、并联电路的电阻关系3了解电表的改装原理 4.了解限流电路和分压电路的原理，掌握伏安法测电阻的两种电路(重点和难点)一、电阻的串联与并联二、电压表和电流表的改装1表头的三个主要参数(1)内阻 Rg：小量程电流表 G 的电阻(2)满偏电流 Ig：小量程电流表 G 指针偏转到_时的电流(3)满偏电压 Ug：小量程电流表 G 通过满偏电流时，加在它两端的电压由欧姆定律可知：UgIgRg.最大刻度2改装电路1表头改装成电流表后，表头的电流参数、电压参数是否发生了变化？提示：
2、没有变化，表头满偏电流和通过分流电阻的电流之和为改装电流表的量程三、限流电路和分压电路1限流电路：如图甲所示，限流电路中，器件 D(电阻为 R)两端电压的变化范围是_RURR0U2分压电路：如图乙所示，分压电路中，器件 D(电阻为 R)两端电压的变化范围是_0U四、伏安法测电阻的两种电路1待测电阻较小时，通常采用_方法2待测电阻较大时，通常采用_方法电流表外接电流表内接2在第一节“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中，滑动变阻器和电流表各采取的什么接法？提示：滑动变阻器是分压接法，电流表是外接法 串并联电路的应用1关于电阻的几个常用推论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻(2)并联电路
3、的总电阻小于其中任一支路的电阻(3)几个相同的电阻 R 并联，其总电阻为 R 总Rn.(4)多个电阻并联时，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小可用两个电阻 R1 与 R2 的并联加以说明，RR1R2R1R2 R21R2R1 R11R1R2，可见，当 R1 或 R2 增大或减小时，R也随之增大或减小(5)当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻更接近于小电阻(6)若并联的支路增多时，总电阻将减小2一般电路简化时原则(1)无电流的支路可以去除；(2)等电势的各点可以合并；(3)理想导线可以任意长短；(4)理想电压表可认为断路；(5)理想电流表可认为短路；(6)电压稳定时电容器可认
4、为断路 对复杂直流电路的分析和计算时，一定要先画等效电路图，然后再根据欧姆定律，串、并联电路的特点进行解答 如图所示的两个串联电阻 R112 k，R236 k，A、B 两端的电压保持 15 V 不变，那么(1)R1、R2 两端的电压分别是多少？(2)如果电压表 V 的内阻是 12 k，当 S 分别与 C、D 接触时电压表的读数分别是多少？审题突破 求解本题应把握以下两点：(1)利用串联电路的电压和电阻成正比，求电阻上的电压或电压表的示数(2)对非理想电压表应视为电路中的电阻处理解析(1)根据串联电路的电压特点知 UR，所以U1R1R1R2U12123615 V3.75 VU2R2R1R2U36
5、123615 V11.25 V.(2)当 S 与 C 接触时，电压表与 R1 并联，测并联支路电压，并联电阻 R 并 R1RVR1RV 12121212 k6 kU 并R并R并R2U663615 V157 V同理，当 S 与 D 接触时 R 并 R2RVR2RV 36123612 k9 kU 并R 并R 并R1U991215 V457 V.答案(1)3.75 V 11.25 V(2)157 V 457 V在串并联电路的有关计算中，首先要明确各电阻的串并联关系，然后再结合串并联电路的特点及电流、电压分配规律和欧姆定律列式计算 1.(多选)如图所示，R16，R23，R34，接入电路后，关于这三个电
6、阻的判断正确的是()A电流之比是 I1I2I3436B电压之比是 U1U2U3112C功率之比是 P1P2P3126D功率之比是 P1P2P3634解析：选 BC.由于 R1、R2 并联后与 R3 串联，故 U1U2，I1I2I3，R1、R2 并联后阻值 R12 R1R2R1R2 6363 2.则U1U3R12R3 2412，即 U1U2U3112，B 正确；电流之比 I1I2I3U1R1U2R2U3R3161324123，A 错误；功率之比P1P2P3U1I1U2I2U3I3126，C 正确，D 错误.电压表和电流表的改装电压表、电流表的改装分析项目小量程电流表 G 改装成大量程电压表 V小
7、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)RUIgRgIgRg(IIg)R R IgIIgRg电表的总内阻RVRgRRA RRgRRg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 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
8、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 RURIg 2.970.003 990 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 RUgIR0.05 改装后电流表的内阻 RA RgRRgR0.05.答案(1)990 1 000 (2)0.05 0.05 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 U
9、gIgRg.(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，它的阻值用它分担的电压(改装后的电压表量程减去 Ug)除以最大电流(即 Ig)确定改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻来分流，它的阻值用它两端的电压(即表头的 Ug)除以通过它的电流(即改装后的电流表量程减去 Ig)确定 2.如图所示，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12；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()A将接线柱 1、
10、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解析：选 C.设电流表 A 的内阻为 RA，用电流表 A 的表盘刻度表示流过接线柱 1 的电流值时，若将接线柱 1、2 接入电路，根据并联电路的特点，(I1IA)R1IARA，解得 I13IA0.06 A，则每一小格表示 0.06 A；若将接线柱 1、3 接入电路，则(I2IA)R1IARA，解得 I23IA0.06 A，则每一小格表示 0.06 A选项C 正确 限流电路和分压电路
11、1滑动变阻器两种接法的比较分压式接法限流式接法电路不同分压式接法限流式接法滑动变阻器连入电阻不同滑动变阻器整个电阻接入干路中，将待测电阻与滑动变阻器的一部分并联，当滑片移动时，Rx 两端的电压发生变化滑动变阻器的部分电阻接入干路中，将待测电阻与其串联，滑片移动时，改变了滑动变阻器接入电路中的电阻，从而改变待测电阻中的电流分压式接法限流式接法待测电阻分得的电压范围不同0URxRRxUU选择滑动变阻器的阻值不同一般选择滑动变阻器的总阻值小于待测电阻滑动变阻器的总阻值与待测电阻差不多大2.电流表内、外接法的比较类别电流表内接法电流表外接法电路图类别电流表内接法电流表外接法误差分析电压表示数 UVUR
12、UAUR电流表示数 IAIRR 测UVIA URIR R 真误差来源于电流表的分压作用电压表示数 UVUR电流表示数 IAIRIVIRR 测UVIA URIR R 真误差来源于电压表的分流作用类别电流表内接法电流表外接法两种电路的选择条件R 越大，UR 越接近 UV，R 测UVIA 越接近 R 真URIR.可见，为了减小误差，该电路适合测大电阻，即RRAR 越小，IR 越接近 IA，R 测UVIA 越接近 R 真URIR.可见，为了减小误差，该电路适合测小电阻，即RRV 在实物连接时，限流式接法一般变阻器上、下各有一个接线柱接入电路，分压式接法中变阻器电阻丝两端同时接入电路，金属杆上有一个接线
13、柱接入电路 小明对 2B 铅笔芯的导电性能感兴趣，于是用伏安法测量其电阻值(1)图甲是部分连接好的实物电路图，请用电流表外接法完成接线并在图甲中画出(2)小明用电流表内接法和外接法分别测量了一段 2B 铅笔芯的伏安特性，并将得到的电流、电压数据描到 UI 图上，如图乙 所 示 在 图 中，由 电 流 表 外 接 法 得 到 的 数 据 点 是 用_(选填“”或“”)表示的(3)请你选择一组数据点，在图乙上用作图法作图，并求出这段铅笔芯的电阻为_.解析(1)连线如图甲所示(2)UI 图像如图乙所示，UI 图像的斜率反映了电阻的大小，而用电流表内接法时测得的电阻偏大，外接法时测得的电阻偏小，所以外
14、接法的数据点是用“”表示的(3)在 UI 图像上，选用外接法所得的“”连线，则 RUI 1.2，选用内接法所得的“”连线，则 RUI 1.6.答案(1)连线如解析图甲(2)(3)作图如解析图乙；用“”表示的数据连线时，R1.2(1.11.3 均可)，用“”表示的数据连线时，R1.6(1.51.7 均可)选择电流表内、外接的常用方法(1)直接比较法：适用于 Rx、RA、RV 的大小大致可以估计的情况，当 RxRA 时，采用内接法，当 RxRV 时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”(2)公式计算法：当 Rx RARV时，用内接法，当 Rx RARV时，用外接法，当
15、 RxRARV时，两种接法效果相同(3)试触法：适用于 Rx、RV、RA 的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接 b、c 两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法 3.用伏安法测量某电阻 Rx 的阻值，现有实验器材如下：A待测电阻 Rx：范围在 58，额定电流 0.45 AB电流表 A1：量程 00.6 A(内阻 0.2)C电流表 A2：量程 03 A(内阻 0.05)D电压表 V1：量程 03 V(内阻 3 k)E电压表 V2：量程 015
16、V(内阻 15 k)F滑动变阻器 R：010 G蓄电池：电动势 12 VH导线，开关为 了 较 准 确 地 测 量，并 保 证 器 材 安 全，电 流 表 应 选_，电压表应选_，并画出电路图解析：待测电阻 Rx 的额定电流为 0.45 A，应选电流表 A1；额定电压 Umax0.458 V3.6 V，应选电压表 V1；由RVRx3 0008375，RxRA80.240，RVRx，因此选用电流表的外接法测电阻；因为电压表 V1 量程小于 3.6 V，且要较准确地测量，故变阻器 R 应选择分压式接法，其电路如图所示答案：A1 V1 电路图见解析图 滑动变阻器“限流”“分压”问题的计算 如图所示，
17、滑动变阻器 R1 的最大值是200，R2R3300，A、B 两端电压 UAB8 V.(1)当开关 S 断开时，移动滑动片 P，R2 两端可获得的电压变化范围是多少？(2)当 S 闭合时，移动滑动片 P，R2 两端可获得的电压变化范围又是多少？审题突破 先认清开关 S 断开、闭合时的滑动变阻器的接法，再根据串、并联关系结合滑片位置计算 R2 获得的电压范围解析(1)当 S 断开时，滑动变阻器 R1 为限流式接法，R3 及R1 的下部不接在电路中，当滑动片 P 在最上端时，R2 上获得的电压最大，此时 R1 接入电路的电阻为零，因此 R2 最大电压等于 UAB8 V当滑动片 P 在最下端时，R1
18、的全部与 R2 串联，此时 R2 上的电压最小，UR2R2R1R2 UAB4.8 V所以 R2 上的电压变化范围为 4.88 V.(2)当 S 闭合时，滑动变阻器 R1 为分压式接法，当滑动片 P 在最下端时，R2 上的电压最小，此时 R2 与 R3 并联，再与 R1 的全部串联，R2 与 R3 的并联电阻 RR22 150，电压为 URR1RUAB1502001508 V3.43 V当滑动片 P 在最上端时，R2 上的电压最大等于UAB8 V所以 R2 上的电压范围为 3.438 V.答案(1)4.88 V(2)3.438 V滑动变阻器两种接法的选取原则由于限流式接法电路简单，耗能低，所以通常采用滑动变阻器的限流式接法，但在以下三种情况中，必须选择分压式接法：(1)当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻，且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时，必须选用分压接法(2)若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时，只能采用分压接法(3)要求回路中某部分电路的电流或电压实现从零开始连续调节时(如测定导体的伏安特性，校对改装后的电表等)，即大范围内测量时，必须采用分压接法 本部分内容讲解结束 按ESC键退出全屏播放