1、一、串、并联电路的特点说明关于电压和电流的分配规律(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比。即I。(2)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UI1R1I2R2InRnI总R总。判一判1在电路中的任何一个位置串联一个电阻时,电路中的总电阻一定变大()2在电路中的任何一个位置并联一个电阻时,电路中的总电阻不一定变小()3两并联电阻的电流与电阻成反比,两串联电阻的电压与电阻成正比()二、电流表和电压表1表头:小量程的电流表,符号为G。2表头的三个参数满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg,根据欧姆定律,三个参数之间的关系是UgIgRg。3改装(1)电压表改装:测量较大的电压时,
2、将表头上串联一个较大的电阻,就改装成了电压表。(2)电流表改装:测量较大的电流时,将表头上并联一个较小的电阻,就改装成了量程较大的电流表。说明(1)电表的改装分析 (2)把电流表或电压表接入电路时,对原电路会产生影响,如果这种影响很小并可以忽略,电流表或电压表就可以看成理想电表,即认为电流表内阻为零,电压表内阻无穷大。判一判1同一表头改装成的电压表,串联的电阻越大,改装后的电压表的量程越大()2同一表头改装成的电流表,并联的电阻越大,改装后的电流表的量程越大()3改装后的电压表的内阻是表头内阻与串联电阻之和,改装后的电流表的内阻是表头内阻与并联电阻的并联值()1.关于电阻串、并联的几个结论(1
3、)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。(3)几个相同的电阻R并联,其总电阻为R总。(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,R,可见,当R1或R2增大或减小时,R都是增大或减小的。(5)当R1R2时,若R1和R2串联,则总电阻R总R1。若R1和R2并联,则总电阻R总R2。2电路化简时的原则(1)无电流的支路化简时可去除。(2)等电势的各点化简时可合并。(3)理想导线可任意长短。(4)理想电流表可认为短路,理想电压表可认为断路。注意(1)在电路电压超过用电
4、器额定电压时,可以串联一个分压电阻;在电路中电流超过某元件的额定电流时,可并联一个分流电阻。(2)串联和并联的总电阻与原电阻是一种等效替代关系,计算等效电阻时,首先要分清串、并联关系。典型例题例1.如图所示的电路中,R18 ,R24 ,R36 ,R43 。(1)求电路中的总电阻。(2)当加在电路两端的电压U42 V时,通过每个电阻的电流是多少?解析(1)R3、R4并联后电阻为R34,则R34 2 ,R1、R2和R34串联,总电阻RR1R2R3414 。(2)根据欧姆定律I,I A3 A。由于R1、R2串联在干路上,故通过R1、R2的电流都是3 A。设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,由并联
5、电路的特点:I3I43 A,解得I31 A,I42 A。答案(1)14 (2)I1I23 A,I31 A,I42 A即时巩固1多选一个T形电路如图所示,电路中的电阻R110 ,R2120 ,R340 。另有一测试电源,电动势为100 V。则()A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两端接测试电源时, c、d两端的电压为80 VD当c、d两端接测试电源时, a、b两端的电压为80 V解析:选AC当c、d端短路时,R2与R3的并联电阻为30 ,再与R1串联,a、b间等效电阻为40 ,选项A正确;当a、b端短路时,R1与R3的并联电
6、阻为8 ,再与R2串联,c、d间等效电阻为128 ,选项B错误;当a、b两端接测试电源时,电阻R2未接入电路,c、d两端的电压即为R3两端的电压,为Ucd100 V80 V,选项C正确;当c、d两端接测试电源时,电阻R1未接入电路, a、b两端的电压即为R3两端的电压,为Uab100 V25 V,选项D错误。 按图所示的电路对改装后的电表进行校对。校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。 (1)测电压时,电压表由于并联在电路中,使整个电路的电阻减小,内阻越大,测量时对电路的影响越小。(2)测电流时,电流表由于串联在电路中,使整个电路的电阻增大,内阻越小,测量时对电路的影响越小。
7、典型例题例2.已知电流表的内阻Rg120 ,满偏电流Ig3 mA,要把它改装成量程是6 V的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是3 A的电流表,应并联多大的电阻?解析改装成电压表时应串联一个分压电阻,由欧姆定律得UIg(RgR)分压电阻RRg 120 1 880 改装成电流表时应并联一个分流电阻,由并联电路两端电压相等得IgRg(IIg)R 分流电阻R0.12 答案1 880 0.12 点评电表改装问题的两点提醒(1)无论表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流Ig并不改变。(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题
8、,只要把表头G看成一个电阻Rg即可,切记通过表头的满偏电流Ig是不变的。(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压,改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。即时巩固2一量程为0.6 A的电流表,其刻度盘如图所示,若此电流表的两端并联一个电阻,其阻值等于该电流表内阻的一半,使其成为一个新的电流表,则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培?解析:设该表内阻为Rg,并联电阻值为的分流电阻后,分流电阻承担的电流为IR A1.2 A所以改装后的电流表的量程为IIRIg(1.20.6) A1.8 A所以每一个小格表示I0 A0.06 A答案:0.06 A1.两种接法及对比
9、2.方法选择通常滑动变阻器以限流式为主,但遇到下述三种情况时必须采用分压式。(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。典型例题例3.在如图所示的电路中,滑动变阻器的最大值为R010 ,负载为RL10 ,电路两端所加的电压为U020 V保持不变。(1)开关S断开,变阻器触头移动时,
10、电阻RL两端的电压UL变化范围是多少?(2)开关S闭合,变阻器触头移动时,电阻RL两端的电压UL变化范围是多少?解析(1)开关S断开,变阻器触头在变阻器下端时,电阻RL与整个变阻器串联,根据串联分压规律,电阻RL两端电压为U010 V变阻器触头在变阻器上端时,滑动变阻器的接入阻值为零,相当于电阻RL直接接在电源上,其两端电压为U020 V所以电阻RL两端的电压变化范围是10 VUL20 V。(2)开关S闭合,变阻器触头在变阻器下端时,电阻RL被短路,其两端电压为零,触头在变阻器上端时,电阻RL与变阻器并联,其两端电压为U020 V所以电阻RL两端的电压变化范围是0UL20 V。答案见解析 点评
11、限流、分压接法的优缺点即时巩固3多选如图所示的电路中,若ab为输入端,AB为输出端,并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央,则以下说法正确的是()A空载时输出电压UABUab/2B当AB间接上负载R时,输出电压UABUab/2CAB间的负载R越大,UAB越接近Uab/2DAB间的负载R越小,UAB越接近Uab/2解析:选ABC空载时,AB间的电压为总电压的一半,即UAB,A正确;当AB间接上负载R后,R与变阻器的下半部分并联,并联电阻小于变阻器总阻值的一半,故输出电压UAB,但R越大,并联电阻越接近于变阻器总阻值的一半,UAB也就越接近,R越小,并联电阻越小,UAB就越小于,B、C正确,D错
12、误。1多选如图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是( )A. B. C. D.解析:选BC由欧姆定律和串联电路特点知B、C正确。2有三个电阻,R12 ,R23 ,R34 ,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1I2I3是( )A643 B346C234 D432解析:选A设并联电路两端电压为U,则I1I2I3643,选项A正确。3如图所示,已知电阻R13 ,R26 ,电流表A的示数是0.6 A,则电流表A1的示数是( )A0.1 A B0.2 A C0.4 A D0.6 A解析:选CR1与R2并联,电流之比为电阻之比的倒数,即为21,电流表A1的示数是电流表A的示数的,即为0.4
13、 A,选项C正确。4两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压稳定于12 V的直流电源上,有人把一个内阻不是远大于R1或R2的电压表接在R1两端,如图所示,电压表的示数为8 V,如果把此表改接在R2两端,则电压表的示数将( )A小于4 VB等于4 VC大于4 V,小于8 VD等于或大于8 V解析:选A由于电压表的内阻不是无穷大,其分流作用不能忽略,接上电压表后导致并联部分总电阻减小,分压值也减小,故R1两端的实际电压大于8 V,R2两端实际电压小于4 V,A正确。5如图为实验室常用的两个量程的电压表原理图。当使用O、A两接线柱时,量程为3 V;当使用O、B两接线柱时,量程为15 V。已知电流表的内电阻Rg500 ,满偏电流Ig100 A,求分压电阻R1和R2的阻值。解析:在改装的电压表中,各量程达到满偏电压时,经过“表头”的电流均为满偏电流。接O、A时Ig,即R1Rg 2.95104 。接O、B时Ig,即R2RgR1 1.2105 。答案:2.95104 1.2105