高中物理第3章恒定電流學(xué)案（打包7套）魯科版.zip

高中物理第3章恒定電流學(xué)案（打包7套）魯科版.zip,高中物理,恒定,電流,打包,魯科版 第4節(jié)　串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 學(xué) 習(xí) 目 標(biāo) 知 識 脈 絡(luò) 1．理解串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻特點(diǎn)和性質(zhì)，會用其解決實(shí)際問題．(重點(diǎn)) 2．能用分流和分壓原理將小量程電流表改裝成大量程電流表和電壓表，并會進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．(重點(diǎn)，難點(diǎn)) 3．會畫混聯(lián)電路的等效電路圖．(重點(diǎn)) 串 聯(lián) 電 路 的 分 壓 作 用 和 電 壓 表 特點(diǎn) (1)在串聯(lián)電路中，各處的電流相等，表達(dá)式為I＝I1＝I2＝…＝In (2)串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓之和，表達(dá)式為U＝U1＋U2＋…＋Un 性質(zhì) (1)串聯(lián)電路的等效總電阻為各電阻阻值之和 (2)電壓分配：各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比 (3)功率分配：各電阻消耗的功率跟它們的阻值成正比 作用 由串聯(lián)電路的性質(zhì)(2)可知，串聯(lián)電路中的每一個電阻都要分擔(dān)一部分電壓，電阻越大，它分擔(dān)的電壓就越多，串聯(lián)電阻的這種作用稱為串聯(lián)電路的分壓作用 應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)室中常用的電壓表就是利用串聯(lián)電路的分壓作用，由小量程的電流計(jì)改裝而成的 1．串聯(lián)電路中，當(dāng)其中一個電阻增大，總電阻就增大．(√) 2．電流表改裝成電壓表時是串聯(lián)一個電阻．(√) 3．串聯(lián)電路中，在電路兩端電壓一定的情況下，電阻越大，其分得的電壓就越大．(√) 　 串聯(lián)電路的總功率和串聯(lián)電路中各電阻的功率有何關(guān)系？ 【提示】　串聯(lián)電路的總功率等于串聯(lián)電路中各電阻的功率之和． 實(shí)驗(yàn)室有一表頭G，滿偏電流3 mA，內(nèi)阻100 Ω. 探討1：表頭G的滿偏電壓是多少？ 【提示】　Ug＝IgRg＝0.3 V. 探討2：用它作為電壓表測3 V的電壓，能直接測量嗎？怎么辦？ 【提示】　不能，讓表頭G與一個電阻串聯(lián)． 1．對小量程電流表G(表頭)的認(rèn)識 (1)主要結(jié)構(gòu)：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帶動指針偏轉(zhuǎn)，指針的偏角與通過指針的電流成正比． (3)表頭的三個主要參數(shù) ①內(nèi)阻Rg：小量程電流表G的電阻． ②滿偏電流Ig：電流表G指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流． ③滿偏電壓Ug：電流表G通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓． 由歐姆定律可知：Ug＝IgRg. 圖3-4-1 2．將小量程電流計(jì)改裝成大量程的電壓表 (1)電流表改裝成電壓表的原理：將電流表的示數(shù)根據(jù)歐姆定律Ug＝IgRg換算成電壓值，可直接用于測電壓，只是量程Ug很?。绻o小量程電流表串聯(lián)一個分壓電阻，就可以用來測量較大的電壓，如圖3-4-2所示． 圖3-4-2 (2)改裝流程圖：如圖所示． (3)分壓電阻的計(jì)算： 由串聯(lián)電路的特點(diǎn)：U＝IgRg＋I(xiàn)gR，解得：R＝－Rg＝Rg＝Rg，因?yàn)殡妷罕頂U(kuò)大量程的倍數(shù)n＝，所以R＝(n－1)Rg. 1．如圖3-4-3所示，a、b、c為同一種材料做成的電阻，b與a的長度相等，橫截面積b是a的兩倍；c與a的橫截面積相等，長度是a的兩倍．當(dāng)開關(guān)閉合后，三個理想電壓表的示數(shù)關(guān)系是(　　) 【導(dǎo)學(xué)號：34022024】 圖3-4-3 A．V2的示數(shù)是V1的2倍 B．V3的示數(shù)是V1的2倍 C．V3的示數(shù)是V2的2倍 D．V2的示數(shù)是V3的2倍 【解析】　由電阻定律R＝ρ知Ra＝2Rb，Rc＝2Ra＝4Rb，由串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系知＝＝，故U2＝U1，U3＝2U1，U3＝4U2，B正確，A、C、D錯誤． 【答案】　B 2．如圖3-4-4所示為一雙量程電壓表的示意圖，已知電流表G的量程為0～100 μA，內(nèi)阻為600 Ω，則圖中串聯(lián)的分壓電阻R1＝________Ω，R2＝________Ω. 圖3-4-4 【解析】　用5 V量程時，Ig＝；用15 V量程時，Ig＝，由以上兩式解得：R1＝4.94×104 Ω，R2＝105 Ω. 【答案】　4.94×104　105 理解電表改裝的兩點(diǎn)注意 1．無論表頭G改裝成電壓表還是電流表，它的三個特征量Ug、Ig、Rg是不變的，即通過表頭的最大電流Ig并不改變． 2．電表改裝的問題實(shí)際上是串、并聯(lián)電路中電流、電壓的計(jì)算問題，只要把表頭G看成一個電阻Rg即可，切記通過表頭的滿偏電流Ig是不變的． 并 聯(lián) 電 路 的 分 流 作 用 和 電 流 表　混 聯(lián) 電 路 1．并聯(lián)電路的特點(diǎn)及應(yīng)用 特點(diǎn) (1)并聯(lián)電路中各支路的電壓相等．表達(dá)式為U＝U1＝U2＝…＝Un (2)并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和，表達(dá)式為I＝I1＋I(xiàn)2＋…＋I(xiàn)n 性質(zhì) (1)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：＝＋＋…＋ (2)電流分配：通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比 (3)功率分配：各個電阻消耗的功率跟它們的阻值成反比 作用 由并聯(lián)電路的性質(zhì)(2)可知，并聯(lián)電路中的每一個電阻都要分擔(dān)總電流的一部分，電阻越小，它分擔(dān)的電流就越大．并聯(lián)電阻的這種作用就稱為并聯(lián)電路的分流作用 應(yīng)用 實(shí)驗(yàn)室中常用的電流表就是利用并聯(lián)電路的分流作用，由電流計(jì)改裝而成的 2.混聯(lián)電路 (1)形式：串聯(lián)之中有并聯(lián)，并聯(lián)之中有串聯(lián)的電路． (2)方法：不管混聯(lián)電路多復(fù)雜，大都可以簡化為串聯(lián)電路和并聯(lián)電路． 1．并聯(lián)電路中，當(dāng)其中一個支路電阻增大時，電路總電阻減?。?×) 2．混聯(lián)電路中，任一個電阻增大，總電阻就增大．(√) 3．并聯(lián)電路中，并聯(lián)電阻的個數(shù)越多總電阻越小．(√) 　 并聯(lián)電路的總功率和各支路功率有何關(guān)系？ 【提示】　并聯(lián)電路的總功率等于各支路功率之和． 實(shí)驗(yàn)室有一表頭G，滿偏電流3 mA，內(nèi)阻100 Ω. 圖3-4-5 探討1：用它能直接測量3 A的電流嗎？ 【提示】　不能． 探討2：要改裝成一個大量程的電流表是串聯(lián)一個電阻，還是并聯(lián)一個電阻？ 【提示】　并聯(lián)． 1．關(guān)于電阻的幾個常用推論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一部分電路的電阻． (2)并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻． (3)n個相同電阻R并聯(lián)時其總電阻為R總＝. (4)n個相同電阻R串聯(lián)時其總電阻為R總＝nR. (5)多個電阻無論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小，以兩電阻R1、R2為例加以說明．串聯(lián)時R＝R1＋R2，并聯(lián)時R＝＝.可見，當(dāng)R1或R2增大或減小時，R都隨之增大或減小． (6)當(dāng)一個大電阻和一個小電阻并聯(lián)時，總電阻接近小電阻． (7)當(dāng)一個大電阻和一個小電阻串聯(lián)時，總電阻接近大電阻． 2．小量程電流表改成大量程電流表 (1)改裝原理：給小量程的電流計(jì)并聯(lián)一個分流電阻，就可以用來測量一個較大的電流，也就擴(kuò)大了電流計(jì)的量程． (2)改裝流程圖：如圖3-4-6所示． 圖3-4-6 (3)分流電阻的計(jì)算：由并聯(lián)電路的特點(diǎn)：IgRg＝(I－Ig)R，解得R＝＝Rg/，因?yàn)殡娏饔?jì)的量程擴(kuò)大后的倍數(shù)為n＝，所以分流電阻的阻值為R＝. 3．由4個電阻連接成的混聯(lián)電路如圖3-4-7所示． 圖3-4-7 (1)求a、d之間的總電阻． (2)如果把42 V的電壓加在a、d兩端，通過每個電阻的電流是多少？ 【解析】　(1)由題圖可知Rcd＝＝ Ω＝2 Ω 故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω. (2)由歐姆定律知I＝＝ A＝3 A，此即為通過R1、R2的電流．設(shè)通過R3、R4的電流分別為I3、I4， 則由并聯(lián)電路電壓相等，I3R3＝I4R4 即6I3＝3I4而I3＋I(xiàn)4＝3 A，解得I3＝1 A，I4＝2 A. 【答案】　(1)14 Ω　(2)3 A　3 A　1 A　2 A 4．現(xiàn)有一個靈敏電流計(jì)，它的滿偏電流為Ig＝1 mA，內(nèi)阻Rg＝200 Ω，若要將它改裝成量程為5 A的電流表，應(yīng)________一個 ________Ω的電阻，改裝后的電流表測量電流時，指針指在表盤上原來0.2 mA處，則被測電流的大小是________． 【解析】　要把電流計(jì)改裝成量程更大的電流表，需要并聯(lián)一個小電阻，根據(jù)并聯(lián)的特點(diǎn)可知，兩支路兩端電壓相等，則IgRg＝(I－Ig)R，代入數(shù)據(jù)可得R≈0.04 Ω.因?yàn)榱砍虜U(kuò)大了5 000倍，所以原來0.2 mA處對應(yīng)的電流為1 A. 【答案】　并聯(lián)　0.04　1 A 電表改裝四要點(diǎn) (1)改裝電壓表需串聯(lián)一個大電阻，且串聯(lián)電阻的阻值越大，改裝后電壓表的量程越大； (2)改裝電流表需并聯(lián)一個小電阻，且并聯(lián)電阻的阻值越小，改裝后電流表的量程越大； (3)改裝過程把表頭看成一個電阻Rg，通過表頭的滿偏電流Ig是不變的； (4)改裝后電表的量程指的是當(dāng)表頭達(dá)到滿偏電流時串聯(lián)電路的總電壓或并聯(lián)電路的總電流． 6