(山東省專用)2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路講義(含解析)新人教版選修3-1.doc
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第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 1.串聯(lián)電路的特點(diǎn) 2.并聯(lián)電路的特點(diǎn) 3.小量程電流表可通過(guò)串聯(lián)或并聯(lián)一個(gè)電阻來(lái)改裝為大量程的電壓表或電流表。 4.同一表頭改裝成的雙量程電壓表,量程與內(nèi)阻成正比;同一表頭改裝成的雙量程電流表,量程與內(nèi)阻成反比。 一、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn) 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電流 各處電流相等,即I=I1=I2=… 總電流等于各支路電流之和,即I=I1+I(xiàn)2+… 電壓 總電壓等于各部分電壓之和,即U=U1+U2+… 各支路兩端電壓相等,即U=U1=U2=… 電阻 總電阻等于各部分電阻之和,即R=R1+R2+… 總電阻倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和,即=++… 二、電壓表和電流表 1.小量程電流表(表頭)的三個(gè)參數(shù) 2.電壓表的改裝 3.電流表的改裝 1.自主思考——判一判 (1)在電路中的任何一個(gè)位置串聯(lián)一個(gè)電阻時(shí),電路中的總電阻一定變大。(√) (2)兩并聯(lián)電阻的電流與電阻成反比,兩串聯(lián)電阻的電壓與電阻成正比。(√) (3)把小量程的電流表改裝成大量程的電流表需串聯(lián)一個(gè)電阻。() (4)若將分壓電阻串聯(lián)在電流表上改裝成電壓表后,增大了原電流表的滿偏電壓。() (5)若將分流電阻并聯(lián)在電流表兩端改裝成電流表后,分流電阻和電流表兩端的電壓相等。(√) 2.合作探究——議一議 (1)每年春節(jié)期間,大街小巷的樹(shù)上都掛滿了裝飾用的串串小彩燈,當(dāng)夜幕降臨的時(shí)候,火樹(shù)銀花,非常好看,這些小彩燈的額定電壓一般只有幾伏,但大多數(shù)都使用了220 V的家用照明電路,這些小彩燈是怎樣連接的? 提示:小彩燈串聯(lián)連接。 (2)把一個(gè)小量程的電流表改裝成一個(gè)大量程電壓表后,通過(guò)校對(duì)發(fā)現(xiàn)電壓表量程偏大,若要符合改裝要求,怎么辦? 提示:電壓表改裝利用的是串聯(lián)電路正比分壓的特點(diǎn),改裝后的電壓表量程偏大,說(shuō)明串聯(lián)電阻偏大,應(yīng)該換用阻值小的符合改裝要求的電阻。 對(duì)串、并聯(lián)電路的理解 1.串聯(lián)電路、并聯(lián)電路總電阻的比較 串聯(lián)電路的總電阻R總 并聯(lián)電路的總電阻R總 不同點(diǎn) n個(gè)相同電阻R串聯(lián),總電阻R總=nR n個(gè)相同電阻R并聯(lián),總電阻R總= R總大于任一電阻阻值 R總小于任一電阻阻值 一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻串聯(lián)時(shí),總電阻接近大電阻 一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí),總電阻接近小電阻 相同點(diǎn) 多個(gè)電阻無(wú)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 2.串、并聯(lián)電路中,電壓和電流的分配關(guān)系 (1)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比。 推導(dǎo):在串聯(lián)電路中,由于U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3…Un=InRn,I=I1=I2=…=In,所以有 ==…===I。 (2)并聯(lián)電路中通過(guò)各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比。 推導(dǎo):在并聯(lián)電路中,U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3…Un=InRn,U1=U2=…=Un,所以有I1R1=I2R2=…=InRn=I總R總=U。 [典例] 由四個(gè)電阻連接成的電路如圖所示。R1=8 Ω, R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。 (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,則通過(guò)每個(gè)電阻的電流是多少? [思路點(diǎn)撥] (1)分清四個(gè)電阻的串、并聯(lián)關(guān)系。 (2)流過(guò)R3和R4的電流與其電阻值成反比。 [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, 即為通過(guò)R1、R2的電流。 設(shè)通過(guò)R3、R4的電流分別為I3、I4, 則由并聯(lián)電路電壓相等,得I3R3=I4R4, 又I3+I(xiàn)4=3 A,解得I3=1 A,I4=2 A。 [答案] 見(jiàn)解析 處理簡(jiǎn)單混聯(lián)電路的方法 (1)準(zhǔn)確地判斷出電路的連接方式,畫(huà)出等效電路圖。 (2)準(zhǔn)確地利用串、并聯(lián)電路的基本規(guī)律、特點(diǎn)。 (3)靈活地選用恰當(dāng)?shù)奈锢砉竭M(jìn)行計(jì)算。 1.如圖所示,R2=R4,理想電壓表V1的示數(shù)為70 V,理想電壓表V2的示數(shù)為50 V,則A、B間的電壓為( ) A.140 V B.120 V C.100 V D.無(wú)法計(jì)算 解析:選B 理想電壓表所在支路不通,則題圖所示電路是四個(gè)電阻串聯(lián),電壓表V1測(cè)量的是R1和R2兩端的電壓之和,電壓表V2測(cè)量的是R2和R3兩端的電壓之和。因?yàn)镽2=R4,所以電壓表V2相當(dāng)于測(cè)的是R3和R4兩端的電壓之和,即A、B間的電壓為電壓表V1的示數(shù)與電壓表V2的示數(shù)之和,則A、B間的電壓為50 V+70 V=120 V,選項(xiàng)B正確。 2.如圖所示,有三個(gè)電阻,已知R1∶R2∶R3=1∶3∶6,則電路工作時(shí),電壓U1∶U2為( ) A.1∶2 B.1∶3 C.1∶6 D.1∶9 解析:選A 已知R1∶R2∶R3=1∶3∶6,設(shè)流過(guò)R1的電流為I,則流過(guò)R2的電流為I2=;則由歐姆定律可知,電壓之比為U1∶U2=IR1∶R2=1∶2,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。 電表的改裝與計(jì)算 1.兩表改裝對(duì)比 改裝成電壓表V 改裝成電流表A 內(nèi)部電路 擴(kuò)大后的量程 U I 電阻R的作用 分壓 分流 電阻R的數(shù)值 R=-Rg=(n-1)Rg R== 電表的總內(nèi)阻 RV=Rg+R= RA== 2.電表改裝問(wèn)題的兩點(diǎn)提醒 (1)無(wú)論表頭G改裝成電壓表還是電流表,它的三個(gè)特征量Ug、Ig、Rg是不變的,即通過(guò)表頭的最大電流Ig并不改變。 (2)改裝后電壓表的量程指小量程電流表表頭滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的R與表頭串聯(lián)電路的電壓;改裝后電流表的量程指小量程電流表表頭滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的R與表頭并聯(lián)電路的總電流。 1.[多選]如圖所示,甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流計(jì)G和一個(gè)變阻器R組成,它們中一個(gè)是測(cè)電壓的電壓表,另一個(gè)是測(cè)電流的電流表,那么以下結(jié)論中正確的是( ) A.甲表是電流表,R增大時(shí)量程增大 B.甲表是電流表,R增大時(shí)量程減小 C.乙表是電壓表,R增大時(shí)量程減小 D.乙表是電壓表,R增大時(shí)量程增大 解析:選BD 電壓表電阻分壓,串聯(lián);電流表電阻分流,并聯(lián);所以甲表為電流表,乙表為電壓表,并聯(lián)電路電阻大時(shí)分流少,所以R增大時(shí)量程減小,A錯(cuò)誤,B正確;串聯(lián)電路電阻大時(shí)分壓多,所以R增大時(shí)量程增大,C錯(cuò)誤,D正確。 2.一個(gè)電流表的滿偏電流Ig=1 mA,內(nèi)阻為500 Ω,要把它改裝成一個(gè)量程為10 V的電壓表,則應(yīng)在電流表上( ) A.串聯(lián)一個(gè)10 kΩ的電阻 B.并聯(lián)一個(gè)10 kΩ的電阻 C.串聯(lián)一個(gè)9.5 kΩ的電阻 D.并聯(lián)一個(gè)9.5 kΩ的電阻 解析:選C 把一個(gè)電流表改裝成一個(gè)電壓表,要串聯(lián)一個(gè)電阻,可知B、D錯(cuò)誤。通過(guò)電流表的電流為Ig時(shí),電流表表頭兩端的電壓 Ug=IgRg=110-3500 V=0.5 V 串聯(lián)電阻R分擔(dān)的電壓 UR=U-Ug=10 V-0.5 V=9.5 V 所以串聯(lián)電阻的阻值R===9.5 kΩ。 C正確,A錯(cuò)誤。 3.[多選]如圖是某同學(xué)改裝成某一量程電流表的原理圖(其中表頭內(nèi)阻為Rg,并聯(lián)的定值電阻的阻值為R),結(jié)果他發(fā)現(xiàn)該電流表的示數(shù)總是比準(zhǔn)確值稍大一點(diǎn),請(qǐng)問(wèn)以下哪些措施可以加以改進(jìn)( ) A.并聯(lián)一個(gè)比Rg和R的總電阻小得多的電阻 B.給定值電阻串聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻 C.并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻 D.給表頭串聯(lián)一個(gè)比Rg小得多的電阻 解析:選CD 由題意知,該電流表的示數(shù)總是比準(zhǔn)確值偏大,即通過(guò)電流計(jì)○的示數(shù)偏大,可通過(guò)減小R的阻值或增大Rg的阻值加以改進(jìn),故C、D正確。 伏安法測(cè)電阻 1.伏安法測(cè)電阻原理 歐姆定律給了我們測(cè)量電阻的一種方法,由R=可知,用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓,用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流,就可求出待測(cè)電阻的阻值。 2.電流表的兩種接法 內(nèi)接法 外接法 電路 誤差分析 電壓表示數(shù) UV=UR+UA>UR 電流表示數(shù)IA=IR R測(cè)=>=R真 電壓表示數(shù)UV=UR 電流表示數(shù)IA=IR+I(xiàn)V>IR R測(cè)=<=R真 誤差來(lái)源 電流表的分壓作用 電壓表的分流作用 3.選擇電流表內(nèi)、外接的常用方法 (1)直接比較法:適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計(jì)的情況,當(dāng)Rx?RA時(shí),采用內(nèi)接法,當(dāng)Rx?RV時(shí),采用外接法,即大電阻用內(nèi)接法,小電阻用外接法,可記憶為“大內(nèi)小外”。 (2)公式計(jì)算法 當(dāng)Rx>時(shí),用電流表內(nèi)接法, 當(dāng)Rx<時(shí),用電流表外接法, 當(dāng)Rx= 時(shí),兩種接法效果相同。 (3)試觸法:適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況,如圖所示,把電壓表的可動(dòng)接線端分別試接b、c兩點(diǎn),觀察兩電表的示數(shù)變化,若電流表的示數(shù)變化明顯,說(shuō)明電壓表的分流作用對(duì)電路影響大,應(yīng)選用內(nèi)接法,若電壓表的示數(shù)有明顯變化,說(shuō)明電流表的分壓作用對(duì)電路影響大,所以應(yīng)選外接法。 4.滑動(dòng)變阻器的兩種接法 限流接法 分壓接法 電路圖 閉合開(kāi)關(guān)前滑片位置 應(yīng)在最左端,即保證滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值最大 應(yīng)在最左端,即開(kāi)始時(shí)R上得到的電壓為零 R兩端的電壓范圍 U~U 0~U 通過(guò)R的電流范圍 ~ 0~ [典例] 在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中,常常需要測(cè)量電學(xué)元件的電阻值,如:小燈泡、金屬絲、電流表內(nèi)阻、電壓表內(nèi)阻、待測(cè)電阻等。利用伏安法測(cè)量某電阻的阻值,有如下實(shí)驗(yàn)器材: ①待測(cè)電阻,阻值約為100 Ω ②電流表(量程0~0.3 A,內(nèi)阻約0.125 Ω) ③電壓表(量程0~15 V,內(nèi)阻約5 kΩ) ④電源15 V ⑤滑動(dòng)變阻器(阻值0~10 Ω,允許最大電流2 A) ⑥開(kāi)關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干條 請(qǐng)根據(jù)器材的規(guī)格和實(shí)驗(yàn)要求盡量減小誤差,用鉛筆畫(huà)出實(shí)驗(yàn)電路圖,再連接線路圖。 [解析] 因滑動(dòng)變阻器最大電阻只有10 Ω,采用限流接法時(shí)不能起到有效的保護(hù)作用,故應(yīng)采用分壓接法。待測(cè)電阻約為100 Ω,>,故應(yīng)采用電流表內(nèi)接法,故原理圖如圖所示。 根據(jù)原理圖畫(huà)出對(duì)應(yīng)的實(shí)物圖如圖所示。 [答案] 見(jiàn)解析 滑動(dòng)變阻器必須采用分壓式接法的四種情況 (1)要求回路中某部分電路電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)始可連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如:測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性、校對(duì)改裝后的電表等電路),或要求大范圍內(nèi)測(cè)量電壓和電流時(shí),必須采用分壓式接法。 (2)當(dāng)待測(cè)用電器的電阻R遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大值R0時(shí),必須采用分壓式接法。 (3)當(dāng)電壓表或電流表的量程太小時(shí),若采用限流接法,電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)電壓表或電流表的量程,只能采用分壓式接法。 (4)在題目中有以下語(yǔ)言暗示時(shí),比如:要求多測(cè)幾組測(cè)量數(shù)據(jù),要求精確測(cè)量等,一般也采用分壓式接法。 1.[多選]用如圖所示的電路測(cè)量待測(cè)電阻Rx的阻值時(shí),下列關(guān)于由電表產(chǎn)生誤差的說(shuō)法中,正確的是( ) A.電壓表的內(nèi)電阻越小,測(cè)量越精確 B.電流表的內(nèi)電阻越小,測(cè)量越精確 C.電壓表的讀數(shù)大于Rx兩端真實(shí)電壓,Rx的測(cè)量值大于真實(shí)值 D.由于電流表的分流作用,使Rx的測(cè)量值小于真實(shí)值 解析:選BC 該電路中電流表的讀數(shù)為通過(guò)Rx的電流真實(shí)值,電壓表的讀數(shù)為Rx兩端的電壓與電流表的分壓之和,大于Rx兩端的真實(shí)電壓,根據(jù)歐姆定律知,Rx的測(cè)量值大于真實(shí)值,C對(duì),D錯(cuò)。該電路中,Rx的測(cè)量值實(shí)際上為R測(cè)=Rx+RA,故電流表的內(nèi)電阻越小,測(cè)量越精確,A錯(cuò),B對(duì)。 2.如圖所示,用電流表和電壓表測(cè)量電阻Rx的阻值,c端與b端相連時(shí),電流表示數(shù)為4.60 mA,電壓表示數(shù)為2.50 V,c端與a端相連時(shí),電流表示數(shù)為5.00 mA,電壓表示數(shù)為2.30 V,比較這兩次結(jié)果正確的是( ) A.電阻的真實(shí)值更接近543 Ω,且大于543 Ω B.電阻的真實(shí)值更接近543 Ω,且小于543 Ω C.電阻的真實(shí)值更接近460 Ω,且大于460 Ω D.電阻的真實(shí)值更接近460 Ω,且小于460 Ω 解析:選B 比較兩次的電壓讀數(shù),可知ΔU=0.20 V,則==0.08;電流變化ΔI=0.40 mA,則==0.087,可見(jiàn)>,即電流變化明顯一些,可見(jiàn)電壓表內(nèi)阻帶來(lái)的影響比電流表內(nèi)阻帶來(lái)的影響大,故應(yīng)采用內(nèi)接法,Rx=≈543 Ω,此法測(cè)量值偏大,因此選項(xiàng)B正確。 3.用伏安法測(cè)量某電阻Rx的阻值,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材如下: A.待測(cè)電阻Rx:范圍在5~8 Ω,額定電流0.45 A B.電流表A1:量程0~0.6 A(內(nèi)阻0.2 Ω) C.電流表A2:量程0~3 A(內(nèi)阻0.05 Ω) D.電壓表V1:量程0~3 V(內(nèi)阻3 kΩ) E.電壓表V2:量程0~15 V(內(nèi)阻15 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器R:0~10 Ω G.蓄電池:電動(dòng)勢(shì)12 V H.導(dǎo)線,開(kāi)關(guān) 為了較準(zhǔn)確地測(cè)量,并保證器材安全,電流表應(yīng)選________,電壓表應(yīng)選________,并畫(huà)出電路圖。 解析:待測(cè)電阻Rx的額定電流為0.45 A,應(yīng)選電流表A1;額定電壓Umax=0.458 V=3.6 V,應(yīng)選電壓表V1;由于==375,==40,RV?Rx,因此選用電流表的外接法測(cè)電阻;因?yàn)殡妷罕鞻1量程小于3.6 V,且要較準(zhǔn)確地測(cè)量,故變阻器R應(yīng)選擇分壓式接法,其電路如圖所示。 答案:A1 V1 電路圖見(jiàn)解析圖 1.在圖所示的電路中,通過(guò)電阻R1的電流I1是( ) A. B. C. D. 解析:選C 電阻R1與R2串聯(lián),電流相等,由歐姆定律可知,I1===,故C正確。 2.某同學(xué)用伏安法測(cè)電阻時(shí),分別采用了內(nèi)接法和外接法,測(cè)得的某電阻Rx的阻值分別為R1和R2,則所測(cè)阻值與真實(shí)值Rx之間的關(guān)系為( ) A.R1>Rx>R2 B.R1<Rx<R2 C.R1>R2>Rx D.R1<R2<Rx 解析:選A 內(nèi)接法測(cè)量值大于真實(shí)值,即R1>Rx;外接法測(cè)量值小于真實(shí)值,即R2<Rx,所以R1>Rx>R2。 3.如圖所示,4只電阻串聯(lián)于某電路中,已測(cè)出UAC=9 V,UBD=6 V,R2=R4,則UAE為( ) A.3 V B.7.5 V C.15 V D.無(wú)法確定 解析:選C 四個(gè)電阻串聯(lián),根據(jù)電壓關(guān)系可知UAC+UBD=15 V=I(R1+R2+R2+R3),已知R2=R4,所以UAC+UBD=UAE。 4.已知R1=6 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,AB端的總電壓為6 V,把它們接成圖示電路,求通過(guò)它們的電流I1∶I2∶I3為( ) A.1∶1∶2 B.3∶2∶1 C.1∶2∶3 D.2∶1∶3 解析:選C R1與R2并聯(lián),則電流I1∶I2=R2∶R1=3∶6=1∶2;設(shè)R1中電流為I,則R2中電流為2I,而流過(guò)R3的電流I3=I+2I=3I;故電流之比I1∶I2∶I3=I∶2I∶3I=1∶2∶3。故C正確。 5.一電壓表,內(nèi)阻為3 kΩ,量程為0~3 V,要把它改裝成一個(gè)量程為0~15 V的電壓表,需要給它( ) A.并聯(lián)一個(gè)12 kΩ的電阻 B.并聯(lián)一個(gè)15 kΩ的電阻 C.串聯(lián)一個(gè)12 kΩ的電阻 D.串聯(lián)一個(gè)15 kΩ的電阻 解析:選C 增大電壓表的量程,需要給它串聯(lián)一個(gè)電阻,R===12 kΩ,故C正確。 6.一個(gè)電流表,刻度盤(pán)的每1小格代表1 μA,內(nèi)阻為Rg,如果把它改裝成量程較大的電流表,刻度盤(pán)的每一小格代表n μA,則( ) A.給它串聯(lián)一個(gè)電阻,阻值為nRg B.給它串聯(lián)一個(gè)電阻,阻值為(n-1)Rg C.給它并聯(lián)一個(gè)電阻,阻值為 D.給它并聯(lián)一個(gè)電阻,阻值為 解析:選D 因Ig=,量程擴(kuò)大n倍即為nIg,則應(yīng)有(n-1)Ig被分流,故應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻,阻值R==。 7.用兩只完全相同的電流表分別改裝成一只電流表和一只電壓表。將它們串聯(lián)起來(lái)接入電路中,如圖所示,開(kāi)關(guān)閉合時(shí)( ) A.由于串聯(lián),兩只電表的指針偏轉(zhuǎn)角相同 B.由于電壓表內(nèi)阻太大,兩只電表的指針都不偏轉(zhuǎn) C.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角大于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角 D.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角 解析:選D 電流表改裝成電壓表是串聯(lián)較大的分壓電阻;電流表改裝成大量程電流表是并聯(lián)較小的分流電阻;兩表串聯(lián)后,通過(guò)電流表的總電流與電壓表的電流相等,由于電流表改裝成大量程電流表是并聯(lián)較小的分流電阻,所以大部分電流通過(guò)了分流電阻,通過(guò)表頭的電流很小,電流表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確。 8.如圖所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑動(dòng)變阻器最大值R3=5 Ω,則當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a滑到b的過(guò)程中,電流表示數(shù)的最小值為多少? 解析:設(shè)觸頭上部分電阻為x Ω,則下部分為(5-x)Ω, 總電阻R== 由數(shù)學(xué)知識(shí)可知當(dāng)2+x=8-x,即x=3 Ω時(shí),R最大, 此時(shí)Rmax= Ω=2.5 Ω 電流表示數(shù)的最小值Imin== A=2 A。 答案:2 A 9.[多選]用甲、乙兩個(gè)完全相同的電流表表頭改裝成量程分別為0~5 V和0~10 V的電壓表,串聯(lián)后接在12 V的電壓上,則( ) A.兩表的電壓示數(shù)相同,均為6 V B.兩表頭的指針的偏角相同 C.兩表頭的指針的偏角不相同 D.兩表的電壓示數(shù)不同 解析:選BD 由于兩個(gè)電壓表是用相同的電流表改裝的,當(dāng)兩個(gè)電壓表串聯(lián)使用時(shí),通過(guò)兩表的電流是相同的,所以表頭指針偏轉(zhuǎn)的角度是相同的,該表盤(pán)上的示數(shù)表示的是電壓表兩端的電壓,所以其示數(shù)是不同的。 10.某同學(xué)測(cè)量阻值約為25 kΩ的電阻Rx,現(xiàn)備有下列器材: A.電流表(量程100 μA,內(nèi)阻約為2 kΩ); B.電流表(量程500 μA,內(nèi)阻約為300 Ω); C.電壓表(量程15 V,內(nèi)阻約為100 kΩ); D.電壓表(量程50 V,內(nèi)阻約為500 kΩ); E.直流電源(20 V); F.滑動(dòng)變阻器(最大阻值1 kΩ,額定功率1 W); G.電鍵和導(dǎo)線若干。 電流表應(yīng)選________,電壓表應(yīng)選________。(填字母代號(hào)) 該同學(xué)正確選擇儀器后連接了以下電路,為保證實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行,并使測(cè)量誤差盡量減小,實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)你檢查該電路,指出電路在接線上存在的問(wèn)題: ①_____________________________________________________________________; ②_____________________________________________________________________。 解析:電阻上是最大電流:I== A=0.810-3 A=800 μA,故電流表應(yīng)選擇B;因直流電源的電壓是20 V,故量程是50 V的電壓表的使用效率偏低,應(yīng)選擇電壓表C。因待測(cè)電阻約為25 kΩ,大電阻故用內(nèi)接法;因是小電阻控制大電阻,若用限流式接法,控制的電壓變化范圍太小,則應(yīng)用分壓式接法。 答案:B C?、匐娏鞅響?yīng)采用內(nèi)接的方法?、诨瑒?dòng)變阻器應(yīng)采用分壓器方式的接法 11.某電流表內(nèi)阻Rg為200 Ω,滿偏電流Ig為2 mA,如圖甲、乙改裝成量程為0.1 A和1 A的兩個(gè)量程的電流表,試求: (1)圖甲中,R1和R2各為多少? (2)圖乙中,R3和R4各為多少? (3)從安全角度分析,哪種改裝方法較好? 解析:(1)按圖甲接法,由并聯(lián)電路中電流跟電阻成反比,可得R1=Rg=200 Ω=4.08 Ω R2=Rg=200 Ω=0.4 Ω。 (2)按圖乙接法,量程為1 A時(shí),R4和Rg串聯(lián)后與R3并聯(lián);量程為0.1 A時(shí),R3和R4串聯(lián)后與Rg并聯(lián),分別得 Ig(Rg+R4)=(1-Ig)R3 IgRg=(0.1-Ig)(R3+R4) 解得R3=0.41 Ω,R4=3.67 Ω。 (3)乙圖接法較好。 甲圖中,若開(kāi)關(guān)S接觸不良而沒(méi)有接通,或換量程的過(guò)程中,電流將全部流經(jīng)表頭,可能把表頭燒壞。 答案:(1)4.08 Ω 0.4 Ω (2)0.41 Ω 3.67 Ω (3)見(jiàn)解析 12.如圖所示的電路中,R1=10 Ω,R2=4 Ω ,R3=6 Ω,R4=3 Ω,U=2.4 V。 (1)在ab間接一只理想電壓表,它的讀數(shù)是多少? (2)如在ab間接一只理想電流表,它的讀數(shù)又是多少? 解析:(1)ab間接電壓表,R2、R3串聯(lián),再與R1并聯(lián),此并聯(lián)部分總電阻為R并==5 Ω; 外電路總阻值R外=R4+R并=8 Ω; I總==0.3 A; U4=I總R4=0.9 V; U3=I總R3=0.9 V Uab=U4+U3=1.8 V。 (2)ab間接電流表,R3、R4并聯(lián)再與R1串聯(lián),最后再與R2并聯(lián); R并==2 Ω; I3== A=0.07 A I2==0.6 A; Iab=I2+I(xiàn)3=0.67 A。 答案:(1)1.8 V (2)0.67 A- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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- 山東省專用2018-2019學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路講義含解析新人教版選修3-1 山東省 專用 2018 2019 學(xué)年 高中物理 第二 恒定 電流 串聯(lián) 電路
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