资源简介

(共35张PPT)
第十一章
电路及其应用
第4节　串联电路和并联电路
课题2　电路的两个基本问题
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 理解测量电路中电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择．
2. 理解供电电路中滑动变阻器的两种接法，并能正确应用．
活 动 方 案
实验中通过测出的电压和电流可以求出导体的电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法．因为电流表和电压表本身有电阻，影响了电流和电压的分配关系．由于电表自身电阻引起的测量误差属于系统误差，多次测量不能减小误差，所以需要选择合适接法——电流表内接法或电流表外接法．
活动一：研究测量电路中电流表的内接法和外接法
1. 两种接法的比较
＞
＝
＞
＝
＞
＜
内接法 外接法
误差来源(选填“分压”或“分流”) 电流表的________作用 电压表的________作用
适用情况(选填“大”或“小”) 测______电阻 测______电阻
分压
分流
大
小
2. 电流表内、外接的选择方法
(1) 直接比较法：当Rx RA时，采用内接法，当Rx RV时，采用外接法，可记忆为“大内偏大，小外偏小”．
电流表的分压
电压表的分流
甲　　　　　　　　乙
【答案】 Rx1　大于　小于
4. 用电流表(内阻约4 Ω)和电压表(内阻约3 kΩ)测量电阻R的阻值．某次按照如图所示的电路进行测量时，电流表的示数是5 mA，电压表的示数是2.5 V．下列说法正确的是(　　)
A. 电阻R的值为500 Ω
B. 电阻R的值略大于500 Ω
C. 电阻R的值略小于500 Ω
D. 如果采用电流表外接法测量，结果更加精确
【答案】 C
在实际测量电路中，根据实验需要往往要测量多组实验数据，这就需要改变测量电路通过的电流或其两端的电压．通过滑动变阻器接入电路，可以实现对测量电路中电流或电压的控制．常见的接法有两种：一种是将滑动变阻器串联接入电路，通过改变阻值的大小达到限制电路中的电流，这种接法叫作串联限流式接法，简称限流式；另一种是将滑动变阻器接入电路，再从滑片和滑动变阻器一端分得电压，这种接法叫作并联分压式接法，简称分压式．
活动二：研究供电电路中滑动变阻器的两种接法
1. 研究限流式和分压式电路
0
限流式 分压式
适用 情况 电压、电流变化不要求从零调起，负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R__________，或R稍大 (1) 要求负载上电压或电流变化范围较大，或从______开始连续可调
(2) 负载电阻的阻值Rx________滑动变阻器的总电阻R
相差不多
零
远大于
2. 滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是(　　)
A. 若将a、c两端连在电路中，则当滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小
B. 若将a、d两端连在电路中，则当滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小
C. 将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱
D. 将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱
【解析】 若将a、c两端连在电路中，aP部分将连入电路，则当滑片P向右滑动时，aP部分变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A错误；若将a、d两端连在电路中，也是aP部分连入电路，则当滑片P向右滑动时，aP部分变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误；在限流式接法中，a、b两端任意选一个，c、d两端任意选一个，接入电路即可，C错误；在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两端必须接入电路，c、d两端任意选一个，接入电路即可，D正确．
【答案】 D
3. 如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200 Ω，R2＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V.
(1) 当S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
(2) 当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
(2) 当S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片P在最下端时，R2两端电压为0，当滑片P在最上端时，R2两端的电压最大，为8 V，所以R2两端可获得的电压变化范围为0～8 V.
检 测 反 馈
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1. 如图所示，甲、乙分别为测灯泡
电阻R的两种接法的电路图，下列说法
不正确的是(　　)
A. 图甲的接法叫电流表外接法，图乙的接法叫电流表内接法
B. 甲中R测＞R真，乙中R测＜R真
C. 甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R RV，故此法测较小电阻好
D. 乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R RA，故此法测较大电阻好
甲　　　　　　　乙
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【答案】 B
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2. 用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法.如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点；他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，则下列说法中正确的是(　　)
A. R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路
B. 如果选择电流表内接电路，测量值小于真实值
C. R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路
D. 如果选择电流表外接电路，测量值大于真实值
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【解析】 由题图可知，电压表的一端接在A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，而电流表分压较小，故R阻值较大，与电压表阻值接近，故应选择电流表内接电路．如果选择电流表内接电路，测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻，测量值大于真实值；如果选择电流表外接电路，电流表示数偏大，测量值小于真实值．故A正确，B、C、D错误．
【答案】 A
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3. 一个小灯泡上标有“4 V　0.5 A”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择：
A. 电压表(0～5 V，内阻约10 kΩ)；　　
B. 电压表(0～15 V，内阻约20 kΩ)；
C. 电流表(0～3 A，内阻约1 Ω)；　　
D. 电流表(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)；
E. 滑动变阻器(10 Ω　2 A)；　　
F. 滑动变阻器(500 Ω　1 A)；
G. 电源(直流6 V)、开关、导线若干．
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甲　　　　　　　乙
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(1) 实验时，选用图中______(选填“甲”或“乙”) 电路图来完成实验，请说明理由：_______________________________________________　_____________.
(2) 实验中所用电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选______.(填序号)
1
甲
描绘灯泡的I－U图线所测数据需从零开始，并要多
取几组数据
A
D
E
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(3) 把下列实验器材用实线连接成实物电路图．
【答案】
2
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4. 要测绘额定电压为2 V的日常用小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择：
A. 电源E(电动势3.0 V，内阻可不计)；　　
B. 电压表V1(量程为0～3 V，内阻约2 kΩ)；
C. 电压表V2(0～15 V，内阻约6 kΩ)；　　
D. 电流表A1(0～0.6 A，内阻约1 Ω)；
E. 电流表A2(0～100 mA，内阻约2 Ω)；　　
F. 滑动变阻器R1(最大值10 Ω)；
G. 滑动变阻器R2(最大值2 kΩ)．
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(1) 为减小实验误差，实验中电压表应选择________，电流表应选择________，滑动变阻器应选择________.(均填序号)
(2) 为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中．
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(3) 实验中测得一组数据如表所示，根据表格中的数据在图中方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线.
1
I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50
U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00
(4) 该小灯泡在额定电压下的电阻是________Ω.
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【解析】 (1) 由题意及表中数据知小灯泡的额定电压为2 V，额定电流为0.5 A，故电压表应选B，电流表应选D；又描绘伏安特性曲线要求电流从零开始调，故滑动变阻器应采用分压式接法，应选阻值小的滑动变阻器F.
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【答案】 (1) B　D　F　
(2) 　　　　　　　　(3)
(4) 4
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第十一章
电路及其应用
第4节　串联电路和并联电路
课题1　串联电路和并联电路
内容索引
学习目标
活动方案
检测反馈
学 习 目 标
1. 掌握串、并联电路的电流和电压的特点．
2. 掌握串、并联电路的有关计算．
3. 理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算．
活 动 方 案
1. 阅读教材相关内容，熟悉串、并联电路的特点，完成下表.
活动一：理解串、并联电路的特点，进行相关的电路计算
I1＝I2＝…＝In
I1＋I2＋…＋In
U1＋U2＋…＋Un
U1＝U2＝…＝Un
R1＋R2＋…＋Rn
2. 正确理解串、并联电路部分电路的电阻和总电阻的关系，讨论并回答下列问题：
(1) 在串联电路中，若某电阻增大，总电阻如何变化？若增加一个串联电阻，总电阻如何变化？反之又如何？
【答案】 在串联电路中，若某电阻增大，总电阻增大，若增加一个串联电阻，总电阻增大；若某电阻减小，总电阻减小，若减少一个串联电阻，总电阻减小．
(2) 在并联电路中，若某支路电阻增大，总电阻如何变化？若增加一个并联支路，总电阻如何变化？反之又如何？
【答案】 在并联电路中，若某支路电阻增大，总电阻增大，若增加一个并联支路，总电阻减小；在并联电路中，若某支路电阻减小，总电阻减小，若减少一个并联支路，总电阻增大．
(3) 某同学在研究复杂电路的时候得出了一个结论：任何电路，无论多复杂，只要有一个电阻增大，总电阻就增大，只要有一个电阻减小，总电阻就减小．你认同他的观点吗？为什么？
【答案】 认同．根据以上分析可知，不管是串联电路还是并联电路，只要有一个电阻增大，总电阻就增大，只要有一个电阻减小，总电阻就减小．
3. 如图所示电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，电压表示数为2 V，电流表示数为0.2 A，求：
(1) 电阻R3的阻值；
(2) A、C两端的电压值．
【答案】 (1) R2两端的电压
U2＝I2· R2＝0.2 A×12 Ω＝2.4 V，
R3两端的电压与R2两端的电压相同，
U3＝U2，
通过R3的电流I3＝I－I2＝0.4 A－0.2 A＝0.2 A，
(2) UAC＝U1＋U2＝2 V＋2.4 V＝4.4 V.
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表(表头)改装而成的．
1. 从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律．无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变．三个参量之间有什么关系？
【答案】 Ug＝IgRg.
活动二：应用串、并联电路规律改装电流表和电压表
(2) 改装后的电压表可以看作一个电压可读的“大电阻”，电压表的总内阻 RV＝____________(用R和Rg表示)．
Rg＋R
(2) 改装后的电流表可以看作一个电流可读的“小电阻”，电流表的总内阻RA＝________(用R和Rg表示)．
4. 有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA.
(1) 要把它改装成量程为0～3 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？
【答案】 由题意知电流表G的满偏电压
Ug＝IgRg＝0.03 V，
改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R两端的电压UR＝U－Ug＝2.97 V，
改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝1 000 Ω.
(2) 要把它改装成量程为0～0.6 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？
【答案】 改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，通过分流电阻R′的电流IR′＝I－Ig＝0.597 A，
检 测 反 馈
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1. 如图所示，图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则(　　)
A. R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅰ区域
B. R1和R2串联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域
C. R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅲ区域
D. R1和R2并联后的总电阻的I－U图线应在Ⅱ区域
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【解析】 R1和R2串联后的总电阻大于R1或R2中的任一电阻，斜率应该小于图线1、2，故在 Ⅲ 区域；R1和R2并联后的总电阻小于R1或R2中的任一电阻，斜率应该大于图线1、2，故在 Ⅰ 区域．故B正确．
【答案】 B
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2. R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V．若将它们串联，允许加在电路两端的最大电压是(　　)
A. 45 V　　 B. 5 V　　
C. 25 V　　 D. 15 V
【解析】 本题中R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5 A，经计算，R2允许通过的最大电流仅为0.5 A，则通过串联电路的最大电流以最小的为准，从而求得加在电路两端的最大电压是15 V，故D正确．
【答案】 D
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3. 如图所示，电源内阻不计，已知R1＝2 kΩ，R2＝3 kΩ，现用一个内阻为6 kΩ的电压表并联在R2的两端，电压表的读数为6 V．若把它接在a、b两点间，电压表的读数为(　　)
A. 18 V　　 B. 12 V
C. 8 V　　 D. 6 V
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【答案】 B
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4. 如图所示是实用电压表电路图，当a、b间电压为4 V时，电流表指针偏转到最大刻度；当a、b间电压变为3 V时，仍欲使电流表指针偏转到最大刻度，可行的办法是(　　)
A. R1不变，减小R2　　
B. R2不变，减小R1
C. 增大R1，增大R2　　
D. R1不变，增大R2
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【答案】 A
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A. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04 A
B. 将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02 A
C. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06 A
D. 将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01 A
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【解析】 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，(I1－IA)R1＝IARA，解得I1＝3IA＝0.06 A，则每一小格表示0.06 A；若将接线柱1、3接入电路，则(I2－IA)R1＝IARA，解得I2＝3IA＝0.06 A，则每一小格表示0.06 A．C正确．
【答案】 C
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6. 如图所示电路，将两个相同的电流计分别改装成电流表A1(0～3 A) 和电流表A2(0～0.6 A)，把这两个电流表并联接入电路中测量电流，则下列说法中正确的是(　　)
A. A1的指针半偏时，A2的指针也半偏
B. A1的指针还没有满偏，A2的指针已经满偏
C. A1的读数为1 A时，A2的读数为0.6 A
D. A1的读数为1 A时，干路中的电流为1.6 A
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【解析】 电流表是由电流计并联一个电阻改装而成，两电流表并联，所以两表头也并联，流过两表头的电流相等，A1的指针半偏时，A2的指针也半偏，A正确，B错误；两电流表的内阻之比为1∶5，则电流之比为5∶1.A1的读数为1 A时，A2的读数为0.2 A，干路中的电流为1.2 A，C、D错误．
【答案】 A
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7. 一电压表由电流表G和电阻R串联而成．若在使用过程中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可以改进(　　)
A. 在R上串联一个比R大得多的电阻
B. 在R上串联一个比R小得多的电阻
C. 在R上并联一个比R小得多的电阻
D. 在R上并联一个比R大得多的电阻
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【解析】 若电压表读数总比准确值稍小一些，说明串联电阻R稍大些，应在R上并联一个比R大得多的电阻．故D正确．
【答案】 D
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8.如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大值R3＝5 Ω，则：
(1) 当滑片P位于a时，电路的总电阻是多少？电流表示数为多少？
(2) 当滑片P位于b时，电路的总电阻是多少？电流表示数为多少？
(3) 当滑片P从a滑到b的过程中，电流表示数如何变化？该过程的最小值为多少？
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(1) 当S1和S2均断开时，改装成的表是什么表？量程为多大？
(2) 当S1和S2均闭合时，改装成的表是什么表？量程为多大？
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【答案】 (1) S1和S2均断开时，电阻R1与小量程电流表G串联，可组成较大量程的电压表，电压表的内阻RV＝Rg＋R1＝1 000 Ω.所以电压表两端的电压最高为U＝IgRV＝0.001×1 000 V＝1 V．即改装成的电压表的量程为1 V.
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10. 如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig＝500 mA，内阻Rg＝200 Ω，将它改装为有0～1 A和0～10 A两种量程的电流表，问R1、R2的阻值各为多大？
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【答案】 当公共端与“1 A”端接入电路时，总电流I1＝1 A.
当公共端与“10 A”端接入电路时，总电流I2＝10 A.
当公共端与“10 A”端接入电路时，电阻R2与表头内阻Rg先串联，再与电阻R1并联．由并联电路的特点可得Ig(Rg＋R2)＝(I2－Ig)R1，代入Ig、I2、Rg的数值，可得R2＋200 Ω＝19R1.
联立解得R1＝20 Ω，R2＝180 Ω.
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