2017-2018學(xué)年高中物理 第2章 直流電路 第3節(jié) 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應(yīng)用練習(xí) 教科版選修3-1.doc

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第3節(jié)　電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應(yīng)用 1．串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)是： (1)電路中各處________相等，即________________． (2)總電壓等于________________之和，即____________________________． (3)總電阻等于________________之和，即____________________________． 2．并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)是： (1)各電阻兩端的________相等，即____________________________． (2)總電流等于各支路________之和，即________________________． (3)總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的________之和，即 ________________________________________． 3．電流表(表頭)G的三個重要參數(shù)是________、________、________，這三個參數(shù)之間的關(guān)系符合歐姆定律，即____________________________． 4．利用串聯(lián)電路的________原理，將電流表G________一只適當(dāng)阻值的電阻R，就可以改裝成一定量程的電壓表V，若改裝后的量程為U，則分壓電阻R＝ ____________________________. 5．利用并聯(lián)電路的________原理，將電流表G________一只適當(dāng)阻值的電阻R，就可以改裝成一定量程的電流表A，若改裝后的量程為I，則分流電阻R＝ ________________________________. 【概念規(guī)律練】 知識點(diǎn)一　串并聯(lián)電路的特點(diǎn) 1．電阻R1、R2、R3串聯(lián)在電路中．已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1兩端的電壓為6 V，R2兩端的電壓為12 V，則(　　) A．電路中的電流為0.6 A B．電阻R2的阻值為20 Ω C．三只電阻兩端的總電壓為21 V D．電阻R3兩端的電壓為4 V 2．已知通過三個并聯(lián)支路的電流之比是I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，則三個并聯(lián)支路的電阻之比R1∶R2∶R3為(　　) A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．2∶3∶6 D．6∶3∶2 知識點(diǎn)二　電壓表、電流表的改裝 3．把電流表改裝成電壓表時，下列說法正確的是(　　) A．改裝的原理是串聯(lián)電阻有分壓作用 B．改裝成電壓表后，原電流表本身允許通過的最大電流值也隨著變大了 C．改裝后原電流表自身的電阻也增大了 D．改裝后使用時，加在原電流表兩端的電壓的最大值不變 4．有一個量程為0.5 A的電流表，與阻值為1 Ω的電阻并聯(lián)后通入0.6 A的電流，電流表的示數(shù)為0.4 A，若將該電流表的量程擴(kuò)大為5 A，則應(yīng)________聯(lián)一個阻值為________ Ω的電阻． 知識點(diǎn)三　串并聯(lián)電路特點(diǎn)的綜合應(yīng)用 5．一個T型電路如圖1所示，電路中的電阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω.另有一測試電源，電動勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計．則(　　) 圖1 A．當(dāng)cd端短路時，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時，cd之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測試電源時，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測試電源時，ab兩端的電壓為80 V 【方法技巧練】 一、用伏安法測電阻 6．用電流表和電壓表測量電阻Rx的阻值．如圖2所示，分別將圖(a)和(b)兩種測量電路連接到電路中，按照(a)圖時，電流表示數(shù)為4.60 mA，電壓表示數(shù)為2.50 V；按照(b)圖時，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(　　) 圖2 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 二、滑動變阻器的兩種接法 7.如圖3所示，滑動變阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝R3＝300 Ω，A、B兩端電壓UAB＝8 V. 圖3 (1)當(dāng)開關(guān)S斷開時，移動滑動片P，R2兩端可獲得的電壓變化范圍是多少？ (2)當(dāng)S閉合時，移動滑動片P，R2兩端可獲得的電壓變化范圍又是多少？ 1．下列說法中正確的是(　　) A．一個電阻和一根無電阻的理想導(dǎo)線并聯(lián)，總電阻為零 B．并聯(lián)電路任一支路的電阻都大于電路的總電阻 C．并聯(lián)電路任一支路電阻增大(其他支路不變)，則總電阻也增大 D．并聯(lián)電路任一支路電阻增大(其他支路不變)，則總電阻一定減小 2．電流表的內(nèi)阻是Rg＝200 Ω，滿刻度電流值是Ig＝500 μA，現(xiàn)欲把這電流表改裝成量程為1.0 V的電壓表，正確的方法是(　　) A．應(yīng)串聯(lián)一個0.1 Ω的電阻 B．應(yīng)并聯(lián)一個0.1 Ω的電阻 C．應(yīng)串聯(lián)一個1 800 Ω的電阻 D．應(yīng)并聯(lián)一個1 800 Ω的電阻 3.如圖4所示的電路中，電壓表和電流表的讀數(shù)分別為10 V和0.1 A，電流表的內(nèi)阻為0.2 Ω，那么有關(guān)待測電阻Rx的下列說法正確的是(　　) 圖4 A．Rx的測量值比真實(shí)值大 B．Rx的測量值比真實(shí)值小 C．Rx的真實(shí)值為99.8 Ω D．Rx的真實(shí)值為100.2 Ω 4．電流表G的內(nèi)阻為Rg，用它測量電壓時，量程為U；用它改裝成大量程的電流表的內(nèi)阻是RA，量程為I，這幾個量的關(guān)系是(　　) A．RA>Rg　>Rg B．RA>Rg> C．RAR真，乙中R測，即電流變化明顯一些，可見電壓表內(nèi)阻帶來的影響比電流表內(nèi)阻帶來的影響大，故應(yīng)采取內(nèi)接法，即按照(a)圖所示電路測量電阻Rx，Rx＝＝543Ω，此法測量值偏大，因此選項B正確．] 方法總結(jié)　用電流表、電壓表測電阻時，連接方式可分為電流表外接法和電流表內(nèi)接法兩種方式： (1)電流表外接法：如圖甲所示，由于電壓表的分流導(dǎo)致電流的測量值偏大，由R＝可知，R測R真，R越大，電流表的分壓越小，誤差就會越?。虼诉@種接法適用于測量大電阻． 7．(1)4.8V～8V　(2)3.43V～8V 解析　 (1)當(dāng)S斷開時，滑動變阻器R1為限流式接法，R3及R1的下部不接在電路中，當(dāng)滑動片P在最上端時，R2上獲得的電壓最大，此時R1接入電路的電阻為零，因此R2上的最大電壓等于UAB＝8V，當(dāng)滑動片P在最下端時，R1的全部與R2串聯(lián)，此時R2上的電壓最小，UR2＝UAB＝4.8V，所以R2上的電壓變化范圍為4.8V～8V. (2)當(dāng)S閉合時，滑動變阻器R1為分壓式接法，當(dāng)滑動片在最下端時，R2上的電壓最小，此時R2與R3并聯(lián)，再與R1的全部串聯(lián)，R2與R3的并聯(lián)電阻R′＝＝150Ω，電壓為U′＝UAB＝8V＝3.43V，當(dāng)滑動片在最上端時，R2上的電壓最大等于UAB＝8V，所以R2上的電壓范圍為3.43V～8V. 方法總結(jié)　 1．滑動變阻器兩種接法的比較 接法 項目 限流式 分壓式 電路組成 變阻器 接入電 路特點(diǎn) 連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻線圈一端的接線柱(圖中變阻器Pa部分短路不起作用) 連接變阻器的導(dǎo)線分別接金屬桿一端和電阻線圈的兩端接線柱(圖中變阻器Pa、Pb都起作用，即從變阻器上分出一部分電壓加到待測電阻上) 調(diào)壓范圍 ～E (不計電源內(nèi)阻) 0～E (不計電源內(nèi)阻) 2.選用兩種接法的原則 (1)負(fù)載電阻的阻值R0遠(yuǎn)大于變阻器的總電阻R，須用分壓式電路； (2)要求負(fù)載上電壓或電流變化范圍較大，且從零開始連續(xù)可調(diào)，須用分壓式電路； (3)負(fù)載電阻的阻值R0小于變阻器總電阻R或相差不多，且電壓電流變化不要求從零調(diào)起時，可采用限流接法； (4)兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因?yàn)橄蘖魇浇臃偰芎妮^小． 課后鞏固練 1．ABC　[由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知：并聯(lián)電路的總電阻比各支路中的任意一個分電阻的阻值都要小且任一支路電阻增大時(其他支路不變)，總電阻也增大，所以A、B、C對，D錯．] 2．C　[電流表改電壓表，串聯(lián)電阻．電阻兩端的電壓U′＝U－Ug＝1 V－20050010－6 V＝0.9 V，串聯(lián)的電阻阻值為R＝U′/Ig＝1800Ω.] 3．AC　[因?yàn)殡娏鞅砗蚏x直接串聯(lián)，所以電流表讀數(shù)I′等于流過Rx的真實(shí)電流I，電壓表并聯(lián)在電流表和Rx串聯(lián)電路的兩端，故電壓表讀數(shù)U′大于Rx兩端的真實(shí)電壓U，所以Rx的測量值Rx′＝大于真實(shí)值Rx＝，故A對．Rx的真實(shí)值為：Rx＝＝＝Ω＝99.8Ω，故C對．] 4．C　5.D 6．C　[因P1＝P2＝P3，又R2與R3并聯(lián)，U2＝U3且P＝，故R2＝R3，I2＝I3＝I1，即I1∶I2∶I3＝2∶1∶1，根據(jù)P＝I2R得R1∶R2∶R3＝∶∶ ＝1∶4∶4.] 7．B　8.B　9.D 10．1880Ω　0.12Ω 解析　量程為6V的意思是當(dāng)電壓表(電流表串聯(lián)電阻后的整體)兩端電壓為6V時，通過電流表的電流為滿偏電流，指針指向最大刻度處，我們在最大刻度處標(biāo)以6V. 依以上分析，設(shè)串聯(lián)電阻的阻值為R，則 Ug＝IgRg＝310－3120V＝0.36V， UR＝U－Ug＝6V－0.36V＝5.64V. 根據(jù)串聯(lián)電路中的電壓分配關(guān)系可得R＝Rg＝120Ω≈1880Ω. 即應(yīng)串聯(lián)1880Ω的電阻，改裝后，電壓表內(nèi)阻 RV＝1880Ω＋120Ω＝2000Ω. 量程為3A的意思是通過電流表(表頭并聯(lián)電阻后的整體)的電流為3A時，通過表頭的電流為滿偏電流，指針指向滿刻度處，在此處標(biāo)以3A. 設(shè)應(yīng)并聯(lián)電阻阻值為R，則其分擔(dān)的電流為 IR＝I－Ig＝3A－310－3A＝2.997A. 根據(jù)并聯(lián)電路中的電流分配關(guān)系可得 R＝Rg＝120Ω≈0.12Ω. 即應(yīng)并聯(lián)0.12Ω的電阻，改裝后，電流表的內(nèi)阻RA＝＝≈0.12Ω.