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(gè)重要參數(shù)是________、________、________，這三個(gè)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(gè)并聯(lián)支路的電流之比是I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，則三個(gè)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(shí)，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(shí)，加在原電流表兩端的電壓的最大值不變 4．有一個(gè)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(gè)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(gè)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(dòng)勢為100 V，內(nèi)阻忽略不計(jì)．則(　　) 圖1 A．當(dāng)cd端短路時(shí)，ab之間的等效電阻是40 Ω B．當(dāng)ab端短路時(shí)，cd之間的等效電阻是40 Ω C．當(dāng)ab兩端接通測試電源時(shí)，cd兩端的電壓為80 V D．當(dāng)cd兩端接通測試電源時(shí)，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(shí)，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(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(　　) 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(dòng)變阻器的兩種接法 7.如圖3所示，滑動(dòng)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(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)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(shí)，移動(dòng)滑動(dòng)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(gè)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(gè)0.1 Ω的電阻 B．應(yīng)并聯(lián)一個(gè)0.1 Ω的電阻 C．應(yīng)串聯(lián)一個(gè)1 800 Ω的電阻 D．應(yīng)并聯(lián)一個(gè)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(shí)，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(gè)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(xiàng)B正確．] 方法總結(jié)　用電流表、電壓表測電阻時(shí)，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(huì)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(shí)，滑動(dòng)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(dòng)片P在最上端時(shí)，R2上獲得的電壓最大，此時(shí)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(dòng)片P在最下端時(shí)，R1的全部與R2串聯(lián)，此時(shí)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(shí)，滑動(dòng)變阻器R1為分壓式接法，當(dāng)滑動(dòng)片在最下端時(shí)，R2上的電壓最小，此時(shí)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(dòng)片在最上端時(shí)，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(dòng)變阻器兩種接法的比較 接法 項(xiàng)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(jì)電源內(nèi)阻) 0～E (不計(jì)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(shí)，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^?。? 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(gè)分電阻的阻值都要小且任一支路電阻增大時(shí)(其他支路不變)，總電阻也增大，所以A、B、C對，D錯(cuò)．] 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(shí)，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(shí)，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.