第二章 4　串联电路和并联电路-人教版高中物理选修3-1讲义

4串联电路和并联电路一、对串联电路的理解串联电路的特点(1)串联电路各处的电流相等，即：I＝I1＝I2＝I3.(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即：U＝U1＋U2＋U3.(3)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋R3.(4)串联电阻具有分压作用：串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即：eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝eq\f(U3,R3)＝I.二、对并联电路的理解并联电路的特点(1)并联电路的总电流等于各支路电流之和，即：I＝I1＋I2＋I3.(2)并联电路的总电压与各支路电压相等，即：U＝U1＝U2＝U3.(3)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即：eq\f(1,R)＝eq\f(1,R1)＋eq\f(1,R2)＋eq\f(1,R3).(4)并联电路具有分流作用：并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即：I1R1＝I2R2＝I3R3＝U.三、电压表和电流表的改装及特点项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算U＝Ig(R＋Rg)R＝eq\f(U,Ig)－RgIgRg＝(I－Ig)RR＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg电表的总内阻RV＝Rg＋RRA＝eq\f(RRg,R＋Rg)使用并联在被测电路中，“＋”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中，电流从“＋”接线柱流入1一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一电压为100V的测试电源，则()A.当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40ΩB.当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40ΩC.当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80VD.当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80V2有一电流表G，内阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA.(1)要把它改装成量程为0～3V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？(2)要把它改装成量程为0～0.6A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？3已知电流表的内阻Rg＝120Ω，满偏电流Ig＝3mA，要把它改装成量程是6V的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3A的电流表，应并联多大的电阻？4如图所示，其中电流表A的量程为0.6A，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A；R1的阻值等于电流表内阻的eq\f(1,2)；R2的阻值等于电流表内阻的2倍.若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值，则下列分析正确的是()A.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时，每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时，每一小格表示0.01A5在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg＝100Ω，满偏电流Ig＝1mA，R1＝900Ω，R2＝eq\f(100,999)Ω.(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？4串联电路和并联电路1答案AC解析当c、d端短路时，等效电路如图甲所示，R123＝R1＋eq\f(R2R3,R2＋R3)＝40Ω，同理可知当a、b端短路时，R213＝R2＋eq\f(R1R3,R1＋R3)＝128Ω，选项A正确，选项B错误.当a、b两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得I＝eq\f(U,R1＋R3)＝eq\f(100,10＋40)A＝2A，所以Ucd＝IR3＝80V.当c、d两端接通测试电源时，等效电路如图丙所示，根据欧姆定律得I′＝eq\f(U,R2＋R3)＝eq\f(100,120＋40)A＝eq\f(5,8)A，所以Uab＝I′R3＝25V，选项C正确，选项D错误.2答案(1)990Ω1000Ω(2)0.05Ω0.05Ω解析(1)由题意知电流表G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03V改装成量程为0～3V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压UR＝U－Ug＝2.97V所以分压电阻R＝eq\f(Ug,Ig)＝eq\f(2.97,0.003)Ω＝990Ω改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝1000Ω.(2)改装成量程为0～0.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IR＝I－Ig＝0.597A所以分流电阻R＝eq\f(Ug,IR)≈0.05Ω改装后电流表的内阻RA＝eq\f(RgR,Rg＋R)≈0.05Ω.3答案1880Ω0.12Ω解析改装成电压表时应串联一个分压电阻，由欧姆定律得：U＝Ig(Rg＋R)，分压电阻：R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝eq\f(6,3×10－3)Ω－120Ω＝1880Ω.改装成电流表时应并联一个分流电阻，由并联电路两端电压相等得：IgRg＝(I－Ig)R分流电阻：R＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(3×10－3×120,3－3×10－3)Ω≈0.12Ω.4答案C解析当接线柱1、2接入电路时，R1与电流表并联，由于R1＝eq\f(RA,2)，可知流过R1的电流为流过电流表电流的2倍，所以1、2接线柱间的电流为流过电流表电流的3倍，所以每一小格是原来的3倍，即为0.06A，所以A、B错误；当接线柱1、3接入电路时，电流表与R1并联，然后再与R2串联，串联电阻对电流无影响，与1、2接入电路的效果一样，所以每一小格表示0.06A，C正确，D错误.5答案(1)电压表1V(2)电流表1A解析(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＝1000Ω.所以电压表两端的电压最高为：U＝IgRV＝0.001×1000V＝1V.即改装成的电压表的量程为1V.(2)S1和S2均闭合时，电阻R1被短路，电阻R2与小量程电流