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1、1第八章 恒定电流第二讲 串并联电路 电表的改装课时安排：课时安排：2 课时课时教学目标：教学目标：1熟练掌握串并联电路的特点，能够化简电路2掌握含容电路的分析与计算3掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误差4掌握滑动变阻器的两种用法本讲重点：本讲重点：1串并联电路的特点2滑动变阻器的两种用法的选择、伏安法测电阻内外接法的选择本讲难点：本讲难点：滑动变阻器的两种用法的选择、伏安法测电阻内外接法的选择考点点拨：考点点拨：1处理复杂电路的基本方法2电压表和电流表的改装原理3伏安法测电阻的电路选择第一课时一、考点扫描一、考点扫描（一）知识整合（一）知识整合1串联电
2、路和并联电路的电流：（1）串联电路各处的电流_。即3210IIII（2）并联电路的总电流等于各支路电流_。即3210IIII2、串联电路和并联电路的电压 在图 2.4-1 中，用、分别表示电路中 1、2、3 各点的电势，用、012301U12U23U分别表示 0 与 1、1 与 2、2 与 3、0 与 3 的电势差。03U（1）串联电路两端的总电压等于各部分电路电压_。即+=01U12U23U03U（2）并联电路的总电压与各支路电压_。用 U1、U2、U3代表图 2.4-2 中三个电阻两端的电压， 即有=1U2U3UU23、电阻的串联和并联（1）串联电路的总电阻等于各部分电路电阻_。即21RR
3、R对于多个电阻的串联L21RRR（2）并联电路的总电阻的_等于各支路电阻的_。即21111 RRR对于多个电阻的串联L21111 RRR4、电压表和电流表、电压表和电流表常用的电压表和电流表都是由_改装而成的。表头的满偏电流 Ig、内阻 Rg和满偏电压 Ug。（1）满偏电流 Ig：表头指针偏转到最大刻度时的电流叫表头的_，用 Ig表示。（2）表头的内阻 Rg：表头线圈的电阻叫做表头的_，用 Rg表示。说明每个表头都有它的满偏电流 Ig和内阻 Rg，Rg和 Ig是表头的两个重要参数。（3）表头通过满偏电流时，加在它两端的电压，这个电压值叫_，用 Ug表示。满偏电流 Ig、内阻 Rg、满偏电压 U
4、g三者之间的关系为：_表头 G 的满偏电压 Ug和满偏电流 Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头 G 加以改装。电流表改装成电压表时，要_一个适当的分压电阻，电流表改装成大量程电流表时，要_一个适当的分流电阻。下面是改装的原理图。（二）重难点阐释（二）重难点阐释1电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻 R，如图所示，若量程扩大 n 倍，即 n=，则根据分压原理，需串联的电阻值gUUgg gRRnRUUR) 1( ，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。2电流表改装成大量程的电流表3方法：并联一个分流电阻 R，如图所示，若量程扩大 n 倍，即n=，则根据并联电路
5、的分流原理，需要并联的电阻值gII，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。1nRRIIRg g Rg需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流 Ig和满偏电压 Ug，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。3用伏安法测电阻的两种连接方式：用图甲所示电路测 Rx阻值时，电压表示数为 Rx两端电压，电流表示数为通过 Rx的电流，实际电流表示数为 IR+IV。测得 RxIURx值比真值小。当 Rv值越大，Iv越小，电流表示数越接近 IR，当 RVRx时，测量值 Rx比较准值。这种接法（电流表外接法）适宜
6、测量 较小 电阻。 （填写较大或较小）用图乙所示电路，测 Rx值时，当 RxRA时，测量值比较准确。这种接法电流表内接法适宜测量 较大 电阻。 （填写较大或较小）二、高考要点精析二、高考要点精析（一）处理复杂电路的基本方法（一）处理复杂电路的基本方法考点点拨考点点拨处理复杂电路，关键是画出等效电路。对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。（1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点） 。（2）在外电路，沿着电流方向电势降低。（3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。（4）不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。【例 1】如图是一个电路的一部分，其中
7、R1=5，R2=1，R3=3，I1=0.2A，I2=0.1A，那么电流表测得的电流为（ ）A0.2 A，方向向右B0.15A，方向向左C0.2 A，方向向左D0.3A，方向间右解析：由图示电流方向可计算出 R1和 R2两端电势降 U1=1.0V，U2=0.1V，电势左高右低，比较 U1，U2可判定 R3两端电势下高上低，U3=0.9V，通过 R3中的电流 I3=U3/R3=0.3A 的电流，向上流，由图可知 R3上电流由 I2和 IA共同提供的，IA=0.2A，方向向左。答案：C 点评：电势的高低是判断电流方向的基本方法。因为 U1U2，所以 R3两端电势下端比上端高。ARx 甲VARx乙V4
8、考点精炼考点精炼1如图所示的电路中，各个电阻都是 2，电流表内阻不计，在B、C 两点间加 6V 电压时，电流表的读数是_。（二）电压表和电流表的改装原理（二）电压表和电流表的改装原理考点点拨考点点拨将表头（G）改装成电压表和大量程电流表，是利用了部分电路的欧姆定律和串并联电路的RUI 基本规律。（1）电压表的改装：串联一个分压电阻 R，如图所示，若量程扩大n 倍，即 n=，则根据分压原理，需串联的电阻值gUU，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。gg gRRnRUUR) 1( （2）电流表的改装：并联一个分流电阻 R，如图所示，若量程扩大 n 倍，即 n=，则根据并联电路的分流原理，需要并
9、联的电阻gII值，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小。1nRRIIRg g Rg【例 2】表头（表头（G）改装成双量程电压表：）改装成双量程电压表：如图所示，有一个表头 G，满偏电流为 Ig=1 mA，内阻 Rg= 100 ，用它改装为有 5 V 和 50 V 两种量程的电压表，求 R1、R2的阻值各为多大？答案：R1=4.9 k，R2=49.9 k解析：当公共端与 5 V 端接入被测电路时，量程为 U1=5 V，当公共端与50 V 端接入被测电路时，量程为 U2=50 V.由串联电路的电压分配关系可知：R1=4900 =4.9 k)1001015(31g gRIUR2=49900 =49
10、.9 k)10010150(32g gRIU5【例 3】表头（表头（G）改装成双量程电流表：）改装成双量程电流表：如图所示，有一个表头 G，满偏电流 Ig=500 mA，内阻 Rg=200 ，用它改装为有 1 A 和 10 A 两种量程的电流表，求 R1、R2的阻值各为多大？解析：当公共端与 1 A 端接入电路时，量程为 I1=1 A，当公共端与 10 A端接入电路时，量程为 I2=10 A。当公共端与 1 A 端接入被测电路时，电阻 R1和 R2串联，再与表头内阻 Rg并联。由并联电路中的电流分配关系可得：R1+R2=Rggg III1代入 Ig、I、Rg的数值得 R1+R2=200 当公共
11、端与 10 A 端接入被测电路时，电阻 R1与表头支路的电阻 Rg+R2并联。由并联电路的特点可知：Ig（Rg+R2）=（I2-Ig）R1代入 Ig、I2、Rg的数值，可得R2+200 =19 R1由解得 R1=20 ， R2=180 说明对于 I1=1 A 的量程，G 是它的表头，对于 I2=10 A 的量程，G 与 R2串联后相当于它的表头.考点精炼考点精炼2如图所示的电路是一个电压、电流两用表工作原理图，两个电流挡的量程分别为 I1=1mA，I2=500mA；一个电压挡，量程为 U=10V，已知表头G 满偏电流 Ig=500A，内阻 Rg=600，求 R1、R2、R3的阻值。3一灵敏电流
12、计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为 Ig=50A，表头电阻 Rg=1k，若改装成量程为 Im=1mA 的电流表，应并联的电阻阻值为 。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V 的电压表，应再串联一个阻值为 的电阻。GR1R2R31mA500mA10V +-S6第二课时（三）伏安法测电阻的电路选择（三）伏安法测电阻的电路选择考点点拨考点点拨（1）伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）（2）实验电路（电流表内外接法）的选择测量未知电阻的原理是 R=，由于测量所需的电表IU实际上是非理想的，所以在测量未知电阻两端电压 U 和通过的电流 I 时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地减
13、少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：（1）若，一般选电流表的内接法。如图（a）所示。由于该电Ax RRxV RR路中，电压表的读数 U 表示被测电阻 Rx与电流表 A 串联后的总电压，电流表的读数 I 表示通过本身和Rx的电流，所以使用该电路所测电阻 R测=RxRA，比真实值 Rx大了 RA，相对误差 a=IU（2）若，一般选电流表外接法。如图（b）所示。由于该电路中电压表的读xAxx RR RRR测Ax RRxV RR数 U 表示 Rx两端电压，电流表的读数 I 表示通过 R与 RV并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻 R测=也比真实值 Rx略小些，相对误差 a=.xV
14、xV RRRR IU xVVxx RRR RRR测【例 4】用伏安法测量某一电阻 Rx阻值，现有实验器材如下：待测电阻 Rx，阻值约 5 ；电流表A（量程 00.6 A，内阻 0.2 ） ；电压表 V（量程 03 V，内阻 3 k） ；为了较准确测量 Rx阻值，应选_接法，并画出实验电路图。解析：因，即电压表的内阻比待测电阻大的更多，故电流Ax RRxV RR表必须外接。实验电路图如图所示。【例 5】一个未知电阻，无法估计其电阻值，某同学用伏安法测量此电阻，用图（a） （b）两种电路各测一次，用（a）图所测数据为 3.0V，3.0mA，用（b）图测得的数据是 2.9V， 4.0mA，由此可知，
15、用_图测得 Rx的误差较小，测量值 Rx=_。解析：对比两种测量结果，电流表的示数变化相对较大，即电压表的分流作用较大，故应选用内接法，即（a）图；测量值 Rx=10003100 . 30 . 37考点精炼考点精炼4用伏安法测电阻时有如图所示的甲、乙两种接法，下面说法中正确的是（ ）A当 RxRA时，用甲种接法误差较小，当 RxRA时，用乙种接法误差较小B当 RxRA时，用甲种接法误差较小，当 RxRA时，用乙种接法误差较小C当 RxRA时，用甲种接法误差较小，当 RxRv时，用乙种接法误差较小D当 RxRv时，用甲种接法误差较小，当 RxRA时，用乙种接法误差较小5.用伏安法测未知电阻 Rx时，若不知 Rx的大约数值，为了选择正确的电流表接法以减小误差，可将仪器如图所示接好，只空出一个电压表的一个接头 K，然后将 K 分别与 a，b 接触一下，观察电压表和电流表示数变化情况，则（ ）A.若电流表示数有显著变化，K 应按 aB.若电流表示数有显著变化，K 应按 bC.若电压表示数
