串并联电路电压表、电流表

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1、1. 3串并联电路、电压表、电流表【学习目标】1. 掌握串、并联电路的特点，并能熟练地识别电路中元件之间的连接关系，能够运用 串并联的规律理解计算电表的改装。2. 识别电路中各元件的连接关系，画出简明的等效电路图，以及电流表、电压表、 电容等对电路的影响。【要点梳理】要点一、串联电路的特点和性质1. 基本特点(1) 在串联电路中，各处的电流相等，即123n(2) 串爭电路的总电压等于各部分电压之和，即 u=u +u +u 7 +u 123n(3) 串联电路的等效总电阻为各电阻值之和，即Riu2 性质(1) 串联电路的电压分配关系：各个电阻两端的电压跟它们的阻值成正 比，即或U :U :U =R

2、 : R :R123123U二5U,1 R +R +R123R其中：U 二2U,2 R +R +R123R TTu.R +R +R123或：P1(2) 串联电路的功率分配关系：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比,:P =R :童点3诠峯 个相同的电阻7?串联后的总电阻R =nR 声串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻。 串联电路的每个电阻7?都分担了一部分电压，串联电路的这种作用叫作分压作用， 起分压作用的电阻叫作分压电阻。要点二、并联电路的特点和性质1.基本特点(1) 并联电路中各支路的电压相等，即U=U =U =U = =U 123n(2) 并联电路的总电流等于各支路电流之和，即1

3、= 1 +1 +1 + +/ 123n(3) 并联电路的等效总电阻7?与各支路的电阻7?、R、R 7?,的关系是： 123 n11111=+ + + R R R RR123n 2 性质(1)并联电路的电流分配关系：各支路电流跟它们的电阻成反比，即I R =1 R =1 R =1 R =U 112233n n或：丄.丄丄23 R R R(2)并険电臨的动率分配关系：各支路电阻消耗的功率跟它们的电阻成反比, 即PR =PR =PR = =PR =t/2.112233n y或： 111P : P : P =：23RRR123要点诠释：n个相等的电阻尺并联后的总电阻R= 忌n并联电路的总电阻小于其中最

4、小的电阻。oR R两个电阻并联时的总电阻尺=百4青，当其中任一个增大或减小时，总电阻也随之增大或减小。R +R1 2特别提醒：三个电阻并联总电阻的计算公式是RR RR=1 2 3,RR +R R +RR122313而不是RR RR=1_2_3R +R +R 123 多个电阻并联时，其中任一个电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小。 在电路中多并联一个电阻电流就多了一条通路，可以分去干路中的一部分电流, 并联电阻的这种作用叫作分流作用，起分流作用的电阻叫作分流电阻。要点三、电路的简化原则及方法（1）原则：无电流的支路除去；电势相等的各点合并；理想导线任意长短； 理想电流表可认为短路，理想电压表可

5、认为断路；电压稳定时电容器可认为断路。（2）方法： 电流分支法：先将各结点用字母标上，判定各支路元件的电流方向（若无电流可假 设在总电路两端加上电压后判定），按电流流向，自左到右将各元件结点、分支逐一画出， 加工整理即可。以图（）的等效电路为例：把V视为断路，得图（方）。设电势4咼于电势可这样选择 独立支路，电流从AR tEtR tB,电流从AR C R D B （两条独立支路）,15234等势点排列法:r4=HZZI-|R5得图（c）,再将7?接在D、E间，将V接在A、。间，得图（）。Rl（d）标出节点字母，判断出各节点电势的高低（电路无电压时可先假设 加上电压），将各节点按电势高低自左向右

6、排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理 即可。以图甲的等效电路为例。把A视为短路，得图乙。设A的电势高，B的电势低，从A点 开始，与A点等势的点没有，由此向右到C点，E点与C点等势可连在一起，如图丙。再向 右到D F , B点与D、F点等势也可以连在一起，最后的A串联在C、E间，得等效电路为 图丁。甲EZZ1FEIZZ_D&乙要点诠释：必要时，两种方法常常结合使用。要点四、电流表和电压表内阻对电路的影响1. 对理想的电流表，R =0,在电路中视为短路，其读数就是通过电流表的电流；对A理想的电压表，R =oo,在电路中视为开路，其读数就是接线柱两端的电势差(电压)。2. 当内阻的影响不能忽略

7、时，电流表视为一阻值较小的电阻，其读数就是流过这个电 阻的电流；电压表视为一阻值较大的电阻，其读数就是这个电阻两端的电压值。要点五、电表的工作原理及量程扩大1. 灵敏电流计的构造、工作原理及参数(1) 主要部分：永久磁铁和可转动的线圈。(2) 工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下偏转，带动指针，指针的偏角与通过 指针的电流成正比。常用的电压表由灵敏电流计改装而成的O常用的灵敏电流计的主要部件是一块磁铁和一 个可转动的线圈。线圈是由很细的导线绕成的，灵敏电流计测得就是通过线圈的电流。这个 线圈的电阻7?就是灵敏电流计的电阻，一般为几百或几千欧。线圈中能通过的最大电流/为 gg灵敏电流计的满偏电

8、流。I的值一般为几十微安到几毫安。g(3) 表头的三个主要参数 内阻7?:小量程电流表G电阻。 满偏$流/ ：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流。 满偏电压：:小量程电流表G通过满偏电流时它两端的电压，由欧姆定律可知：gU =1 R .g妻皆诠释： I U 一般比较小，电流表很容易烧坏。gg 在表头G的两端加上满偏电压U时，通过表头G的电流为满偏电流/ ,此时，指针gg指在最大刻度处。 灵敏电流计的电阻7? 般用半偏法测出：R为电位器，尺用电阻箱。g2. 将灵敏电流计改装成大量程的电压表(1) 原理：表头G的额定电压u较小，如果用于测电压，其量程太小，要想量度较大 g的电压，可以给电流表

9、串联一个电阻R ,分担一部分电压，R称为分压电阻，如图所示。U1(2)分压电阻的计算 由串联电路的特点得:解得:R = (L-1)R U s君电压扩大量程的倍数Un-,U gR = (n_)R 要点雀释： 电压表内阻7? =R+R ,且电压表量程越大，电压表内阻越大。 改装后的电X表读蛟是测量电路的电压，但表头的实际电压为7?分得的电g 压。3. 将灵敏电流计改装成大量程的电流表(1)原理：要量度比较大的电流，可以给电流表并联一个分流电阻，即扩大 了电流表的量程，如图所示。(2)分流电阻的计算：由并联电路特点得:U(7-7 )R = I R ,gg g1 1R = R =R ,I-I sgg若

10、电流表扩大量程的倍数则R=R . n1 要点诠释:电流表内阻人=丄人，且电流表量程越大，电流表内阻越小。 a R+R n-1 gg改装后的电流表读数是测量电路的电流，不是通过表头的电流。4. 电流表和电压表的校对电路按如图所示的电路对改装成的电表进行校对，校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每 小格表示多大的数值。【典型例题】类型串并联电路基本规律及其应用例1.一个卩型电路如图所示，电路中的电阻R =10Q,R =120Q,R =40Q.另有一测试电123源，电动势为E = 100V,内阻忽略不计.则（）A. 当c端短路时，ob之间的等效电阻是40QB. 当讥端短路时，c之间的等效电阻是40QC.

11、 当“两端接通测试电源时，山两端的电压为80VD. 当c两端接通测试电源时，ob两端的电压为80V【答案】AC【解析】本题考查了串、并联电路中电阻、电流及电压的分析与计算.求解的关键是对 电路结构进行正确分析，明确电阻间的串、并联关系.当山端短路时，等效电路如图所示，R R “R R + 3_3 = 40Q.123 I R +R23当“两端接通测试电源时，等效电路如图所示，根据欧姆定律：T E 100 小 aI = 2A.R +R 10+401 2所以U =IR =80V ,cd3故C对D错.【总结升华】明确串、并联电路的特点.正确分析电路结构并画出等效电路图，便可依据串、并联电路的基本规律即

12、电流、电压分配关系和欧姆定律列式计算.举一反三：【变式】如图，三个电阻阻值R =8Q、R =5G、R =20Q,在间接上电源后，三个电123阻的功率之比为()A. 8:5: 20 B. 5:4:1 C. 2:1:1 D. 10:4:1【答案】D类型二、混联电路的求解方法例2.如图所示电路，R =R =4G,R =R =2G,U =6V,求：1234AB(1) 电流表A和A的示数(不计电流表的内阻).1 2(2) R与R两端的电压之比.14【答案】(1) A的示数是1.5A; A的示数是1.0A.1 2(2) 1:2.【解析】本题考查的是等效电路的问题，关键是画出等效电路，分析电路结构.设4端

13、电势高，B端电势低，电流由高电势流向低电势，画出电路中各处的电流方向如图甲所示.电表A和A为理想电流表，则连接电表的线路可视为理想导线，其上各点的电势相等,1 2即C、D两点电势相等，E、F两点电势相等，则R、R、R三个电阻有两个共同的连接123点C ()点和E(F)点，所以R、R、R三个电阻是相互并联，最后跟R串联，其等1234效电路如图乙所示.电流表A测量的是通过R、R的总电流.电流表A测量的是通过R、12321R的总电流.2 R、R、R三个电阻并联的总电阻设为7?,则有：123并RR RR =1_a_3并 RR +R R +RR122313解得R =1Q.并电路的总电流为：.U6 人I = ab二 A 二 2A.R +R 1+2 并 4并联部分的电压为：U =IR =2xlV=2V.并 并通过R、R、R三个电阻的电流分别为:123I 二红二？A=0.5A.1 R 4二=A=0.5A.2 R 42U 2I = = A = 1.0A3 R 21由乙图可知，电流表A的示数是通过R、R的电流之和，则有:123I =1 +1 =0.5A+1.0A=1.5A 423电流表A的示数是通过R、R的电流之和，则有:2 1 2I =/+/ =0.5A+0.5A=1.0A.辺 12（2）因为U =U +U ,所以R两端的电压为：AB 并 44U