第八章 电路
第二节 串并联电路
一.本节高考考点及要求
电阻的串联、电阻的并联 I
二.基础回顾
1.串并联电路
(1)串联电路的性质和特点:
① 电流强度处处相等 I=I1=I2=…=In
② 总电压等于各部分电压之和 U=
③ 总电阻等于各部分电阻之和 R=
④ 各部分电压与电阻成正比。关系式
⑤ 各部分功率与电阻成正比。关系式
(2)并联电路的性质和特点:
① 各支路两端电压均相等 U= U 1=U 2=…=U n
② 总电流等于各支路通过的电流强度之和 I=
③ 对纯电阻电路,总电阻和各支路电阻满足R=
④ 各部分电流与电阻成反比。关系式
⑤ 各部分功率与电阻成反比。关系式
2.滑动变阻器的使用
(1)滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点
负载RL上电压调节范围(忽略电源内阻) | 负载RL上电流调节范围(忽略电源内阻) | |
限流接法 | E≤UL≤E | ≤IL≤ |
分压接法 | 0≤UL≤E | 0≤IL≤ |
比较 | 分压电路调节范围较大 | 分压电路调节范围较大 |
(2)滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法
下列三种情况必须选用分压式接法
①要求某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时。
②当用电器的电阻RL远大于滑动变阻器的最大值R0,且要求的电压变化范围较大时。
③若采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过RL的额定值时。
3.电表的改装
(1)电流表改装成电压表
方法:串联一个 电阻R,如图所示,若量程扩大n倍,即U=nUg,则根据分压原理,需串联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,串联的电阻值 。
(2)电流表改装成安培表
方法:并联一个 电阻R,如图所示,若量程扩大n倍,即I=nIg,则根据并联电路的分流原理,需要并联的电阻值,故量程扩大的倍数越高,并联的电阻值 。
三.例题精讲
例1. 已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,下面哪个电路设计最合理?
例2. 实验表明,通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I跟电压U之间遵循I =kU 3的规律,其中U表示棒两端的电势差,k=0.02A/V3。现将该棒与一个可变电阻器R串联在一起后,接在一个内阻可以忽略不计,电动势为6.0V的电源上。求:(1)当串联的可变电阻器阻值R多大时,电路中的电流为0.16A?(2)当串联的可变电阻器阻值R多大时,棒上消耗的电功率是电阻R上消耗电功率的1/5?
例3.有一个灵敏电流计G,内阻=10Ω,满偏电流=3mA.把它改装成量程为3V的电压表,要串联一个多大的电阻?改装后的电压表内阻多大?
例4.有一个灵敏电流计G,内阻=25Ω,满偏电流=3mA.把它改装成量程为0.6A的安培表,要并联一个多大的电阻?改装后的安培表内阻多大?
四.跟踪练习
一、选择题
1.电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则 ( )
A.电路中的电流为0.6A B.电阻R2的阻值为20Ω
C.三只电阻两端的总电压为21V D.电阻R3消耗的电功率为3.6W
2.如图1所示,电源和电压表都是好的,当滑片由a滑到b的过程中,电压表的示数都为U,下列判断正确的是 ( )
A.a处接线断开 B.触头P开路
C.a、b间电阻丝开路 D.b处接线开路
3.在图2所示的电路中。U=12V,若电压表的示数也是12V,这说明可能 ( )
A.灯泡L开路
B.电阻R1、R2中有开路发生
C.电阻R1、R2中有短路发生
D.灯泡L和电阻R1都发生了开路
4.如图3电路所示,当ab两端接入 100V电压时,cd两端为 20V;当 cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1∶R2∶R3之比是( )
A.4∶2∶1 B.2∶1∶1
C.3∶2∶1 D.以上都不对
5.下列说法中正确的是 ( )
A.电阻A与阻值无穷大的电阻B并联,电阻不变
B.电阻A与导线B(不计电阻)并联,总电阻为零
C.并联电路中任一支路的电阻都大于总电阻
D.并联电路某一支路开路,总电阻为无穷大
6.如图4所示,是将滑动变阻器作分压器用的电路,A、B为分压器的输出端,R是负载电阻,电源电压为U保持恒定,滑动片P位于变阻器的中央,下列判断正确的是 ( )
A.空载(不接R)时,输出电压为U/2
B.接上负载 R时,输出电压< U/2
C.负载电阻R的阻值越大,输出电压越低
D.接上负载R后,要使输出电压为U/2,滑动片P须向上移动至某一位置。
7.如图5所示,L1,L2是两个规格不同的灯泡,当它们如图连接时,恰好都能正常发光,设电路两端的电压保持不变,现将变阻器的滑片P向右移动过程中L1和L2两灯的亮度变化情况是 ( )
A.L1亮度不变,L2变暗
B.L1变暗,L2变亮
C.L1变亮,L2变暗
D.L1变暗,L2亮度不变
8.如图6所示,R1=2Ω,R2=10Ω,R3=10Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则 ( )
A.S断开时,R1与R2的功率之比为1∶5
B.S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1
C.S断开与闭合两情况下,电阻R1两端的电压之比为2∶1
D.S断开与闭合两情况下,电阻R2的功率之比为7∶12
9.实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小,有时用一个不方便,须用两个阻值不同的滑动变阻器,一个作粗调(被调节的电流变化大),一个作微调(被调节的电流变化小)。使用时联接方式可以是串联,也可以是并联,如图5所示,则 ( )
A.串联时,阻值大的变阻器作粗调
B.串联时,阻值大的变阻器作微调
C.并联时,阻值大的变阻器作微调
D.并联时,阻值大的变阻器作粗调
二、计算题
17.在图15所示的电路中,电源电压U恒定不变,当S闭合时R1消耗的电功率为9W,当S断开时R1消耗的电功率为4W,求:
(1)电阻R1与R2的比值是多大?
(2)S断开时,电阻R2消耗的电功率是多少?
(3)S闭合与断开时,流过电阻R1的电流之比是多少?
18. 电流表的内阻为60Ω满偏电流Ig=20mA。
(1)如果把它改装成量程是6V的电压表,应串联多大的分压电阻?
(2)如果把它改装成量程是3A的电流表,应并联多大的分流电阻?
五.参考答案
一、选择题
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
ABC | D | B | A | ABC | ABD | B | AB | AC |
二、填空题
10.22V
11.3,1∶2,1∶2
12.1/9
13.200,100
14.1∶2,1∶1
15.30 16.96,121.5
三、计算题
17.2∶1,2W,3∶2
18.(1)240Ω,(2)0.4Ω