[中学联盟]2.4《串联电路和并联电路》.doc

2.4 《串联电路和并联电路》导学案 【学习目标】 掌握串并联电路的电流、电压、电阻的基本规律，掌握电压表和电流表的改装原理． 【重点难点】 串并联电路的电流、电压、电阻的基本规律。 【学法指导】 认真阅读教材，体会串并联电路的特点，体会电压表改装的原理 【知识链接】 什么是串联？什么是并联？画图说明。 【学习过程】 1．串联电路的基本特点：（1）电路中各处的电流相等，即I1=I2=……=In；（2）电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2+……+Un 2．串联电路的重要性质：（1）总电阻：R=R1+R2+……+Rn；（2）电压分配：U1/R1=U2/R2=……=Un/Rn。 3．并联电路的基本特点：（1）电路中各支路两端的电压相等，即U1=U2=……=Un。（2）电路的总电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2+……In。 4．并联电路的重要性质：（1）总电阻:；推论：①并联总电阻小于任一支路电阻；②任一支路电阻增大，总电阻增大；反之，减小。（2）电流分配：I1R1=I2R2=……InRn=U。 5．稍复杂电路的等效化简方法： （1）电路化简时的原则：①无电流的支路化简时可去除；②等电势的各点化简时可合并；③理想导线可任意长短；④理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路。 （2）常用等效化简方法：①电流分支法：a先将各结点用字母标出；b判断各结点元件的电流方向；c按电流流向，自左向右将元件、结点、分支逐一画出；d将画出的等效图加工整理。②等势点排列法：a先将各结点用字母标；b判断各结点电势高低；c将各结点按电势高低自左向右排列，再将各结点间的支路画出；d将画出的等效图加工整理。 （3）含有电容器的直流电路的分析方法：①电路稳定时，电容器是断路的，其两端电压等于所并联的电路两端的电压；②电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充（放）电；如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电容器将通过与它并接的电路放电。 6．电压表是由小量程的电流表串联一定的分压电阻所组成。为了计算分压电阻，需要测定电流表的两个基本参数，即_________和_________。 7．用串联分压的原理来改装电压表，扩大量程。串联的电阻大小根据所分担的电压来计算即R串=（U-IgRg）/Ig。 8．改装电压表 根据Ig、Rg和要求改装后电压表的量程U,计算串联电阻：R串=（U-IgRg）/Ig，选择电阻箱上的阻值为R串，把电流表和该电阻箱串联，就做成了量程为U的电压表。此时电流表的刻度就是电压表的刻度了，满偏电流Ig代表电压U，刻度是均匀的。考虑到学生用电阻箱最大阻值只有9999Ω，用J0415型微安表宜改装成为量程2V，用J0409型电流表宜改装成量程3V。 [范例精析] 例1、如图所示，A、B两端电压不变，将变阻器R2的滑动端P向左移动，B、C间的等效电阻将_________，电阻R1上的电压将_________，灯泡L会_________。 解析：在L和R2的并联电路中，变阻器滑动端P向左移动，变阻器的使用电阻变小，即并联电路某一支路电阻变小，总电阻变小，故B、C间的等效电阻变小。 L和R2并联再和R1串联的电路中，由于A、B两端电压不变，R1不变，RBC变小，所以R1分得的电压变大，RBC分得的电压变小，灯泡L变暗。或者利用R总减小，I=U/R增大，所以UAC=IR1增大，UCB减小。 用极限法分析：设P滑到R2的最左端，则R2的使用电阻为零，L被短路，立即可得出：BC间电阻为零，灯泡L不发光，R1上的电压等于总电压。 例2、如图所示，设R1=R2=R3=R4=R，求电键K闭合和开启时，A、B两端电阻之比。 解析：用分支法简化电路：由A经R1为第一支路到B，（原则上最简便直观）；由A取第二支路经R2经C到B；由A取第三支路经R3到D再经R4到B；CD间接有K，如图12—4—4所示。 K闭合：R4短路，相当于R1、R2、R3并联，故RAB=R/3 K开启：相当于R3、R4串联后再和R1、R2并联，故:； R/AB=2R/5，所以RAB∶R/AB=5∶6 例3、一个分压电阻为R1串联到电压表上，使电压表的量程扩大为原来的n倍，另一个分压电阻R-2串联到同一电压表上，量程扩大到原来的m倍，如果把这两个电阻并联之后再串联到电压表上，此时电压表的量程扩大了几倍？ 解析:设原电压表的内阻为RV，原来的量程为U，满偏电流为I，则有： U=IRV 串联上分压电阻R1时，有：I（R1+RV）=nU 串联上分压电阻R2时，有：I（R2+RV）=mU R1、R2并联后再串联到电压表上时，有：I[R1R2/(R1+R2)+RV]=kU 把I=U/RV代入得：R1=（n-1）RV，R2=（m-1）RV，R1R2/(R1+R