高中物理第3章恒定电流第4节串联分压和并联分流课堂互动教案鲁科版选修3_120171003333.doc
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1、第4节 串联分压和并联分流课堂互动三点剖析一、混联电路1.若混联电路中一个电阻变大时,则混联电路的总电阻变大.反之,若混联电路中一个电阻变小时,则混联电路的总电阻变小.2.若混联电路中一个滑动变阻器接在两个支路中,滑动触头移动时引起总阻值变化比较复杂,可能是先变大后变小,也可能是一直变大或一直变小.如图3-4-1当滑片P从左端滑到右端的过程中,A、B间的电阻一直变小;当滑片P从右端滑到左端的过程中,A、B间的电阻一直变大.如图3-4-2两支路的阻值之和保持不变的情况下,当两支路的阻值相差最多时,A、B间的阻值最小,当两支路阻值相差最少时,A、B间的阻值最大.图3-4-1图3-4-23.电路简化
2、技巧在电路中连接电阻的导线其电阻一般看作为零,因此其长度可以任意伸长或缩短,形状可任意改变,若题目中明确给出导线具有电阻(如很长的输电导线),则应在等效电路图中画出等效电阻.电路中的电压表和电流表是用来指示电路的影响,应把电表的电阻当作电路的一部分,画在等效电路中,若题目不要求考虑电表对电路的影响,即把电压表和电流表看作是理想的(RV,RA0),即画等效电路时,电压表两端视作断路,电流表两端可视作短路,可直接用导线代替.电路中含有电容器的电路,在直流电路中,当电路达稳定状态时,可看作电容断路,则可将电容器及所含支路一同去掉.【例1】 如图3-4-3所示,R12 ,R23 ,滑动变阻器最大值R3
3、5 ,则当滑动触头从a滑到b的过程中,安培表示数变化情况如何?图3-4-3解析:由电路的组成可知,R1和R3的上半部分串联,R2和R3的下半部分串联,然后再并联.只要求出P由a向b滑动过程中电阻的变化,就可求得电流的变化.设P、a间电阻为Ra,则混联电路的电阻为R=上式中分子里两个因式之和为定值,则当2Ra8-Ra,Ra3 时,Rmax2.5 ,Imin=2.5 A当Ra0时,R1.6 ,I1=3.94 A当Ra5 时,R2.1 ,I2=3 A故当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中,安培表示数变化:从3.94 A减小到2.52 A再增大到3 A.答案:从3.94 A减小到2.52 A再增大到3
4、 A二、电流表的改装1.电压表的改装电流计的电压量程UgIgRg.当改装成量程为U的电压表时,应串联一个电阻R,如图3-4-4所示.图3-4-4电压扩大量程倍数nUUg由串联电路的特点:UIgRg+IgR解得:R=电压表的内阻RVRg+R,即RV等于Rg与R串联时的总电阻.2.电流表的改装图3-4-5电流计的电流量程Ig,当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R,如图3-4-5所示.电流扩大量程倍数nIIg由并联电路的特点IgRg(I-Ig)R解得:R=电流表的内阻RA等于Rg与R并联时的总电阻.3.对电流表的改装应注意的问题(1)电压表的量程是指通过表头的电流达到Ig时加在电压表两端的总
5、电压U;电流表的量程是指通过表头的电流达到满偏Ig时,通过表头和分流电阻的电流之和.(2)由串联分压原理可知,串联的分压电阻越大,电压表的量程越大;由并联分流原理可知,并联的分流电阻越小,电流表的量程越大.(3)实际的电压表内阻不是“”,电流表内阻不是零,它们接入电路进行测量时必然对原来的电路有影响,这是今后我们要注意的,为了研究问题的方便,有时不考虑电表内阻对电路的影响,认为电压表的内阻是无限大,电流表的内阻为零,叫做理想电表,是理想化模型.【例2】 有一个电流表G,内阻Rg=10 ,满偏电流Ig=3 mA.要把它改装为量程为03 V的电压表,要串联多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?解析
6、:电流表G两端的满偏电压是Ug=IgRg=0.00310 V=0.03 V电阻R分担的电压为UR=(3-0.03) V=2.97 V根据部分电路欧姆定律可求得分压电阻R=990 电压表的内阻等于Rg和R串联电阻之和RV=R+Rg=1 000 .答案:990 1 000 三、伏安法测电阻和滑动变阻器的使用1.伏安法测电阻(1)原理:根据R=,用电压表测出电阻R两端的电压U,用电流表测出通过电阻R的电流I,就可以求出电阻R的阻值.(2)伏安法测电阻的两种接法:如图3-4-6(a)所示,电流表接在电压表两接线柱外侧,通常叫外接法.如图3-4-6(b)所示,电流表接在电压表两接线柱内侧,通常叫内接法.
7、图3-4-6(3)伏安法测电阻的误差分析采用外接法测量电阻,电压表的示数为R两端的电压真实值,电流表的示数大于通过R的电流(由于电压表内阻RV分流),故由R=算出的测量值小于真实值,R测R真.测量值实际上是被测电阻和电压表内阻的并联电阻,不难看出RV比R大得越多,RV的分流越小,测量误差越小,因此,外接法适宜测量小电阻.采用内接法测量电阻,电流表的示数是通过R的电流真实值,电压表的示数大于R两端的电压(由于电流表的内阻RA分压),故由R=算出的测量值大于真实值,R测R真.测量值实际上是被测电阻和电流表内阻的串联电阻,不难看出RA比R小得越多,RA的分压越小,测量误差越小.因此,内接法适宜测量大
8、电阻.(4)内、外接法的选择一般地说,当RRA时选用内接法,当RRV时,选用外接法.在测量电阻的阻值时,选择电流表内接法或外接法十分重要,应仔细认真地加以确定.若已知待测电阻的大约值Rx、电流表的内阻RA和电压表的内阻RV,则当时,即只Rx时,Rx可认为是大电阻,选用电流表内接法.当时,即Rx时,Rx可认为是小电阻,选用电流表外接法.2.滑动变阻器的限流和分压(1)限流电路的工作原理图3-4-7如图3-4-7所示为一限流电路,其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流,移动滑动变阻器的滑动片P可以改变连入电路中的阻值,从而控制负载R中的电流大小,图中滑动触头P滑至B端时,连入电路中的电阻值是滑
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