2019_2020学年高考物理主题2电路及其应用4课时1串联和并联电路的特点限流电路与分压电路学案必修.docx
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1、课时1串联和并联电路的特点限流电路与分压电路学科素养与目标要求物理观念:掌握串、并联电路的电流、电压和电阻的关系.科学思维:1.会分析串、并联电路和简单的混联电路,并能进行有关计算.2.理解滑动变阻器的限流式和分压式接法,并能正确选择和应用.一、串联电路和并联电路1.串联电路:把几个导体或用电器依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图1甲所示.2.并联电路:把几个导体或用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示.图1二、串联电路、并联电路的特点串联电路并联电路电流关系各处电流相等,即II1I2In总电流等于各支路电流之和,即II1I2In电压关系总电压等于各部
2、分电压之和,即UU1U2Un各支路两端电压相等,即UU1U2Un电阻关系总电阻等于各部分电阻之和,即RR1R2Rn总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和,即1.判断下列说法的正误.(1)串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和.()(2)串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和.()(3)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大.()(4)电路中电阻的个数越多,电路的总电阻越大.()2.如图2所示的电路中,R110,R220,滑动变阻器R3的最大阻值为30,则A、B两端的总电阻的最大值为_,最小值为_.图2答案2210一、对串、并联电路的理解1.如图所示,三个电阻组成串联电路.(1)若R1R
3、2R3R,则此串联电路的总电阻R总为多少?(2)若R1R2R3,每个电阻两端的电压由小到大如何排序?答案(1)由于串联电路的总电阻等于各部分电阻之和,则R总R1R2R33R.(2)由串联电路各处电流相等得又由于R1R2R3,则U1U2U3.2.如图所示,三个电阻构成并联电路.(1)若R1R2R3R,则此并联电路的总电阻R总为多少?(2)若R1R2R3,流过每个电阻的电流由小到大如何排序?答案(1)由并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和得,解得R总.(2)由并联电路各支路两端电压相等得I1R1I2R2I3R3又由于R1R2R3,则I3I2I1.1.关于电压和电流的分配关系(1)串联电路中
4、各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比,即I.(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1I2R2InRnI总R总U.2.串、并联电路总电阻的比较串联电路的总电阻R总并联电路的总电阻R总不同点n个相同电阻R串联,总电阻R总nRn个相同电阻R并联,总电阻R总R总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小例1由四个电阻连接成的电路如图3所示.R18,R24,R36,R43.图3(1)求a、d之间的总电阻;(2)如果把4
5、2V的电压加在a、d两端,则通过每个电阻的电流是多少?答案见解析解析(1)由题图可知Rcd2.故RadR1R2Rcd84214.(2)由欧姆定律知IA3A,即为通过R1、R2的电流.设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,则由并联电路电压相等,得I3R3I4R4,又I3I43A,解得I31A,I42A.二、滑动变阻器限流式和分压式接法限流式分压式电路组成变阻器接入电路的特点采用“一上一下”的接法采用“两下一上”的接法调压范围E(不计电源内阻)0E(不计电源内阻)适用情况负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多,或R稍大,且电压、电流变化不要求从零调起(1)要求负载上电压或电流变化范围较
6、大,且从零开始连续可调(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R例2(多选)一同学将变阻器与一个6V、68W的小灯泡L及开关S串联后接在6V的电源E上,当S闭合时,发现灯泡发光.按如图4所示的接法,当滑动片P向右滑动时,灯泡将()图4A.变暗B.变亮C.亮度不变D.不可能被烧坏答案BD解析由题图可知,变阻器接入电路的是PB段的电阻丝,当滑片P向右滑动时,接入电路中的电阻丝变短,电阻减小,灯泡变亮,B选项正确;由于灯泡的额定电压等于电源电压,所以不可能烧坏灯泡,D选项正确.例3如图5所示,滑动变阻器R1的最大阻值是200 ,R2300 ,A、B两端电压UAB8 V.图5(1)当S断开时,
7、移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?(2)当S闭合时,移动滑片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少?答案(1)4.88V(2)08V解析(1)S断开时,滑动变阻器R1为限流式接法,R1的下部不接入电路中,当滑片P在最上端时,R1接入电路的电阻为零,因此R2获得的最大电压等于8V,当滑片P在最下端时,R1与R2串联,此时R2两端的电压最小,UR2UAB4.8V,所以R2两端的电压变化范围为4.88V.(2)当S闭合时,滑动变阻器R1为分压式接法,当滑片在最下端时,R2两端电压为0,当滑片在最上端时,R2两端的电压最大,为8V,所以R2两端的电压变化范围为08V.1.滑动变阻器接入电
8、路时,金属杆的两个端点不能同时接入电路,否则电流将从金属杆流过而将滑动变阻器短路;2.限流式接法电压调节范围较小,而分压式接法电压调节范围较大(电压最小值从0开始),在具体应用中要根据题目要求合理选择.1.(串、并联电路的特点)(多选)下列说法中正确的是()A.一个电阻和一根理想导线并联,总电阻为零B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小答案ABC解析由并联电路的特点知:并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小,且任一支路的电阻增大时(其他支路不变),总电
9、阻也增大,所以A、B、C正确,D错误.2.(串、并联电路的特点)如图6所示,三个完全相同的电阻阻值R1R2R3,接在电路中,则它们两端的电压之比为()图6A.111B.122C.144D.211答案D3.(串、并联电路特点)(2018石家庄一中高二月考)分析如图7所示的电路(电流表内阻不计),下列说法正确的是()图7A.四个电阻为并联关系B.四个电阻为串联关系C.A1的示数为通过R2和R3的电流之和D.A2的示数为通过R3和R4的电流之和答案C解析对电路进行简化,简化后的电路如图所示,根据电路图可知,电阻R1、R2、R3为并联关系,电阻R1、R2、R3构成的并联电路与R4为串联关系,选项A、B
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