第七章第2单元 串并联电路 电表的改装

第七章第2单元 串并联电路 电表的改装内容摘要：

1、第 2 单元 串并联电路 电表的改装一、串并联1、串联 R U 2、并联 I （1）21(2) 总电阻小于任何一个电阻（3）某一个电阻变大，总电阻变大（4）某一支路断路，总电阻变大（5）某一支路短路，总电阻为零3、分压器（1） 分清负载和空载时的输出电压 ） 接入电阻的大小和多少对输出电压的影响（3） p 在中点时的输出电压 源的串联和并联【例 1】 已知如图，两只灯泡 2 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，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路。 B. C. D. 【例 2】 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 = 的规律，其中 U 表示棒两端的电势差，k= 3。 现将该棒与一个可变电阻器 在一个内阻可以忽略不计，电动势为 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 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。 解：画出示意图如右。 （1）由 I = 和 I=求得棒两端电压为 2V，因此变阻器两端电压为 4V，由欧姆定律得阻值为 25。 （2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V，由 I =电流为 阻器两端电压为 5V，因 3、此电阻为 250。 【例 3】 图为分压器接法电路图，电源电动势为 E，内阻不计，变阻器总电阻为 r。 闭合电键 S 后，负载电阻 R 两端的电压 U 随变阻器本身 a、b 两点间的阻值 化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A. B. C. D.解：当 大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以 R 两端的电压 U 应增大，排除 ；如果没有并联 R，电压均匀增6 C 线将是；实际上并联了 R，对应于同一个 ，左半部分分得的电压将比原来小了，所以正确，选 C。 二、电 路 的 简 化原则：1、 无电流得支路可以除去2、 等势点可以合并3、 理想导线可以任意长短4、 理想电压表断路，理想电流表短路 4、5、 电容充电完毕时断路，看成并联，电压相等方法：1、 电流分支法2、 找交叉点法注意：不漏掉任何一个元件，不重复用同一个元件1、23电键断开 电键闭合4三、电路中有关电容器的计算。 （1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。 （2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上。 （3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的， A B C B P M D 3 D 4） 如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容器电荷量之和。 【例 4】 已知如图，电源内阻不计。 5、为使电容器的带电量增大，可采取以下那些方法：1 2 3 1【例 5】已知如图，R 1=30，R 2=15，R 3=20，电压U=6V， A 端为正 C=2F ，为使电容器带电量达到 Q =210- 6C，应将 阻值调节到多大。 解：由于 联分压，可知 端电压一定为 4V，由电容器的电容知：为使 C 的带电量为 210两端电压必须为 1V，所以 电压可以为 3V 或 5V。 因此 调节到20 或 4。 两次电容器上极板分别带负电和正电。 还可以得出：当 20 逐渐减小的到 4 的全过程中，通过图中 P 点的电荷量应该是 410流方向为向下。 【例 6】如图所示的电路中，4 个电阻的阻值均为 R，E 为直流 6、电源，其内阻可以不计，m，电量为 q 闭合时，带电小球静止在两极板间的中点 O 电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设在碰撞时没有机械能损失，电路图可以看出，因 路上无电流，电容器两极板间电压，无论 K 是否闭合始终等于电阻 的电压 K 闭合时，设此两极板间电压为 U，电源的电动势为E，由分压关系可得 UU 3 E 2小球处于静止，由平衡条件得 断开，由 联可得电容两极板间电压 U为U , 由得 U U 243UU 表明 K 断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系q 因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设 7、小球碰后电量变为 q，由功能关系得qU 联立上述各式解得 q q 球与下板碰后电荷符号未变，电量为原来的 7四、电表的改装（1）电流表原理和主要参数电流表 G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角 与电流强度 I 成正比，即 故表的刻度是均匀的。 电流表的主要参数有，表头内阻 电流表线圈的电阻；满偏电流 电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满偏电压 U：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故 U P（2）电流表改装成电压表方法：串联一个分压电阻 R，如图所示，若量程扩大 n 倍，即 n ，则根据分压串联的电阻值 ，故量程扩大的倍(数越高，串联的电阻值越大。 （ 8、3）电流表改装成电流表方法：并联一个分流电阻 R，如图所示，若量程扩大 n 倍，即n ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值 ，故量程扩联电阻值越小。 需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流 满偏电压 是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。 【例 7】 、一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为 0A，表头电阻 改装成量程为 电流表，应并联的电阻阻值为。 若将改装后的电流表再改装成量程为 0V 的电压表，应再串联一个阻值为 的电阻。 （答案 944）【例 8】如图所示，四个相同的电流表 9、分别改装成两个安培表和两个伏特表。 安培表 量程大于 量程，伏特表 量程大于 量程，把它们按图接入电路，则安培表 读数 安培表 读数；安培表 偏转角 安培表 偏转角；伏特表 读数 伏特表 读数；伏特表 偏转角 伏特表 偏转角；解：大于 等于 大于等于五、伏安法电阻的测量电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧姆表法，除此以外，还有半偏法测电阻、电桥法测电阻、安法测电阻的两种电路形式（如图所示）2实验电路（电流表内外接法）的选择（1）若 ，一般选电流表的内接法。 ）若 ，一般选电流表外接法。 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如图两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为 负载 电压、电流强 10、度都起控制调节作用，通常把图（a）电路称为限流接法，图（b）电路称为分压接法. 其中，在限流电路中，通 电流 ，当 L 时 要取决于 变0E化，当 L 时，I L 主要取决于 别是当 0R 以 并联值 R 并 R 整个电路的总阻约为 么 端电压 R 并 = 然 小，这种线性关系越好，电表的变化越0平稳均匀，越便于观察和操作.若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过 额定值时，只能采用分压接法.（2）下列情况可选用限流式接法测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且 近或 小于 用限流式接法 .电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要 11、求时，采用限流式接法.没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和节能因素采用限流式接法.【例 9】用伏安法测量某一电阻 值，现有实验器材如下：待测电阻 值约 5 ，额定功率为 1 W） ；电流表 程 0，内阻 ） ；电流表 程 03 A，内阻 ） ；电压表 程 03 V，内阻 3 ；电压表 程 015 V，内阻15 ；滑动变阻器 50 ） ，蓄电池（电动势为 6 V） 、开关、x 阻值，电压表、电流表应选_，待测电阻 定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻 额定电压、额定电流的值约为U= ，I = =. 则电511，电压表应选 R x，则电流表必须302L 上电压调节范围（忽略电源内阻）负载 电流调节范围（忽略电源内阻）相同条件下电路消耗的总功率限流接法 E0LI L0 LE 0I L L+较 分压电路调节范围较大 分压电路调节范围较大 限流电路能耗较小因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻 首先考虑滑动变阻器的限流接法，若用限流接法。