物理必修 第三册第4节 串联电路和并联电路学案及答案

第3章    恒定电流

第4节  串联电路和并联电路

1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点。

2.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算。

【重点】：熟练掌握串并联电路中电流、电压和电阻的特点。

【难点】：表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。

[基础知识梳理]

一、串联和并联的特点

1．串联和并联：把几个导体依次首尾相连，接入电路，这种连接方式叫做串联；把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联。

2．串、并联电路中的电流：

串联电路各处的电流都相等，即；并联电路的总电流等于各支路电流之和，即。

3．串、并联电路中的电压;

串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即U=U1+U2+U3+；并联电路的总电压与各支路电压相等，即U=U1=U2=U3= 。

4、串联电路和并联电路的电阻:

串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即R=R1+R2+R3+；并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即。

二、电压表和电流表

1．电流表G(表头)：常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的．小量程电流表主要有三个参数：①电流表的电阻叫做表头内阻，用字母Rg表示；②指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做满偏电流；③电流表通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做满偏电压，上述三个物理量的关系为：。

2．电压表和电流表的改装：当把电流表G改装成量程较大的电压表时，应当串联一个电阻R；当把电流表G改装成大量程的电流表时，应当并联一个电阻R。

1. 已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3＝2∶3∶4，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(　　)

A． 6∶4∶3                    B． 4∶3∶2

C． 2∶3∶4                    D． 9∶8∶5

2. (多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中．已知R1＝2 Ω、R3＝1Ω，R1两端的电压为3 V，R2两端的电压为4 V，则(　　)

A． 电路中的电流为1.5A                       B． 电阻R2的阻值为Ω

C． 三只电阻两端的总电压为8.5 V                D． 电阻R3两端的电压为2 V

3. 一个电压表由小量程的电流表G与电阻R串联而成．若在使用中发现此电流表读数比准确值稍小些，下列采取的措施正确的是(　　)

A． 在R上串联一个比R小得多的电阻

B． 在R上串联一个比R大得多的电阻

C． 在R上并联一个比R小得多的电阻

D． 在R上并联一个比R大得多的电阻

[合作探究]

【探究内容】

1、灵敏电流计改装成电压表

原理：串联一个大分压电阻

R串=

2 灵敏电流计改装成电流表

原理：并联一个小分流电阻

∵

=

例1.一电流表的满偏电流Ig=10mA，内阻为200 Ω．要把它改装成一个量程为3 A的电流表，则应在电流表上（　　）

A． 并联一个200 Ω的电阻

B． 并联一个约为0.7 Ω的电阻

C． 串联一个约为0.7 Ω的电阻

D． 串联一个200 Ω的电阻

例2. 有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA。

(1)要把它改装成量程为0～3 V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？

(2)要把它改装成量程为0～0.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？

1.电流表的内阻是Rg=200 Ω,满刻度电流值是Ig=500 μA,现欲把这电流表改装成量程为2.0 V的电压表,正确的方法是(　　)

A． 应并联一个3 800 Ω的电阻

B． 应串联一个3 800 Ω的电阻

C． 应并联一个0.05 Ω的电阻

D． 应串联一个0.05 Ω的电阻

2.如图所示，电源内阻不计，已知R1＝2 kΩ，R2＝3 kΩ，现用一个内阻为6 kΩ的电压表并联在R2的两端，电压表的读数为6 V．若把它接在a、b两点间，电压表的读数为(　　)

A．18 V         B．12 V         C．8 V        D．6 V

3．用伏安法测某一电阻时，如果采用如图所示的甲电路，测量值为R1，如果采用乙电路，测量值为R2，那么R1、R2与真实值R之间满足关系(　　)

A．R1＞R＞R2  B．R＞R1＞R2

C．R＜R1＜R2  D．R1＜R＜R2

4．(多选)如图甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，G为表头、R为可调电阻，则下列说法正确的是(　　)

A．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大

B．图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小

C．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大

D．图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小

5.在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω.

(1)当S1和S2均断开时，改装成的表是什么表？量程为多大？

(2)当S1和S2均闭合时，改装成的表是什么表？量程为多大？

参考答案

1. 【答案】A

【解析】三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律U＝IR得，电流I与电阻R成反比．电流之比I1∶I2∶I3＝2∶3∶4，则电阻之比R1∶R2∶R3＝∶∶=6:4:3，故选A。

2. 【答案】AC

【解析】电路中电流I＝＝ A＝1.5 A，A对；R2阻值为R2＝＝Ω＝ Ω，B错；三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝8.5 V，C对；电阻R3两端的电压U3＝IR3＝1.5×1 V＝1.5 V，D错。

3. 【答案】D

【解析】电流表读数比准确值稍小些，是由于串联的电阻R阻值偏大，而使流经小量程的电流表的

电流偏小造成的，所以应该给电阻R并联一个阻值比R大的多的电阻，从而使通过G的电流变大。

例1. 【答案】B

【解析】把电流表改装成3 A的电流表需要并联一个分流电阻，

分流电阻阻值：R==0.7Ω，

故选B。

例2.解析：(1)由题意知电流表G的满偏电压

Ug＝IgRg＝0.03 V

改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R1的分压UR＝U－Ug＝2.97 V

所以分压电阻阻值R1＝＝990 Ω

改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R1＝1 000 Ω.

(2)改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R2的分流IR＝I－Ig＝0.597 A

所以分流电阻R2＝≈0.05 Ω

改装后电流表的内阻RA＝≈0.05 Ω

【答案】(1)990 Ω　1 000 Ω　(2)0.05 Ω　0.05 Ω

1. 解析：把电流表改装成2 V的电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值为：

，故B正确，A、C、D错误。

【答案】B

2.【答案】　B

【解析】　电压表并联在R2两端时，并联部分的电阻为＝ kΩ＝2 kΩ，根据串联电路的分压特点可知，电源电动势为12 V；电压表并联在a、b两端时，测量的是电源的电动势，所以其示数为12 V．故选B.

3.【答案】D

【解析】甲电路中，测量值R1＝＝，乙电路中，测量值R2＝＝RA＋R，比较可知，R1＜R＜R2，D选项正确．

4.【答案】　BC

5.【答案】　(1)电压表　1 V　(2)电流表　1 A

【解析】　(1)S1和S2均断开时，电阻R1与小量程电流表G串联，可组成较大量程的电压表，电压表的内阻RV＝Rg＋R1＝1 000 Ω.所以电压表两端的电压最高为：

U＝IgRV＝0.001×1 000 V＝1 V.

即改装成的电压表的量程为1 V.

(2)S1和S2均闭合时，电阻R1被短路，电阻R2与小量程电流表G并联，组成较大量程的电流表．当小量程电流表G满偏时，通过R2的电流为：IR2＝＝ A＝0.999 A．故改装成的电流表的量程为I＝IR2＋Ig＝0.999 A＋0.001 A＝1 A.