人教版高中物理必修3-1讲义资料,复习补习资料:17【提高】串并联电路、电压表、电流表

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名称 人教版高中物理必修3-1讲义资料,复习补习资料:17【提高】串并联电路、电压表、电流表
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2019-12-02 23:26:27

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文档简介

串并联电路、电压表、电流表

【学习目标】
1.掌握串、并联电路的特点,并能熟练地识别电路中元件之间的连接关系,能够运用串并联的规律理解计算电表的改装。 2.识别电路中各元件的连接关系,画出简明的等效电路图,以及电流表、电压表、电容等对电路的影响。
【巩固练习】
一、选择题:
1.如图所示是一个电路的一部分,其中R1=5Ω,R2=1Ω,R3=3Ω,I1=0.2 A,I2=0.1 A,那么电流表测得的电流为( )
A.0.2 A,方向向右 B.0.15 A,方向向左
C.0.2 A,方向向左 D.0.3 A,方向向右
2.关于电流表与电压表,以下说法正确的是( )
A.都是用电流表G与电阻并联改装而成的
B.都是用电流表G与电阻串联改装而成的
C.它们本身都有内阻,只是电流表的一般很小,而电压表内阻一般很大
D.电流表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻小,而电压表的内阻肯定比用来改装的电流表G的内阻大
3.如图所示的电路中,若ab为输入端,AB为输出端,并把滑动器的滑动触片置于变阻器的中央,则( )
A.空载时输出电压
B.当AB间接上负载R时,输出电压
C.AB间的负载R越大,越接近
D.AB间的负载R越小,越接近
4.用两个相同的小量程电流表,分别改装成了两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用串联或并联的方式接入电路,如图所示,则闭合开关后,下列有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是( )
/
A.图甲中的A1、A2的示数相同 B.图甲中的A1、A2的指针偏角相同
C.图乙中的A1、A2的示数和偏角都不同 D.图乙中的A1、A2的指针偏角相同
5.一个电压表由表头G与分压电阻R串联而成,如图所示.若在使用中发现电压表的读数总是比准确值稍小一些。采用下列哪种措施可能加以改进( )
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
6.(2019 张家界校级月考)电源和一个水平放置的平行板电容器、两个变 阻器R1、R2和定值电阻R3组成如图所示的电路.当把变阻器R1、R2调到某个 值时.闭合开关S,电容器中的一个带电液滴正好处于静止状态.当再进行 其他相关操作时(只改变其中的一个),以下判断正确的是(  )
/
A.将R1的阻值增大时,液滴仍保持静止状态
B.将R2的阻值增大时,液滴将向下运动
C.断开开关S,电容器上的带电荷量将减为零
D.把电容器的上极板向上平移少许,电容器的带电荷量将增加

7.如图所示的电路中,O点接地,当原来断开的开关K闭合时,则下列说法正确的是(  )   A.电路中的总电流强度会增大   B.电源路端电压会增大   C.A点电势会升高   D.B点电势会升高   8.一个电流计的满偏电流为Ig,内电阻为Rg,要把它改装成量程为nIg的电流表,应在电流计上(  )   A.串联一个(n-1)Rg的电阻   B.串联一个/的电阻   C.并联一个(n-1)Rg的电阻  D.并联一个/的电阻
二、填空题
9.(2019 蚌埠三模)实验室中有一块量程较小的电流表G,其内阻约为1000Ω,满偏电流为100μA,将它改装成量程为1mA、10mA双量程电流表。现有器材如下:
/
A.滑动变阻器R1,最大阻值50Ω;
B.滑动变阻器R2,最大阻值50kΩ;
C.电阻箱R',最大阻值9999Ω;
D.电池E1,电动势3.0?V;
E.电池E2,电动势4.5?V;(所有电池内阻均不计);
F.单刀单掷开关S1和S2,单刀双掷开关S3,及导线若干。
(1)采用如图甲所示电路测量电流表G的内阻,为提高测量精确度,选用的滑动变阻器为?????????,选用的电池为???????????(填器材前的字母序号);采用此种方法电流表G内阻的测量值?????????真实值(填“>”、“=”或“<”)。
(2)如果在步骤(1)中测得电流表G的内阻为900Ω,将流表G改装成双量程电流表,设计电路如图乙所示,则在此电路中,R1=?????Ω,R2=????Ω。
10.从下表中选出适当的实验器材,设计一电路来测量电流表A1的内阻r1,要求方法简捷,有尽可能高的测量精度,并能测得多组数据.
器材(代号)
规格
电流表(A1)
电流表(A2)
电压表(V1)
电阻(R1)
滑动变阻器(R2)
电池(E)
开关(S)
导线若干
量程10 mA,内阻r1待测(约40Ω)
量程500舭,内阻r2=750Ω
量程10V,内阻r3=10 kΩ
阻值约100Ω,作保护电阻用
总阻值约50Ω
电动势1.5 V,内阻很小(不计)
(1)画出电路图,标明所用器材的代号.
(2)若选测量数据中的一组来计算r;,则所用的表达式为r1=________,式中各符号的意义是:________.   11.某同学欲将量程为200μA的电流表改装成电压表,他采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻,根据实验电路,请回答下列问题。 ①有如下的主要实验器材供选择:   A.电阻箱(阻值范围0-999.9Ω)   B.电阻箱(阻值范围0-99999.9Ω)   C.电源(电动势6.0V,内阻0.30Ω)   D.电源(电动势12V,内阻0.60Ω)   E.电源 (电动势50V,内阻2.0Ω)   为减小实验误差,可变电阻R1应选择________________,电源应选择____。(填字母代号)   ②该同学主要实验步骤依次是:   A.按电路图连接好电路,并使两个开关处于断开状态;   B.将R1的阻值调到最大;   C.闭合K1;   D.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度;   E.闭合K2;   F.调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半;   G.记下R2的阻值。   上述实验步骤中,错误的步骤是_____。(填字母代号)   ③如果按正确步骤测得电流表的内阻为190Ω,要将此表改装成量程为2.0V的电压表V,应选一个阻值为____Ω的电阻与电流表串联。   ④用标准的电压表V对改装的电压表进行校准,发现测量同一电压值时,改装电压表的示数比标准表的示数小,则应该适当地将与电流表串联的电阻调_____一些。(选填“大”或“小”)   请画出校准电路并连接实物图。   /        /
三、解答题:
12.如图所示电路,R1=3000Ω,伏特表VA的内阻为6000Ω,伏特表VB的内阻为3000Ω,已知(1)K1断开,K2接A时,电压表的读数是4V;(2)K1接通,K2接A时电压表的读数是8V;(3)K1接通,K2接B时,电压表的读数是7.5V。求电源的电动势E和R2。                 /
【答案与解析】
一、选择题:
1.【答案】C
【解析】由图示电流方向可计算出R1和R2两端电压降分别为U=1.0 V,U2=0.1 V,电势左高右低,比较U1、U2可判定R3两端电势下高上低,U3=0.9 V,通过R3的电流,向上流.由图可知R3中电流是由I2和IA共同提供的,故IA=0.2 A,方向向左.
2.【答案】CD
【解析】电压表是由电流表G串联一分压电阻改装而成的,故内阻比电流表G内阻大;电流表是由电流表G的与分流电阻并联而成的,故电阻要比电流表G的内阻小.
3.【答案】ABC
【解析】空载时AB间的电压为总电压的一半,即,故A正确.当AB间接上负载R后,R与变阻器的下半部分并联,并联电阻小于变阻器变阻值的一半,故输出电压。但R越大,并联电阻越接近于变阻器总阻值的一半,UAB也就越接近.R越小,并联电阻越小,UAB就越小于,故B、C正确,D错.
4.【答案】B
【解析】两表并联时,表头两端的电压相同,故流过表头电流相同,偏角相同.两表串联时,两表的示数应相同,但由于量程不同故偏角不同.
5.【答案】D
【解析】题目中明确指出此电压表的读数总比准确值稍小,说明在电压表两端加一定的电压时,电压表支路中的电流总是偏小,这是由于电压表的内阻稍大引起的,校正的方法是适当减小分压电阻R.在R上再串联一个电阻只会导致电压表内阻的增大,是不行的.并联一个电阻时,可以引起总电阻减小,但是并联电路的电阻比任何一个支路电阻都小,可见并不能并联小电阻,否则分压电阻会改变很多,误差会更大,故B项正确.
6.【答案】A
【解析】电路稳定时,无电流通过R1,其两端电压为零,故可将电容器等效为 与电阻R2并联,故R1变化对电路无影响,电容器两端电压不变.故液滴仍保 持静止状态,A正确;R2增大,由“串反并同”规律可知,电容器两端电压 增大,电场力增大,故液滴向上加速运动,B错误;断开开关,电路稳定后, 电容器相当于与电源并联,两端电压增大,由Q=CU可知,电容器带电荷量 增大,C错误;电路各部分电阻不变,则电容器两端电压不变;若将上极板 上移,则板间距离增大,由可知,电容器的电容减小,由Q=CU可知,电容器的带电荷量减小,D错误.
7.【解析】 当原来断开的开关K闭合时,总电阻减小,总电流增大。由/可知,路端电压降低。A点电势即AO间的电压,也是路端电压。B点电势是BO间的电压,由于BO间的电阻减小,分得的电压减小,即B点电势降低。
8.【答案】D 
【解析】 应并联一个小电阻,显然只有D正确。
二、填空题
9.【答案】(1)B,E,<;(2)10,90
【解析】(1)首先我们要知道半偏法测量电流表内阻的方法以及测量原理:如图,设电源的电动势为E,内阻为r,S2打开时,设电流表满偏电流/,实验要求R>>Rg,R>>r,这样才有/,当S2闭合时,R′和Rg并联,并联后总阻值R并<Rg<<R,这样才有S2闭合后,电路中总电流几乎不变,仍然近似等于/,调节R′使电流表半偏为/,所以流过R′的电流也为/,所以R′=Rg.?从上述原理可知,S2打开与闭合,近似认为干路中电流不变,前提是R>>Rg.故实验器材选择应满足①电源电动势尽可能大,②R尽可能大.所以,滑动变阻器选阻值较大的B,电池选用电动势较大的E.因闭合S2时,电路中电阻变小,电流变大,而电流计的电流为/,可知通过R′的电流大于/,则R′<Rg,即测量值偏小。
(2)当接10mA量程时,根据欧姆定律:/;当接1mA量程时,根据欧姆定律:;代入数据解得:R1=10Ω,R2=90Ω.
10.【答案】(1)电路图见解析 (2) I1为通过电流表A1的电流,I2为通过电流表A2的电流,r2为电流表A2的内阻
【解析】学生实验中没有测电流表内阻的实验,但“伏安法”测电阻的原理是学过的,用伏安法测金属丝电阻的实验是做过的,故可将已学过的这些原理、方法迁移应用到这一实验新情境中来.当A1满偏时,两端的电压约为Ig=10-2×40 V=0.4 V.所以若用电压表V直接测量,电压表指针的偏转不到量程的1/20,测量误差太大,不符合“有尽可能高的测量精度”的要求.电流表A2的内阻r2=750Ω,是准确的,满偏时其两端电压为500×10-6×750 V=0.375 V,与电流表A1的满偏电压差不多.所以可以将电流表A2与电流表A1并联,根据A2的读数I2求出A1两端的电压I2r2.估算A1、A2近满偏时回路的阻值应为.所以要使电路工作安全正常,应将保护电阻R1与A1、A2串联起来,从而限制通过A1、A2的电流,使其不超量程.滑动变阻器可采用限流式接法,也可采用分压式接法.本题中若采用限流式接法,对电流的调节范围约为最大值的1/3,比分压式接法的调节范围小.根据题目中“能测得多组数据”的要求,采用分压式接法较好.电路如图所示.计算r1的表达式为.式中I2为通过电流表A2的电流,r2为电流表A2的内阻,I1为通过电流表A1的电流.
11.【答案】  B,D;F;9810;小 【解析】因为若选E,则调节电阻箱B的电阻阻值不够,电流表超量程;所以在能保证调出电流表满偏的情况下,电源电动势大一点,则电阻箱B接入电路的电阻阻会大一些,实验误差会小一些;因为调节半偏时,R1是不能动的;略;因为现在改装的电压表示数小,则要让它的电流大一些即可满偏,所以要将串联的电阻减小一些.  /
三、解答题:
12.【答案】10V;/    【解析】(1)/断/接A时,电路图如图所示:   /   有串联分压得/   其中/,   (2)/通/接A时有:/   (3)/通/接B时有:/   其中/        解得:/