步步高家教中心华师大版八年级暑期提高班辅导资料(教师用)
电学(一)
---------串、并联电路
一、知识点
1.电路
2、电路的三种状态:通路、断路和短路。
在实际电路中,如果导线与用电器并联(短接),则没有电流通过用电器,用电器将停止工作,这样还有可能能造成电源或电路元件损坏。
3、电路的二种连接方式:串联、并联。
4、电路的特点:
物理量 串联电路 并联电路
电 流 I总=I1=I2=…… I总=I1=I2=……
电 压 U总=U1+U2=…… U总=U1=U2=……
电 阻 R总=R1+R2=…… 1/R总=1 /R1+1/ R2=……
电压或电流的比例关系 U1/U2=R1/R2
或U1/U总=R1/R总 I1/I2=R2/R1 或I1/I总=R总/R1
二、学法指导
1.怎样识别串联电路和并联电路?
识别串联电路和并联电路,可以看用电器的连接特点,还可以看电流有几条通路。若电流只有一条通路,则为串联电路;若电流有几条通路,则各支路为并联电路。
2.怎样画简化的等效电路?
把一个复杂的电路简化为一个易于分辨串、并联关系的等效的简化电路,对于解决电路问题是十分重要的。
简化的方法有:
(1)去表法
①电压表:若没有明确指出要考虑其内阻,就把它看成是理想表(内阻无限大),画等效电路时,可认为是断路,把它拆除,不画入等效电路中。
②电流表:当不计电流表对电路的影响时,也把它看成是理想表(内阻为零),画等效电路时,可把它当做一根导线处理,也不画入等效电路中。
③导线:电阻为零。画等效电路时可任意将其伸长、缩短、变形。
(2)支路法
根据电流从电源正极流向负极的特点,找出从“分流点”到“汇流点”的所有的支路,将电路简化为若干并联的支路。
(3)等势法
其要点是找出电路中电压相等的各点:凡是用导线(没有用电器)相连的各点,都是电压相等的点,然后将各用电器按原来端点所在的位置,分别跨接在对应的等压点上,这些用电器便都是并联的,其它用电器再接顺序串联,就可以把一个较复杂的电路,简化为一个易分辨串、并联关系的等效的规范的电路。
三、例题
[例1]、 在图3所示的电路中,电源电压恒定。R2是最大阻值是20欧的滑动变阻器。当滑片P在中点C时,电压表的示数是15伏;当滑片P在a端时,电压表的示数是20伏。求:
(1)电源电压;(2)滑片P在a、b间滑动,电流表示数的最大值是多少?
[分析和解]: 电压表测量的是变阻器两端的电压。当滑片P在中点时,R2=10欧,U2=15伏,电路如图4(甲)所示;当滑片P在a端时,R2′=20欧,U2′=20伏,电路如图4(乙)所示。我们可以求出先后两个状态下通过电路的电流I和I′。
I= U2/ R2=15伏/10欧=1.5安,
I′= U2′/ R2′=20伏/20欧=1安。
(第1小题有三种不同解法)
解法1 根据电源两极电压等于电路两端的总电压,列方程:
图(甲):U总=I R1+I R2=1.5安(R1+10欧)……①
图(乙):U总= I′R1+I′R2′=1安(R1+10欧)……②
由①、②联立解得:R2=10欧,U总=30伏
解法2 利用R1的阻值不变列方程:
图(甲):R1= R总- R2= U总/I- R2
图(乙):R1= R总′- R2′= U总/I′- R2′
由①、②两式联立解得U总=30伏
解法3 利用电压分配跟电阻成正比列方程
图(甲):
图(乙):
代入数据: ……①
……②
由①、②两式联立解得U总=30伏
(2)当滑片P置于b端时,电路中的电阻最小,电流有最大值
I= U总/ R1=30伏/10欧=3安
[例2]:如图4所示的电路中,电源电压U=18伏保持不变,定值电阻R1的阻值为10欧,滑动变阻器R2的阻值变化范围为0~100欧,电流表量程为0~0.6安,电压表量程为0~15伏。求变阻器R2允许的取值范围。
[分析与解]:简化电路可知,R1、R2两电阻串联,电压表测变阻器电压,根据题意:
R2的取值既要满足电路总电流不超过电流表量程,即不大于0.6安,又要满足变阻器两端电压不超过电压表量程,即不大于15伏,则先根据欧姆定律分别写出总电流和两端电压的代数式,再根据要求列不等式,求解不等式即可得到的允许取值范围。
设变阻器连入电路的电阻为,为保证电流不超过电流表量程,应满足
,
解得:欧
同样,为保证变阻器两端电压不超过电压表的量程,应满足:
伏,
解得:欧
综上分析,变阻器R2的允许取值范围为20欧~50欧。
[例3]:某电流表刻度盘除零刻度和最大刻度“3安”能辨认外,其他刻度都已模糊不清,只知道指针从零刻度到最大刻度之间转动的角度是120°。现将一只电阻R1与这只电流表串联后接在电源的两端(电源电压恒定),电流表指针偏转的角度是96°;若在电路中再串联一只R2=3欧的电阻,电流表偏转的角度是64°,则R1的阻值是( )
A. 6欧 B. 18欧 C. 4.5欧 D. 2欧
[分析和解]:本题两种情况下电路电压相同,电阻不同,则电路中电流与电阻成反比,又由两次指针偏转角度可得两种情况下电路中电流之比,显然本题可根据电流与电阻成反比列式计算R1阻值。
即,
即,
得 R1=6欧 。
答案:A
[例4]:在图6所示电路中,A、B、C分别表示电流表或电压表,它们的示数以安或伏为单位。当电键S闭合后,A、B、C表的示数分别为l、2、3时,灯L1、L2正好正常发光,已知L1、L2的电阻之比为1:3,则可判断 ( )
A. A、B、C均为电流表
B. A、B、C均为电压表
C. B为电流表,A、C为电压表
D. B为电压表,A、C为电流表
[分析和解]:若三表均为电流表,则电路出现短路,灯不可能正常发光,故选项A错;若三个表均为电压表,则电路出现断路,灯亦不能正常发光,故选项B错;若B为电流表,A、C为电压表,则两灯串联,A表测L1电压,C表测L2电压,故选项C错;若B为电压表,A、C为电流表,则两灯并联,A表测L2电流,C表测L1电流,故有
UAI / UCI = UAI / UCI = 1 / 3 ≠ 3 / 1
ICU / IAU = IC / IA = 3 / 1
故选项D正确。
[例5]:如图所示的电路中,三个电阻的阻值相等,电流表A1、A2、和A3的内阻均可忽略,它们的读数分别为I1、I2和I3,则I1:I2:I3=__________。
[分析与解]: 由于三个电流表的内阻不计,a、c间导线直接相连为等压点,b、d间导线直接相连也为等压的点,R1、R2和R3上的电压相等,三个电阻是并联的。按电流表的位置看,A1量的是总电流,A2量的是R1、R2并联的电流,A3量的是R1、R3并联的电流。
其等效电路如图所示。
根据并联电路电压相等,三个等值电阻并联的总电阻为R/3,两个等值电阻并联的总电阻为R/2,所以I1:I2:I3=3:2:2。步步高家教中心 华师大版八年级暑期提高班辅导资料(学生用)
电学练习(一)
---------串、并联电路
一、基础题:
1.在两个电阻并联的电路中,电源电压保持不变。已知R1=3欧,干路电流I=1.2安,I1=0.8安,则电路的总电阻为_____欧。
2.电阻R1、R2并联后接入电路,它们的总电阻为R,已知R: R1=3:4,干路的电流是0.8安,则通过电阻R2的电流是______安。
3.R1=4R2,将R1、R2串联到电压是12伏的电路的两端,则电阻R1两端的电压是_________伏,电阻R2两端的电压是________伏。
4.R1、R2并联接到电路中,已知R1:R2=1:4,干路中的电流是1安,那么通过电阻R1的电流是_______安,通过电阻R2的电流是_________安。
5.某电路中的电阻增大4欧时,电流减小到原来的二分之一,这个电路原来的电阻是________欧。如果要使电路中的电流变为原来的八分之一,应将4欧的电阻跟______欧的电阻______联。
6.两个电阻R1、R2串联后接到电路中,已知电路两端的电压U一定,R1=90欧。当R1被短路后,电路中的电流是原来的4倍,则电阻R2的阻值是[ ]
A.30欧 B.60欧 C.180欧 D.260欧
7.将R1、R2串联接到电路中,已知R1两端的电压是总电压的三分之一,则电阻R1与R2的阻值之比是[ ]
A.1:1 B.1:2 C.2:1 D.1:3
8.将电阻Rx和电流表串联后接到电源上,闭合开关后,电流表的示数为2安。若将这个电路中再串联一个电阻R,仍接到同一电源上,此时电流表的示数减小了0.4安。已知R=3欧,电源电压保持不变。求: (1)电阻Rx的阻值; (2)电源电压。
二、提高题
1.如图5所示的电路,UAB=4.4伏并保持不变,R1=R2= R3= R4=0.5欧。RL1= RL2=2欧,则灯泡L1两端的电压UL1=______,电灯泡L2两端的电压UL2=_______。
2.在图5-16所示的电路中,R1=20欧,R2=18欧,电源电压U=5伏并不变。为了使R1两端的电压只能在0与2伏之间任意改变,R3的最大阻值应是_______。
3.已知电阻R1=40欧,R2=60欧,并接在电压为U的电源上,则通过R1、R2电流之比是_____。若在R1、R2并联后再串联一个电阻R3,把这一电路仍接在电压为U电源上,则通过R1、R2、R3的电流之比是________。
4.在图7所示的电路中,电源保持不变,变阻器R2的滑片P在两端件往复滑动时,电流表的示数最大是2安,最小是0.5安,电压表的示数最大是6伏,最小是O。电阻R1的阻值应当是_____欧,变阻器R2的最大阻值应是________欧。
5.如图8所示的电路,电源电压不变,电阻R1=10欧。开关S断开时,电流表的示数是0.6安;当S闭合时,电流表的示数是1安,则R2的阻值是[ ]
A.40欧目 B.20欧 C.15欧 D.10欧
6.如图9所示的混联电路R1=5欧,R2=2.5欧,要使总电阻Rab大小等于R3,则电阻R3的阻值是[ ]
A.5欧 B.2欧 C.7.5欧 D.2.5欧
7.一个由电阻R1和R2组成的串联电路。已知R1=2欧,R2=3欧。现给R2并联一个电阻R3后,通过R3和R1的电流强度之比为1:4,则电阻R3的阻值是[ ]
A.1欧 B.3欧 C.6欧 D.9欧
8、如图所示的电路中,R1=20Ω,R2=25Ω,当开关S1闭合、S2断开时,电压表的示数为2.8V,若将开关S1断开、S2闭合时,电压表的示数可能是( )
A.2.5V
B.3.3V
C.3.5V
D.4.0V
9.图10中有三个小灯泡和两个单刀双掷开关S1、S2,(动触片只能分别和两静触点接触)。请按下述要求画出他们的电路连接图:当红灯亮时,黄灯和绿灯都不亮;当红灯不亮时,黄灯和绿灯可以分别亮任何一个。
参考答案
基础题:
1) 2 2)0.2 3)9.6; 2.4 4)0.8; 0.2 5)4; 28; 串 6)A 7)B 8)B 9) (1)12欧 (2)24伏
提高题:
1) 2.4; 1.6 2)30 3.)3:2; 3:2:5 4)4; 12
5)C 6)D 7)D
8)