新人教必修三第十一章 4 第1课时 串联电路和并联电路 滑动变阻器的两种接法Word格式文档下载.docx
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(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.( ×
(5)多个电阻串联时,其中任一电阻增大,总电阻也随之增大;
多个电阻并联时,其中任一电阻增大,总电阻将减小.( ×
(6)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比,并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比.( √ )
2.如图1所示的电路中,R1=10Ω,R2=20Ω,R3=30Ω,S断开时,A、B两端的总电阻为________Ω,S闭合后,A、B两端的总电阻为________Ω.
图1
答案 30 22
一、串联电路和并联电路
导学探究
1.如图2所示,三个电阻组成串联电路.
图2
(1)若R1=R2=R3=R,则此串联电路的总电阻R总为多少?
(2)若R1<
R2<
R3,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路电阻之和,则R总=R1+R2+R3=3R.
(2)由串联电路中的电流处处相等得
==
又由于R1<
R3,则U1<
U2<
U3.
2.如图3所示,三个电阻构成并联电路.
图3
(1)若R1=R2=R3=R,则此并联电路的总电阻R总为多少?
R3,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
I1R1=I2R2=I3R3
R3,则I3<
I2<
I1.
知识深化
1.关于电压和电流的分配关系:
(1)串联电路中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I1R1=I2R2=…=InRn=I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=nR
n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
如图4所示电路中,已知R1=5Ω,R2=12Ω,电压表示数为2V,电流表示数为0.2A,求:
图4
(1)电阻R3的阻值;
(2)A、C两端的电压值.
答案
(1)12Ω
(2)4.4V
解析 R2两端的电压U2=I2·
R2=0.2A×
12Ω=2.4V,通过R1的电流I===0.4A,R3两端的电压与R2两端的电压相同,U3=U2,通过R3的电流I3=I-I2=0.4A-0.2A=0.2A,R3的电阻为R3===12Ω,UAC=U1+U2=2V+2.4V=4.4V.
如图5所示,当a、b两端接入100V的电压时,c、d两端电压为20V,当c、d两端接入100V的电压时,a、b两端电压为50V,则R1∶R2∶R3等于( )
图5
A.4∶2∶1B.2∶1∶1
C.3∶2∶1D.8∶4∶3
答案 A
解析 据题意可知,当a、b两端接入电压时,c、d两端电压为R2两端电压,即·
R2=Ucd,代入数据可得:
R1=2R2,当c、d两端接入电压时,a、b两端电压为R2两端电压,即·
R2=Uab,代入数据得:
R2=2R3,所以R1∶R2∶R3=4∶2∶1.
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
滑动变阻器接入电路的特点
采用“一上一下”的接法
采用“一上两下”的接法
调压范围
~E(不计电源内阻)
0~E(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
如图6所示,滑动变阻器R1的最大阻值是200Ω,R2=300Ω,A、B两端电压UAB=8V.
图6
(1)当S断开时,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)4.8~8V
(2)0~8V
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,UR2=UAB=4.8V,所以R2两端可获得的电压变化范围为4.8~8V.
(2)当S闭合时,滑动变阻器R1为分压式接法,当滑片P在最下端时,R2两端电压为0,当滑片P在最上端时,R2两端的电压最大,为8V,所以R2两端可获得的电压变化范围为0~8V.
1.滑动变阻器接入电路时,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.
针对训练 (多选)如图7所示,a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱,现把此变阻器接成一个分压电路向一个小灯泡供电,并要求滑片P向c移动时,小灯泡两端电压减小,下列说法中正确的是( )
图7
A.a接电源正极,b接电源负极,c、d接小灯泡两端
B.a接电源正极,b接电源负极,c、a接小灯泡两端
C.a接电源正极,b接电源负极,d、b接小灯泡两端
D.a接电源正极,b接电源负极,d、a接小灯泡两端
答案 BD
解析 分压电路的正确接法是“一上两下”,而且a与b需要接电源两极,可将a接电源正极,b接电源负极,由于题目要求“滑片P向c移动时,小灯泡两端电压减小”,可知滑片P向c移动时,分压部分的电阻丝的长度减小,由题图可知P与a之间的电阻丝长度减小,所以需要c、a或d、a接小灯泡两端,故选B、D.
1.(并联电路)电阻R1的阻值为6Ω,与电阻R2并联后接入电路中,通过它们的电流之比I1∶I2=3∶2,则R2的阻值和总电阻的阻值分别是( )
A.4Ω;
3.6ΩB.9Ω;
4.5ΩC.4Ω;
2.4ΩD.9Ω;
3.6Ω
答案 D
解析 并联电路中通过各支路电阻的电流之比等于电阻的反比,R1∶R2=I2∶I1,所以R2=9Ω.R1与R2并联的总电阻R==Ω=3.6Ω,故D正确.
2.(串、并联电路)(多选)如图8所示,R1=2Ω,R2=10Ω,R3=10Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则( )
图8
A.S断开时,R1与R2两端的电压之比为1∶5
B.S闭合时,通过R1与R2的电流之比为2∶1
C.S闭合时,R1与R2两端的电压之比为1∶5
D.S断开与闭合两种情况下,电阻R1两端的电压之比为2∶1
答案 AB
解析 设A、B间电压为U,S断开时,R1和R2串联,R1与R2两端电压之比等于电阻之比,即为1∶5,R1两端的电压为,选项A正确;
S闭合时,R3与R2并联的阻值为5Ω,R1与R2两端的电压之比为2∶5,R1两端的电压为,选项C、D错误;
S闭合时,通过R2与R3的电流相等,等于通过R1的电流的一半,选项B正确.
3.(滑动变阻器的接法)如图9所示,A、B间电压恒为U,当滑动变阻器的滑片P逐渐向上端移动的过程中灯泡上的电压数值( )
图9
A.一直为U
B.一直为0
C.逐渐增大到U
D.先由0逐渐增大到U再减小到0
答案 C
解析 滑动变阻器为分压式接法,灯泡两端的电压在0~U范围内变化,选项C正确.
考点一 串联电路和并联电路
1.下列说法错误的是( )
A.一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联,总电阻为零
B.并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻
C.在并联电路中,任意支路电阻增大或减小时,总电阻将随之增大或减小
D.电阻R和阻值无穷大的电阻并联,总电阻为无穷大
解析 并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,如果电阻R与电阻为零的导线并联,则电阻R被短路,总电阻为零,选项A正确,不符合题意;
由=++…+知,并联电路的总电阻小于并联支路中的任一电阻,即小于其中最小的电阻,选项B正确,不符合题意,选项D错误,符合题意;
多个电阻无论串联还是并联,任意支路电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小,选项C正确,不符合题意.
2.(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中,已知R1=10Ω、R3=5Ω,R1两端的电压为6V,R2两端的电压为12V,则( )
A.电路中的电流为0.6A
B.电阻R2的阻值为20Ω
C.三只电阻两端的总电压为21V
D.电阻R3两端的电压为4V
答案 ABC
解析 串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律得I==A=0.6A,故A正确;
根据欧姆定律得R2==Ω=20Ω,故B正确;
电阻R3两端的电压U3=IR3=0.6×
5V=3V,总电压U=U1+U2+U3=6V+12V+3V=21V,故C正确,D错误.
3.(2019·
济南市期末)两导体的I-U关系如图1所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是( )
A.R1∶R2=1∶3
B.R1∶R2=3∶1
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶1
4.如图2所示电路中,电阻R1、R2、R3的阻值相等,电池两端电压恒定.那么开关S闭合后通过R2的电流是S闭合前的( )
A.B.
C.D.
答案 B
解析 设电池提供的电压为U,每个电阻的阻值为R.S闭合前,通过R2的电流I==.S闭合后,通过R2的电流I′=×
=×
=,=,B项正确.
考点二 滑动变阻器的限流式接法与分压式接法
5.a、b两点与一个稳压直流电源相连,当滑动变阻器的滑片从中点O向d端移动一段距离时,图中的电流表读数会变小的是( )
解析 选项A、C、D中,滑动变阻器接入电路中的有效部分为Od段的电阻丝,当滑动变阻器的滑片从O向d端移动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,由欧姆定律I=可知,电路中的电流将会增大,电流表的读数会变大;
选项B中,滑动变阻器接入电路中的有效部分为cO段的电阻丝,当滑动变阻器的滑片从
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