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1、串并联电路 电表的改装,自主再现,一、电阻的串联 和并联 1串联电路 (1)两个基本特点： 电压分配关系：U ， 电流分配关系：I ； (2)三个重要性质： 总电阻和各个电阻之间的关系：R ； 电路中各个电阻上的电流情况： ； 电路中各个电阻的功率和电阻之间的关系： .,2并联电路 (1)两个基本特点： 电压分配关系：U ； 电流分配关系：I ； (2)三个重要性质： 总电阻和各个电阻之间的关系：1/R ； 各个电阻两端电压之间的关系：IR ； 各个电阻上的功率分配关系：PR .,二、电表的改装 1电压表的改装原理：电压表是根据串联电路的_ 作用，在表头上_一个分压电阻，并在表头的电流刻度上标
2、出相应的_后改装而成的，如图所示，分压电阻 R_ .,分压,串联,电压,U为改装后电压表的量程,2电流表的改装原 电流表是根据并联电路的_作用，在表头上_一个分流 电阻，并在表头的刻度上标出相应_后改装而成的，如图所示， 分流电阻R_ .,并联,电流,分流,I改装后电流表的量程,一、电路的分析和计算 规律方法 1在连接形式较为复杂的电路中，导体间的串并联关系不很明显，这时需要将电路等效变换成较为规则的电路，以便认清其串并联关系 (1)电路的等效原则,探究应用,无电流的支路除去；,电势相等的各点合并,理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路,电压稳定时，电容器可认为断路,在电路中，若只有一处接
3、地线，只影响电路中各点的电势值，不影响电路结构；若电路中有两点或两点以上的接地线，除了影响电路中各点的电势外，还改变电路结构，接地点之间认为是接在同一点,(2)电路等效的常用方法,电流分支法：先将各节点标上字母，判定各支路元件的电流方向，按电流流向，自左向右将各元件、节点、分支逐一画出，加工整理即可,等势点排列法：标出节点字母，判断出各节点电势的高低，将各节点按电势高低自左向右排列，再将各节点间的支路画出，然后加工整理即可,2部分电路电学量的极值问题,(1)电压或电流的极值问题,串联电路允许的电压、电流最大值,串联电路的特点是电流处处相等为使额定电流不相同的各元件都不损坏，电路允许的最大电流应
4、等于各元件中额定电流最小的那个值，并以此电流值计算该电路两端允许加的最大电压,并联电路允许的电压、电流最大值,并联电路的特点是各支路电压相等为使额定电压不同的各元件不损坏，并联电路允许加的最大电压应等于各元件中额定电压最小的那个值，并以该电压值计算并联电路的最大电流,混联电路允许的电压、电流最大值,对混联电路，先分析并联部分的最大允许电压Um，Um等于并联各元件中最小的额定电压，然后根据Um求出并联部分的总电流Im，最后把Im和串联元件的额定电流相比较，选最小的电流作为整个电路允许的最大电流Im，并由Im计算最大电压Um.,(2)功率的最大及最小值求解方法,电路消耗的最大功率,先找电路允许通过
5、的最大电流Im，然后利用PmI 2 R总计算,某元件功率的最大值,由PI2R知，流过某元件的电流最大时，它的功率就最大,电路消耗的最小功率,当电路两端的电压恒定时，由PIU知，P最小的条件是I最小,例1 如图所示，灯L1和L2的铭牌标有“12 V 4 W”的字样，灯L3和 L4的铭牌标有“24 V 4 W”的字样，如A、B两端电压为24 V，则四个灯泡中最亮的是_，最暗的是_，该电路允许加的最大电压UAB_.,分析混联电路时，首先要确定各部分电路之间的串、并联关系然后采用先并后串的方法确定干路上的相关物理量最后根据串、并联的电路的分配关系确定各个电阻的电流电压和功率,题后反思,诱思启导 (1)
6、根据电表的特征，画出等效电路图 (2)A1和A2、V1和V2分别测量哪部分的电流和电压,跟踪训练1 如图所示电路，R1R24 ，R3R42 ， UAB6 V，求： (1)电流表A1和A2的示数(不计电流表的内阻) (2)若将电流表A1和A2换成电压表V1和V2，则V1和V2的示数多大？,部分电路的总电流为：,【答案】 (1)1.5 A,1.0 A (2)4 V,3 V,二、电表的改装： 规律方法 1无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变 2电表改装的问题实际上是串并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头G看成一个电阻Rg即可
7、，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的 3改装后的电压表量程是表头电流满偏时，表头与串联电阻两端电压之和，改装后的电流表量程是表头电流满偏时，表头与并联电阻电流之和,例2 如图是一个电流表、电压表两用电表的电路，电流表G的量程是100 A，内阻是1000，电阻R10.1 ，R299000 ，当双刀双掷开关接到a、b上时，可作为_表，其量程是_，当双刀双掷开关接到c、d上时，可作为_表，其量程是_,当开关合到c、d上时，电路变成图乙所示的电路，此时大电阻R2与电流表G串联，R2起分压作用，所以电流表G已装成电压表，根据串联电路的特点，电压表量程为：UIg(RgR2)0.0001(100099000
8、) V10 V.,题后反思,(1)求解此题要搞清楚两个问题：是双刀双掷开关的构造问题，其中手柄绝缘一定要清楚，否则电路结构就无法清楚是求电流表和电压表的量程就是当表头G中通过的电流是满偏电流Ig时，电流表的干路电流和电压表两端电压,(2)电表改装由于不改变表头的满偏电流和电压，要增大测量电压，则给表头串联一个电阻，要增大测量电流则给表头并联一个电阻,三、电路故障的分析方法 规律方法 1电路故障一般是短路或断路，常见的情况有导线断芯、灯泡断丝、灯座短路、电阻器内部断路、接触不良等现象故障的特点如下：,断路特点：表现为电源电压不为零，而电流强度为零断路后，电源电压将全部降落在断路之处若电路中某两点
9、电压不为零，等于电源电压，则这两点间有断点，而这两点与电源连接的部分无断点；若电路中某两点电压为零，说明这两点间无断点，而这两点与电源连接的部分有断点(以上均假定电路中只有一处断路),短路特点：表现为有电流通过电路，而该电路两端电压为零,2检查故障的基本方法有两种：,(1)仪器检测法,断点故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联若电压表指针偏转，则该段电路中有断点,短路故障的判断：用电压表与电源并联，若有电压时，再逐段与电路并联若电压表示数为零时，该电路被短路；当电压表示数不为零，则该电路不被短路或不完全被短路,(2)假设法：已知电路发生某种故障，寻求故障发生在何处时可将整
10、个电路划分为若干部分，然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律和电路知识进行正向推理推理结果若与题述物理现象不符合，则故障不是发生在这部分电路；若推理结果与题述物理现象符合，则故障可能发生在这部分电路直到找出发生故障的全部可能为止,例3 如图所示为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220 V的交流电源连接，ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻现发现电路中没有电流，为检查电路故障，用一交流电压表分别测得b、d两点间以及a、c两点间的电压均为220 V，由此可知( ) Aab间电路通，cd间电路不通 Bab间电路不通，cd间电路通 Cab间电路通，bc间电路不通 Dbc间电路
11、不通，cd间电路通,又由“用一交流电表测和b、d两点间以及a、c两点间电压均为220 V”可知：在这两种情况下均把电压表串联接入电路，即b、d两点间和a、c两点间的公共部分断开，所以b、c间电路不通，其余部分都通,对这样的故障也可将选项逐一分析，看能否满足题设要求,对A选项，“cd间电路不通”的情况下，“用电压表测a、c两点间电压”时，电压表示数为零，故A选项不对,对B选项，“ab间电路不通”的情况下，“用电压表测bd间电压”时，电压表示数也为零，故B选项也不对，C、D两选项，均满足题设要求,【解析】 考查电路的故障分析和学生的应用能力,由“ab间、bc间、cd间分别连接一个电阻，现发现电路中
12、无电流”可知：原电路中必有一处断开,题后反思 假定某个故障存在，然后利用电路知识推理题设条件是我们解题时常用的方法,跟踪训练2 如图所示的电路中，由于某一电阻发生短路或断路，使A灯变暗，B灯变亮，则故障可能是( ) AR1短路 BR2断路 CR3断路 DR4短路,诱思启导 用假设法对A、B、C、D四个选项依次判断，看哪个选项满足题干中A灯和B灯出现的情形,【解析】 由于A串联于干路中，且故障发生后，A灯变暗，故知电路中总电流变小，即电路总电阻变大，由此推知，故障应为某一电阻断路，排除选项A、D.,若假设R2断路，则其断路后，电路必引起与之并联的灯B中电流增大，使B灯变亮，推理结果与现象相符，故选项B对,若假设R3断路，则也引起总电阻变大，总电流变小，使A灯变暗，同时R3断路后也必引起与之并联的电路(即R1所在支路)中电流增大，灯B中分得电流也变大，B灯变亮，故选项C也正确,也可以用结论:的方法,这里所说的串并联是较为广义的串并关系,如:,A与R1,R2,R3,R4以及B均为串联关系.B与R2,R3才是并联关系.,