内容正文:
§ 2.3 电阻定律 电阻率
第二章 电路及其应用
1.什么是串联电路和并联电路?
串联电路
并联电路
一、电阻的串联与并联
连接 性质 数学表达式 物理意义
串 联 电流关系
电压关系
电阻关系
电压分配规律
I=I1=I2=I3
各处的电流相同
U=U1+U2+U3
总电压等于各部分电路电压之和
总电阻等于各部分电路电阻之和
R=R1+R2+R3
电压的分配与电阻值成正比
2.串、并联电路的规律
连接 性质 数学表达式 物理意义
并 联 电流关系
电压关系
电阻关系
电流分配规律
I=I1+I2+I3
总电流等于各支路的电流之和
U=U1=U2=U3
总电压与各支路的电压相等
总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
IR=I1R1=I2R2=I3R3
电流的分配与电阻值成反比
例.甲乙两根保险丝均由同种材料制成, 直径分别是d1=0.5mm和d2=1mm, 熔断电流分别为2.0A和6.0A, 把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中, 允许通过的最大电流是( )
A.0.6A B.7.5A C.10.0A D.8.0A
√
3.串、并联电路的常用推论
(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻
(2)并联电路的总电阻小于其中任一部分电路的电阻
(3)多个电阻串或并,其中任一电阻减小,总电阻减小
(4)多个电阻并联基础上,再并一个电阻,总电阻减小
串联电路
并联电路
(5)一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻
1.灵敏电流表(表头)
C.主要参数
①内阻: 电流表内阻Rg
②量程:满偏电流 Ig
满偏电压Ug
B.电路图符号:
A.作用:
测量小电流和小电压
G
二、电压表和电流表的改装(拓展学习)
思考2:用所给表头如何才能测量较大的电压呢?
2.把表头改装成电压表
在表头串联一个 的电阻
基本思路:
阻值较大
例.电流表G的内阻为Rg=10 Ω,满偏电流为Ig=3 mA,要把它改装成量程为U=3V的伏特表,应该怎么办?
当被测电压是3V时,指针应该指在哪里?
0
1
2
3
mA
Ug
UR
U
G
Rg
R
U
V
RV
例.电流表G的内阻为Rg=10 Ω,满偏电流为Ig=3 mA,要把它改装成量程为U=3V的伏特表,应该怎么办?
要串联的电阻上分担多少电压?
需要多大的电阻分压?
V
表头改装为大量程电压表时没有改变表头G的满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg,只是表头与分压电阻总的电压比表头的电压变大了.
0
1
2
3
mA
U
Ig
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
V
改装后的表盘需要做怎样的改变?
满刻度处标改装后的量程,然后根据小格数按比例等分即可
0
1
2
3
mA
0
1
2
3
V
1.原理:串联分压
2.方法:串联电阻
3.再将表盘对应示数改装
总结:把电流表改装成电压表
U
Ig
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
0
1
2
3
mA
0
1
2
3
V
IR
R=?
G
Rg
Ig
A
I
RA
例.一个电流表G,内阻Rg=25Ω,满偏电流为Ig=3mA,要把它改装成量程为I=0.6A的安培表,应该怎么办?
I
0
1
2
3
mA
0
0.2
0.4
0.6
问题:当被测电流是0.6A时,应该让指针指在哪里?表头里应该流过多少电流?
3.把表头改装成电流表
3mA
A
1.原理:并联分流
2.方法:并联电阻
3.再将表盘对应示数改装
Ug
A
I
Ug
I
Ig
IR
R
Rg
G
0
0.2
0.4
0.6
A
0
1
2
3
mA
总结:把小量程的电流表改装成大量程的电流表
例.有一块满偏电流Ig=1mA,线圈电阻Rg=100Ω的小量程电流表.
(1)把它改装成满偏电压U=10V的电压表,请画出电路图,并计算有关数据;
(2)把它改装成满偏电流I=0.6A的电流表,请画出电路图,并计算有关数据。
答案:5940 Ω 24000 Ω
例.将一个电阻为60Ω,满偏电流为500μA的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表,量程分别为3 V和15 V,试求R1和R2的阻值
AC
18
例.如图所示是有两个量程的电流表。已知表头的内阻Rg=1000Ω,满偏电流Ig=1mA,电阻R1=50Ω,R2=200Ω,则下列说法正确的是( )
A.接A、C两点,量程为0~8mA
B.接A、B两点,量程0~50mA
C.接A、C两点,量程为0~12mA
D.接A、B两点,量程为0~25mA
√
例.如图,电路由电流计与四个电阻连接而成。电流计内阻Rg=80Ω,满偏电流Ig=1mA。 R1=10Ω ,R2=10Ω ,R3=194Ω ,R4=790Ω。若使用1、2接线柱电路可做 表,量程为 ;若使用1、3可做 表,量程为 ;若使用1、4接线柱电路可做 表,量程为 ;若使用1、5可做 表,量程为 。
R1
R2
1
R3
R4
2
3
4
5
电流
电流
电压
电压
5mA
10mA
1V
5V
例.有两个相同的电流计改装成的量程不同的电流表A1和A2,A1的量程是A2的2倍,则( )
A.若串联起来,两表指针偏角θ1<θ2,两表示数相等
B.若串联起来,两表指针偏角相等,A1的示数大于A2
C.若并联起来,两表指针偏角相等,A1的示数大于A2
D.若并联起来,两表指针偏角θ1>θ2,两表示数相等
√
√
AC
21
例.两个电压表V1和V2是由完全相同的两个电流表改装而成的,V1量程是5 V,V2量程是15 V,为了测15 V~20 V电压,我们把V1和V2串联起来用,以下叙述正确的是( )
A.V1、V2的读数相同
B.V1、V2指针偏转角度相等
C.V1、V2读数不同,指针偏转角度也不相等
D.V1、V2读数之比等于两电压表内阻之比
V1
V2
√
√
电压表和电流表的读数
(1)看量程:
弄清所选量程对应的每一大格和每一小格所表示的值,确定小数点位数
(2)要掌握基本仪器的读数原则。
最小刻度是“1”的仪器,要求读到最小刻度后再往下估读一位;
最小刻度是“2”和“5”的仪器,只要求读到最小刻度所在的这一位,不再往下估读。
量程选择 使用事项 电表估读数
选择合适量程:
测量时指针偏转角度要尽可能大,一般要求超过量程的1/3,但又不能超过量程 (1)使用前应先进行零点调整(机械调零)
(2)电流从红接线柱进表,从黑接线柱出 (1)最小分度是“1,0.1,0.01,…”时,估读到最小分度的1/10(即估读到最小分度的下一位)
(2)最小分度是“2,0.2,0.02,…”时,估读到最小分度的1/2(即估读到最小分度的本位)
(3)最小分度是“5,0.5,0.05,…”时,估读到最小分度的1/5(即估读到最小分度的本位)
使用0.6A量程时,对应刻度盘上每一小格代表____A,图中表针示数是 A
使用3A量程时,对应刻度盘上每一小格代表____A,图中表针示数为 A
使用较小量程时,每小格表示_______V,图中表针示数为________V;
使用较大量程时,每小格表示_______V,图中表针示数为________V。
改装后的电流表校准时应将改装好的电流表与标准电流表串联,改装后的电压表校准时应将改装好的电压表与标准电压表并联,看二者的读数是否一致,如不一致,找出原因再进行改装,修正。
三、电表改装后的校对(拓展学习)
例.电压表由电流表G与电阻串联而成,如图所示,若在使用中发现此电压表的读数比准确值稍小些,采用下列哪种措施可以改进( )
A.在R上并联一只比R小得多的电阻
B.在R上串联一只比R小得多的电阻
C.在R上并联一只比R大得多的电阻
D.在R上串联一只比R大得多的电阻
√
例.一电流表由电流计G和电阻R并联而成,在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍大些,采用下列措施可使读数变准确的是( )
A.在R上串联一比R小得多的电阻
B.在R上串联一比R大得多的电阻
C.在R上并联一比R小得多的电阻
D.在R上并联一比R大得多的电阻
√
作业:
1、完成:课时跟踪检测15
2、预习:并完成高效方案第4节(P83~P88)
3、阅读:教材P77自我评价第2、5题
(2)小量程电流表的满偏电流Ig<I,要将其改装成大量程电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图(乙),由并联电路电压相等得:
IgRg=(I-Ig)Rx,
解得:Rx= Ω≈0.17 Ω.
Rg=
答案:见解析
解析:(1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1 V<U,因此需串联一个适当的分压电阻,即可将其改装成电压表,改装的电路如图(甲),由欧姆定律U=Ig(Rg+Rx),解得Rx=-Rg=9 900 Ω.
$