2019届中考物理基础篇第26讲:串并联电路的特点(附强化训练题)
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1、第 26 讲 串并联电路的特点26.1 学习提要26.1. 1 串联电路的特点(1)当电阻 R1和 R2串联时,如图 26-1 所示,流过 R1的电流为 I1,流过 R2的电流为 12,电路总电流为 I,则 I=I1=I2,即串联电路中电流处处相等。图 26-1 图 26-2(2)如果 R1两端电压为 U1,R 2两端电压为 U2,电路总电压为 U,则 U=U1+U2,即串联电路总电压等于各导体两端电压之和。(3)串联电路总电阻等于各导体电阻之和,即 R=R1+R2。如果其中某个电阻增大,总电阻也增大。(4)当电阻 R1、R 2串联时,由于 I1=I2= I,再根据欧姆定律得 U1/R1=U2
2、/I2= U/R,U 1:U 2=R1:R 2,所以串联电路中各电阻分得的电压与各电阻的阻值成正比,电阻大,其两端的电压也大。26.1.2 并联电路的特点(1)当电阻 R1和 R2并联时,如图 26-2 所示,流过 R1的电流为 I1,流过 R2的电流为 I2,电路总电流为 I,则 I=I1+I2,即并联电路中总电流等于各支路电流之和。(2)如果 R1 两端电压为 U1,R 2两端电压为 U2,电路总电压为 U,则 U= U1 = U2,即并联电路总电压等于各支路两端电压。(3)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即 1/R= 1/R1+1/R2。总电阻的阻值比支路中阻值最小的那个还
3、要小。(4)当电阻 R1、R 2并联时,由于 U=U1=U2,根据欧姆定律可得 I1R1=I2R2,则 I1:I 2 =R2:R 1,所以并联电路中各支路的电流与它们的电阻成反比,哪条支路的电阻大,通过它的电流就小。26. 1.3 用电流表和电压表测电阻1、实验原理:R = U/R,电路如图 26-3 所示。2、实验器材:电源,电流表,电压表,待测电阻,滑动变阻器,电键,导线。3、实验步骤:按图 26-3 连接好电路;图 26-3检查电路无误后,将滑动变阻器的滑片 P 移到最大值位置,闭合电键;再移动滑动变阻器的滑片 P,使电流表示数为一适当值,记录此时的电流表和电压表值;调节滑动变阻器的滑片
4、 P,改变电流和电压值,读数和记录数据,重复两次;断开电键,整理仪器;分别计算三次测量所得的电阻值,并计算出电阻的平均值。26.2 难点释疑26.2.l 电路故障1. 断路电路中某处断开或电键没有闭合。当电路中出现断路时,主要出现的现象是:被断路部分无电流;被断路部分有压(电压表与电源构成的回路是通路,电压表示数近似为电源电压) 。2. 短路电流从电源正极不经过用电器直接通过导线回到电源负极造成的短路叫电源短路;将导线并联在用电器的两端,造成该用电器不能工作的短路叫局部短路。当电路中出现短路时,主要出现的现象是:电路中仍有电流;被局部短路的用电器不工作;与之串联的用电器工作电流增大;被短路部分
5、电压为零。26.2.2 动态电路在电路中,由于滑动变阻器的滑片移动或由于电键的闭合或断开而引起电流(电压)的变化,我们把这类问题称为“动态电路” 。分析“动态电路”有三个关键点:(1)关键 1:分析清楚电路的连接情况。在分析电路的过程中要注意以下几点:电流表看作导线,电压表看作断路。串联电路电流只有一条路径,并联电路电流有多条路径且通过每个用电器的电流互不相干。电路中如出现电流可从电源的正极通过某一导线直接流向电源的负极,则电源短路。电路中某一用电器被一根导线并联连接,则用电器被短路。(2)关键 2:分析清楚各电表的所测电路。串联电路中电流表所测电流与各处电流相同,电压表在一个或几个用电器两端
6、就是测这个或几个用电器的电压。并联电路中电压表所测电压与各支路电压相同,如某个用电器与电流表相串联,则电流表测这个用电器的电流,如果每个用电器的电流都流过电流表,则电流表测总电流。(2)关键 3:分析清楚电路的变化情况。先分析由于某一电阻变化或电键开闭导致电路总电阻的变化。再分析电路总电流的变化。最后分析各支路的电流或电压的变化。26.3 例题解析26.3.1 利用串联电路特点解题例 1 如图 26-4 所示的电路,R 1的阻值为 l0,电流表的示数为 0. 4 A,电压表的示数为3.2 V。求:R 1两端的电压,R 2的阻值及电源电压。图 26-4【点拨】这是一个串联电路,电流处处相等,I=
7、0.4 A;电压表测 R2两端电压,U 2 =3.2 V。【解答】 (1)这是一个串联电路,应用串联电路特点,有 I=I1=I2= 0.4 A,U 1 =I1R1=0. 4Al0= 4V(2)当电压表的示数为 3.2V 时,R 2两端的电压为 3.2 V。R2 = U2/I2 = 3. 2 V/0. 4 A = 8 (3)电源电压 U=U1+U2= 4V + 3.2V = 7.2V。【答案】4 V,8,7.2 V。【反思】做题前,先要分析电路的连接方式,其次分析清楚每个电表所测的是哪段电路的电流或电压,再根据欧姆定律和串、并咲电路特点解题。26.3.2 利用并联电路特点解题例 2 在如图 26
8、-5 所示的电路中,R1 的电阻为 50,R2 的电阻为 75。闭合电键 S,电流表 A1 的示数为 0.24 A。求:(1)电压表 V 的示数;(2)电流表 A2 的示数;(3)电路的总电阻 R。图 26-5【点拨】在图 26-5 所示电路中,电阻 R1和 R2分属两条电流路径,因此可判断该电路是并联电路。电流表 A1测量的是通过 R1的电流,电流表 A2测量的是通过 R1和 R2的总电流。【解答】 (1)这是一个并联电路,应用并联电路特点,有U=U2=U1 =I1 R1= 0. 24 A50= 12 V(2)电流表 A2示数I=I1+I2=0.24A+U2/R2 =0.24A+12V/0.
9、4A =0. 24A+12V/75= 0.4A(3)电路的总电阻为R=U/I = 12 V/0.4 A=30【答案】12 V,0.4 A,30 。【反思】用欧姆定律和串、并联电路特点解题的关键是要把电路的连接方式分析清楚,其次分析清楚每个电表所测的是哪段电路的电流或电压。用欧姆定律进行计算时,要特别注意两点:一是“同体” ,即 I、U、R 应是同段电路或同一电阻;二是“同时” ,即 I=U/R 中三个量必须是同一时间的值,不能张冠李戴,先后不分。26.3.3 欧姆定_和串、并联电路特点 6 勺综合应用 句例 3 如图 26-6 所示电路中,当 A、B 两点接入 10 电阻时,电流表的示数为 0
10、.5A。若A、B 间放如 20 电阻时,则电流表的示数为A、等于 0.25 A B、小于 0.25 A C、大于 0. 25 A D、无法判断图 26-6【点拨】串联电路中,如果电路中的某个电阻变为原来的 2 倍,但总电阻小于原来电路总电阻的 2 倍时,电流大于原来的 1/2。【解析】当 AB 间电阻为 10 时,I 1 = 0.5 A =U/(10+ R 1)= 0.25 A0.5I1=0.25A=U/(20+ 2R 1) ;当 AB 间电阻为 20 时,I 2=U/(20+R 1) ,U/(20+2R 1)U/(20+R 1) ,I20.5I 1=0.25A【答案】C。【反思】判断题有时也
11、可用赋值法。设 R1=10,当 RAB=10 时,R=R1+RAB=10+10=20,U=IR=0.5 A20=10V。当 RAB=20 时,R= 30,I=U/R=10V/30=0.33A0.25A。这样更为方便例 4 如图 26-7 所示电路中,电源电压 U 保持不变,在甲、 乙两处分别接入电压表,闭合电键 S1和 S2,测得 U 甲 :U 乙 =1:3(闭合电键 S1)断开电键 S2,拆去电压表接人电流表,此时I 甲 :I 乙 是多少?图 26-7【点拨】串联电路中,各电阻的电压之比等于电阻之比;并联电路流过各电阻的电流之比等于电阻的反比。【解答】当甲、乙两处分别接人电压表,闭合电键 S
12、1和 S2时,R 1、R 2串联,电压表甲并联在 R1两端,电压表乙并联在 R2两端,因为 U 甲 :U 乙 =1:3,根据串联电路电阻的分压作用,R1:R 2=1:3 当闭合电键 S1,断开电键 S2,拆去电压表改接入电流表后,R 1、R 2并联,I 甲 测通过R2电流,I 乙 测通过 R1电流,根据并联电路电阻的分流作用,I 甲 :I 乙 =R1:R 2 = 1:3。【答案】1:3。【反思】这道题的关键是要找到两电阻的连接关系,找到电流表或电压表所测对象后,才能应用串、并联电路的分压和分流公式解决问题。26.3.4 电路故障的判断例 5 (1)如图 26-8(a)所示,在串联电路中假设只有
13、一盏灯发生故障。如果灯 L1、L 2均不亮,电流表示数为 0,试分析电路的故障情况;如果灯 L1、L 2中有一盏灯亮、另一盏灯熄灭,电流表有示数,试分析电路的故障情况。(a) 图 26-8 (b)(2)如图 26-8(b)所示,在并联电路中假设只有一盏灯发生故障。灯 L1、L 2中只有一盏灯亮、另一盏灯熄灭,电压表有示数,试分析电路的故障情况。【解答】 (1)如果灯 L1、L 2均不亮,电流表示数为 0。若电压表示数为 0,则灯 L2断路;若电压表示数等于电源电压,则灯 L1断路。如果灯 L1、L 2中有一盏灯亮、另一盏灯熄灭,电流表有示数,若电压表示数等于电源电压,则灯 L2短路。(2)若电
14、流表 A1有示数、A 2无示数,则灯 L2断路;若电流表 A1无示数、A 2有示数,则灯 L1断路。【反思】在并联电路中若发生短路故障,则整个电路被短路,灯不亮,电表也均无示数。电路故障分析的一般方法可以归纳为:判断电路的连接方式;明确电压表和电流表的测量对象;根据题干中提供的现象结合有关电学知识,作出正确的判断。例 6 如图 26 - 9 所示的电路中,电源电压为 6 V,当电键 S 闭合时,只有一个灯泡发光,且电压表的示数为 6 V,产生这一现象的原因可能是 ( )A.灯 L1 短路 B.灯 L2 短路 C.灯 L1 断路 D.灯 L2 断路图 26-9【解析】这是一个串联电路,电压表测的
15、是灯 L2两端的电压。由题意“当电键 S 闭合时,只有一个灯泡发光” ,可判断电路不可能出现断路。又因为“电压表的示数为 6 V”,即灯 L2两端的电压为 6 V,所以可以判断灯 L1短路。【答案】A。例 7 如图 26-10 所示的电路中,电源电压保持不变。闭合电键 S,电路正常工作。过了一会儿,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小,则下列判断中正确的是 ( )A.电阻 R定断路 B.电阻 R 定短路C.灯 L 的亮度可能不变 D.灯 L 可能变亮图 26-10【点拨】这是一个串联电路,电压表测的是电阻 R 两端的电压。根据“一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小”这一现象,分析如表
16、26-1 所示。表 26-1【解析】从表 26- 1 的分析可以得出,选项 A、B、D 都有可能使一个电表的示数变大,另一 个电表的示数变小。但选项 A、B 中都有“一定”两字,否定了其他可能出现的故障,故不合题意。【答案】D。【反思】题干中的“一个电表示数变大,一个电表示数变小” ,电表可能是电压表,也有可 能是电流表,所以同学们在做选项时,要将各种情况都考虑到。例 8 某同学做“用电压表和电流表测电阻”实验,如图 26-11 所示。电流表示数 电 Hi 表 7K 数电阻尺断路 变小 变大电阻 R 短路 变大 变小灯 L 的亮度不变 不变 不变 灯 L 可能变亮 变大 变小图 26-11(1
17、)在图 26-11(a)中,将电路元件用笔画线代替导线连成一个正确的电路。(2)根据接线,在闭合电键前,将变阻器的滑片滑向最 端(选填“左”或“右”)。(3)闭合电键后,移动滑片 P 到某一位置时,电压表和电流表如图 26 - 11(6)所示,则电压表的示数为 V,电流表的示数为 A,通过计算可求出电阻值为 。(4) 滑动变阻器在本实验中的作用是 。【点拨】用电压表和电流表测电阻,特别注意电流表要与被测电阻串联,电压表要与被测电阻并联。电键闭合前,为保护电路元件,滑动变阻器必须置于接人电路电阻最大的位置。为使测量的电阻值更精确,需要通过多次测量取平均值来减小误差,所以通过改变滑动变阻器接入电路
18、的电阻值来改变流过被测电阻的电流和它两端的电压,以实现多次测量目的。【答案】 (1)电路略。 (2)左或右;滑动变阻器接入电路的阻值应最大。 (3)电压表为2.5V,电流表为 0.5A,电阻值为 5。 (4)滑动变阻器在本实验中的作用是改变待测电阻两端的电压和通过它的电流,得到多组电压、电流值(实现多次测量) 。26.4 强化训练A 卷1、在如图 26 - 12 所示的电路中,R 的阻值为 2 ,灯泡两端的电压是 3 V,电源电压是 4 V,则 R 两端的电压是 V,灯泡的电阻是 。图 26-122、如图 26-13 所示电路的总电阻为 ,已知 R1两端的电压为 6 V,则通过 R2的电流为A
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