串并联电路电表的改装
教学目标：
1．熟练掌握串并联电路的特点，能够化简电路
2．掌握含容电路的分析与计算
3．掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误
差
4．掌握滑动变阻器的两种用法
教学重点：串并联电路的特点
教学难点：滑动变阻器的两种用法的选择、伏安法测电阻内外接法的选择
教学方法：讲练结合，计算机辅助教学
教学过程：
一、串并联与混联电路
1.应用欧姆定律须注意对应性。
选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U 必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。
2.公式选取的灵活性。
（1）计算电流，除了用I U外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2
R 1 2 （2）计算电压，除了用U=IR 外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U=U1+U2 （3）计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2
对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I 2R=
以上公式I=I1+I2、U=U1+U2 和P=P1+P2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路。
既可以用于恒定电流，也可以用于交变电流。
【例1】已知如图，R1=6Ω ，R2=3Ω ，R3=4 Ω ，则接入电路后这三只
电阻的实际功率之比为 ______________ 。
解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1∶ I2∶I3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI ，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6
【例 2】 已知如图，两只灯泡 L 1、L 2分别标有“ 110V ，60W ”和“ 110V ，100W ”，另外 有一只滑动变阻器 R ，将它们连接后接入 220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个 电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？
A.
L 1
B.
L 1
L 2
C.
R
L 1 L 2
D.
解： A 、C 两图中灯泡不能正常发光。 两部分的电流、 电压都相同， 因此消耗的电功率一定相等。 B 、 中两灯泡都能正常发光，
它们的特点是左右
B 图总功率为 200W ，
D 图总功率为 320W ，所以选 B 。
【例 3】实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流 I 跟电压 U 之间遵循 I =kU
3
的规律，其中 U 表示棒两端的电势差， k=0.02A/V 3。现将该棒与一个可变电阻器 R 串联在一 起
后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为 6.0V 的电源上。求： （1）当串联的可变电阻器 阻值
R 多大时，电路中的电流为 0.16A ？（ 2）当串联的可变电阻器阻值 R 多大时，棒上消耗 的电功率
是电阻 R 上消耗电功率的 1/5？
解：画出示意图如右。
（1）由 I =kU 3和 I =0.16A ，可求得棒两端电压为 2V ，因此变 阻器两端电压为 4V ，由欧姆定律得阻值为 25Ω。
（2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为
1V ，由
I =kU 3
得电流为 0.02A ，变阻器两端电压为 5V ，因此电阻为 250Ω。
【例 4】 左图为分压器接法电路图，电源电动势 为
E ，内阻不计，变阻器总电阻为 r 。闭合电键 S 后， 负载
电阻 R 两端的电压 U 随变阻器本身 a 、b 两点间 的阻值
R x 变化的图线应最接近于右图中的哪条实线
A. ①
B. ②
C.③
D.④
解：当 R x 增大时，左半部分总电阻增大，右半部 分电阻减小，所以 R 两端的电压 U 应增大，排除④；如果没有并联 R ，电压均匀增大，图线 将是②；实际上并联了 R ，对应于同一个 R x 值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以③ 正确，选 C 。
3.对复杂电路分析，一般情况下用等势点法比较方便简洁。
（1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）
3）凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。 U 1 U 2
4）不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。 4.电路中有关电容器的计算。
（1）电容器跟与它并联的用电器的电压相等。
（2）在计算出电容器的带电量后，必须同时判定两板的极性，并标在图上。
（3）在充放电时，电容器两根引线上的电流方向总是相同的，所以要根据正极板电荷变 化情况来判断电流方向。
4）如果变化前后极板带电的电性相同，那么通过每根引线的电荷量等于始末状态电容
器电荷量的差；如果变化前后极板带电的电性改变，那么通过每根引线的电荷量等于始末状 态电容器电荷量之和。
【例 5】 已知如图，电源内阻不计。为使电容器的带电量 增大，可采取以下那些方法：
A. 增大 R 1
B.增大 R 2
C.增大 R 3
D. 减小 R 1
解：由于稳定后电容器相当于断路，因此 R 3 上无电流，电容器相当于和 R 2并联。只有增 大 R 2或减小 R 1 才能增大电容器 C 两端的电压，从而增大其带电量。改变 R 3不能改变电容器
的带电量。因此选 BD 。
器的电容知：为使 C 的带电量为 2×10-6C ，其两端电压必须为 1V ，所以 R 3 的电压可以为 3V 或
5V 。因此 R 4 应调节到 20Ω或 4Ω 。两次电容器上极板分别带负电和正电。
还可以得出：当 R 4由 20Ω逐渐减小的到 4Ω的全过程中，通过图中 P 点的电荷量应该是
-6
4×10-6
C ，电流方向为向下。
【例 7】如图所示的电路中， 4 个电阻的阻值均为 R ， E 为直流电源，其内阻可以不计， 没有标明哪一极是正极 .平行板电容器两极板间的距离为
d.在平行极板电容器的两个平行极板
之间有一个质量为 m ，电量为 q 的带电小球 .当电键 K 闭合时，带电小球静止在两极板间的中 点 O 上 . 现把电键打开，带电小球便往平行极板电容器的某个极板运动，并与此极板碰撞，设 在碰撞时没有机械能损失，但带电小球的电量发生变化
. 碰后小球带有与该极板相同性质的电
荷，而且所带的电量恰好刚能使它运动到平行极板电容器的另一极板 .求小球与电容器某个极
板碰撞后所带的电荷 .
【例 6】已知如图， R 1=30Ω， R 2=15Ω ，R 3=20Ω，AB 间电压 U
=6V ，A 端为正 C=2μF ，为使电容器带电量达到 Q =2×10- 6
C ，应 将 R 4
的阻值调节到多大？
解：由于 R 1 和 R 2串联分压，可知 R 1 两端电压一定为 4V ，由电容
R 3
+
P
C
R 2
C C C
解：由电路图可以看出，因R4支路上无电流，电容器两极板间电压，无论K 是否闭合始
终等于电阻R3上的电压U3，当K 闭合时，设此两极板间电压为U，电源的电动势为E，由分
2
压关系可得U＝U3＝E ①
3
小球处于静止，由平衡条件得qU＝mg ②
d
当K 断开，由R1和R3串联可得电容两极板间电压U′为
U′＝E③
2
3
由①③得U ′＝3U ④
4
U′< U 表明K 断开后小球将向下极板运动，重力对小球做正功，电场力对小球做负功，表明
小球所带电荷与下极板的极性相同，由功能关系
d U 1 2
mg －q mv －0
2 2 2
因小球与下极板碰撞时无机械能损失，设小球碰后电量变为q′，由功能关系得
12 q′U′－mgd=0－mv
联立上述各式解得
7
q
′＝
6
q
即小球与下极板碰后电荷符号未变，电量变为原来的
【例8】如图所示，电容器C1＝6μF，C2＝3μ F，开
时，A、B 两点间的电压U AB＝？当K 闭合时，电容器
解：在电路中电容C1、C2 的作用是断路，当电键K 断开时，电路中无电流，B、C 等电
电阻R1＝6Ω，R2＝3Ω，当电键K 断
C1 的电量改变了多少（设电压U＝18
V)?
势，A 、D 等电势，因此 U AB ＝U DB ＝18 V ，U AB ＝U AC ＝U DB ＝18 V ，K 断开时，电容器 C 1带电 量为
Q 1＝C 1U AC ＝C 1U DC ＝ 6× 10 6
×18 C ＝1.08× 10 4
C.
当 K 闭合时，电路 R 1、R 2导通，电容器 C 1两端的电压即电阻 R 1 两端的电压，由串联的 电压分配关系得：
U AC ＝
R1U
＝12 V
R 1
R
2
此时电容器 C 1带电量为： Q 1′＝ C 1U AC ＝7.2×10－
5 C 电容器 C 1带电量的变化量为： ΔQ ＝Q 1－
Q 1′＝ 3.6×10－5
C 所以 C 1 带电量减少了 3.6×10－5
二、电表的改装
1、电压表和电流表
(1) 电流表原理和主要参数
电流表 G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用发生偏转的原理制成的，且指什偏角 θ 与电流强度 I 成正比，即 θ＝ kI ，故表的刻度是均匀的。电流表的主要参数有，表头内阻
R g ：
即电流表线圈的电阻；满偏电流 I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏；满 偏电压 U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压，故
U g ＝I g R g
串联一个分压电阻 R ，如图所示，若量程扩大 n 倍，即
R U
UR
R g (n 1)R g ，故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大。 U
g
3)电流表改装成电流表
方法：并联一个分流电阻 R ，如图所示，若量程扩大 n 倍， 即 n ＝ I ，则根据并联电路的分流原理，需要并联的电阻值 I g
IR R g
R g
g
，故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越
I R
g n 1
2) 电流表改装成电压表
方法：
U
n ＝
， U g
则根据分压原理，需串联的电阻值
需要说明的是，改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流 或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流 分压及并联电路的分流使表的量程扩大了。
【例 9】如图所示，四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表 A 1
的量程大于 A 2的量程，伏特表 V 1 的量程大于 V 2的量程，把它们按图接入电路，则
安培表 A 1的读数 安培表 A 2的读数； 安培表 A 1的偏转角 安培表 A 2 的偏转角； 伏特表 V 1的读数 伏特表 V 2的读数； 伏特表 V 1的偏转角
伏特表 V 2 的偏转角；
填“大于” ，“小于”或“等于” ） 解：大于 等于 大于 等于 三、电阻的测量
电阻的测量有多种方法，主要有伏安法、欧姆表法，除此以外，还有半偏法测电阻、电 桥法测电阻、等效法测电阻等等 .
面主要介绍伏安法测电阻的电路选择
1．伏安法测电阻的两种电路形式（如图所示）
2．实验电路（电流表内外接法）的选择
测量未知电阻的原理是 R ＝ U ，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未
I
知电阻两端电压 U 和通过的电流 I 时，必然存在误差，即系统误差，要在实际测量中有效地
流表的内接法。如图（ a ）所示。由于该电路中，电压表的读数 串联后的总电压，电流表的读数 I 表示通过本身和 R x 的电流，所以使用该电路所测电阻
R 测
小。
I g 和满偏电压 U g ，只是由于串联电路的 减少这种由于电表测量所引起的系统误差，必须依照以下原则：
1）
般选电
U 表示被测电阻 R x 与电流表 A R
x
R
V
若>
＝U＝R x＋R A，比真实值R x 大了R A，相对误差I a＝R测R x R A
R x R x
R
2）若Rx<
R
A
R V
R
x
般选电流表外接法。如图（ b ）所示。由于该电路中电压表的读数 U 表示 R x 两端电压，电流
表的读数 I 表示通过 R ｘ与 R V 并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻
R 测＝
U
RV Rx
也比真实值 R x 略小些，相对误差
I R V R x
【例 10】某电流表的内阻在 0.1Ω～ 0.2Ω之间，现要测量其内阻，可选用的器材如下： A ．待测电流表 A 1（量程 0.6A ）；
B ．电压表 V 1（量程 3V ，内阻约 2kΩ）
C ．电压表 V 2（量程 15V ，内阻约 10kΩ）；
D ．滑动变阻器 R 1（最大电阻 10Ω）
E ．定值电阻 R 2（阻值 5Ω）
F ．电源 E （电动势 4V ）
G ．电键 S 及导线若干
（1）电压表应选用 _______________ ； （2）画出实验电路图；
（3）如测得电压表的读数为 V ，电流表的读数为 I ，则电流表 A 1内阻的表达式为： R A =
解：本题利用电压表指电压，电流表指电流的功能，根据欧姆定律 R= U 计算电流表的内 I
2 阻。由于电源电动势为 4V ， 在量程为 15V 的电压表中有 的刻度没有利用，测量误差较大，
3
因而不能选；量程为 3V 的电压表其量程虽然小于电源电动势，但可在电路 中接入滑动变阻器进行保护， 故选用电压表 V 1。由于电流表的内阻在 0.1Ω
0.2Ω之间，量程为 0.6A ，电流表上允许通过的最大电压为 0.12V ，因而伏 特表不
能并联在电流表的两端，必须将一个阻值为 5Ω的定值电阻 R 2 与电
流表串联再接到伏特表上， 才满足要求。 滑动变阻器在本实验中分压与限流 的
连接方式均符合要求，但考虑限流的连接方式节能些，因而滑动变阻器采用限流的连接方 式 。故本题电压表选用 V 1；设计电路图如图 1 所示；电流表 A 1内阻的表达式为： R A =U -R 2。
I
四、滑动变阻器的使用
1、滑动变阻器的限流接法与分压接法的特点
如图所示的两种电路中，滑动变阻器（最大阻值为 R 0）对负载 R L 的电压、电流强度都起 控制调节作用，通常把图（ a ）电路称为限流接法，图（ b ）电路称为分压接法 .
R
测 R
x
R V
a ＝
R
x R
V
R
x
负载
R L 上电压调节范围（忽略
电源内阻）
负载R L 上电流调节范
围（忽略电源内阻）
相同条件下电路消耗
的总功率限流接法R
L
L E≤U L≤E
R L R0
E≤ I L≤ E
R L R0 R L
EI L 分压接法
0≤U L≤E
0≤ I L≤ E R L
E（I L+I ap）比较分压电路调节范围较大分压电路调节范围较
大
限流电路能耗较小
其中，在限流电路中，通R L的电流I L= ，当R0>R L时I L 主要取决于R0的变化，
R L R0
当R0 2、滑动变阻器的限流接法与分压接法的选择方法滑动变阻器以何种接法接入电路，应遵循安全性、精确性、节能性、方便性原则综合考虑，灵活择取. （1）下列三种情况必须选用分压式接法①要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时（如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路），即大范围内测量时，必须采用分压接法. ②当用电器的电阻R L 远大于滑动变阻器的最大值R0，且实验要求的电压变化范围较大（或要求测量多组数据）时，必须采用分压接法.因为按图（b）连接时，因R L>>R0>R ap，所以R L 与R ap的并联值R并≈ R ap，而整个电路的总阻约为R0，那么R L两端电压U L=IR 并= U·R ap， R 显然U L∝ R ap，且R ap 越小，这种线性关系越好，电表的变化越平稳均匀，越便于观察和操作. ③若采用限流接法，电路中实际电压（或电流）的最小值仍超过R L 的额定值时，只能采 用分压接法. （2）下列情况可选用限流式接法 ①测量时电路电流或电压没有要求从零开始连续调节，只是小范围内测量，且RL 与R0 接近或 R L 略小于 R 0 ，采用限流式接法 ② 电源的放电电流或滑动变阻器的额定电流太小，不能满足分压式接法的要求时，采用 限流式接法 . ③ 没有很高的要求，仅从安全性和精确性角度分析两者均可采用时，可考虑安装简便和 节能因素采用限流式接法 . 【例 11】用伏安法测量某一电阻 R x 阻值，现有实验器材如下： 待测电阻 R x （阻值约 5 Ω， 额定功率为 1 W ）；电流表 A 1（量程 0~0.6 A ，内阻 0.2 Ω）；电流表 A 2（量程 0~3 A ，内阻 0.05 Ω）；电压表 V 1（量程 0~3 V ，内阻 3 kΩ）；电压表 V 2（量程 0~15 V ，内阻 15 kΩ）；滑动变 阻器 R 0（0~50 Ω ），蓄电池（电动势为 6 V ）、开关、导线 . 为了较准确测量 R x 阻值，电压表、电流表应选 ___________ ，并画出实验电路图 错解分析：没能据安全性、准确性原则选择 A 1和 V 1，忽视了节能、方便的原则，采用了 变阻器的分压接法 . 解题方法与技巧：由待测电阻 R x 额定功率和阻值的大约值，可以计算待测电阻 R x 的额定 电压、额定电流的值约为 U= PR 1 5≈2.2 V ，I= P /R 1/ 5 =0.45 A. 则电流表应选 A 1，电压表应选 V 1. 又因 R A R V 0.2 3000 =24.5 Ω>R x ，则电流表必 须外接 . 路如图所示 五、实物连线 注意： A ．滑动变阻器的连接， B ．电表的极性，忌正负极接反 C ．双量程电表应注意量程的选择， D ．导线连接美观，清晰，尽量避免一开始就用钢笔、圆珠笔直接作答 因为滑动变阻器的全阻值大于被测电阻 R x ，故首先考虑滑 动变阻器的限流接法，若用限流接法，则被测电阻 R x 上的最小 电流为 E I min = E R 6 5 50 =0.11 A < I 额 ，故可用限流电路 .电 例12 】下图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下： （1）待测电阻Rx（约100 欧）； （2）直流毫安表（量程0～10 毫安，内阻50 欧）； （3）直流电压表（量程0～3 伏，内阻5 千欧）； （4）直流电源（输出电压4 伏，内阻可不计）； （5）滑动变阻器（阻值范围0～15 欧，允许最大电流1 安）； （6）电健一个，导线若干条. 根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线。 六、针对训练 1．在如图所示的电路中，R1=R2=R3，在a、c 间和b、c 间均接有用电器，且用电器均正 常工作，设R1、R2、R3 上消耗的功率分别为P1、P2、P3，则（ A．P1>P2>P3 B．P1>P3>P2 C．P1>P2=P3 D．因用电器的阻值未知，无法比较三个功率的大小 2、如图所示的电路中，L1、L2为“ 220V 、100W ”灯泡，L 3、L 4为“ 220V ，40W ”灯泡，现将两端接入电路，其实际功率的大小顺序是（） A ．P4>P1> P3>P2 B．P4>P1> P2>P3 C．P1>P4> P2>P3 D．P1>P4> P3>P2 3、如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路，甲电路所加的电压为8V ，乙电路所加的电压为14V 。调节变阻器R1和R2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别 为P 甲和P 乙，下列关系中正确的是（） A．P甲> P 乙 B．P甲 C．P甲= P 乙 D．无法确定 4、两根由同种材料制成的均匀电阻丝 A 、B串联在电路中，A 的长度为L，直径为d； B 的长度为2L，直径为2d，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为（） A ．Q A：Q B=1：2 B．Q A：Q B=2：1 C．Q A：Q B=1：1 D．Q A：Q B=4：1 5、如图所示，D 为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a、b、c 为三只相同且功率 较大的电炉，a 靠近电源，b、c 离电源较远，而离用户电灯L 很近，输电线有电阻。关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是（） A ．使用电炉a时对电灯的影响最大 B ．使用电炉b 时对电灯的影响比使用电炉 时大 C ．使用电炉c 时对电灯几乎没有影响 D．使用电炉b或c时对电灯影响几乎一样 6、一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为 线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是 7、把两个标有“ 6V 、3W ”和“ 6V、4W”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功 率是W ；把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是W 。 8、如图所示的电路中，R1=10Ω，R2=4Ω，R3=6Ω，R4=3Ω，U=2.4V 。 在ab 间接只理想电压表，它的读数是 它的读数是。；如在ab 间接一只 100W ，若将这盏灯先接上一段很长的导9W ，那么此时电灯实际消耗的电功率 A ．等于91W C ．大于91W B ．小于91W D．条件不足，无法确 9、一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为 I g =50μA ，表头电阻 R g =1kΩ ， 若改装成量程为 I m =1mA 的电流表， 应并联的电阻阻值为 Ω 。若将改装后的电流表 再改装成量程为 U m =10V 的电压表，应再串联一个阻值为 Ω的电阻。 10. 如图所示的（甲） 、（乙）中的小灯泡都相同， （甲）图中电压恒定为 6 V ，（乙）图中 电压恒定为 12 V ，调节可变电阻 R 1、R 2 使四只小灯泡都恰好正常发光（功率相同） ，这时可 变电阻接入电路中的电阻值之比 R 1∶R 2= __________ 它们消耗的电功率之比 P 1∶P 2= ___________ 11. 如图所示，分压电路的输入端电压为 U=6 V ，电灯 L 上标有“ 4 V 、4 W ”，滑动变阻器 的总电阻 R ab =13.5 Ω，求当电灯正常发光时，滑动变阻器消耗的总功率 . 12. 如图所示是 电饭煲的电路图， S 1 是一个控温开关，手动闭合后，当此开关温度达到居 里点（103 ℃）时，会自动断开， S 2是一个自动控温开关， 当温度低于 70 ℃时， 会自动闭合； 温度高于 80 ℃时，会自动断开 .红灯是加热时的指示灯，黄灯是保温时的指示灯 .分流电阻 R 1=R 2=500 Ω ，加热电阻丝 R 3=50 Ω ，两灯电阻不计 . （1）分析电饭煲的工作原理 . （2）简要回答，如果不闭合开关 S 1，能将饭煮熟吗？ （3）计算加热和保温两种状态下，电饭煲消耗的电功率之比 参考答案 10、1∶4，1∶ 1 1. A 2、D 3、 A 4、B 5、 D 6、BD 7、21/4W 、7W 8、1.8V 、2/3A 9、 52.6； 9944 11、 4 W 自我。耐心能带来无可估量的内心平静；而内心平静是世间的福祉。不懂得如何容忍他人的人如果还能忍受他自己的话，就应当独处。 12、（ 1）电饭煲盛上食物后，接上电源， S 2 自动闭合，同时手动闭合 S 1，这时黄灯短路， 红灯亮，电饭煲处于加热状态，加热到 80℃时， S 2 自动断开， S 1 仍闭合；水烧开后，温度升 高到 103℃时，开关 S 1 自动断开，这时饭已煮熟，黄灯亮，电饭煲处于保温状态，由于散热， 待温度降至 70℃时， S 2自动闭合，电饭煲重新加热，温度达到 80℃时， S 2又自动断开，再次 处于保温状态 . 2）如果不闭合开关 S 1，则不能将饭煮熟，因为只能加热到 80℃ . P 1∶P 2= R 1 R 并 500 500/11=12∶1 1 2 R 并 500/11 不论何时，都要尽可能让思考与反省预见到突发的激情，这于审慎者可轻而易举做到。心烦意乱之时，首先要做的就是意识到这一点。先控制住自己的情绪，下决心不再使之加剧。有了这种高明 的防范，就能很快终止怒气。要懂得制怒之法，且止息于当止之时：奔跑时停下来最难；狂怒时保持头脑清醒也一样难。过分激动，不论程度高低，都会影响理智。一旦对发怒有了这种警醒，就 不会使你因怒气而失控，也不会使你损害良好的辨别力。谨慎地驾驭情绪，就能很好地控制它。你将是马背上第一个理智的人。智者最没有耐性，因为学识减少了他们的耐心。知识渊博的人很难 被取悦。俄庀泰特斯告诉我们，生活最重要的准则在于懂得如何忍受一切。他认为这是智慧的一半真谛。容忍愚蠢需要极大的耐心。有时最令我们痛苦的人正是我们最依赖的人，这帮助我们战胜 3）加热时电饭煲消耗的电功率 P 1= U ，保温时电饭煲消耗的电功率 R 并 P 2= U 2 R 1 R 并 两式中 R 并 = R 2R 3 R 2 R 3 500 50 500 50 500 11 Ω.从而有 电表的改装 4．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压 表．将它们串联起来接入电路中，如图2－4－21所示，此时( ) A ．两只电表的指针偏转角相同 B ．两只电表的指针都不偏转 C ．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D ．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 5.(2011年黄冈高二检测)已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表，将它们串联接人电路中，指针偏角之比为______，读数之比________。用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中，指针偏角之比_______，读数之比_________． 7.一只电流表，并联0.01Ω的电阻后，串联到电路中去，指针所示0.4A ，并联到0.02Ω的电阻后串联到同一电路中去（电流不变），指针指示0.6A 。则电流表的内阻R A ＝_______Ω 8.在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻为100Ω满偏电流为1mA,R 1=900ΩR 2=999100Ω.(1)当S 1和 S 2均断开时，改装所成的表是什么表？量程多大？（2）当S 1和 S 2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程多大？ 9．一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表计数总比准确值稍小一些，可以加以改正 的措施是 10、有一量程为100mA 内阻为1Ω的电流表，按如图所示 的电路改装，量程扩大到1A 和10A 则图中的R 1=______Ω,R 2=_______Ω. 11、有一只电流计，已知其Ig=500uA ，Rg=100Ω，现改装 成量程为6V 的电压表，则应___联____电阻．由于所用电阻不准，当改装成表与标准表比较时，发现标准值为3V 时，改装表读数为3.2V ，则实际所用电阻值偏_____(填“大”或“小”)_______ Ω． 12、一个量程为250V ，内阻为1M Ω的电压表，串联一个电阻接到220V 的电源上， 2 10A 2020年高三物理第一轮复习串并联电路的特点电表的改装探究 学案 笔人：禹城一中谢志水马洪森 【学习目标】 1．掌握串并联电路中电压、电流、电阻的关系。 2．知道滑动变阻器连入电路的作用。 3．理解有关电表改装的计算。 【自主学习】 1．串联电路各处的电流________ ,并联电路的总电流等于_________. 2．串联电路两端的总电压等于_______,并联电路的总电压与各支路的电压____. 3．串联电路的总电阻等于_________,并联电路总电阻的倒数____________. 4．小量成的电流表要改装成量程较大的电压表示需___ 连一个电阻，要改装成一个量程较大的电流表需___连一个电阻。 5．电流表G的电阻Rg叫电流表的___,指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做___,此时加在它两端的电压Ug叫做有欧姆定律可知 Ug=_____. 【典型例题】 例1. 有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA。要把它改装成量程0 —3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？答案（990Ω，1000Ω） 例2．有一个电流表G，内阻Rg=25Ω满偏电流Ig=3mA。要把它改装成量程0 —0.6mA的电流表，要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？答案（0.126Ω,0.125Ω） 例3．一安培表由电流表G与电阻R并联而成。若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些，下列可采取的措施是 A.在R上串联一个比R小得多的电阻 B. 在R上串联一个比R大得多的电阻 C. 在R上并联一个比R小得多的电阻 D. 在R上并联一个比R大得多的电阻 (A) 答案 【针对训练】 1.如图1所示，每个电阻的阻值都是2欧，安培表内阻不计， 在B、C间加6伏电压时，安培表的示数是 A.0安 B.1安 C.2安 D.3安答 案(B) 2．电路如图2所示，R 1=R 2 =R 3 =R 4 ， 在A B两端加电压U，安培表A 1和A 2 的示数 都是0.6安，求安培表A 3 的示数多大？答 案(0.9A) 3．有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=2mA。要把它改装成量程0 —2V 的电压表，要串联____电阻？改装后电压表的内阻____. 4．有一个电流表G，内阻Rg=15Ω满偏电流Ig=2mA。要把它改装成量程0 —0.4mA 的电流表，要并联____电阻？改装后电流表的内阻_____. 【能力训练】 1.如图3所示的电路常称为分压电路，当a b间的电压为 U时，利用它可以在c d端获得0和U之间的任意电压。试说 明其中的道理。 2．如图4，两个定值电阻R 1R2 串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源中。 串并联电路 电表的改装 综合练习 1．在如图所示的电路中，R 1=R 2=R 3，在a 、c 间和b 、c 间均接有用电器，且用电器均正 常工作，设R 1、R 2、R 3上消耗的功率分别为P 1、P 2、P 3，则 （ ） A ．P 1＞P 2＞P 3 B ．P 1＞P 3＞P 2 C ．P 1＞P 2=P 3 D ．因用电器的阻值未知，无法比较三个功率的大小 2．如图所示的电路中，L 1、L 2为“220V 、100W ”灯泡，L 3、L 4 为“220V ，40W ”灯泡，现将两端接入电路，其实际功率的大小 顺序是（ ） A ．P 4＞P 1＞P 3＞P 2 B ．P 4＞P 1＞P 2＞P 3 C ．P 1＞P 4＞P 2＞P 3 D ．P 1＞P 4＞P 3＞P 2 3．如图所示，把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电 路，甲电路所加的电压为8V ，乙电路所加的电压为14V 。调节变阻器R 1和R 2使两灯都正常发光，此时变阻器消耗的电功率分别为P 甲和P 乙，下列关系中正确的是（ ） A ．P 甲 ＞ P 乙 B ．P 甲 ＜P 乙 C ．P 甲 = P 乙 D ．无法确定 4．两根由同种材料制成的均匀电阻丝A 、B 串 联在电路中，A 的长度为L ，直径为d ；B 的长度 为2L ，直径为2d ，那么通电后在相同的时间内产生的热量之比为 （ ） A ．Q A ：Q B =1：2 B ．Q A ：Q B =2：1 C ．Q A ：Q B =1：1 D ．Q A ：Q B =4：1 5．如图所示，D 为一插头，可接入电压恒定的照明电路中，a 、b 、c 为三只相同且功率 较大的电炉，a 靠近电源，b 、c 离电源较远，而离用户电灯L 很近，输电线有电阻。关于电炉接入电路后对电灯的影响，下列说法中正确的是 （ ） A ．使用电炉a 时对电灯的影响最大 B ．使用电炉b 时对电灯的影响比使 用电炉a 时大 C ．使用电炉c 时对电灯几乎没有影响 D ．使用电炉b 或c 时对电灯影响几 乎一样 6．一盏电灯直接接在恒定的电源上，其功率为100W ，若将这盏灯先接上一段很长的导线后，再接在同一电源上，在导线上损失的电功率是9W ，那么此时电灯实际消耗的电功率 （ ） A ．等于91W B ．小于91W C ．大于91W D ．条件不足，无法确定 7．把两个标有“6V 、3W ”和“6V 、4W ”的小灯泡串联，则串联电路允许达到的最大功率 是 W ；把这两个小灯泡并联，则并联电路允许达到的最大功率是 W 。 a b c 串并联电路 电表的改装 一、复习要点 １.掌握电路、电注流、电阻、电压、电动势、电动、电功率、电热等基本概念,并准确理解其物理含意。 2．掌握电阻定律、焦耳定律、欧姆定律等基本规律,熟悉其适用条件下适用范围并能熟练应用。 3.掌握闭合电路的欧姆定律,熟悉闭合电路中各个物理量变化的特征与规律。 4.掌握中、并联的基本特征，能熟练地求解包括中、并联的混联电路 5.掌握“伏安法”测量电阻，电源等电学参量的方法，懂得相关的原理。 6．掌握基本的电学仪器的构造特征及使用方法。 二、难点剖析 1．电路的构造特征 所谓的电路,一般是指由电源、负载、导线、开关所构成的电流的通路，其中电源是提供电能的装置， 正常工作的电源将其他形式的能转化为电能提供给电路；负载是消耗电能的装置,正常的工作的负载将从电源处获得的电能转化为其他形式的能;导线是输送电能的装置，正常工作时电源处提供的电能是通过导线以电流的形式输送到负载处供负载消耗的；开关则是为了控制电路的工作状态而设置的。 ２．串、并联电路的基本特征 (1）串联电路的特征如下： ①I=I 1=I ２=I 3=… ②U ＝U 1+U 2＋U 3+… ③R+R 1＋Ｒ2+R 3＋… ④ 11R U =22R U =33R U =…＝R U =Ｉ ⑤ 11R P =22R P ＝33R P ＝…＝R P =I 2 (2）并联电路的确良特征如下： ①I ＝I 1+I 2+Ｉ３+… ②U=U 1=U 2=U ３=… ③ R 1=11R +2 1R ＋31R +… ④I 1R １=Ｉ2R 2=I ３R ３=…I 3R 3=…=IR=U ⑤P 1R 1=P 2Ｒ２=P 3R 3=…=PR=U ２ 3．闭合电路中各物理量随外电阻Ｒ的变化特征 在如图—1所示的闭合电路中,各物理量将随着外电阻电阻R 的变化而变化。搞清外电阻R 的变化对各物理 第 八讲:串并联电路及电表的改装 知识梳理 一、串联电路 ①电路中各处电流相等．I=I 1=I 2=I 3=… ②串联电路总电压等于各电阻两端电压之和.U=U 1+U 2+U 3… ③串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和，即R=R 1＋R 2＋R 3+… ④串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即1212n n U U U I R R R === ⑤串联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成正比，即21 212 n n P P P I R R R === 二、并联电路 ①并联电路中各支路两端的电压相等．U=U 1=U 2=U 3… ②并联电路总电流等于各支路的电流之和I=I 1＋I 2＋I 3+… ③并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。 R 1=11R +21R +3 1R +… 当并联电路是由n 个相同的电阻R 并联而成时，总电阻R 总=___________；当并联电路只有两个支路时，则总电阻为R 总=_____________________(讨论串并联电阻的三种情况) ④并联电路中通过各个电阻的电流踉它的阻值成反比，即I 1R 1＝I 2R 2=…＝I n R n = U ． ⑤并联电路中各个电阻消耗的功率跟它的阻值成反比，即P 1R 1=P 2R 2=…=P n R n =U 2 ． 规律方法 1、电路结构分析 电路的基本结构是串联和并联，分析电路常用的方法是： 节点法：把电势相等的点，看做同一点． 回路法：按电流的路径找出几条回路，再根据串并联关系画出等效电路图，从而明确其电路结构 . 其普遍规律是: ⑴凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）。 ⑵在外电路，沿着电流方向经过电阻电势降低。 ⑶凡接在同样两个等势点上的电器为并联关系。 ⑷如果不加声明的情况下，不考虑电表对电路的影响。 2、电表的改装 (1)灵敏电流表（也叫表头）：符号为○ G ，用来测量微小电流，电压的有无和方向．其主要参数有三个：①内阻R g ．②满偏电流I g ：即表头指针偏转到最大刻度时的电流，也叫表头的电流量程．③满偏电压U g ：表头通过满偏电流时加在两端的电压．以上三个参数的关系U g = I g R g ．其中I g 和U g 均很小，所以只能用来测量微小的电流或电压． (2)电流表：符号○A ，用来测量电路中的电流，电流表是用表头并 联一个分流电阻改装而成．如图所示为电流表的内部电路图，设电流表量程为I,扩大量程的倍数n=I/I g ，由并联电路的特点得： I g ·R g =(I －I g ）R 1 g g g g I R R R I I n = =-- 电表的改装练习题 基础过关：如果某电流表内阻为R g Ω，满偏电流为I g uA ，要把它改装为一个UV 的电压表，需要_____联一个阻值为________________Ω的电阻；如果要把它改装为一个IA 的电流表，则应____联一个阻值为_ ______________Ω的电阻． 1．电流表的内阻是R g =200Ω，满刻度电流值是I g =500微安培，现欲把这电流表改装成量程为1．0V 的电压表，正确的方法是 [ ] A ．应串联一个0．1Ω的电阻 B ．应并联一个0．1Ω的电阻 C ．应串联一个1800Ω的电阻 D ．应并联一个1800Ω的电阻 2.磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程．已知某一表头G ，内阻R g ＝30 Ω，满偏电流I g ＝5 mA ，要将它改装为量程为0～3 A 的电流表，所做的操作是( ) A ．串联一个570 Ω的电阻 B ．并联一个570 Ω的电阻 C ．串联一个0.05 Ω的电阻 D ．并联一个0.05 Ω的电阻 3．如图2－4－17所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流表G 和一个变阻器R 组成，下列说法正确的是( ) A ．甲表是电流表，R 增大时量程增大 B ．甲表是电流表，R 增大时量程减小 C ．乙表是电压表，R 增大时量程增大 D ．乙表是电压表，R 增大时量程减小 4．用两只完全相同的电流表分别改装成一只电流表和一只电压 表．将它们串联起来接入电路中，如图2－4－21所示，此时 ( ) A ．两只电表的指针偏转角相同 B ．两只电表的指针都不偏转 C ．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D ．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 5.已知电流表的内阻R g ＝120 Ω，满偏电流I g ＝3 mA ，要把它改装成量程是6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 6、用相同的灵敏电流计改装成量程为3V 和15V 两个电压表，将它们串联接人电路中，指针偏角之比为______，读数之比________。用相同电流计改装成0.6A 和3A 的两个电流表将它们并联接入电路中，指针偏角之比_______，读数之比_________． 7.一只电流表，并联0.02Ω的电阻后，串联到电路中去，指针所示0.6A ，并联0.01Ω的电阻后串联到同一电路中去（电路的电流不变，不是电压不变），指针指示0.4A 。则电流表的内阻R A ＝_______Ω 8.在如图所示的电路中，小量程电流表的内阻为100Ω满偏电流为1mA,R 1=900ΩR 2=999100Ω.(1)当S 1和 S 2均断开时，改装所成的表是什么表？量程多大？（2）当S 1和 S 2均闭合时，改装所成的表是什么表？量程多大？ 9．一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示，若 在使用中发现此电压表计数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是 2 电表改装专题训练 1、把电流表改装成电压表的实验中所用电流表G的满偏电流I g=200 μA，内阻估计在400~600 Ω之间。 （1）按图1测定电流表G的内阻R g，需要选用合适的器材，现有供选用的器材如下： A．滑动变阻器（阻值范围0~200 Ω） B．滑动变阻器（阻值范围0~1 750 Ω） C．电阻箱（阻值范围0~999 Ω） D．电阻箱（阻值范围0~99 999 Ω） E．电源（6 V，内阻不计） F．电源（12 V，内阻不计） 按实验要求，R最好选用______，R 最好选用_____，E最好选用_____。（填入选用器材的字母代号） （2）假定由上述步骤已测出电流表内阻R g=500 Ω，现在通过串联一个24.5 kΩ的电阻把它改装成为一个电压表，此电压表的量程为__________。 （3）图2是测定未知电阻R x的电路图，图3是电路中所需要的器材（虚线框内为上述已改装好的电压表），请按电路图画出连线，将所示器材接成实验电路。 （4）测量时，电流表的读数为0.20 A，而改装后的电压表的表头读数如图4所示，那么R x 的阻值等于________Ω。 2、（多选）如图所示的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是（） A．甲表是电流表，R增大时量程增大 B．甲表是电流表，R增大时量程减小 C．乙表是电压表，R增大时量程增大 D．上述说法都不对 3、电流表的内阻为g R 、满刻度电流为g I 。那么以下结论中正确的是（ ） ① 如并联一个阻值为n g R 的定值电阻，就可以改装为量程是n g I 的电流表 ②如串联一个阻值为n g R 的定值电阻，就可以改装为一个量程是(n ＋1)g I g R 的电压表 ③如并联一个阻值为g R /(n –1)的定值电阻，就可以改装为一个量程是n g I 的电流表 ④如串联一个阻值为g R /n 的定值电阻，就可以改装为一个量程是(n –1)g I g R 的电压表 A ．①③正确 B ．②④正确 C ．①④正确 D ．②③正确 4、一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为A I g μ50=，表头电阻 Ω=k R g 1，若改装成量程为I m =1 mA 的电流表，应并联的电阻阻值为_______Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为U m =10 V 的电压表，应再串联一个阻值为 __________Ω的电阻。（结果保留3位有效数字） 5、（多选）用甲乙两个相同的电流表表头改装成量程分别为5V 和10V 的电压表，串联后测量12V 的电压，则（ ） A ．两表的电压示数相同，均为6 V B ．两表头的指针的偏角相同 C ．两表头的指针的偏角不相同 D ．两表的电压示数不同 6、（多选）如图所示，电流表1A （0—3A ）和2A （0—0.6A ）由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中，闭合开关S ，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（ ） A ．12A A 、的读数之比为1:1 B ．12A A 、的读数之比为5：1 C ．12A A 、的指针偏转角度之比为1：1 D ．12A A 、的指针偏转角度之比为1：5 7、如图所示的电路中，小量程电流表的内阻100g R =Ω，满偏电流 mA I g 1=,Ω=9001R ,Ω=999 1002R ； （1）当1S 和2S 均断开时，改装成的是________表，最大量程是________； （2）当1S 和2S 均闭合时，改装成的是________表，最大量程是_______。 1 8.2 串并联电路 电表的改装 一、概念规律题组 1．下列说法中错误的是( ) A ．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零 B ．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻 C ．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大 D ．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小 2．电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10 Ω、R 3＝5 Ω，R 1两端的电压为6 V ，R 2两端的电压为12 V ，则下列说法中错误的是( ) A ．电路中的电流为0.6 A B ．电阻R 2的阻值为20 Ω C ．三只电阻两端的总电压为21 V D ．电阻R 3两端的电压为4 V 3．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 4．一台额定电压为U 的电动机，它的电阻为R ，正常工作时通过的电流为I ，则( ) A ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝UIt 2 B ．电动机t 秒内产生的热量是Q ＝I 2Rt C ．电动机的功率为P ＝I 2R D ．电动机的功率为P ＝U 2/R 二、思想方法题组 5．用电流表和电压表测量电阻R x 的阻值．如图1所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路连接到电路中，按照(a)图时，电流表示数为4.60 mA ，电压表示数为2.50 V ；按照(b)图时，电流表示数为5.00 mA ，电压表示数为2.30 V ，比较这两次结果，正确的是 ( ) A ．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω B ．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω C ．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 Ω D ．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω 6．额定电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的电灯两盏，若接在电压是220 V 的电路上，两盏电灯均能正常发光，且电路中消耗功率最小的电路是下图中的哪一个( ) 电表的改装教学设计 学习目标： 1.认识电流表的构造、工作原理和三个主要参数。 2.会利用欧姆定律和串、并联电路的特点进行简单的电表改装。 学习重难点： 电流表G改装成电压表和大量程的电流表的理论推导过程 【导课】： ①我们测某电路的电流和电压时，分别要用什么仪器呢？----电流表和电压表 ②如果某电路的电流或电压超过了电流表或电压表的量程，能直接接入电路 测量吗？-----不能。会烧坏 ③那么，用现有的小量程电流表或电压表还要来测大电流或大电压怎么办？ -------要对电表进行改装 【新课】：先来复习串、并联电路的特点。（多媒体展示） 再来对电表进行认识。（阅读课本完成预习案） 一. ：电流表G(表头)： 1. 电流表G及其参数 （1）我们通常所说的电流表G是指灵敏电流计，由于其量程太小，一般情况下不能直接测量电流，而是用于检测有无电流和电流的方向，或作为 改装大量程的电流表和电压表的表头使用。 （2）表头的构造：永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动线圈 （3）主要参数：电流表的内阻；指针偏转到最大刻度时的电流叫作满偏 电流，又叫做电流表的量程；指针偏转到最大刻度时，电流表两端的电压叫 做满偏电压。由欧姆定律可得。 【引题】电流表G也能测电压，只需要把表盘上的刻度改成相应的电压值。那么如何改装成大量程电压表？ 二：电流表G改装成电压表： 1.电压表的改装原理：将电流表的示数根据欧姆定律转化为电压值，可以直接测量电压，由于量程太小，无法直接测量较大的电压，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻，起到分压作用，因此电流表串联一个分压电阻后就改装成为电压表。 2.分压电阻R分压的计算： 设：待测大电压为U 的电流相等Ig. 由串联电路特点知：通过Rg和R 分压 根据串联电路的分压原理有： 解得分压电阻： 若表示量程的扩大倍数（即） 则 改装后的电压表的内电阻：R V=nR g 小结：量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大，电压表的内阻越大。 注意：对于理想的电压表，其内阻很大，通过的电流很小，并联在电路中可以看作断路。 三：电流表G改装成大量程电流表 （1）电流表的改装原理：小量程的电流表G测量范围较小，直接串联在电路中有可能烧坏电流表，因此需要并联一个分流电阻，就可以测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。 的计算： （2）分流电阻R 分流 设:待测大电流为I. 的电压相等Ug 由并联电路的特点：夹在R g和R 分流 根据并联分流的原理有：I g R g=(I-I g )R 分流 解得应并联的分流电阻： 若用表示量程的扩大倍数（即） 则 电表的改装 【设计思想】 本节课的设计思路是：通过问题如何在大电流、大电压的电路中正常使用额定电压、额定电流较小的用电器入手，深化学生对串联分压、并联分流作用的认识；并进行知识迁移，学生合作设计改装电表，加深理解的同时提高学生灵活运用能力；最后设置关于两个电表的串、并联使用的练习题在理解电表改装原理基础上，进一步拓展提升学生对这部分知识的应用。 【教材分析】 电流表、电压表的改装这部分内容在教材上并没有单独成节，而只是作为串联、并联电路的一个应用，以习题的方式呈现。目的是强调欧姆定律的应用，通过对电流表量程的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使串并联知识得以拓展。着眼点仍然在于基本的物理规律，以学生自主推导分析为主。另一方面，电表的使用在整个恒定电流部分都是重点，尤其是关于电路的设计、误差的分析，对电表的结构要求很高，而这些又是高考实验的重点和难点。所以对电表的改装，需让学生从根本上搞清楚原理和设计思想。 【学情分析】 从学生已有的知识来看：电表的改装建立在欧姆定律、串并联电路基础上，这两部分知识在初中都已初步学习，在前一节也做过系统的讲解分析，所以学生的理论基础已充足，但是对串联分压、并联分流思想没有强化过，对其应用就更困难了，需要指导激活。 从学生的认知特点来看：高二的学生经过高中一年抽象思维的训练已经能初步进行深层次的思考，尤其是理科班的学生，其自身也不再满足于简单的听懂，更希望通过自己的思考获得知识，提升思维。 因此通过导学案问题设计的引导，学生可实现自主推导设计电表改装，并分析电表应用带来的问题。这也是本节课的关键所在。 【教学目标】 一、知识与技能： 1.知道小量程电流表G的工作原理、基本参数（满偏电流、满偏电压）及其关系。 2.知道小量程的电流表G在电路中就相当于一个电阻。 3.弄清将小量程电流表G改装成大量程电压表和大量程的电流表的原理。 4.学会将小量程电流表G改装成大量程的电压表和大量程电流表的方法，并会改装。 5.会在电路中正确使用改装后的电表。 二、过程与方法： 通过小组自主学习，合作探究出把小量程电流表G改装成大量程电压表和大量程电流表的方法，并体会串并联电路在电表改装中的作用，深刻理解改装原理，并对方法进行总结。 三、情感态度与价值观： 1.将电路的串并联规律应用到电表改装上，提升学生知识的迁移能力，自主设计能力，让学生体会成功的喜悦，增强学生的自信心和学习兴趣。 电表的改装 一、电流计G 的原理和主要参数 电流表G 是根据通电线圈在磁场中受磁力矩作用产生偏转的原理制成的，且指针偏角θ与电流强度 I 成正比，即θ＝kI ，故表的刻度是 均匀 的。 电流表的主要参数有： 表头内阻R g ：即电流表线圈的电阻 满偏电流I g ：即电流表允许通过的最大电流值，此时指针达到满偏； 满偏电压U ：即指针满偏时，加在表头两端的电压， 故U g ＝ I g ?R g 二、电流表改装成电压表 改装的目的是： 测量更大的电压 方法：若量程扩大n 倍，则应给电流表 串 联一个电阻。 故量程扩大的倍数越高，串联的电阻值越大 ，电压表的内阻越大。 三、电流表改装成电流表 改装的目的是:测量更大的电流 故量程扩大的倍数越高，并联的电阻值越小，电流表的内阻越小。 说明： 改装后的电表中通过电流计G 的最大电流I max 与两端的最高电压U max 变为多少？ 改装后的电压表或电流表，虽然量程扩大了，但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流I g 和满偏电压U g ，只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程 扩大了。 例题1：一灵敏电流计，允许通过的最大电流（满刻度电流）为I g =50μA ，表头电阻R g =1k Ω， 1）若改装成量程为I m =1mA 的电流表，应如何改装？ 2）若将改装后的电流表再改装成量程为U m =10V 的电压表，应如何改装？ 例2：一伏特计由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示。若在使用中发现此伏特计的读数总比准确值稍小一些，采用下列哪种措施可能加以改进？ （ D ） 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； 解：电流表的电流偏小，即内电阻过大，应并联一个电阻，只是稍小，故应只将内阻稍改就行，故 电表的改装与校正 实验目的 1. 掌握数字万用电表的使用方法； 2. 掌握运用串并联电路的欧姆定律将电表进行改装的原理和方法； 3. 学会用比较法对电表进行校正，并能够进行级别判断。 实验原理 1. 将表头改装成多量程电流表： 如图1所示，在表头的两端并联小电阻p R 后串联接入电路，根据 的规律，有 g R U U =， 即 p g g g R I I R I )(-= 可推得 g P g g P P g I R R I R R R I )1( +=+= 由上式可见：如果p R 足够小，则图1中虚线框整个部分可作为电流表来测量大电流。 根据表头的满度电流g I 和内阻g R ，按扩大电流量程的倍数来选用合适的小电阻与表头并联，现将表头改装成g n nI I = ，g m mI I =的两量程电流表，n 、m 为扩大倍数，且n ＜m 。 如图2所示，据串并联电路的欧姆定律，有： （1）开关 K 扳向I n 时，与表头并联的总电阻为 g p R n R R R 1 1 21-= += ① （2）开关K 扳向I m 时，R 2 成为表头内阻的一部分，则与表头并联的分流电阻为 )(1 1 21R R m R g +-= ② 由①②两式可得 g R n m n R )1(1-= ，g R n m n m R ) 1(2--= ③ 2. 将表头改装成多量程电压表 如图3所示，若与表头串联大电阻R S 后并联接入电路，根据串并联电路的规 律，有 )(s g g R R I U +=。 由上式可见，对于同一表头g R 和g I ，电阻s R 越大，两端承受的电压越大，于是可将此表盘重新标定并作为一个电压表使用。 图1 n 图2 两个量程的电流表 图3 电表间的各种改装 “把电流表改装为电压表”是高中物理课本中的一个重要分组实验，本实验要求达到如下目的：学会把电流表改装为电压表的基本方法即加深对“串联分压”的理解，掌握测电表内阻的一种方法----半偏法，会设计校表电路。近几年在一些正规化的考卷中，时有该实验的拓展及变形题，如：把“电流表改装成电流表”、“电压表改装成电流表”、“电压表改装成电压表”。本文对这些情况加以概括、总结，以期对广大考生有所帮助。 1、电流表改装成电压表 改装方案 在电流表G 上串联一个大阻值的定值电阻R 0，让其分压即可起到电压表的作用。 如图所示， 改装后的电压表的量程U m =（r g +R 0）I g 校表电路 将改装后的电压表与标准电压表并联， 利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。 题例巩固 例1（2003年杭州调研卷）一电压表由电流表G 与电阻R 0串联改成，如图示。若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小些，那么应采用下列哪种措施加以改进（ ） A 、在R 0上串联一个比R 0小得多的电阻 C 、在R 0上并联一个比R 0小得多的电阻 B 、在R 0上串联一个比R 0大得多的电阻 D 、在R 0上并联一个比R 0大得多的电阻 分析与解答：偏小的原因是改装后的电压表内阻偏大，这时可将R 0调小一些，使表头G 上分取的电压大一些，其上指针偏大，对应改装电压表的电压示数就大些。在R 0不变的情况下，在其两端并联一个大电阻，也可达到相同的效果，故本题答案为D 。 2、电流表改装成电流表 改装方案 在电流表G 上并联一个小阻值的定值电阻R 0，让其分流即可起到大电流表的作用。 如图所示， 改装后的电流表的量程I m =I g + I g r g /R 0=（r g +R 0）I g /R 0 校表电路 将改装后的电流表与标准电流表串联， 利用分压电路即可对所有的刻度进行校准。 题例巩固 例2（2004年天津理综卷）现有一块59C2型的小量程电流表G （表头），满偏电流50μA ，内阻约为800—850Ω。把它改装成1mA 、10mA 的双量程的电流表。 可供选择的器材有：滑动变阻器R 1，最大阻值20Ω；滑动变阻器R 2，最大阻值100k Ω； 电阻箱R ，，最大值9999Ω；定值电阻R 0 ，阻值1k Ω；电源E 1，电动势为1．5V ；电源E 2，电动势为3．0V ；电源E 3，电动势为4．5V ；（所有电源内阻不计）；标准电流表A ，满偏电 串并联电路电表的改装 教学目标： 1．熟练掌握串并联电路的特点，能够化简电路 2．掌握含容电路的分析与计算 3．掌握电流表、电压表的改装原理，掌握伏安法测电阻的两种解法，并能够分析测量误 差 4．掌握滑动变阻器的两种用法 教学重点：串并联电路的特点 教学难点：滑动变阻器的两种用法的选择、伏安法测电阻内外接法的选择 教学方法：讲练结合，计算机辅助教学 教学过程： 一、串并联与混联电路 1.应用欧姆定律须注意对应性。 选定研究对象电阻R后，I必须是通过这只电阻R的电流，U 必须是这只电阻R两端的电压。该公式只能直接用于纯电阻电路，不能直接用于含有电动机、电解槽等用电器的电路。 2.公式选取的灵活性。 （1）计算电流，除了用I U外，还经常用并联电路总电流和分电流的关系：I=I1+I2 R 1 2 （2）计算电压，除了用U=IR 外，还经常用串联电路总电压和分电压的关系：U=U1+U2 （3）计算电功率，无论串联、并联还是混联，总功率都等于各电阻功率之和：P=P1+P2 对纯电阻，电功率的计算有多种方法：P=UI=I 2R= 以上公式I=I1+I2、U=U1+U2 和P=P1+P2既可用于纯电阻电路，也可用于非纯电阻电路。 既可以用于恒定电流，也可以用于交变电流。 【例1】已知如图，R1=6Ω ，R2=3Ω ，R3=4 Ω ，则接入电路后这三只 电阻的实际功率之比为 ______________ 。 解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I1∶ I2∶I3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U1∶U2∶U3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI ，得P1∶P2∶P3=1∶2∶6测电表电阻及电表的改装
2020年高三物理第一轮复习串 并联电路的特点 电表的改装探究学案
沪科版九年级物理串并联电路 电表的改装 综合练习
串并联电路 电表的改装(教师)
串并联电路及电表的改装
电表的改装练习题
电表改装专题训练
8.2 串并联电路 电表的改装
电表的改装教学设计案
电表的改装教学设计教案资料
电表的改装
电表的改装与校正标准报告
(完整word版)高中物理电表改装
串并联电路电表的改装完美版
相关主题
文本预览