高中物理第二章恒定电流第四节串联电路和并联电路学案新人教版选修

第四节 串联电路和并联电路（1）

【学习目标】

1.了解了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。

2．掌握串并联的电阻的计算。

【新知预习】

1.串联电路：把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联电路。如图：

(1)串联电路中各处的电流相等，即

(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，即

(3)串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和，即

(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成 ，阻值越大的电阻，两端分得的电压就

2.并联电路：把几个导体的一端连在一起，另一也连在一起，然后这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联。如图：

(1)并联电路中的总电流等于各支路的电流之和：

(2)并联电路两端的电压与各支路两端的电压相等：

(3)并联电路的总电阻的倒数等于各支路的电阻的倒数之和：

(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它们的阻值成

【导析探究】

导析一：限流式接法和分压式接法

滑动变阻器在电路中的两种接法：

1．通过改变变阻器电阻来改变电路中的电流，以控制电路中的电流——限流式；

如图1所示，当滑动头P从右端向左移动过程，滑动变阻器电阻逐渐减小，电路中的电流逐渐增大，变阻器起控制电路电流作用。

注意：实验开始时应使滑动变阻器连入电路的电阻最大。

2．通过变阻器改变电阻来改变用电器两端的电压，起调压器的作用——分压式。

如图2所示，电阻R与变阻器左边电阻并联,用电器与左边电阻的电压相等，改变P的位置改变用电器R两端电压，实现调制电压作用。

例1.如上图的两种接法中，已知电源电动势E=6V，内阻忽略不计，固定电阻的阻值R=20Ω，滑动变阻器最大阻值R1＝40Ω，试计算分别采取限流发和分压法情况下，R两端电压的变化范围。 图⑴限流式接法

图⑵分压式接法 例2.如图所示，小灯泡接到滑动变阻器的滑动端上，当滑动变阻器的滑片C由B端向A端移动的过程中，灯泡上的电压数值是（ ）

A．一直为U B．一直为0

C．由0增大到U D．由U减小到0

导析二：电流表的内外接法

电流表的内接法：电压表测得的是电流表和电阻两端电压之和，即电压表所测电压大于电阻两端电压；电流表测得的是真实值。

当R>>RA时采用内接法（当RRRRVA即VARRR时，采用内接法）。

电流表的外接法：电流表测得的是通过电压表和电阻的电流之和，即电流表所测电流大于通过电阻的电流；电压表测得的是真实值。

当R<

例3.用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：

待测电阻RX：约100Ω；

直流电流表：0 ~ 10mA，内阻50Ω；

直流电压表：0 ~ 3 V ，内阻5kΩ；

直流电源： 输出电压3V，内阻不计；

滑动变阻器：0 ~ 15 Ω，允许最大电流1A；

电键一个，导线若干。

根据器材的规格和实验要求作出实验电路图。

例4.用伏安法测定一个定值电阻的器材规格如下：

待测电阻： 约几十Ω；

直流电流表：0 ~ 0.6A，内阻2Ω；

直流电压表：0 ~ 15 V ，内阻15kΩ；

蓄电池： 电压12V；

滑动变阻器：0 ~ 200Ω； 电键一个，导线若干。

为了减小实验误差，应采用的电路图是（ ）

导析三：电路故障分析（短路或断路）

故障通常为两类：短路或断路。故障检测一般用电压表：

①电压表无示数，所测部分短路，其它部分断路

②电压表有示数且等于电源电压，所测部分断路，其他部分通路

例4.图为一电路板的示意图，a、b、c、d为接线柱，a、d与220V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220V。由此可知（ ） A.ab间电路通，cd间电路不通

B．ab间电路不通，bc间电路通

C．ab间电路通，bc间电路不通

D．bc间电路不通，cd间电路通

例5.如图所示的电路中，电源电压为6 V，当开关S接通后，灯泡Ｌ1和Ｌ2都不亮，用电压表测得各部分电压是Ｕab＝6V，

Ｕａd＝０，Ｕｃd＝６ V，由此可判定（ ）

A.Ｌ1和Ｌ2的灯丝都烧断了 B.Ｌ1的灯丝烧断了

C.Ｌ2的灯丝烧断了 D.变阻器R断路

导析三：含电容的电路分析

方法：电容器两板间是绝缘的（与电容器串联的电路是断开的）。电容器两端的电压等于与它并联电阻的电压。

例6.如图所示，一平行板电容器C，极板是水平放置的，它和三个可变电阻及电源连接成如图所示电路．今有一质量为m的带电油滴悬浮在两极板之间静止不动．要使油滴上升，可采用的办法是（ ）

A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R2

例7.如图所示，E=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF，电池内阻可忽略。

（1）闭合开关S，求稳定后通过R1的电流. （2）然后将开关S断开，求这以后通过R1的电荷量 高考理综物理模拟试卷

注意事项：

1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题

1．如图甲所示，置于水平地面上质量为m的物体，在竖直拉力F作用下，由静止开始向上运动，其动能E与距地面高度h的关系如图乙所示，已知重力加速度为g·空气阻力不计。下列说法正确的是

A．在0~h0过程中，F大小始终为mg

B．在0~h0和h0~2h0过程中，F做功之比为2︰1

C．在0~2h0过程中，物体的机械能不断增加

D．在2h0~3.5h0过程中，物体的机械能不断减少

2．如图所示，左侧是半径为R的四分之一圆弧，右侧是半径为2R的一段圆弧。二者圆心在一条竖直线上，小球a、b通过一轻绳相连，二者恰好等于等高处平衡。已知，不计所有摩擦，则小球a、b的质量之比为

A．3:4 B．3:5 C．4:5 D．1:2

3．重为G的两个完全相同的小球，与水平面间的动摩擦因数均为。竖直向上的较小的力作用在连接两球轻绳的中点，绳间的夹角=60O，如图所示，缓慢增大到两球刚要运动的过程中，下列说法正确的是（ ）

A．地面对球的支持力变大

B．球刚开始运动时，地面对球没有支持力

C．地面对球的摩擦力变小

D．球刚开始运动时，球受到的摩擦力最大

4．在如图所示的电路中，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为1︰2，三个定值电阻的阻值相同，电压表为理想电表。现在a、b端输入正弦交流电，电键S断开时，电压表的示数为U1，电键S闭合后，电压表的示数为U2，则的值为

A． B． C． D．

5．为迎接新年，小明同学给家里墙壁粉刷涂料，涂料滚由滚筒与轻竿组成，示意图如下。小明同学缓缓上推涂料滚，不计轻竿的重力以及滚筒与墙壁的摩擦力。轻竿对涂料滚筒的推力为F1，墙壁对涂料滚筒的支持力为F2，以下说法中正确的是

A．F1增大 B．F1先减小后增大 C．F2增大 D．F2减小

6．如图所示，光滑直角三角形支架ABC竖直固定在水平地面上，B、C两点均在地面上，AB与BC间的夹角为θ，分别套在AB、AC上的小球a和b用轻绳连接，系统处于静止状态，轻绳与CA间的夹角为α．a、b的质量之比为（ ）

A． B． C． D．

二、多项选择题

7．关于热现象，下列说法正确的是_______

A．1 g 100 ℃的水的内能小于1 g 100 ℃的水蒸气的内能

B．气体压强的大小跟气体分子的平均动能、分子的密集程度这两个因素有关

C．热力学过程中不可避免地出现能量耗散现象，能量耗散不符合热力学第一定律

D．第二类永动机不可能制成是因为它违反了热力学第二定律 E. 某种液体的饱和蒸气压与温度无关

8．如图甲所示，在x轴上有两个沿y轴方向做简谐运动的波源S1和S2，t=0时刻两波源同时开始振动，振动图像均如图乙所示，波源S1形成的简谐横波在介质中沿x 轴正方向传播，S2形成的简谐横波在介质中沿x轴负方向传播，波速均为2m/s。A是平衡位置位于x=2m处的质点，下列说法正确的是

A．两列波的波长均为4m

B．t=ls时，质点A开始运动

C．t=2s时，质点A速度为零

D．t=3s时，质点A的位移为2cm

E. 从t=3s到t=5s，质点A通过的路程是16cm

9．如图甲所示静止在水平地面上的滑块在水平拉力F作用下从t=0时刻起，其加速度大小a随时间t的变化规律如图乙所示。已知滑块质量m=1kg，与地面间的动摩擦因数μ=0.2，g=10m/s2。则下列判断正确的是

A．t=2s时，滑块的速度大小为3.2m/s

B．t=5s时，水平拉力F为零

C．0~5s内，水平拉力F的冲量为15N·s

D．0~5s内，水平拉力F所做的功为12.5J

10．如图所示，一质量M=2.0kg的长木板B放在光滑水平地面上，在其右端放一个质量m=1.0kg的小物块A。给A和B以大小均为3.0m/s、方向相反的初速度，使A开始向左运动，B开始向右运动，A始终没有滑离B板。下列说法正确的是（ ）

A．A，B共速时的速度大小为1m/s

B．在小物块A做加速运动的时间内，木板B速度大小可能是2m/s

C．从A开始运动到A，B共速的过程中，木板B对小物块A的水平冲量大小为2N·s

D．从A开始运动到A，B共速的过程中，小物块A对木板B的水平冲量方向向左

三、实验题

11．如图，圆心为O、半径为R的圆形区域内有一匀强电场，场强大小为E、方向与圆所在的面平行。PQ为圆的一条直径，与场强方向的夹角θ=60°。质量为m、电荷量为+q的粒子从P点以某一初速度沿垂直于场强的方向射入电场，不计粒子重力。

(1)若粒子到达Q点，求粒子在P点的初速度大小v0；