高中物理串联电路和并联电路

1、4 4 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 1.1.了解串联电路和并联电路的连接方式，了解串联电路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掌握串、并联电路的电流和电压特点. .2.2.掌握串、并联电路电阻的计算掌握串、并联电路电阻的计算. .3.3.知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表g g（表头）改装而成的（表头）改装而成的. . 4.4.了解电流表了解电流表g g（表头）的原理，知道什么是满偏电流和（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压满偏电压. . 5.5.理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压理解表头改

2、装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值电阻和分流电阻的阻值. . 彩灯的连接彩灯的连接灯的连接灯的连接一、认识电路一、认识电路1.1.什么是电路的串联什么是电路的串联? ?把几个导体元件依次首尾相连的方式。把几个导体元件依次首尾相连的方式。把几个导体元件的一端连在一起，另一端也连在一起把几个导体元件的一端连在一起，另一端也连在一起, ,然后然后2.2.什么是电路的并联什么是电路的并联? ?把两端接入电路的方式。把两端接入电路的方式。串联和并联的判别串联和并联的判别i i0 0=i=i1 1=i=i2 2=i=i3 3 串联电路各处的电流相等串联电路各处的电流相等2.2.并联

3、电路并联电路: : 并联电路的总电流等于各支路电流之和并联电路的总电流等于各支路电流之和二、电流特点二、电流特点01231.1.串联电路串联电路: :i i0 0 = i= i1 1 + i+ i2 2 + i+ i3 30123 讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？串联电路的电流串联电路的电流并联电路的电流并联电路的电流u03=u01+u12+u23结论结论: :串联电路两端的总电压等于各部分电路串联电路两端的总电压等于各部分电路三、电压特点三、电压特点01231.1.串联电路串联电路: :u01=01各点的电势与各点之间的电势差有什么关系

4、各点的电势与各点之间的电势差有什么关系?u12=12u23=23比较电压关系比较电压关系u03=03电压之和电压之和u=uu=u1 1=u=u2 2=u=u3 3 并联电路的总电压与各支路的电压相等并联电路的总电压与各支路的电压相等2.2.并联电路并联电路: :比较比较0 0、1 1、2 2、3 3点的电势关系点的电势关系比较比较4 4、5 5、6 6点的电势关系点的电势关系比较电压关系比较电压关系讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？0123 456 0 0u串联电路的电压串联电路的电压并联电路的电压并联电路的电压串联电路的总电阻等于各部分电

5、路电阻之和串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和四、电阻特点四、电阻特点1.1.串联电路串联电路: :12u = u +u12uuu=+iii1212uuu=+iii12r = r +r讨论：多个电阻串联呢？讨论：多个电阻串联呢？12nr = r +r +rr1r2uu1u2i2.2.并联电路并联电路: :12iii12iiiuuu1212iiiuuu12111rrr讨论：多个电阻并联呢？讨论：多个电阻并联呢？121111nrrrr并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和五、串、并联电路特点五、串、并联电路特点1.1.串联电路串联电路12nrrr

6、r121111nrrrr2.2.并联电路并联电路12niiii12nuuuu12niiii12nuuuu串并联电路串并联电路gggui r2. 2. 三个主要参数三个主要参数内阻内阻: :电流计内阻电流计内阻r rg g量程：满偏电流量程：满偏电流 i ig g满偏电压满偏电压u ug g：3.3.电路图符号：电路图符号：g g六、电流计六、电流计(表头表头)1.1.作用：作用： 测量微小电流和电压测量微小电流和电压0 01 12 23 3mama 例例1.1.有一个电流表有一个电流表g g，内阻，内阻r rg g=30=30，满偏电流，满偏电流i ig g=1 ma.=1 ma.要要把它改装

7、为量程把它改装为量程0 00.6 a0.6 a的电流表，要并联多大的电阻？改的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？装后的电流表内阻多大？七、电流表七、电流表在表头上在表头上并并联联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻r r并并=0.050=0.050 r ra a=0.050=0.050auiirr=r=若若i =nii =nig g (n(n为放大倍数为放大倍数) )giigrgri-ig则则r=r=grn 1r并即：即：电流表的改装电流表的改装如图：由如图：由 (i-i(i-ig g) r= i) r= ig g r rg ggggi riigggggi rr(nii )n1

8、 练习练习1.1.如图所示是一个双量程电流表，如图所示是一个双量程电流表，i ig g=0.5 ma=0.5 ma，r rg g=200 =200 ，计算，计算r r1 1和和r r2 2的阻值的阻值. .gr2r1 i2 10 mai1 1 ma解：解：（r r1 1+r+r2 2） (i(i1 1-i-ig g) = i) = ig g r rg g r r1 1+r+r2 2=i=ig g r rg g(i(i1 1-i-ig g)= 100)= 1000.5 =200 0.5 =200 i ig g （r rg g+ r+ r2 2）=(i=(i2 2-i-ig g) r) r1 1

9、（r rg g+r+r2 2）=(i=(i2 2-i-ig g) r) r1 1i ig g=19r=19r1 1 r r1 1=20 =20 r r2 2=180 =180 八、电压表八、电压表例例2.2.有一个电流表有一个电流表g g，内阻，内阻r rg g=30=30，满偏电流，满偏电流i ig g=1 ma.=1 ma.要把要把它改装为量程它改装为量程0 03 v3 v的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？的电压表内阻多大？在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻r r串串=2.97=2.9710103 3 rv=3.00

10、 k rv=3.00 kigrgruguruvuggguuurr令：令：u=nuu=nug g则有则有(1)gggguurrnruguugu-ugrgr由：由： 若改装成一个量程为若改装成一个量程为u ug g的的n n倍的电压表，需要串联电阻倍的电压表，需要串联电阻的阻值为的阻值为1grnr电压表的改装电压表的改装电流表改为电压表电流表改为电压表电路图如图所示电路图如图所示:r1gvrs改装电压表的电路图改装电压表的电路图v v 为标准电压表，为标准电压表，r r为滑动变阻器（分压式接法），为滑动变阻器（分压式接法），虚线框中为改装电压表虚线框中为改装电压表. . 改变变阻器改变变阻器r r

11、的滑片位置，使的滑片位置，使 v v 的示数分别为的示数分别为0.5 v0.5 v、1.0 v1.0 v、 1.5 v1.5 v、2.0 v2.0 v核对改装电压表的示数是否正核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差. . 例如：改装的电压表满刻度例如：改装的电压表满刻度3 v3 v时，标准电压表时，标准电压表 v v 的读数的读数为为3.1 v3.1 v，则百分误差，则百分误差3.1 3.0100%3.2%3.1电流表改装为电压表全过程电流表改装为电压表全过程 九、电流表和电压表的读数九、电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直

12、于刻度表面，并要估读读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. . 具体估具体估读方法如下：读方法如下：(1) (1) 量程为量程为3 v3 v和和3 a3 a的电压表和电流表，其最小分度的电压表和电流表，其最小分度为为0.1 v0.1 v和和0.1 a, 0.1 a, 读数要估读到最小分度的下一位读数要估读到最小分度的下一位. . (2) (2) 量程为量程为0.6 a0.6 a的电流表，其最小分度为的电流表，其最小分度为0.02 a, 0.02 a, 读读数要估读到最小分度，即不足半格的略去，超过半格的要数要估读到最小分度，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单

13、位，小数点后按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数可能为面有两位，尾数可能为0 0、1 1、2 2、33(3) (3) 量程为量程为15 v15 v的电压表，其最小分度为的电压表，其最小分度为0.5 v, 0.5 v, 读数读数要估读到最小分度，因此最后读数如果以伏特为单位，小要估读到最小分度，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为数点后面只有一位，尾数为0 0、1 1、2 2、3 3、4 4 十、限流和分压电路的选取十、限流和分压电路的选取 1.1.限流式限流式 esrabprxxxreerr图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限流作用，求待测电阻

14、待测电阻r rx x的电压可的电压可调范围调范围限流式电路的特点限流式电路的特点:（1 1）电压不能从零开始调节）电压不能从零开始调节, ,调节范围较小调节范围较小. .但电路结构但电路结构较为简单较为简单. .（2 2）电能损耗较小）电能损耗较小. .2.2.分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻r rx x的电压可调范围的电压可调范围0 eesprxrab分压式电路的特点分压式电路的特点: （1 1）电压可以从零开始调节到电源电动势）电压可以从零开始调节到电源电动势, ,调节范围较调节范围较大大. . 但电路结构较为复杂但电路结构较为复杂. .（2

15、2）电能损耗较大）电能损耗较大. .限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器变阻器电能损耗电能损耗xxre er +r0 e较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大r r10r10rx x，应选择限流式电路，应选择限流式电路r r10r10rx x，应选择分压式电路，应选择分压式电路若实验要求若实验要求电压从零开始变化电压从零开始变化，应选择分压式电路，应选择分压式电路如无此要求，则如无此要求，则十一、电阻的测量（伏安法十一、电阻的测量（伏安法 ） uri 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压u u，用电流表测出通，用电流表测出通过电阻的电流过电阻的电流i i

16、，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值的阻值r r1.1.伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 avravr 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,所以两种方所以两种方法测量电阻法测量电阻都有误差都有误差电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法”电流表电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法内接法” 2.2.伏安法测电阻的误差分析伏安法测电阻的误差分析 （1 1）电流表外接法）电流表外接法 电压表示数电压表示数电流表示数电流表示数测

17、量值偏小，适于测量小阻值电阻测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .vruuarvriiiivauri测说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路小所以该电路适合测量小阻值电阻适合测量小阻值电阻，即，即vrrrruri真avrxu总总urua外接法外接法 内接法内接法 误差来源误差来源 测量结果测量结果 适用条件适用条件 伏特表的分流伏特表的分流 电流表的分压电流表的分压 r r真真r r测测 r r真真r r测测 rrrra a rrrrrx x知，应选外接法知，应选外接法24.5avr r 先确定测量电路先确定测量电路15xpar额定

18、电流额定电流i im m= 0.45a= 0.45a，应选电流表，应选电流表a a1 18xprv额定电压额定电压u um m= 2.8v= 2.8v，应选电压表，应选电压表v v1 1由由r=100r=10010r10rx x知，应选择限流式电路知，应选择限流式电路再确定控制电路再确定控制电路其电路图如图所示其电路图如图所示. .【解析】【解析】ra.4:2:1 b.2:1:1a.4:2:1 b.2:1:1c.3:2:1 d.c.3:2:1 d.以上都不对以上都不对r1r1r2r3r3abcda ar2r3r3abcdr1r1r2abcd100v20v40v40v100v50v25v25v1

19、.1.如图所示电路如图所示电路, ,当当abab两端接入两端接入100 v100 v电压时电压时,cd,cd两端电压两端电压为为20 v,20 v,当当cdcd两端接入两端接入100 v100 v电压时电压时,ab,ab两端电压为两端电压为50 v,50 v,则则r r1 1:r:r2 2:r:r3 3为为( )( )【解析】【解析】2.2.如图所示电路中如图所示电路中, r, r1 1=20 =20 , , r r2 2=40 , r=40 , r3 3=60 ,=60 ,r r4 4=20 , r=20 , r5 5=40 ,=40 ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ( ) ( )a

20、.a.若若u uabab=140 v,c=140 v,c、d d端开路端开路, ,则则u ucdcd=84 v=84 vb.b.若若u uabab=140 v,c=140 v,c、d d端开路端开路, ,则则u ucdcd=140 v=140 vc.c.若若u ucdcd=140 v,a=140 v,a、b b端短路端短路, ,则通过则通过r r1 1的电流为的电流为0.6 a0.6 ad.d.若若u ucdcd=140 v,a=140 v,a、b b端短路端短路, ,则通过则通过r r3 3的电流为的电流为0.4 a0.4 ar r1 1r r4 4r r3 3r r2 2r r5 5a a

21、b bc cd dacdacd3.3.有四盏灯，接入如图所示的电路中有四盏灯，接入如图所示的电路中, , 1 1和和2 2的电阻均的电阻均为为484484,3 3和和4 4的电阻均为的电阻均为1210, 1210, 把电路接通后把电路接通后, ,四盏四盏灯的电流之比灯的电流之比i i1 1:i:i2 2:i:i3 3:i:i4 4= = . .l1ul2l3l47:5:2:77:5:2:7a.0a.010 v 10 v b.0b.020 v20 vc.10 vc.10 v20 v 20 v d.20 vd.20 v30 v30 v4.4.在图中，在图中，abab间的电压为间的电压为30 v30

22、 v，改变滑动变阻器触头的位置，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变可以改变cdcd间的电压，间的电压，u ucdcd的变化范围是的变化范围是( )( )rvrrabcdc ca.a.保持保持r r2 2不变不变, ,增大增大r r1 1b.b.增大增大r r1 1 , ,减小减小r r2 2c.c.保持保持r r2 2不变不变, ,减小减小r r1 1d.d.增大增大r r2 2 , ,减小减小r r1 15.5.如图所示，电流表如图所示，电流表g g的内阻不可忽略不计，的内阻不可忽略不计，r r1 1、r r2 2是两个是两个可变电阻，当可变电阻，当a a、b b间的电压为间的电压为4 v4

23、 v时，电流表的指针时，电流表的指针g g刚好满刚好满偏，当偏，当a a、b b间的电压为间的电压为3 v3 v时，如果仍要使电流表时，如果仍要使电流表g g的指针满的指针满偏，下列方法中可行的是偏，下列方法中可行的是( )( )ababr1r2agb6.6.用两只完全相同的电流表用两只完全相同的电流表, ,分别改装成一只量程更大分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表的电流表和一只电压表, ,将它们串联起来接入电路中将它们串联起来接入电路中, ,如如图所示图所示, ,此时此时( )( )a.a.两只电表的指针偏转角相同两只电表的指针偏转角相同b.b.两只电表的指针都不偏转两只电表的指针都不

24、偏转c.c.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角d.d.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角c cavs7.7.如图所示电流表和电压表的读数分别为如图所示电流表和电压表的读数分别为10 v10 v和和0.1 a,0.1 a,电压电压表内阻为表内阻为500,500,那么待测电阻那么待测电阻r r的测量值比真实值的测量值比真实值 , ,测测量值为量值为 , ,真实值为真实值为 . .小小100100125125avrcd8.8.一个未知电阻一个未知电阻, ,无法估计其电阻值无法估计其电阻值, ,某同学用伏安法测某同学用伏安法测量此电阻量此电阻, ,用如图用如图(a)(a)、(b)(b)两种电路各测一次两种电路各测一次, ,用用(a)(a)图所测图所测数据为数据为3.0 v3.0 v、3.0 ma,3.0 ma,用用(b)(b)图测得的数据是图测得的数据是2.9 v2.9 v、4.0 ma,4.0 ma,由此可知由此可知, ,用用 图测得图测得r rx x的误差较小的误差较小, ,测量值测量值r rx x= = . .（a a）1000 10