高中物理2.4串联电路和并联电路课件新人教版选修3_1

1、4 4串联电路和并联电路1.掌握串、并联电路的电流关系和电压关系。2.理解并能推导串、并联电路的电阻关系。3.应用串、并联特点改装电压表和电流表。1.串联电路和并联电路 如果我们在实验室做电学实验时仔细观察,就会发现,用于连接电路的导线都是用多芯导线做成的,这是为什么?提示:多芯导线连接电路时,相当于多个一样的导线并联,使电路中的总电阻变小。2.电流表和电压表(1)电流表G(表头):常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。小量程电流表主要有三个参数:电流表的电阻称为内阻,用字母Rg表示;指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流;电流表通过满偏电流时加在它两端的电压Ug叫

2、作满偏电压,上述三个物理量的关系为Ug=IgRg。(2)电压表和电流表的改装:当把电流表G改装成量程为U的电压表时,应当串联一个电阻R,该电阻起分压作用,因此叫分压电阻,与三个参数间的关系为U=Ig(Rg+R);当把电流表G改装成量程为I的电流表(也叫安培表)时,应当并联一个电阻,该电阻起分流作用,因此叫作分流电阻,与三个参数间的关系为IgRg=(I-Ig)R。把一个小量程的电流表改装成一个大量程的电压表后,通过校对发现电压表量程偏大,假设要使其符合改装要求,应怎样处理?提示:电压表改装利用的是串联电路正比分压的特点,改装后的电压表量程偏大,说明串联电阻偏大,应该换用阻值小的符合改装要求的电阻

3、。1.对串、并联电路的理解对串、并联电路的理解(1)关于电阻的几个常用推论关于电阻的几个常用推论:串联电路的总电阻大于其中任一局部电路的电阻。串联电路的总电阻大于其中任一局部电路的电阻。并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。几个一样的电阻几个一样的电阻R并联并联,其总电阻为其总电阻为多个电阻并联时多个电阻并联时,其中任一电阻增大或减小其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增总电阻也随之增大或减小。大或减小。(2)关于电压和电流的分配关系关于电压和电流的分配关系:并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1=I2R2=InRn=I总R总=U

4、。2.电表的改装与计算 特别提醒(1)无论表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流Ig并不改变。(2)改装后电压表的量程等于小量程电流表指针满偏时对应的R和小量程电流表串联电路的总电压;改装后电流表的量程等于小量程电流表指针满偏时对应的R与小量程电流表并联电路的总电流。3.伏安法测电阻 (2)电流表的两种接法: (3)电流表两种接法的选择:直接比较法:适用于Rx、RA、RV的大小可以估计的情况。当RxRA时,采用内接法;当RxRV时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外。公式计算法:(4)滑动变阻器的两种接法: 特别

5、提醒在用伏安法测电阻的实验中,在设计电路及实物连线时,要特别注意两点:一是电流表应内接还是外接;二是滑动变阻器采用限流还是分压。(5)滑动变阻器的两种接法的选择通常滑动变阻器以限流接法为主,但遇到下述三种情况时必须采用分压接法。当待测电阻远大于滑动变阻器的最大电阻,且实验要求的电压变化范围较大(或要求测量多组数据)时,必须选用分压接法。假设采用限流接法,电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过负载电阻或电表的额定值时,只能采用分压接法。要求回路中某局部电路的电流或电压实现从零开场连续调节时(如测定导体的伏安特性,校对改装后的电表等),即大范围内测量时,必须采用分压接法。类型一类型二类型三串、并联

6、电路的计算【例1】 两个用电器的额定电压都是6 V,额定电流分别是 I1=0.1 A和I2=0.3 A。(1)把这两个用电器并联后接在电压为8 V的电路中,要使它们正常工作,应附加多大的电阻?(2)如果把它们串联后接在12 V的电路上,要使它们正常工作应该接多大的电阻?点拨:(1)两个用电器的额定电压都是6 V,并联后接入6 V的电路上就能正常工作;而今电路的电压是8 V,大于6 V,故应串联一个分压电阻Rx,使其分担2 V的电压。(2)两个用电器不能简单地串联,因串联后两个用电器的分压不同,不能均分12 V的电压。类型一类型二类型三类型一类型二类型三答案:(1)5 (2)30 题后反思为使用

7、电器正常工作,加在它们两端的电压必须是额定电压,或通过它们的电流必须是额定电流,假设电源电压不满足要求,就要用学过的串、并联知识进展电路整合。类型一类型二类型三触类旁通灯泡的电阻为240 ,额定电压为120 V,应串联一个阻值多大的电阻,才可把灯泡接在220 V的电路中?解析:由欧姆定律知,答案:200 类型一类型二类型三仪表的改装【例2】 电流表的内阻Rg=120 ,满偏电流Ig=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?点拨:电压表是由一只电流表跟一只定值电阻串联而成的,串联的电阻起分压作用。改装后的电压表量程不同是因

8、为串联的电阻不同。电流表是由一只电流表跟一只定值电阻并联而成的,并联的电阻起分流的作用,并联不同阻值的电阻改装后的量程不同。类型一类型二类型三解析:改装成电压表时应串联一个分压电阻,由欧姆定律得U=Ig(Rg+R)答案:1 880 0.12 题后反思改装后的电压表表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压。改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。改装成电流表时应并联一个分流电阻,由并联电路两端电压相等得IgRg=(I-Ig)R分流电阻类型一类型二类型三触类旁通在例2中,改装后的电压表和电流表的内阻分别是多大?解析:电压表的内阻RV=Rg+R=2 000 答案:2 000 0.12 类型一类型二类型三滑动变阻器“限流“分压问题的分析【例3】 如下图,滑动变阻器R1的最大值是200 ,R2=R3=300 ,A、B两端电压UAB=8 V。(1)当开关S断开时,移动滑片P,R2两端可获得的电压的变化