第四节y串联电路和并联电路

1、串联电路和并联电路串联电路和并联电路第四节第四节学习目标： 1、会理论推导串、并联电路的电流关系、会理论推导串、并联电路的电流关系和电压关系。和电压关系。 2、会用电势的观点分析电路。、会用电势的观点分析电路。 3、会用欧姆定律求解串、并联电路的相、会用欧姆定律求解串、并联电路的相关物理量关物理量 、会改装不同量程的电压表和电流表、会改装不同量程的电压表和电流表一、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把几个导体元件依次首尾相连首尾相连的方式的方式把几个元件的把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起一端连在一起另一端也连在一起, ,然后然后2.2.

2、什么是电路的并联什么是电路的并联? ?把把两端接入电路两端接入电路的方式的方式I0 = I1 = I2 = I3串联电路串联电路各处各处的电流相同的电流相同二、电流特点二、电流特点01231.1.串联电路串联电路: :如何证明以上结论？如何证明以上结论？ 恒定电流电路内各处的电荷分布是稳定的，恒定电流电路内各处的电荷分布是稳定的，不随时间变化，因此电路中任何位置的电荷不随时间变化，因此电路中任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少，即相同时间都不可能越来越多或越来越少，即相同时间内通过以上内通过以上0、1、2、3各点的电荷量必须相各点的电荷量必须相等，因此等，因此串联电路各处的电流相等。串联电

3、路各处的电流相等。2.2.并联电路并联电路: :并联电路的并联电路的总电流总电流等于各等于各支路的电流支路的电流之和之和二、电流特点二、电流特点I0 = I1 + I2 + I30123请从电荷分布的角度证明以上结论：请从电荷分布的角度证明以上结论： 因为电路各处的电荷量的分布恒定不变，因为电路各处的电荷量的分布恒定不变，因此，在相同时间内流过因此，在相同时间内流过0点的电荷量等于进点的电荷量等于进入各支路入各支路1、2、3各点的电荷量之和。各点的电荷量之和。讨论：讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？如果有更多的导体串联或并联，结论如何？U01+U12+U23=结论结论: :串联电路两

4、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各点的各点的电势电势与各点之间的与各点之间的电势差电势差有什么关系有什么关系? ?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U03？U=U1=U2=U3 并联电路的并联电路的总电压与各支路的电压相等总电压与各支路的电压相等三、电压特点三、电压特点2.2.并联电路并联电路: :0123456比较比较0 0、1 1、2 2、3 3点的点的电势电势关系关系? ?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

5、系比较电压关系? ?U讨论：讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？如果有更多的导体串联或并联，结论如何？串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和三、电阻特点三、电阻特点1.1.串联电路串联电路: :12UUU12UUUIII1212UUUIII12RRR讨论：讨论：多个电阻串联呢？多个电阻串联呢？12nRRRRR1R2UU1U2I三、电阻特点三、电阻特点1.1.串联电路串联电路: :12nRRRR2.2.并联电路并联电路: :UR2R1II1I212III12IIIUUU1212IIIUUU12111RRR讨论：讨论：多个电阻并联呢？多个电阻并联呢？1

6、21111nRRRR并联电路的并联电路的总电阻的倒数总电阻的倒数等于各支路等于各支路电阻的倒数之和电阻的倒数之和三、电阻特点三、电阻特点2.2.并联电路并联电路: :121111nRRRR讨论：讨论：R R1 1和和R R2 2并联后并联后R=R=？n n个相同电阻个相同电阻(R(R1 1) )串联或并联，其总电阻串联或并联，其总电阻R=R=？不同阻值的电阻不同阻值的电阻串联串联，总电阻与其中，总电阻与其中最大最大电阻有何关系？电阻有何关系？ 不同阻值的电阻不同阻值的电阻并联并联，总电阻与其中，总电阻与其中最小最小电阻有何关系？电阻有何关系？ ( (若若R R1 1远大于远大于R R2 2，R

7、=R=？) )并联电路中并联电路中, ,某一电阻增大某一电阻增大, ,总电阻如何变？总电阻如何变？并联电路中并联电路中, ,支路增多支路增多, ,总电阻如何变？总电阻如何变？1.1.串联电路串联电路: :12nRRRR小结：串并联电路特点小结：串并联电路特点1.1.串联电路串联电路12nRRRR121111nRRRR2.2.并联电路并联电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU如图，已知如图，已知R2 100 ，R4100，UAC150V，UBD70V，则，则UAE VABCDER1R2R3R4练习练习220vR1R1R2R3R3ABCD如图，如图，ABAB两端接入两端接入1

8、00V100V时，时，CDCD两端为两端为20V20V；当当CDCD两端接入两端接入100V100V时，时，ABAB两端为两端为50V50V，则，则R R1 1：R R2 2：R R3 3之比为之比为 。练习练习4：2：1如图所示电路中, R1=20, R2=40, R3=60, R4=20, R5=40,则下列说法正确的是 ( )A.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=84VB.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=140VC.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R1的电流为0.6AD.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R3的电流为0.4AR1R4R3R2R5ABCD

9、练习练习 思考：测电压、电流用的电压表、电流思考：测电压、电流用的电压表、电流表是从哪里来的？你能组装一块量程合表是从哪里来的？你能组装一块量程合适的电压、电流表吗？适的电压、电流表吗？电表改装1.1.作用：测量电路中的电流作用：测量电路中的电流2.2.原理：磁场对电流的作用原理：磁场对电流的作用3.3.连接：串接连接：串接4.4.内阻：电流计本身的电阻内阻：电流计本身的电阻 Rg 6.6.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=I=Ig gR Rg g）5.5.电路图符号：电路图符号：G G0 01 12 23 3mAmA电流计（表头）电流计（表

10、头）思考与讨论：思考与讨论：这是一个电流表的刻度盘，使用时电这是一个电流表的刻度盘，使用时电流指着某一电流刻度，表示通过电流表流指着某一电流刻度，表示通过电流表的电流为某一数值，而且也意味着表头的电流为某一数值，而且也意味着表头的两接线柱之间具有一定大小的电压，的两接线柱之间具有一定大小的电压，因此，电流表实际上也是一个小量程因此，电流表实际上也是一个小量程的电压表，如果该电流表的内阻是的电压表，如果该电流表的内阻是欧，怎样在这个刻度盘上标出相欧，怎样在这个刻度盘上标出相应的电压数据？应的电压数据？0 01 12 23 3mAmA总结： 表头的满偏电压和满偏电流都比较小，表头的满偏电压和满偏电

11、流都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，由于测量较大的电压和较大的电流时，由于量程不够大而不能直接测量？你能否想量程不够大而不能直接测量？你能否想办法扩大他的量程呢？办法扩大他的量程呢？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= =0 0，满偏电流，满偏电流I Ig g= =mAmA。 要把它改装为量程为要把它改装为量程为0 03V3V的电压表，要如何操作？的电压表，要如何操作？改装改装后的电压表内阻多大？后的电压表内阻多大？IgRgRUUgURVU扩大测电压的量程扩大测电压的量程串联一个分压电阻串联一个分压电阻表盘的刻度怎么改？此时刻度还均匀吗？表盘的刻度怎么改？

12、此时刻度还均匀吗？ 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= =，满偏电流，满偏电流I Ig g= =mAmA。要把。要把它改装为量程为它改装为量程为00.6A的电流表，要如的电流表，要如何操作？何操作？UIRgIgIRRAUI改装后的电流表内阻多大？改装后的电流表内阻多大？扩大测电流的量程扩大测电流的量程并联一个分流电阻并联一个分流电阻新表盘的刻度怎么改？此时刻度还均匀吗？新表盘的刻度怎么改？此时刻度还均匀吗？一个电压表由表头一个电压表由表头G与电阻与电阻R串联而成，如图串联而成，如图14-7-6所所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小示，若在使用中发现

13、此电压表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一些，采用下列哪种措施可能加以改进( )A在在R上串联一个比上串联一个比R小得多的电阻小得多的电阻B在在R上串联一个比上串联一个比R大得多的电阻大得多的电阻C在在R上并联一个比上并联一个比R小得多的电阻小得多的电阻D在在R上并联一个比上并联一个比R大得多的电阻大得多的电阻分析：题中明确指出此电压表的读数总比准确值稍小，分析：题中明确指出此电压表的读数总比准确值稍小，说明在电压表两端所加电压一定的情况下，电压表支路说明在电压表两端所加电压一定的情况下，电压表支路中的电流总是偏小校正的方法是适当减小电压表的内中的电流总是偏小校正的方法是

14、适当减小电压表的内阻，而表头的内阻阻，而表头的内阻Rg,是确定的，所以只有适当减小分压是确定的，所以只有适当减小分压电阻电阻R在在R上串联电阻是不行的并联一个电阻时，由上串联电阻是不行的并联一个电阻时，由于并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小，可见不能于并联电路的总电阻比任何一个分电阻都小，可见不能并联小电阻，否则分压电阻的改变会很多，误差会更大，并联小电阻，否则分压电阻的改变会很多，误差会更大，所以选项所以选项D正确正确答案：答案：D有一只量程为有一只量程为1mA的电流表，刻度盘共有的电流表，刻度盘共有50格，若给格，若给它并联一个它并联一个10-2的电阻，则可将它改装成一个量程为的电阻，则

15、可将它改装成一个量程为1 A的电流表若要把这个量程为的电流表若要把这个量程为1mA的电流表改装成的电流表改装成一个量程为一个量程为10V的电压表，应在电流表上串接一个的电压表，应在电流表上串接一个_的电阻将这个电压表接在某段电路上，的电阻将这个电压表接在某段电路上，指针偏转指针偏转40格，这段电路两端的电压是格，这段电路两端的电压是_V)II (RRIggg99.9gR)RR(IUgg01.9990)99. 91010(3ggRIURgI5040VUU854分析：将电流表并联一分流电阻，可改装成一较大量分析：将电流表并联一分流电阻，可改装成一较大量程的电流表，设量程为程的电流表，设量程为I，则

16、，则得得将电流表改装成电压表，则需串联一分压电阻设为将电流表改装成电压表，则需串联一分压电阻设为R，则则得得当电压表指针偏转当电压表指针偏转40格，即格，即表明这段电阻两端电压表明这段电阻两端电压答案：答案：9990 8V时，时，一个电流一电压两用表的电路如图一个电流一电压两用表的电路如图14-7-7所示，小量程所示，小量程电流表电流表G的量程是的量程是0.001A，内阻是，内阻是100，两个电阻的阻，两个电阻的阻值是值是R1=9900，R2=1.01问：问： (1)双刀双掷开关接到哪边是电流双刀双掷开关接到哪边是电流表，接到哪边是电压表？表，接到哪边是电压表？(2)电流表、电压表的量程各是多

17、电流表、电压表的量程各是多大？大？当开关接到当开关接到c c、d d上时，电阻上时，电阻R R2 2与小量程电流表与小量程电流表G G并并联，原电路可简化如图联，原电路可简化如图14-7-814-7-8所示所示 A099. 0A0111000010RRI I2gg.A10A)09900010( IIIg.小量程电流表满偏时，通过电阻小量程电流表满偏时，通过电阻R2的的电流为：电流为：所以作为电流表时的量程为所以作为电流表时的量程为V10V)9900100(0010)Rr (IU1gg.当开关接到当开关接到a、b上时，电阻上时，电阻R1与小量程电流表与小量程电流表G串联，串联，原电路可简化如图原

18、电路可简化如图14-7-9所示所示小量程电流表满偏时，加在小量小量程电流表满偏时，加在小量程电流表和电阻程电流表和电阻R1上的总电压为：上的总电压为：所以作为电压表时的量程为所以作为电压表时的量程为10VRxAV如图所示，电压表和电流表的读数分别是如图所示，电压表和电流表的读数分别是U=10VU=10V和和I=0.1AI=0.1A，那么待测电阻，那么待测电阻R RX X的测量值的测量值(U/I)(U/I)比真比真实值实值 ，真实值为，真实值为 。（电。（电流表的内阻为流表的内阻为0.20.2）练习练习偏大偏大平时怎样测量一个电阻？平时怎样测量一个电阻？1、安培表外接法、安培表外接法VARxI总总IvIR2、安培表内接法、安培表内接法AVRxU总总URUAV=VR RRRR测=+ARRR测R真R真系统误差分析系统误差分析 误差原因：因为电压表、电流表分别有分压分流的作误差原因：因为电压表、电流表分别有分压分流的作