高二物理串联电路和并联电路

高二物理串联电路和并联电路第1页，共75页，2023年，2月20日，星期二1.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.2.掌握串、并联电路电阻的计算.3.知道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.4.了解电流表G（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压.5.理解表头改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.第2页，共75页，2023年，2月20日，星期二彩灯的连接灯的连接第3页，共75页，2023年，2月20日，星期二2.三个主要参数①内阻:电流计内阻Rg②量程：满偏电流Ig③满偏电压Ug：3.电路图符号：G六、电流计(表头)1.作用：测量微小电流和电压0123mA第4页，共75页，2023年，2月20日，星期二

例1.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA.要把它改装为量程0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？七、电流表在表头上并联一个阻值较小的电阻R并=0.050ΩRA=0.050ΩAUIIR第5页，共75页，2023年，2月20日，星期二R=若I=nIg

(n为放大倍数)GIIgRgRI-Ig则R=即：电流表的改装如图：由(I-Ig)R=IgRg第6页，共75页，2023年，2月20日，星期二

练习1.如图所示是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200Ω，计算R1和R2的阻值.GR2R1－I210mAI11mA第7页，共75页，2023年，2月20日，星期二解：（R1+R2）(I1-Ig)=IgRg①R1+R2=IgRg／(I1-Ig)=100÷0.5Ω=200ΩIg

（Rg+R2）=(I2-Ig)R1②（Rg+R2）=(I2-Ig)R1／Ig=19R1∴R1=20ΩR2=180Ω第8页，共75页，2023年，2月20日，星期二八、电压表例2.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA.要把它改装为量程0～3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？在表头串联一个阻值较大的电阻R串=2.97×103ΩRv=3.00kΩIgRgRUgURUVU第9页，共75页，2023年，2月20日，星期二令：U=nUg则有GUUgU-UgRgR由：

若改装成一个量程为Ug的n倍的电压表，需要串联电阻的阻值为电压表的改装第10页，共75页，2023年，2月20日，星期二电路图如图所示:R1GVRS改装电压表的电路图V为标准电压表，R为滑动变阻器（分压式接法），虚线框中为改装电压表.第11页，共75页，2023年，2月20日，星期二

改变变阻器R的滑片位置，使V的示数分别为0.5V、1.0V、1.5V、2.0V……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.

例如：改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差第12页，共75页，2023年，2月20日，星期二电流表改装为电压表全过程第13页，共75页，2023年，2月20日，星期二

九、电流表和电压表的读数

读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读.具体估读方法如下：

(1)量程为3V和3A的电压表和电流表，其最小分度为0.1V和0.1A,读数要估读到最小分度的下一位.第14页，共75页，2023年，2月20日，星期二

(2)量程为0.6A的电流表，其最小分度为0.02A,读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位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3…

(3)量程为15V的电压表，其最小分度为0.5V,读数要估读到最小分度，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为0、1、2、3、4…第15页，共75页，2023年，2月20日，星期二十、限流和分压电路的选取

1.限流式

EsRABPRx图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx的电压可调范围第16页，共75页，2023年，2月20日，星期二限流式电路的特点:（1）电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.（2）电能损耗较小.第17页，共75页，2023年，2月20日，星期二2.分压式

图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx的电压可调范围EsPRxRAB第18页，共75页，2023年，2月20日，星期二分压式电路的特点:

（1）电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.但电路结构较为复杂.（2）电能损耗较大.第19页，共75页，2023年，2月20日，星期二限流式分压式可调范围变阻器电能损耗较大阻值较小阻值较小较大R＞10Rx，应选择限流式电路R＜10Rx，应选择分压式电路若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路如无此要求，则第20页，共75页，2023年，2月20日，星期二十一、电阻的测量（伏安法）

用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R第21页，共75页，2023年，2月20日，星期二1.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,所以两种方法测量电阻都有误差．电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”第22页，共75页，2023年，2月20日，星期二2.伏安法测电阻的误差分析（1）电流表外接法电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻.说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小阻值电阻，即<VARxI总IvIR第23页，共75页，2023年，2月20日，星期二（2）电流表内接法电压表示数电流表示数测量值偏大,适于测量大阻值电阻.说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大阻值电阻，即>AVRxU总URUA第24页，共75页，2023年，2月20日，星期二外接法内接法误差来源测量结果适用条件伏特表的分流电流表的分压R真＞R测

R真＜R测

R>>RA

R<<RV

电流表内外接法比较第25页，共75页，2023年，2月20日，星期二3.伏安法测电阻的电路选择当时，选用电流表内接法．时，选用电流表外接法．当用外接法．即用内接法．若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则第26页，共75页，2023年，2月20日，星期二例3.用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx：范围在5Ω—8Ω，额定功率1WB.电流表A1：量程0—0.6A（内阻0.2Ω）C.电流表A2：量程0—3A（内阻0.05Ω）D.电压表V1：量程0—3V（内阻3kΩ）第27页，共75页，2023年，2月20日，星期二E.电压表V2：量程0—15V（内阻15Ω）F.滑动变阻器R：0—100ΩG.蓄电池：电动势12VH.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选

，电压表应选

，并画出电路图.第28页，共75页，2023年，2月20日，星期二由Ω>Rx知，应选外接法先确定测量电路额定电流Im=≈0.45A，应选电流表A1额定电压Um=≈2.8V，应选电压表V1由R=100Ω＞10Rx知，应选择限流式电路再确定控制电路其电路图如图所示.【解析】R第29页，共75页，2023年，2月20日，星期二A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不对R1R1R2R3R3abcdAR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V1.如图所示电路,当ab两端接入100V电压时,cd两端电压为20V,当cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3为()【解析】第30页，共75页，2023年，2月20日，星期二2.如图所示电路中,R1=20Ω,R2=40Ω,R3=60Ω,R4=20Ω,R5=40Ω,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=140V,A、B端短路,则通过R1的电流为0.6AD.若UCD=140V,A、B端短路,则通过R3的电流为0.4AR1R4R3R2R5ABCDACD第31页，共75页，2023年，2月20日，星期二3.有四盏灯，接入如图所示的电路中,Ｌ1和Ｌ2的电阻均为484Ω,Ｌ3和Ｌ4的电阻均为1210Ω,把电路接通后,四盏灯的电流之比I1:I2:I3:I4=

.L1UL2L3L47:5:2:7第32页，共75页，2023年，2月20日，星期二A.0～10VB.0～20VC.10V～20VD.20V～30V4.在图中，AB间的电压为30V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，UCD的变化范围是()RVRRABCDC第33页，共75页，2023年，2月20日，星期二A.保持R2不变,增大R1B.增大R1,减小R2C.保持R2不变,减小R1D.增大R2,减小R15.如图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4V时，电流表的指针G刚好满偏，当a、b间的电压为3V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是()ABR1R2aGb第34页，共75页，2023年，2月20日，星期二6.用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,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CAVs第35页，共75页，2023年，2月20日，星期二7.如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R的测量值比真实值

,测量值为

,真实值为

.小100Ω125ΩAVRcd第36页，共75页，2023年，2月20日，星期二8.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)、(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用

图测得Rx的误差较小,测量值Rx=

.（a）1000ΩAVAVRxRx(a)(b)第37页，共75页，2023年，2月20日，星期二9.如图所示为一双量程电压表的示意图.已知电流表G的量程为0～100μA,内阻为600Ω,则图中串联的分压电阻R1=

Ω,R2=

Ω。GR1R2+5V15V4.94×1041×105第38页，共75页，2023年，2月20日，星期二10.如图所示,电路由电流计与四个电阻连接而成.电流计内阻Rg=80Ω,满偏电流Ig=1mA。R1=10Ω,R2=10Ω,R3=194Ω,R4=790Ω.若使用1、2接线柱电路可做

表。量程为0～

。若使用1、3接线柱电路可做______表。量程为0～

。若使用1、4接线柱电路可做____________表。量程为0～

。若使用1、5接线柱电路可做_________表。量程为0～

。R1R21R3R42345电流电流电压电压5mA10mA1V5V第39页，共75页，2023年，2月20日，星期二1.若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为2.若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为第40页，共75页，2023年，2月20日，星期二4串联电路和并联电路第41页，共75页，2023年，2月20日，星期二一、串联电路和并联电路的特点第42页，共75页，2023年，2月20日，星期二温馨提示

在电路电压超过用电器额定电压时，可以串接一个分压电阻；在电路中电流超过某元件的额定电流时，可并联一个分流电阻．第43页，共75页，2023年，2月20日，星期二二、电压表和电流表1．主要构造：小量程的电流表G(又称表头)和电阻

构造成的．2．表头性能参数(1)满偏电流Ig：指针偏转到

时的电流．(2)满偏电压Ug：表头通过满偏电流时，加在

两端的电压．(3)内阻Rg：电流表G的电阻．3．改装原理将表头

一个电阻改成了电压表，将表头

一个电阻改成了一个新的电流表.串联或并联最大刻度表头串联并联第44页，共75页，2023年，2月20日，星期二第45页，共75页，2023年，2月20日，星期二第46页，共75页，2023年，2月20日，星期二第47页，共75页，2023年，2月20日，星期二第48页，共75页，2023年，2月20日，星期二特别提醒

(1)无论串联、并联还是混连，只要其中一个电阻增大，总电阻一定增大；只要其中一个电阻减小，总电阻一定减小．(2)电阻串联起分压作用，电阻并联起分流作用．(3)若并联的支路增多时总电阻将减小．第49页，共75页，2023年，2月20日，星期二二、电表的改装与计算第50页，共75页，2023年，2月20日，星期二特别提醒

(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)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头G看成一个电阻Rg即可．(3)改装后电压表的量程指小量程电流表满偏时对应的R与表头串联电路的电压，改装后电流表的量程指小量程表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流．第51页，共75页，2023年，2月20日，星期二教材资料分析思考与讨论1．试证明：(1)n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之一？(2)若干不同电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻．第52页，共75页，2023年，2月20日，星期二第53页，共75页，2023年，2月20日，星期二2．图2.4－5所示是某一电流表G的刻度盘．使用时指针指着某一电流刻度，表示通过电流表的电流为某一数值，而且也意味着表头的两接线柱之间具有一定大小的电压，因此，电流表G实际上也是一个小量程的电压表．如果图中电流表的内阻是100Ω，怎样在这个刻度盘上标出相应的电压数据？第54页，共75页，2023年，2月20日，星期二点拨

由表盘可以读得电流表最大能通过3mA的电流，由欧姆定律得：Umax＝IRg＝3×10－3×100V＝0.3V，若标电压数据，应在表盘1、2、3的位置处标上0.1、0.2、0.3，单位为V.第55页，共75页，2023年，2月20日，星期二【典例1】

一盏弧光灯的额定电压是40V，正常工作时的电流是5A，如何把它接入电压恒为220V的照明线路上，使它正常工作？第56页，共75页，2023年，2月20日，星期二答案串联一个电阻，阻值为36Ω借题发挥

电路中的电压超过用电器的额定电压时，可以在电路中串联上一个电阻，以分去一部分电压，使用电器得到所需的电压．利用串联电路的特点：电压分配与电阻成正比，可以求出串联电阻的阻值．第57页，共75页，2023年，2月20日，星期二【变式1】

两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U＝12V的直流电源上，且大小不变．把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表并联在R1两端(如图2－4－1所示)，电压表的示数为8V，如果把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将(

)．A．小于4V B．等于4VC．大于4V小于8V D．等于或大于8V第58页，共75页，2023年，2月20日，星期二解析

当电压表接在R1两端时，其示数为8V，则此时电阻R2两端的电压为4V，将R1与RV并联后的电阻用R1V表示，则R1V∶R2＝8∶4＝2∶1，即R1V＝2R2，由于R1＞R1V，则R1＞2R2.当电压表改接在R2两端时，将R2与RV并联后的电阻用R2V表示，则R2＞R2V.此时电阻R1两端的电压U1与电压表示数U2V之比U1∶U2V＞2R2∶R2V＞2R2∶R2＝2.故电压表的示数将小于4V，故选项A正确．答案

A第59页，共75页，2023年，2月20日，星期二【典例2】

下列说法正确的是(

)．A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大第60页，共75页，2023年，2月20日，星期二答案

ABC借题发挥

几个电阻并联后的总电阻小于任何一个支路的电阻，并联电阻的个数越多，并联电阻越小；增加任何一个支路的电阻总电阻也相应增加，反之，减小任何一个支路电阻，总电阻也相应减少．第61页，共75页，2023年，2月20日，星期二【变式2】

有三个电阻，R1＝2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是(

)．A．6∶4∶3 B．3∶4∶6C．2∶3∶4 D．4∶3∶2答案

A第62页，共75页，2023年，2月20日，星期二【典例3】

将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是(

)．A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍D．通电时，通过电流表和分压电阻的电流一定相等第63页，共75页，2023年，2月20日，星期二解析

电流表改装成电压表后，电压按一定比例分配在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压并不改变，并且电流表和分压电阻是串联关系，通过的电流一定相等，故选项A错误，选项B、D正确．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到(n＋1)倍，故选项C错误．答案

BD借题发挥

将电流表改装成电压表，需要串联一个分压电阻，若改装成大量程的安培表，需并联一个分流电阻．第64页，共75页，2023年，2月20日，星期二【变式3】

一个电流表的电阻RA为0.18Ω，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度．现将其最大量程扩大为100A，需________联一个________Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示________A；新的电流表的内阻为________Ω.第65页，共75页，2023年，2月20日，星期二答案并0.02

1

0.018第66页，共75页，2023年，2月20日，星期二【典例4】

一个T型电路如图2－4－2所示，电路中的电阻R1＝10Ω，R2＝120Ω，R3＝40Ω.另有一测试电源，电动势为100V，内阻忽略不计．则(

)．A．当c