高考物理总复习-72串并联电路及应用课件-新人教版

第2单元 串并联电路(diànlù)及应用第一页，共48页。第二页，共48页。第三页，共48页。一、串联电路1．电路中各处电流相等，即I＝I1＝I2＝I3＝…＝In.2．电路两端的总电压等于各部分(bùfen)电路两端电压之和，即U＝U1＋U2＋U3＋…＋Un.3．总电阻等于各个导体电阻之和，即R＝R1＋R2＋R3＋…＋Rn.第四页，共48页。第五页，共48页。第六页，共48页。第七页，共48页。第八页，共48页。【名师点拨】串联电阻具有分压作用，电阻越大，分得电压越大，电阻越小，分得的电压越小．利用(lìyòng)这一点，可制成分压器如图所示，滑动变阻器滑片P可将滑动变阻器全电阻R分成两部分RAP与RPB，二者相当于串联．当滑片P向上移动时，RAP减小，RPB增大，输出端电压UCD减小，UDE增大．第九页，共48页。第十页，共48页。第十一页，共48页。第十二页，共48页。4．电路中任一电阻增大时，总电阻将增大．反之，总电阻就减小．5．若并联电路中各支路(zhīlù)电阻之和为定值时，当各支路(zhīlù)电阻相等时，并联总电阻有最大值．第十三页，共48页。【例2】如图所示，电路中各电阻阻值(zǔzhí)已标出，当输入电压UAB＝110V时，输出电压UCD＝________V.第十四页，共48页。第十五页，共48页。第十六页，共48页。第十七页，共48页。一、等效电路图的画法1．电路化简原则(1)无电流的支路化简时可去除．(2)等电势的各点化简时可合并．(3)理想导线可任意长短．(4)理想的电流表可认为短路(duǎnlù)，理想的电压表可认为断路．(5)电压稳定时电容器可认为断路(电容器两极间为绝缘物质)．第十八页，共48页。2．常用等效化简方法(1)电流分支法：①先将各节点用字母标上；②判定各支路元件的电流方向(fāngxiàng)(若无电源，可假设在总电路两端加上电源后判断)；③按电流的流向，自左到右将各元件、节点、分支逐一画出(遇见电流分支，必定是并联)；④将画出的等效图加工整理．(2)等势点排列法：①将各节点用字母标出；②判定各节点电势的高低(若电路中无电源，可在总电路两端加上电源)；③将各节点按电势高低自左到右排列，再将各节点之间的支路画出；④将画出的等效图加工整理．第十九页，共48页。第二十页，共48页。【解析】将电源的负极定位A点，左边第一个电阻的左端(即与电源负极连接(liánjiē)的点)为B点，电源的正极定为C点，把等势点标上不同字母．对于理想电流表而言，相当于导线，可画出如下图所示的等效电路．第二十一页，共48页。根据(gēnjù)电势相等可进一步画出图形，进一步整理可得如图所示的图形．第二十二页，共48页。再把流经各个电阻(diànzǔ)上的电流分别流经哪一块电流表找出，并把电流表再插入电路中，可得如下等效电路图．第二十三页，共48页。【答案(dáàn)】3∶2∶2第二十四页，共48页。二、用电器接入电路时的约定在电路的分析和计算中，常常遇到用电器不是额定功率下的工作状态，从理论上分析，这时用电器的阻值会随着实际电流的变化阻值发生变化，即使原来(yuánlái)相同的用电器，由于在电流不同的支路，阻值也不同，这给我们的分析造成困难，不知在这种变化中如何分析，从电路工作的分析来看，我们主要寻求的是变化的规律或趋势，阻值的微小变化并不影响变化规律的探寻，除非是专门探究小灯泡的伏安特性曲线的问题，否则，纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其电阻不变．第二十五页，共48页。用电器的实际(shíjì)功率超过额定功率时，认为它将被烧毁，不考虑其安全系数，有别于实际(shíjì)灯泡的略微超过额定功率的特亮情况．没有注明额定值的用电器(如用于限流的变阻器等)接入电路时，认为其工作的物理量均不大于其额定值，能安全使用．第二十六页，共48页。【例2】两个(liǎnɡɡè)用电器的额定电压都是6V，额定电流分别是0.1A和0.3A.(1)把这两个(liǎnɡɡè)用电器并联后接在电压为8V的电路中，要使它们正常工作，应附加多大电阻？怎样连接？功率至少需多大？(2)如果把它们串联后接在12V的电路上，要使它们正常工作应该怎样做？第二十七页，共48页。【解析】(1)两个用电器(diànqì)的额定电压都是6V，并联后接入6V的电路中就能正常工作；现给的电压是8V，大于6V，故应串联一个分压电阻Rx，使其分担2V的电压，这个附加电阻通过的电流，应等于通过两用电器(diànqì)的电流之和，电路连接情况如图甲所示．图甲第二十八页，共48页。第二十九页，共48页。(2)由于两个用电器的额定电流不同，所以不能把它们简单地串联在电路上，如果把它们串联后连入12V电路中，且使通过(tōngguò)R2的电流为0.3A(这时R2两端的电压等于6V)，通过(tōngguò)R1的电流为0.1A(这时R1两端的电压也等于6V)，就必须在R1两端并联一个分流电阻Rx，使其分去(0.3－0.1)A的电流，如图乙所示．图乙第三十页，共48页。【答案】(1)串联(chuànlián)5Ω电阻，0.8W(2)R1两端并联30Ω的电阻，1.2W第三十一页，共48页。三、电路的故障分析电路出现的故障有两个(liǎnɡɡè)原因：①短路，②断路．一般检测故障用电压表．①如果电压表示数为0，说明电压表上无电流通过，可能与电压表并联路段内有短路或与电压表并联路段之外有断路．②若电压表有示数，说明电压表上有电流通过，则与电压表并联路段内无短路或与电压表并联路段之外无断路．第三十二页，共48页。【例3】用电压表检查(jiǎnchá)如图所示电路中的故障，测得Uad＝5.0V，Ucd＝0V，Uab＝5.0V，则此故障可能是()A．L断路 B．R断路C．R′断路 D．S断路第三十三页，共48页。【解析】Uab＝5.0V，说明bcd与电源(diànyuán)之间和a与电源(diànyuán)之间的元件和导线是完好的，只能是R断路．【答案】B第三十四页，共48页。【触类旁通】在如图所示的电路中，电源两端电压恒定，由于某个电阻发生故障，电压表的读数(dúshù)减小而电流表的读数(dúshù)增大，如果两只电表都可看作理想电表，则可能是()A．R1断路 B．R1短路C．R2短路 D．R3短路第三十五页，共48页。【解析】如果R1断路，R2、R3串联，则R2分得的电压(diànyā)减小，R3分得的电压(diànyā)增大，因此通过R3的电流增大，因此符合题意；如果R1或R3短路，则电流表和R3或R1均被短路，电流表示数为零，故不合题意；如果R2短路，则R1、R3并联，电流表示数增大，电压(diànyā)表示数为零，故A、C选项符合题意．【答案】AC第三十六页，共48页。第三十七页，共48页。一、惠斯通电桥(diànqiáo)如图所示，ab、bc、cd和da四条支路分别由电阻R1(Rx)、R2、R3、R4组成，称为电桥(diànqiáo)的四条臂．适当调节各臂的电阻值，使通过检流计的电流为零，既IG＝0，此时电桥(diànqiáo)达到平衡，b、d两点的电势相等，则有R1·R3＝R2·R4.第三十八页，共48页。【例1】(2013·安徽)用如图所示的电路可以测量电阻的阻值，图中Rx是待测电阻，R0是定值电阻，Ⓖ是灵敏度很高的电流表，MN是一段均匀的电阻丝．闭合开关，改变滑动头P的位置(wèizhi)，当通过电流表Ⓖ的电流为零时，测得MP＝l1，PN＝l2，则Rx的阻值为()第三十九页，共48页。第四十页，共48页。【答案(dáàn)】C第四十一页，共48页。【触类旁通】如图所示，如图甲为在温度为10℃左右的环境中工作的某自动恒温箱原理简图，箱内的电阻R1＝20kΩ，R2＝10kΩ，R3＝40kΩ，Rt为热敏电阻，它的电阻随温度变化的图线如图乙所示，当a、b端电压Uab＜0时，电压鉴别器会令开关S接通，恒温箱内的电热丝发热，使箱内温度提高(tígāo)；当Uab＞0时，电压鉴别器S断开，停止加热．则恒温箱内的温度大约恒定在()第四十二页，共48页。A．10℃ B．35℃C．50℃ D．60℃第四十三页，共48页。【解析】由题意，得当Uab＝0时，恒温箱保持稳定，根据串并联电路电压与电阻的关系，可知R1∶R2＝2∶1，只有R3∶Rt也为2∶1的时候，Uab＝0，此时电桥平衡，所以可知Rt电阻20kΩ，从图乙可以(kěyǐ)看出，电阻为20kΩ时，温度为35℃.【答案】B第四十四页，共48页。二、节点电流电流定律的第一种表述：在任何时刻，电路中流入任一节点中的电流之和，恒等于(děngyú)从该节点流出的电流之和．电流定律的第二种表述：在任何时刻，电路中任一节点上的各支路电流代数和恒等于(děngyú)零．第四十五页，共48页。【例2】如图所示为复杂电路一部分，图中电阻R1＝3Ω，R2＝2Ω，R3＝1Ω，电流(diànliú)I1＝2A，I2＝1.5A