24串联电路和并联电路

1、4 串联电路和并联电路,一、认识电路,电路分为：简单电路，串、并联电路， 混合电路,一、认识电路,1.什么是电路的串联?,把几个导体依次首尾相连，接入电路,把几个导体的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路,2.什么是电路的并联?,I0 = I1 = I2 = I3,串联电路各处的电流相等,2.并联电路:,并联电路的总电流（干路中的电流）等于各支路的电流之和,二、电流特点,1.串联电路:,I0 = I1 + I2 + I3,U03=U01+U12+U23,结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,三、电压特点,1.串联电路:,U01=01,各点的电势与各点之间的电势差有什么关

2、系?,U12=12,U23=23,比较电压关系?,U03=03,U=U1=U2=U3,并联电路的总电压与各支路的电压相等,2.并联电路:,比较0、1、2、3点的电势关系?,比较4、5、6点的电势关系?,比较电压关系?,串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,三、电阻特点,1.串联电路:,讨论：多个电阻串联呢？,U=U1+U2,2.并联电路:,讨论：多个电阻并联呢？,并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,三、电阻特点,串联电路:,并联电路:,讨论：,1、串联电路的总电阻越串越大；并联电路的总电阻越并越小。,2、串联电路的总电阻比其中最大的电阻大；并联电路的总电阻比其中最小的电阻小。,3

3、、R1和R2并联,4、n个相同的电阻R并联,5、无论是串联还是并联或是混联，其中一个电阻增大，总电阻也会增大；一个电阻减小，总电阻也会减小。,6、当一个很大的电阻与一个很小的电阻串联时，总电阻接近于大电阻；当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻接近于小电阻。,串联电路:,并联电路:,R= R1R2/(R1+R2),R总R/n,五、串并联电路特点,1.串联电路,2.并联电路,五、串并联电路特点,推论1：串联电路电压的分配跟电阻成正比,推论2：并联电路电流的分配跟电阻成反比,3.两个推论,1.如图所示电路，当ab两端接入100V电压时，cd两端为20V，当cd两端接入100V电压时，ab两

4、端电压为50V，则R1:R2:R3为( ),A. 4:2:1 B. 2:1:1 C. 3:2:1 D. 以上都不对,R1,R1,R2,R3,R3,a,b,c,d,A,100V,20V,40V,40V,100V,50V,25V,25V,当堂练习,因为两个R3没有构成完整电路，但是他们两侧绝对存在电动势，要明确，一个不完整的电路体系不会有电流，,2.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=84V B.若UAB=140V，C、D端开路，则UCD=140V C.若UCD=104V，

5、A、B端短路,则通过R1的电流为0.6A D.若UCD=104V，A、B端短路,则通过R3的电流为0.4A,R1,R4,R3,R2,R5,A,B,C,D,ACD,3.有四盏灯，接入如图的电路中, 1和2的电阻均为484,3和4的电阻均为1210, 把电路接通后,四盏灯的电流之比I1:I2:I3:I4= .,7:5:2:7,电压表和电流表,1、在电路中，串联电阻起什么作用？,在电路中，串联电阻起分压作用，且电压的分配与电阻成正比。,2、在电路中，并联电阻起什么作用？,在电路中，并联电阻起分流作用，且电流的分配与电阻成反比。,今天我们就来学习利用串联电阻的分压作用和并联电阻的分流作用分别将小量程电

6、流表G（表头）改装成电压表和电流表。,（一）、电流计（小量程电流表，也叫表头）,2.原理：磁场对电流的作用,3.电流计符号：,5.测量实际电流、电压的困难,五、电压表和电流表,1、作用：,测量微小电流和电压,4. 三个主要参数,表头的内阻:Rg,满偏电流：Ig,满偏电压：Ug,电流计相当一个电流可读的电阻,(二)、电压表,1.用电流计来改装,2.例1:有一个电流表G，内阻Rg=10，满偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为03V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？,五、电压表和电流表,R=990 Rv=1000 ,给表头串联一个阻值较大的电阻,例2.有一个电流表G，内阻Rg=2

7、5，满偏电流Ig=3mA。要把把它改装为量程为00.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？,(三)、电流表,五、电压表和电流表,R=0.126 RA=0.125 ,在表头上并联一个阻值较小的电阻,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,表头（G）改装成双量程电压表 【例】如图所示，有一个表头G，满偏电流为g=1 mA，内阻Rg= 100 ，用它改装为有5 V和50 V两种量程的电压表，求R1、R2的阻值各为多大？,解析：当公共端与5 V端接入被测电路时，量程为

8、U1=5 V，当公共端与50 V端接入被测电路时，量程为U2=50 V. 由串联电路的电压分配关系可知： R1= =4900 =4.9 k R2= =49900 =49.9 k,表头（G）改装成双量程电流表 【例】如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500 mA，内阻Rg=200 ，用它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？,解析：当公共端与1 A端接入电路时，量程为1=1 A，当公共端与10 A端接入电路时，量程为2=10 A。 当公共端与1 A端接入被测电路时，电阻R1和R2串联，再与表头内阻Rg并联。由并联电路中的电流分配关系 可得：R1+R2=Rg 代

9、入g、Rg的数值得R1+R2=200 ,当公共端与10 A端接入被测电路时，电阻R1与表头支路的电阻Rg+R2并联。由并联电路的特点可知： g（Rg+R2）=（2-g）R1 代入g、2、Rg的数值，可得 R2+200 =19 R1 由解得 R1=20 ， R2=180 说明对于1=1 A的量程，G是它的表头，对于2=10 A的量程，G与R2串联后相当于它的表头.,伏安法测电阻,我们在初中已经做过“用电压表、电流表测电阻”的实验，现在，再做“伏安法测电阻”，是不是简单的重复呢？在初中时，我们认为电流表的电阻为零，电压表的电阻是无穷大的，这只是理想情况。实际情况是电流表并非无电阻，电压表也并不是电

10、阻无穷大，用这样的表去测量电阻，会对测量结果产生什么样的影响呢？今天我们就来研究这个问题。,甲图称为电流表外接法，乙图称为电流表内接法。,一、电流表的内、外接法,电流表内外接法误差讨论,1.电流表外接法,（1） 引起误差的原因： 由于电压表的分流，使电流表的读数比通过电阻的电流大，使测得的电阻比实际值偏小。,（2）选择：适合测小电阻。,电流表内外接法误差讨论,2.电流表内接法,（1）引起误差的原因： 由于电流表的分压，使电压表的读数比电阻两端的电压大，使测得的电阻比实际值偏大。,（2）选择：适合测大电阻。,“小外小，大内大”,例1、已知电压表内阻Rv=2.5k,电流表的内阻RA=0.1，用伏安

11、法测未知电阻的阻值。若未知电阻的阻值约为5时，应采用电流表的_接法，此时电路的测量值比真实值_（偏大或偏小）；若未知电阻的阻值约为500时，应采用电流表的_接法，此时电路的测量值比真实值_（偏大或偏小） 。,电流表内外接法的选择,，是小电阻，用电流表外接法误差小。,，是大电阻，用电流表内接法误差小。,1、阻值比较法,Rx 接近电流表的内阻，是小电阻，采用外接法,Rx 接近电压表的内阻，是大电阻，采用内接法,2、临界值计算法,3、试触法: 用P端分别接a和b，看电压表和电流表的示数变化情况。,说明电流表的分压作用大，Rx为小电阻，采用外接法；,说明电压表的分流作用大，Rx为大电阻，采用内接法。,

12、若电压表的示数变化显著：,若电流表的示数变化显著：,例1、已知电压表内阻Rv=2.5k,电流表的内阻RA=0.1，用伏安法测未知电阻的阻值。若未知电阻的阻值约为5时，应采用电流表的_接法，此时电路的测量值比真实值_（偏大或偏小）；若未知电阻的阻值约为500时，应采用电流表的_接法，此时电路的测量值比真实值_（偏大或偏小） 。,外,内,偏小,偏大,若未知电阻的阻值约为50应采用电流表的什么接法？,例2、如图，当S与1接触时，电压表的示数为2.00V,电流表的示数为0.22A，当S与2接触时，电压表的示数为2.05V,电流表示数为0.20A,为使测量结果更准确些，S应与哪一个接触？R的测量值为多大

13、？,这个题目能知道R的准确值吗？,用内接法，s应接2 R测=10.25 ,总电压不变可求R=10.02，总电压变不可求,4、常识：几欧姆阻值的电阻是小电阻，上千欧姆阻值的电阻是大电阻，如测小灯泡伏安特性曲线实验中小电珠的电阻是小电阻，再如测金属丝电阻率实验中金属丝的电阻是小电阻 。,二、变阻器的分压式与限流式接法,1. 限流式:,（1）电压调节范围：,（2）在R滑较大时， 选此法可使电压调 节范围较大。,2. 分压式:,（1）电压调节范围：,（2）在R滑较小时， 选此法可使电压变化较均匀，便于调节。,a,a,b,p,a,b,p,2.选用两种接法的原则: （1）实验中要求负载上的电压从零开始连续

14、变化，或电压变化范围大，则只能用分压式； （2）若用限流式，当滑动变阻器的阻值调到最大时，负载电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过负载的额定电流，则必须选用分压式； （3）负载电阻的阻值远大于变阻器的总电阻，须用分压式。,（5）在负载电阻的阻值与变阻器的总阻值差不多时，两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法耗能小。,（4）负载电阻的阻值小于变阻器的总电阻或相差不多，且电压、电流变化不要求从零开始调起时，可采用限流接法；,例3：欲用伏安法测定一段电阻丝的电阻，其阻值约为12，要求测量结果尽量准确，并且电压、电流测量范围尽可能大一些下列器材中电流表应

15、选用的是（填选项代号，下同），电压表应选用的是，滑动变阻器应选用的是在下面的方框内画出应采用的电路图 A电池组E（6V，内阻很小） B电流表A1（03A,内阻0.0125） C电流表A2（00.6A,内阻0.125） D电压表V1（03V，内阻3k） E电压表V2（06V，内阻6k） F滑动变阻器R1（010，2A） G滑动变阻器R2（01000，1A） H电键、导线,A2,V2,R1,三、电表、滑动变阻器选择原则,1、安全性原则：电流、电压不能超过电表、滑动变阻器、待测电阻允许的最大值,2、准确性原则：电流、电压的指针一般要为满偏的1/3以上；适当选择量程小的电表。,3、方便性原则：限流式变

16、阻器应使其总电阻R 大于Rx，一般在25倍为好；分压式变阻器总阻值应使其总电阻R 小于Rx，一般取R 在0.1 Rx 0.5 Rx之间；,4、节能性原则：不需要使用分压式接法时，滑动变阻器优先考虑限流式接法,例4（10福建）如图所示是一些准备用来测量待测电阻Rx阻值的实验器材，器材及其规格列表如下,为了能正常进行测量并尽可能减少测量误差，实验要求测量时电表的读数大于其量程的一半，而且调节滑动变阻器能使电表读数有较明显的变化。请用实线代表导线，在所给的实验器材图中选择若干合适的器材，连成满足要求的测量Rx阻值的电路。,分析：由于待测电阻约1000，滑动变阻器最大电阻为100，要使电表读数发生变化

17、，滑动变阻器必须使用分压式接法。当电源电动势全部加在待测电阻上时，流过的电流约为0.3A,显然不能用电流表来测电流，而应该把其中一个电压表V1当电流表来使用。伏安法应使用外接法。,练习 在物理兴趣小组活动中，一同学利用下列器材设计并完成了“探究导体阻值与长度的关系”的实验。 电压表V1量程3V 内阻约为900 电压表V2量程10V内阻约为3K 电流表A量程60mA 内阻约为5 电源E1电动势1.5V 内阻约为0.2 电源E2 电动势4.5V 内约为0.4 滑动变阻器 最大阻值为10 粗细均匀的同种电阻丝，开关、导线和刻度尺 其主要实验步骤如下： A.选取图中器材，按示意图连接电路 B.用伏安法

18、测定电阻丝的阻值R C.用刻度尺测出电阻丝的长度L D.依次减小电阻丝的长度，保持电路其他部分不变，重复步骤B、C E.处理数据，根据下列测量结果，找出电阻丝值与长度的关系,为使实验尽可能准确，请你对上述步骤中画线处加以改进。 （I）_ （II）_,根据电动势大小电压表量程不能选择10V，电路图中选择V1当然正确。的电压表为减小测量误差要求指针偏转过半，故1.5V的电动势太小，电源E1应该改选E2。 由于 为60多欧姆，第一组测量值为104.8，为大电阻用内接伏安法，第五组测量值为27.1，为小电阻用外接伏安法，这说明内外接法先用试触法判断调整后再测量。,（I）电源改选E2； （II）判断电流

19、表的内外接法，作出相应调整。,四、伏安法测电阻实物电路的连接,用伏安法较准确测量一个阻值约10欧的定值电阻器材规格如下 A电池组(6伏内阻很小)； B安培表(050毫安，内阻20欧)： C伏特表(03伏，内阻1千欧)； D滑动变阻器(010欧，1安)； E电键一个，导线若干条 根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线，并用箭头标明变阻器的滑动触头在即将闭合开关前所处的位置,例5：一直流电压表V，量程为1 V，内阻为1000。现将一阻值在50007000之间的固定电阻R1与此电压表串联，以扩大电压表的量程。为求得扩大后量程的准确值，再给定一直流电源（电动势E为67V，内阻可忽略不计），一阻

20、值R2=2000的固定电阻，两个单刀开关S1、S2及若干导线。 （1）为达到上述目的，将答题卡上对应的图连成一个完整的实验电路图.,R1 =6k 量程07v， E=6.3v,（2）连线完成以后，当S1与S2均闭合时，电压表的示数为0.90 V；当S1闭合，S2断开时，电压表的示数为0.70 V，由此可以计算出改装后电压表的量程为 V，电源电动势为 V.,练习1(13分）如图，一热敏电阻RT 放在控温容器M内：A为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9；S为开关。已知RT 在95时阻值为150，在20时的阻值约为550。现要求在降温过程中测量在9520之间的多个温度下RT 的阻值。 (1)在图中