11.4 串联电路和并联电路课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第十一章
电路及其应用
11.4
串联电路和并联电路
学习目标
1.分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程。
2.
依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。
3.
通过建立简化模型，应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理，理解理想电表是一种科学抽象的产物，进一步体?会理想化模型的思想方法。
11.4
串联电路和并联电路
什么是电路的串联?
把几个导体元件依次首尾相连的方式
什么是电路的并联?
把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式
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串联电路和并联电路
【开启新探索】
初中我们学过串、并联电路中的电流规律、电压规律，高中我们将要学习，为什么电路中会存在这样的规律？
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串联电路和并联电路
【质疑提升1】串联、并联电路中的电流
1.
初中已学习了串联电路中电流处处相等。结合高中所学内容说明，串联电路的电流为什么处处相等？
11.4
串联电路和并联电路
在恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的．因此在相等的时间内通过串联电路各部分的电荷量必须相等．故有串联电路各处的电流相等．
【质疑提升1】串联、并联电路中的电流
11.4
串联电路和并联电路
2.
初中已学习了并联电路的总电流等于各支路电流之和。结合高中所学内容说明，并联电路的总电流为什么等于各支路电流之和？
在并联电路中，要保持电路各处电荷量分布稳定不变，在相同时间内流过干路某横截面的电荷量必须等于流过各支路横截面的电荷量之和，即并联电路的总电流等于各支路电流之和．
U01=φ0－φ1
U12=φ1－φ2
U23=φ2－φ3
U03=φ0－φ3
U03=U01+U12+U23
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和
【质疑提升2】串联、并联电路中的电压
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串联电路和并联电路
1.通过高中知识说明：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
比较0、1、2、3点的电势关系?
U=U1=U2=U3
并联电路的总电压与各支路的电压相等
φ0=φ1=φ2=φ3
比较4、5、6点的电势关系?
φ4=φ5=φ6
2.通过高中知识说明：并联电路的总电压与各支路电压相等。
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串联电路和并联电路
3.
串联电路中的每一个电阻通过的电流都相等，但都可以分担一部分电压，试证明，串联电阻分压与电阻成正比。
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串联电路和并联电路
串联分压，分压与电阻成正比。即电阻越大，分压越大。
4.　并联电路中的每一个电阻两端的电压都相等，但都可以分担一部分电流，试证明，并联电阻分流与电阻成反比。
11.4
串联电路和并联电路
并联分流，分流与电阻成反比。即电阻越小，分流越大。
【质疑提升3】串联、并联电路中的电阻
1.　如图所示，两个电阻R1、R2串联接入电路，两端加电压U、产生电流I。如果将这两个电阻换为另个一个电阻R，接入电路，两端加电压U、也产生电流I，则这一个电阻R和两个电阻R1、R2在效果和大小上怎样的关系？
11.4
串联电路和并联电路
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
总电阻等于各部分电路电阻之和
(总电压等于各部分电压之和)
(等两边同除以电流I)
(电流处处相等I1
=
I2
=
I)
R=R1+R2
2.　如图所示，两个电阻R1、R2并联接入电路，两端加电压U、产生电流I。如果将这两个电阻换为另个一个电阻R，接入电路，两端加电压U、也产生电流I，则这一个电阻R和两个电阻R1、R2在效果和大小上怎样的关系？
11.4
串联电路和并联电路
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
（总电流等于各支路的电流之和）
（两边同除以电压U）
（并联电路电压相等）
不管电路如何连接，只要有一个电阻增大（减少），总电阻就增大（减少）。
串联电路：
并联电路：
串联
R总
R总
并联
R总
R总
思考：（1）总电阻与任一电阻大小关系？
（2）如果增大其中一个电阻的阻值，R总会如何变化？
R1
增加一个R
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串联电路和并联电路
R
>
Rn
R
<
Rn
越串越大，比大的还大
越并越小，比小的还小
总电阻与大电阻接近
总电阻与小电阻接近
串、并联电路总电阻的比较
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串联电路和并联电路
【质疑提升4】电压表和电流表的电路结构
1.　在初中的学习中，我们通常认为电压表的电阻极大，接入某支路时，电压表支路相当于断路；电流表的电阻极小，接入某支路时，电流表相当于导线，短路。但实际上，电压表支路仍有较小的电流、电流表两端极有较小的电压。常用的电压表、电流表都是由小量程的电流表（表头）改装而成的。
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串联电路和并联电路
从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。但表头的电流可以从刻度盘上读出。阅读课本，用哪些物理量描述表头？这些物理量之间存在怎样的关系？
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串联电路和并联电路
①内阻:电流计内阻Rg
②满偏电流：指针达到最大值，
满偏时通过表头的电流
Ig
③满偏电压：表头满偏时，加在表头两端的电压Ug
0
1
2
3
mA
2.　若已知表头的Ig＝10μA、Rg=1000Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电流表内阻为多少？表盘刻度应如何调整？
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串联电路和并联电路
思考1：电流表G的能直接作为电流表测0.6A电流？如果不能，怎么办？
并联一个电阻，分担一部分电流
（并联分流)
思考2：当被测电压是0.6A时，指针应该指在哪里？通过表头电流多少？其余的电流到哪去啦？
满偏，Ig，通过并联的电阻。
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串联电路和并联电路
思考3：并联分流的电阻为多少？
=
思考4：此时，改装的电流表内阻为多少？
=
欧姆定律
分流关系
=
令：I=nIg
则有
=
0
0.2
0.4
0.6
A
0
1
2
3
mA
（1）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+
）即可
（2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可。
问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？
11.4
串联电路和并联电路
2.　若已知表头的Ig＝10μA、Rg=1000Ω，若要改装成量程为3V的电压表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电压表内阻为多少？表盘刻度应如何调整？
11.4
串联电路和并联电路
思考1：电流表G的满偏电压为多少，能直接接在3V的电压两端吗？不能，怎样办？
Ug=IgRg=0.01V
不能直接接3V。
串联一个电阻，分担一部分电压
（串联分压)
思考2：当被测电压是3V时，指针应该指在哪里？通过表头电流多少、表头两端的电压为多少？其余的电压到哪去啦？
满偏，Ig、Ug，分在串联的电阻两端。
思考3：串联分压的电阻为多少？
11.4
串联电路和并联电路
=
思考4：此时，改装的电流表内阻为多少？
=
欧姆定律
分压关系
=
令：U=nUg
则有
二
问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？
0
1
2
3
V
0
1
2
3
mA
（1）在电流计原刻度的基础上乘以（
+R）即可。
（2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可。
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串联电路和并联电路
电压表、电流表的改装及其特点
项目
小量程电流表G
改装成大量程电压表V
小量程电流表G
改装成大量程电流表A
电路结构
R的作用
分压
分流
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串联电路和并联电路
电表改装问题的几点提醒
(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指R与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量程指R与表头并联电路的总电流。
(3)改装为电压表需串联一个大电阻，且串联电阻的阻值越大，改装后电压表的量程越大
(4)改装为电流表需并联一个小电阻，且并联电阻的阻值越小，改装后电流表的量程越大
(5)改装过程把表头看成一个电阻Rg，通过表头的满偏电流Ig是不变的。
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串联电路和并联电路
学习小结