物理人教版(2019)必修第三册11.4《串联电路和并联电路》(共22张ppt)

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名称 物理人教版(2019)必修第三册11.4《串联电路和并联电路》(共22张ppt)
格式 zip
文件大小 3.1MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-06-01 20:48:17

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文档简介

(共22张PPT)
上节回溯
1.游标卡尺原理和读数;
2.螺旋测微器原理和读数;
3.金属丝电阻率的测量:
(1)实验原理
(2)实验步骤
(3)误差分析
二、知识讲解——串、并联电路中的电流和电压
问题引入
  如果把两个电阻 R1、R2 串联或并联后看成一个电阻,你认为这个电阻跟R1、R2 应该是怎样的关系?
二、知识讲解——串、并联电路中的电流和电压
串联电路
串联:把几个导体元件首尾依次相连;
串联电路的电流:各个点的电流相等,即 I1=I2=I3=I0 ;
0
1
2
3
  恒定电流电路中电荷稳定分布,任何位置电荷不会越来越多或越来越少,所以在相等的时间内流过 0、1、2、3各点的电荷量相等,即q1、q2、q3、q0相等,根据电流的定义,I=,所以 I1=I2=I3=I0 。
二、知识讲解——串、并联电路中的电流和电压
并联电路
并联:把几个导体元件一端连在一起,另一端连在一起,最后把这两端接入电路;
并联电路的电流:干路电流等于各支路电流之和,即 I1+I2+I3=I0 ;
0
1
2
3
  根据电荷守恒定律,只有通过 0 点的电荷量等于进入各支路 1、 2、 3点的电荷量之和,才能保证电路各处的电荷量分布保持不变。即 q1+q2+q3=q0 ,根据电流的定义,I=,可知 I1+I2+I3=I0 。
二、知识讲解——串、并联电路中的电流和电压
串联电路的电压
  在串联电路中,以 φ0、φ1、φ2、φ3 分别表示各点的电势,由电势差(电压)与电势的关系,可知:U01= φ0 - φ1 、U12= φ1- φ2 、U23= φ2- φ3 ,因此U01+U12+U23= φ0 - φ1 + φ1- φ2 + φ2- φ3 = φ0- φ3 =U03 ;即串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
0
1
2
3
二、知识讲解——串、并联电路中的电流和电压
并联电路的电压
  在并联电路中,不考虑导线的电阻,0 、1 、2 、3 各点的电势相等,同样电阻右边几个电势也相等,故每个电阻两端的电压相等。因此,并联电路的总电压与各支路电压相等。
0
1
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二、知识讲解——串、并联电路中的电流和电压
串、并联电路的电压和电流的分配关系
  串联电路,电流处处相等,即 ====I,由此可知串联电路中各导体电阻两端电压,跟它们的阻值成正比。
  并联电路,各支路电压相等,即 I1R1=I2R2=I3R3=I总R总=U,由此可知,并联电路通过各支路电流的大小跟它们的电阻成反比。
二、知识讲解——串、并联电路中的电阻
思考
  回顾一开始的问题如果要把串联或并联的两个电阻看成一个电阻,这个电阻与原本的两个电阻有什么关系?要用一个电阻等效替代这两个电阻又需要满足什么条件?
二、知识讲解——串、并联电路中的电阻
串联电路中的电阻
  串联电路中,R1、R2 两端的总电压等于两个电阻两端的电压之和,即:
U=U1+U2
  如果用一个电阻等效替代这两个电阻,那么这个电阻 R 两端的电压即为U,电流为 I,由 R= 串联电路,各点电流相等,把上式中两边各除一个I ,即:

可得:R=R1+R2
串联电路的总电阻等于各部分电阻之和。
二、知识讲解——串、并联电路中的电阻
并联电路中的电阻
  并联电路中,干路电流等于流过R1、R2 两电阻的电流之和,即:I=I1+I2
  如果用一个电阻等效替代这两个电阻,那么这个电阻 R 两端的电压即为U,电流为 I,由 R= ,并联电路,总电压与各支路电压相等,把上式中两边各除一个U,即:+
可得:=+
并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
二、知识讲解——串、并联电路中的电阻
串、并联电路的应用
  滑动变阻器的限流式接法:
  根据串联电路电压分布规律不难得出,滑动变阻器滑片在最左端时Ux=,电阻 Rx 两端的电压范围即为 Ux ~ U ,电流的范围为 ~ 。
R0
U
S
Rx
V
二、知识讲解——串、并联电路中的电阻
串、并联电路的应用
  滑动变阻器的限流式接法:
U
S
Rx
R0
R
V
  根据并联电路的规律,滑动变阻器滑片在最左端时,电阻 Rx 被短路,滑片在最右端时,电阻 Rx 相当于与 R 并联,因此 Rx 两端电压变化范围为 0 ~ U,电流变化范围为 0 ~
二、知识讲解——电压表和电流表的电路结构
小量程电流表——灵敏电流计
  常用的电压表和电流表都是用小量程的电流表(表头)改装而成的。
1.电路图符号:
2.特点:通电后,指针偏转角度与电流大小成正比;
3.主要参数:
(1)内阻 Rg ;
(2)满偏电流 Ig ;
(3)满偏电压 Ug ;
G

二、知识讲解——电压表和电流表的电路结构
电压表
  电压表可以看做可以显示自身电压的大电阻;
  表头的满偏电流和满偏电压一般都很小,如果给表头所在的电路串联一个大电阻 R ,如图所示,串联电阻 R 可以分担大部分电压,这时的表头就改装成一个电压表。起这种作用的电阻通常叫作分压电阻。
  电流表可以看做可以显示自身电流的小电阻;
  如果给表头所在的电路并联一个小电阻 R ,如图所示,并联电阻 R 可以分担大部分电流,这时的表头就改装成一个电流表。起这种作用的电阻通常叫作分流电阻。
二、知识讲解——电压表和电流表的电路结构
电流表
二、知识讲解——电压表和电流表的电路结构
例题:
  一个表头的内阻为 Rg 为 30 Ω,满偏电流 Ig 为 1 mA 。要把它改装为量程 0 ~ 0.6 A 的电流表,需要并联多大的电阻?改装后电流表的内阻是多少?
分析 电流表是由表头和电阻 R 并联组成。电流表量程为 0 ~ 0.6 A ,是指通过电流表的电流为 0.6 A 时,表头的指针指在最大刻度,即通过表头的电流为Ig 。
由欧姆定律可以求出分流电阻
R===5.0×10-2 Ω
电流表的内阻 RA 等于 Rg与 R 的并联值,有
RA==5.0×10-2 Ω
解 通过电阻 R 的电流:
IR=I-Ig=( 0.6-0.001) A=0.599 A
小 结
1.串联电路
2.并联电路
3.小量程电流表改装成电压表和电流表
练 习
1.如图所示,灵敏电流计的内阻 Rg=500 Ω,满偏电流 Ig=1 mA。当使用 a、b 两个端点时是量程为 0 ~ 201 mA 的电流表,当使用 a、c 两个端点时是量程为 0 ~ U 的电压表。已知 R1=100 Ω,则R2 与 U 的值分别为(  )
A. R2=2.5 Ω,U=20.6 V
B. R2=2 Ω,U=20.6 V
C. R2=2.5 Ω,U=0.6 V
D. R2=2 Ω,U=0.6 V
A
G
R2
R1
a
b
c
练 习
2. 下图是有两个量程的电压表,当使用 A、B 两个端点时,量程为 0 ~ 10 V,当使用 A、C 两个端点时,量程为 0 ~ 100 V。已知表头的内阻 Rg 为 500 Ω ,满偏电流 Ig 为 1 mA ,求电阻 R1、R2 的值。
答:当使用 A、B 两个端点时,接 10 V 电压,电流表满偏,即电流为满偏电流,有 Ig(Rg+R1)=10 V ,解得 R1=9.5×103 Ω ;当使用 A、C 两端点时,接100 V 电压,即 Ig(Rg+R1+R2)=100 V ,解得 R2=9.0×104 Ω
练 习
3. 下图是有两个量程的电流表,当使用 A、B 两个端点时,量程为 0 ~ 1 A,当使用 A、C 两个端点时,量程为 0 ~ 0.1 A 。已知表头的内阻 Rg 为 200 Ω ,满偏电流 Ig 为 2 mA ,求电阻 R1、R2 的值。
答:当使用 A、B 两个端点时,R2与电流表串联后再与 R1 并联,有 Ig(Rg+R2)=(I1-Ig)R1,当使用 A、C 两端点时,R1 与 R2 串联后再与电流表并联,即 IgRg=(I2-Ig)(R1+R2),联立解得 R1=0.41 Ω ,R2=3.67 Ω 。