物理人教版（2019）必修第三册11.4串联电路和并联电路（共31张ppt）

(共31张PPT)
第十一章电路及其应用
第四节：串联电路和并联电路
一、串联电路和并联电路
串联电路：
把几个导体元件依次首尾相连
并联电路：
把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起
二、串联、并联电路的电流
结论：串联电路中各处的电流相等。
0
1
2
3
I0=I1=I2=I3
恒定电流电路中，在相等时间内通过串联电路中各个位置的电荷量一定相同
并联电路的电流
结论：并联电路中，干路中总电流等于各支路电流之和。
0
1
2
3
I1
I2
I3
I0
在相等时间内通过干路的电荷量等于各支路的电荷量之和。
I0=I1+I2+I3
三、串联、并联电路的电压
电势最高
电势最低
导线中电势降落如何？
电势降落U，就是加在电阻上的电压。
U01+U12+U23=（φ0—φ1）+（ φ1—φ2）+ （φ2—φ3）= φ0—φ3 = U03
U总=U1+U2+U3
并联电路的电压
结论：并联电路的总电压与各支路电压相等。
四、串联、并联电路的电阻
串联电路的电阻
R总
U
I
结论：串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和。
即串联电路总电阻大于任何一个串接电阻
若R1=R2=R,则R总=nR
并联电路的电阻
R总
U
I
I0=I1+I2+I3+...+In
结论：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
③并联总电阻于支路电阻的大小关系？
并联总电阻小于任一支路电阻
④并接的支路越多（n越大），并联总电阻越 ？
并接的支路越多（n越大），并联总电阻越小
⑤并接的某一电阻Rn变大（小），并联总电阻变 ？
并接的某一电阻Rn变大，并联总电阻变大（小）
五、串联（并联）电路电压（电流）与电阻的关系
串联电路电压与电阻的关系
串联电路电压之比等于电阻之比
串联电路，元件的端电压按电阻大小分配。串联（电阻）分压
并联电路电流与电阻的关系
并联电路电流之比等于电阻反比
并联电路，流过元件的端电压电流之比等于电阻反比。并联（电阻）分流
小结
串联 并联
电流 串联电路中各处的电流相等。 并联电路中，干路中总电流等于各支路电流之和。
电压 串联电路总电压等于各元件两端的电压之和 并联电路的总电压与各支路电压相等
电阻 串联电路的总电阻等于各部分电路的电阻之和。 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
串联电路总电阻大于任何一个串接电阻 并联总电阻小于任一支路电阻
串联电阻越多，总电阻越大 并联支路越多，总电阻越小
任一电阻变大，总电阻变大
串联电路电压之比等于电阻之比 并联电路电流之比等于电阻反比
串联分压 并联分流
应用一:电表改装
改装
小量程电流表（表头）
大量程电压表
大量程电流表
应用二:电压表和电流表的电路结构
1.小量程电流表（表头）
①作用：测量电路中的电流（电压）
②原理：磁场对通电导线的作用
④内阻Rg：表头本身的电阻
⑤满偏电流Ig
⑥满偏电压Ug = Ig Rg
③电路图符号：
非常小！
应用二:电压表和电流表的电路结构
2.把表头改装成电压表：
串联大阻值电阻分压，“承担”更多电压
串联的电阻越大，
相同电流，“承担”电压更多
新电压表的量程越大
新电压表的内阻（R + Rg）—— 较大
改装共用一个表盘，表盘每个刻度扩大为n倍
改装后，表盘刻度怎么变？
应用二:电压表和电流表的电路结构
2.把表头改装成电流表：
并联小阻值电阻分流，“分担”更多电流
并联的电阻越小，
相同电压，“分担”电流更多
新电压表的量程越大
新电流表的内阻 —— 较小
课堂检测
【例题】一个表头的内阻Rg为30Ω，满偏电流Ig为1mA。要把它改装成量程是0~0.6A的电流表，需要并或串联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多少？
IgRg
I
Rg
Ig
IR
R
解：并联一电阻，满偏时，
I=IR+Ig
并联时总电阻接近且小于小电阻阻值
课堂检测
【例题】一个表头的内阻Rg为30Ω，满偏电流Ig为1mA。要把它改装成量程是0~0.6A的电流表，需要并或串联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多少？
IgRg
I
Rg
Ig
IR
R
解：并联一电阻，满偏时，
流过R这一支路的电流即599Ig
量程扩大n=I/Ig，n=600
并联电路电流之比等于电阻反比
电压表和电流表的改装
三个主要参数：内阻Rg 满偏电流 Ig 满偏电压Ug
由欧姆定律可知：Ug=RgIg
1.电流表G改装成电压表
原理：串联一个电阻(分压)
②量程扩大n倍，n=
2.电流表G改装成电流表
原理：并联一个电阻(分流)
②量程扩大n倍，n=
改装共用一个表盘，表盘每个刻度扩大为n倍
应用二：控制电路
需要改变电阻R两端电压U
R
U
I
控制电路
应用二：控制电路
1.限流电路
V
S
R
RW
P
U
a
b
Rp
滑动变阻器的最大阻值是RW，滑片P移动过程中，求阻值为R的电阻两端电压UR的变化范围？
应用二：控制电路
2.分压电路
V
a
b
P
S
R
U
RW
V
a
b
P
S
R
U
求阻值为R的电阻两端电压UR的变化范围？
1.在电路中的任何一个位置串联一个电阻，电路中的总电阻一定变大。( )
2.电路中电阻的个数越多，电路的总电阻越大。 （ ）
3.把小量程的电流表改装成大量程的电压表需并联一个电阻。( )
4.若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，未改变原电流表的满偏电压。( )
√
×
√
课堂检测
×
练习1、有一满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=120Ω的电流表G, 要把它改装成为量程为6V的电压表，应 联一个 Ω的分压电阻。
串
1880
练习2、有一满偏电流Ig=3mA，内阻Rg=120Ω的电流表G, 若把它改装成为量程为3A的电流表，应 联一个 __Ω的分流电阻。
并
0.12
在电源外部的电路中，电流从正极流向负极。沿电流方向经过每个电路元件时电势逐渐降低，导线处无电势降落。
1、节点电势高低判断方法
U1
U2
U3
R1
R2
R3
E
A
B
C
D
串并联电路的简化和分析求值
1、电路简化的原则
（1）无电流的支路去除；
（2）电势相等的各点合并；
（3）理想导线可长短任意；（导线没有电势降低，为等势体）
（4）理想电流表电阻为零，用导线替代；电阻与之并联时不分流
（5）理想电压表电阻无穷大，可用断开开关替代，电阻与之串联时不分压；
（6）电压稳定时电容器，可用断开开关替代。电阻与之串联时不分压
2、电路简化思路：
（1）标出电路节点，并确定各节点电势高低；
（2）合并等势点，将不等势节点按电势高低自左向右依次排列；
（3）画出等效电路。
电表校准的示数和偏角问题
（1）改装的实质：电表改装是在表头的外部串接或并接电阻，表头的内部结构保持不变（它的三个特征量Ug、Ig、Rg 不变），
指针的偏角θ与通过电流表的电流I始终成正比，
且比例系数不变，即经过表头的电流相同，偏角相同。
（2）电流表校准：用标准电流表和改装后的电流表串联。
（3）电压表校准：用标准电压表和改装后的电压表并联。
（4）校准时的示数：改装后刻度盘显示的总电压或总电流大小
（5）校准时的指针偏角：改装前与改装后经过表头的电流大小
A0
A
s
V0
s
V
【变式训练】如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数 __安培表A2的读数；安培表A1的偏转角 __安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数 ___伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角 ___伏特表V2的偏转角；
A1
A2
s
V1
V2
等于
小于
小于
等于
A0
A
s
V0
s
V
【例题】如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A0、A的量程相同，伏特表V1、V2的量程相同，把它们按图接入电路，则安培表A0的读数 __安培表A的读数；安培表A0的偏转角 __安培表A的偏转角；伏特表V0的读数 ___伏特表V的读数；伏特表V0的偏转角 ___伏特表V的偏转角；
等于
等于
等于
等于
读数看通过电流表的总电流或电压表两端总电压，
偏角看通过表头的电流。
【变式训练】如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则安培表A1的读数 __安培表A2的读数；安培表A1的偏转角 __安培表A2的偏转角；伏特表V1的读数 ___伏特表V2的读数；伏特表V1的偏转角 ___伏特表V2的偏转角；
大于
等于
等于
大于
【变式训练】用两只完全相同的表头,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.两只电表的指针都不偏转
B.两只电表的指针偏转角相同
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
A
V
s
C