11.4串联电路和并联电路（第2课时）课件（37张PPT）

(共37张PPT)
第十一章 电路及其应用
第4节 串联电路和并联电路
第2课时 电压表和电流表的电路结构
任务1 电压表的改装
情境引入
我们来观察、比较如图所示的几个电表，会发现电流计、电流表和电压表除了刻度盘不同，外形完全一致。实际上这几个表有着同样的表头（ ），不同量程的电流表、电压表都是用同样的表头来改装的，每个表头都有一定的电阻 ，当给表头一定的电压 时，根据欧姆定律，就会有电流 通过表头，使其指针偏转，偏转的角度跟电流 成正比。
问题引领
1.如果上图中电流表的表头的内阻 ，当通过它的电流分别是 、 、 时，其两端的电压分别是多少？
[答案] 根据欧姆定律，可知电压分别是 、 、 。
2.如图所示，表头内阻 ，如果把一个阻值 的内阻与此表头串联，那么可以加在这个串联部分的最大电压 是多少？
[答案] 串联部分总电阻 ，能通过的最大电流 ，加在该部分的最大电压 。
3.如果把2中的串联部分接入某电路时，表头示数为 ，则此时加在这串联部分的电压 是多少？
[答案] 。
4.在3的条件下，此时加在表头两端的电压是多少？
[答案] 依然是 。
知识生成
1.改装原理：如图所示，将表头①_______一个电阻 后就可以将表头改装成一个大量程的电压表。
串联
2.改装后的三个参数的变化
（1） 表头中的最大电流 与电压表中的最大电流 的关系是 ②_____。

（2） 表头的满偏电压 与电压表的满偏电压 的关系是 ③_ _______。

（3） 表头中的电阻与电压表中的电阻关系是 ④__________。
说明：表头改装成大量程的电压表的原理是利用串联电阻的⑤_______作用而实现的，通过表头的满偏电流是一定的，而表头指针在同一偏角的情况下显示的电压是表头与串联电阻的总电压。

分压
应用探究
[活动1]问题讨论
（1） 表头 有三个特征量 、 、 ，它们之间有何关系？
[答案] 。
（2） 表头 改装为电压表后，三个特征量是否发生变化？
[答案] 不变化。
（3） 表头 改装为电压表后，测量电压还是表头的电压吗？
[答案] 不是，是表头和串联电阻的总电压。
[活动2]电压表的改装与校对
例1 有一电流表 ，内阻为 ，满偏电流为 。
（1） 要把它改装成量程为 的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？
[答案]
[解析] 由题意知电流表 的满偏电压
改装成量程为 的电压表，当达到满偏时，分压电阻 的分压

分压电阻
改装后电压表的内阻 。
（2） 改装完成后如何校对？画出校对电路图。
[答案] 见解析
[解析] 改装完成后按如图所示的电路对改装后的电表进行校对，校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。
分析问题.（1）串联的电阻两端电压为多大？
（2）校对时标准电压表与改装电压表如何连接？
[答案] （1） 【提示】 。（2）并联。
电压表的改装分析
内部电路
的作用 分压
扩大量程计算
其中
电表的总内阻 或
任务2 电流表的改装
情境引入
从上面的分析我们已经知道，把一个表头改装成大量程的电压表时，实际上是把一个定值电阻与表头串联，利用串联分压的原理，改装后的电压表 电阻大于表头的内阻 。我们也知道并联电路可以分流，所以可以把一个定值电阻与表头并联改装成大量程的电流表，图为一多量程电流表的示意图。
问题引领
1.有一个表头 ，已知其内阻 ，满偏电流 。那么它的满偏电压 是多少？
[答案] 根据欧姆定律得表头的满偏电压 。
2.要把该表头改装成量程为 的电流表，要并联多大的电阻？
[答案] 如图，把一个定值电阻 与表头并联， 两端的最大电压与表头的满偏电压相同，都是 ，此时 需要分担的电流 ，根据欧姆定律，电阻 。
3.改装后的电流表 的电阻是多少？在初中的学习中，我们为什么可以将电流表看成导线？
[答案] 电流表 的内阻等于 和 并联的总电阻，有

可见，相比一般的电阻器来说，扩大量程后的电流表电阻很小，一般可以忽略不计。
知识生成
1.改装原理：如图所示，将表头⑥_______一个电阻 后就可以将表头改装成一个大量程的电流表。
并联
2.改装后的三个参数的变：
（1） 表头中的最大电流 与电压表中的最大电流 的关系是⑦_ ___________。

（2） 表头的满偏电压与电压表的满偏电压的关系是⑧_ _________。

（3） 表头中的电阻与电压表中的电阻关系是⑨_ ___________。
说明：表头改装成大量程的电流表的原理是利用并联电阻的⑩_______作用而实现的，由于表头的满偏电压一定，而表头指针在同一偏角的情况下显示的电流是表头与并联电阻的总电流。

分流
应用探究
[活动1]电流表的改装与校对
例2 如果要使一个内阻为 的电流表量程扩大为原来的 倍，则要并联的分流电阻 是多少？如何校对？
[答案]
[解析] 设原表头的满偏电流为 ，满偏电压为 ，改装后电流表的量程为 ，则有

改装后
根据要求
解得
改装完成后按如图所示的电路对改装后的电表进行校对，校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。
分析问题.（1）通过分流电阻的电流如何计算？
（2）校对时标准电流表与改装电流表如何连接？
[答案] （1） 【提示】总电流与满偏电流之差。 （2）串联。
电流表的改装分析
内部电路
的作用 分流
扩大量程计算
其中 （扩大倍数）
电表的总内阻 或
[活动2]伏安法测电阻时的电流表的两种接法
伏安法测量导体电阻的两种电路图如图所示。思考回答下列问题。
（1） 如果不能忽略电压表中的电流，图1中的电流表的示数等于通过电阻器的电流吗？如果不能忽略电流表两端的电压，图2中的电压表的示数等于电阻器两端的电压吗？
[答案] 如果不能忽略电压表中的电流，图1中的电流表的示数等于通过电阻器的电流 与通过电压表的电流 之和。如果不能忽略电流表两端的电压，图2中的电压表的示数等于电阻器两端的电压 与电流表两端的电压 之和。
（2） 用图1中的电路测量得到的电压值和电流值之比实际上是什么？用图2中的电路测量得到的电压值和电流值之比实际上又是什么？
[答案] 用图1中的电路测量得到的电压值和电流值之比实际上是电阻器与电压表并联的总电阻，即 ；而用图2中的电路测量得到的电压值和电流值之比实际上是电阻器与电流表串联总电阻，即 。
（3） 若图中电压表的内阻 ，电流表的内阻 ，被测电阻器的真实阻值 ，那么用图1和图2电路得到电阻测量值分别是多少？从中可以得到什么启示？
[答案] 根据（2）中的结果可知，利用图1电路得到的电阻测量值 ，利用图2电路得到的电阻测量值 。从中我们可以看出，无论哪一种测量方法，都有误差，但利用图2电路测量的误差很小。
1.电流表的两种接法
内接法 外接法
电路
误差分析 电压表示数 电流表示数 电压表示数
电流表示数
误差来源 电流表的分压作用 电压表的分流作用
2.电流表两种接法的选择方法
（1）直接比较法：适用于 、 、 的大小可以估计的情况。当 时，采用内接法;当 时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”。
（2）公式计算法
当 时，用电流表内接法；
当 时，用电流表外接法；
当 时，两种接法效果相同。
（3）试触法：适用于 、 、 的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的可动接线端分别试接 、 两点，观察两电表的示数变化。若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法；若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。
1.（任务1）（多选）关于电压表，下列说法正确的是( @35@ )。
A.它是利用串联电路中电阻分压的原理，将电流表串联分压电阻改装而成的
B.如果要将量程扩大 倍，则所串的分压电阻应是电流表内阻的 倍
C.用同一表头做成的电压表，电压表的量程越大，其内阻越大
D.当用电压表测某电路两端电压时，测量值总是大于真实值
AC
[解析] 由电压表的改装原理可知，A项正确；若将量程扩大 倍，可知表头和分压电阻的总电压为原来的 倍，由串联分压规律可知，分压电阻应是电流表内阻的 倍，B项错误；满偏电流的最大值是一定的，用同一表头做成的电压表，电压表的量程越大，由欧姆定律可知，其内阻越大，C项正确；当用电压表测某电路两端电压时，需要将电压表与被测部分电路并联，这样会使被测部分的总电阻减小，其两端的电压减小，即电压表的测量值总是小于真实值，D项错误。
2.（任务1）（多选）如图所示，电流表 的内阻不可忽略不计， 、 是两个可变电阻。当 、 间的电压为 时，电流表的指针刚好满偏（指针指在刻度盘的最大值处）。当 、 间的电压为 时，如果仍要使电流表 的指针满偏，下列方法中可行的是
( @37@ ) 。
A.保持 不变，增大 B.增大 ，减小
C.保持 不变，减小 D.增大 ，减小
AB
[解析] 当 、 间的电压为 时，要使电流表 的指针满偏，则应使 和 的并联总电阻增大或者使 减小， 、 两项可行。
3.（任务2）（多选）图1、图2中两种方法均为测灯泡电阻 的电路图，下列说法正确的是
( @39@ )。
A.图1的接法叫电流表外接法，图2的接法叫电流表内接法
B.图1中 ，图2中
C.图1中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使 ，故此法测较小电阻好
D.图2中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使 ，故此法测较大电阻好
ACD
[解析] 图1的接法叫电流表外接法，图2的接法叫电流表内接法，A项正确；图1的方法测量值为灯泡与电压表并联总电阻， ，图2的方法测量值为灯泡与电流表串联总电阻， ，B项错误；图1中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就应使 ，故此法测较小电阻好，图2中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使 ，故此法测较大电阻好， 、 两项正确。
4.（任务1、2）如图所示,图1和图2两个电路都是由一个灵敏电流计 和一个变阻器 组成的,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,下列结论中正确的是( @41@ )。
图1 图2
A.图1所示是电流表, 增大时量程增大 B.图1所示是电流表, 增大时量程减小
C.图2所示是电压表, 增大时量程减小 D.图2所示是电压表, 增大时量程不变
B
[解析] 电压表中电阻分压（串联），电流表中电阻分流（并联）。所以图1为电流表,图2为电压表,并联电路中电阻大时分流少,所以 增大时电流表量程减小, 项错误, 项正确；串联电路电阻大时分压多,所以 增大时电压表量程增大, 、 两项错误。