3.4串联电路和并联电路-高一物理鲁科版必修第三册同步课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
3.4 串联电路与并联电路
学习目标
物理观念：了解串联电路、并联电路的电阻、电压、电流的特点，会用分压和分流原理将电流计改装成电压表和电流表。
科学思维：掌握串、并联电路和简单的混联电路，能进行相关计算，也能进行电表改装的有关计算，提高解决问题的能力。
科学探究：能够根据实际情况设计可行方案对电表改装，学会与他人合作交流，提升探究创新能力。
一、串联电路的分压作用
1、串联电路：将电路中的元件逐个顺次串接起来，这个电路就是串联电路。
2、串联电路中，各处的电流相等。
I=I1=I2...=In
3、串联电路的总电压等于各部分电压之和。
U=U1+U2+...+Un
1、串联电路的等效总电阻阻值等于各电阻之和
2、串联电路中各电阻两端电压与其阻值成正比
我们从串联电路的电流和电压两个基本特点出发，根据欧姆定律，可以得到串联电路三个重要特点。
串联电路每个电阻都要分一部分电压，电阻越大，分担的电压就越多，这就是串联电路的分压作用。
3、串联电路中各电阻的功率与其阻值成正比
串联电路的分压作用应用——改装电压表
表头
最大刻度
满偏电流
Ug=IgRg
1、小量程电流表 (表头)的三个参数
满偏电压Ug：表头通过 时，加在表头两端的电压 。
内阻Rg： 的电阻。
满偏电流Ig：指针偏转到 时，流过表头的电流。
2、改装电压表的原因：电流计的满偏电压和满偏电流都很小，不能测量较大的电压。
3、改装的方法：给电流计串联一个较大的电阻，分担一个较大的电压UR，如图所示。
项目 小量程电流计G改装成大量程电压表V
电路结构
R的作用 分压
扩大量程的计算 U＝Ig(R＋Rg)
R＝－Rg
项目 小量程电流计G改装成大量程电压表V
电表的总内阻 RV＝Rg＋R
使用 并联在被测电路中，“＋”接线柱接电势较高的一端。
思考判断
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。( )
2.两串联电阻的电流与电阻成反比，电阻功率与电阻成正比。( )
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.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。( )
√
×
×
√
二、并联电路的分流作用
1、并联电路：将电路中的所有元件的一端连接在一起，另一端也连接在一起，接在电路中，这个电路就是并联电路。
2、并联电路中，各支路电压相等。
U=U1=U2...=Un
3、并联电路的总电流等于各支路电流之和。
I=I1+I2+...+In
1、并联电路中总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，
我们从并联电路的两个基本特点出发，根据欧姆定律，可推导出并联电路（n个电阻）的三个重要特点
2、并联电路中电流分配关系：
3、并联电路中功率分配关系：
＝＋＋…＋
I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝U
P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2
并联电路的分压作用应用——改装电流表
1、改装原因：电流计的满偏电流Ig很小，不能直接用来测大电流。
2、改装方法：给电流计并联一个较小的电阻，分担较大的电流IR，如图所示。
项目 小量程电流计G改装成大量程电流表A
电路结构
R的作用 分流
扩大量程的计算 IgRg＝(I－Ig)R
R＝Rg
项目 小量程电流计G改装成大量程电流表A
电表的总内阻 RA＝
使用 串联在被测支路中，电流从“＋”接线柱流入。
(1)串联电路的总电阻“越串越大，比大的还大”。
(2)并联电路的总电阻“越并越小，比小的还小”。
(3)若并联的支路增多时，总电阻将减小；几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一。
(4)串联电路中“串联可分压”；并联电路中“并联可分流”。
规律总结
1、(多选)如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论正确的是(　　)
A.甲表是电流表，R增大时量程增大
B.甲表是电流表，R增大时量程减小
C.乙表是电压表，R增大时量程减小
D.乙表是电压表，R增大时量程增大
BD
当堂检测
【解析】电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联；所以甲表为电流表，乙表为电压表，并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小，A错误，B正确；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大，C错误，D正确。
2、（多选）四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按如图所示接入电路，则(　　)
A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数
B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角
AD
【解析】两电流表表头的电流相等，故两表指针偏转角相等，但两表头的读数分别为流过表头与分流电阻的电流之和，A1的分流电阻小，电流大，A正确，B错误；V1、V2表处相当于两表头和各自的分压电阻四个元件串联，两表头指针偏角也相等，V1表分压电阻大读数大，C错误，D正确。
3、如图所示，A、B间电压恒为U，在滑动变阻器的滑片P逐渐向A端移动的过程中，灯泡上的电压数值(　　)
A.一直为U 　　　 B.一直为0
C.逐渐增大到U 　　　D.逐渐减小到0
C
【解析】当滑片上移时，灯泡与滑动变阻器并联部分的阻值增加，分得电压增加；当滑片移到最上端，灯泡电压达到最大值U，故选项C正确。
4、一电流计G，内阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA。
(1)要把它改装成量程为0～3V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？
(2)要把它改装成量程为0～0.6A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？
【解析】(1)由题意知电流计G的满偏电压：Ug＝IgRg＝0.03 V
改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的电压：
UR＝U－Ug＝2.97 V，所以分压电阻：R＝＝ Ω＝990 Ω，
改装后电压表的内阻：RV＝Rg＋R＝1 000 Ω。
(2)改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，电流电阻R′的分流：IR′＝I－Ig＝0.597 A，
所以分流电阻： IR′ ＝≈0.05 Ω，
改装后电流表的内阻：RA＝≈0.05 Ω。
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