11.4串联电路和并联电路(两课时）课件 (共24张PPT) 高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

(共24张PPT)
11.4 串联电路和并联电路
人教版（2019）高中物理（必修第三册）
第十一章 电路及其应用
老师： 授课时间：
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课堂导入
在初中，我们曾研究过串、并联电路中电流的规律和电压的规律，如果把两个电阻 R1 、R2 串联或并联后看成一个电阻，它们应该是怎样的关系？
·
·
R1
R2
R1
R2
今天我们就用高中物理知识作进一步分析。在此基础上，讨论串、并联电路中各部分电阻的关系。
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知识讲解
　 　　　 串联电路 并联电路
电路图
电流关系
电压关系
电阻关系
I＝I1＝I2＝I3
I＝I1 + I2 + I3
U＝U1＋U2＋U3
U ＝ U1＝U2＝U3
电流分配
电压分配：
串并联电路特点总结
R = R1 + R2 + R3
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知识讲解
【思考】请你推导出两个电阻并联的总电阻的表达式。
R2
R1
I
I1
I2
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知识讲解
思考讨论：
①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的—————————。
②若不同的电阻并联，总电阻———————其中最小的电阻
③若某一支路的电阻增大，则总电阻——————————；
④若并联的支路增多时，总电阻将——————；
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近——————。
几分之一
小于
增大
减小
小电阻
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知识讲解
例1. 如图所示，R1＝8Ω，R2＝3Ω，R3＝6Ω，接上电源后：
（1）各电阻电压之比？
（2）各电阻电流之比？
R2
R3
R1
U
4∶1∶1
3∶2∶1
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知识讲解
图中的仪器是能显示微弱的电流的仪器——灵敏电流计（表头）。可以测量10-7~10-12A的微小电流。
表头有什么特点？它同我们常用的安培表、伏特表有没有关系呢？
1. 核心部件：永久磁铁和可转动的线圈
2. 工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角θ与通过电流表的电流I成正比（后面课程有）
表头的结构与原理
01
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知识讲解
3.作用：测量微小电流和电压。
4.电路图符号：
三个参数
5.三个主要参数
表头内阻Rg :电流计内阻 Rg
满偏电流Ig: 指针偏转到最大值时的电流 Ig
满偏电压Ug ：电流表通过满偏电流时加在它两端的电压 Ug
三个参数关系：
表头的三个参数
02
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知识讲解
一般灵敏电流表（表头）能够测量的电流是微安级或毫安级，表头内阻在几十到几百欧姆之间，满偏电压也为微伏或毫伏级。用表头直接测量较大电压或电流，会把表头烧坏，因此必须进行改装。
利用串联分压原理，给表头串联一个电阻（叫分压电阻），可以改装为大量程电压表；
G
R
利用并联分流原理，给表头并联一个电阻（叫分流电阻），可以改装为大量程电流表。
G
R
表头的结构与原理
03
怎么改装？
第 10 页
知识讲解
【问题1】有一个表头的内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。怎样才能把它改装成量程为0～3V的电压表呢？
思考1：当被测电压是3V时，表头两端最多加多大电压？
Ig
U
Ug
UR
R
Rg
V
U
Rv
I
Ug=IgRg=0.03V
其余电压加在这里
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知识讲解
改装电压表
01
思考2：串联的电阻上需要分担多少电压？需要多大的电阻分压？
思考3：改装后的电压表内阻RV是多大？
UR= U–Ug= 2.97V
Rv= Rg+R = 3.0×103Ω
Ig
U
UR
Ug
Rg
R
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知识讲解
Rg=30Ω，Ig=1mA
思考4：改装后的表盘需要做怎样的改变？
（1）在电流计原刻度的基础上乘以（Rg+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.（量程和精确度）
思考5：若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联多大阻值的电阻？
0
1
2
3
mA
0
1
2
3
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
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知识讲解
【问题2】有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？
思考1：当被测电流是0.6A时，流过表头的电流最大为多大？
IR
R=
G
Rg
Ig
A
I
RA
I
思考2：并联的电阻上需要分担多少电流？
IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A
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知识讲解
改装电流表
02
思考3：需要多大的分流电阻？
思考4：改装后的安培表内阻RA是多大？
0.050Ω
IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A
IR
R=
G
Rg
Ig
A
I
RA
I
0.050Ω
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知识讲解
（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。 （量程和精确度）
0
0.2
0.4
0.6
A
0
1
2
3
mA
问题6：若将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联多大阻值的电阻？
问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？
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知识讲解
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知识讲解
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U=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I=3A的电流表，应 联一个 __Ω的分流电阻。
并
0.12
课堂检测
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【练习】（多选）如图甲是两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为I1=1A，当使用a、c两个端点时，量程为I2=0.1A，已知灵敏电流计的内阻Rg1为200Ω，满偏电流Ig1为2mA；
如图乙是有两量程的电压表，当使用d、e两个端点时，量程为U1=10V。当使用d、f两个端点时，量程为U2=100V，已知灵敏电流计的内阻Rg2为500Ω，满偏电流Ig2为1mA，则
A．R1=0.85Ω
B．R2=3.67Ω
C．R3=9500Ω
D．R4=90000Ω
【参考答案】BCD
【练习】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，改装好后把它们按图所示接法连入电路，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
【参考答案】AD
课堂检测
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课堂检测
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1、如图所示，R2＝R4，理想电压表V1的示数为70 V，理想电压表V2的示数为50 V，则A、B间的电压为(　　)
A．140 V　 B．120 V
C．100 V　 D．无法计算
B
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知识讲解
两并联支路电阻值的和不变,当一个支路的阻值减小到和另一支路的阻值相等时,两支路的并联总电阻最大。
注意:上述结论成立的条件是0≤|R1-R2|若R1-R2≥R3，则当P由a到b时,RAB将一直減小；
若R2-R1≥R3，则当P由a到b时,RAB将一直増大。
拓展
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知识讲解
【例题】如图所示，滑动变阻器的总阻值为R0，定值电阻的阻值为R，
要使定值电阻的两端电压是电源提供的恒定电压U的一半，滑动触头P应滑到的位置是（　　）
A．距a端 处 B．距a端 处
C．距a端 处 D．无论调到什么位置均不能满足要求
【参考答案】B
分压电路
思考：总电阻的大小由谁决定？
分压电路总电阻变化与串联段变化相同。
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知识讲解
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？
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知识讲解
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？