3.4. 电阻的串并联 第二课时 课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
第三章 恒定电流
粤教版 必修三
第四节 电阻的串联和并联
专题：电压表和电流表的改装
目录
contents
小量程电流表G（表头）
01
02
把小量程表头G改为电压表V
03
把小量程表头G改为大量程电流表A
04
典例分析
新课导入
图一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？它同我们常用的电流表、电压表有没有关系呢？
小量程电流表G（表头）
01
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（后面详细论述）
小量程电流表（表头）
3、作用：测量微小电流和电压。
4、电路图符号：
5、三个主要参数
表头内阻Rg：
三个参数
满偏电流Ig：指针偏转到最大值时的电流 Ig
三个参数关系：
满偏电压Ug ：
电流表通过满偏电流时加在它两端的电压 Ug
小量程电流表（表头）
电流计内阻 Rg
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
怎么改装？
想一想
把小量程表头G改为电压表V
02
【问题1】当被测电压是3V时，表头两端最多加多大电压？
Ug
U
UR
R
Ig
Rg
V
U
Rv
I
Ug=IgRg=0.03V
【问题3】串联的电阻上需要分担多少电压？需要多大的电阻分压？
UR= U–Ug= 2.97V
【问题2】能让3V的电压全部加在表头吗？怎么办？
不能，串联大电阻分压
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？
想一想
【问题4】改装后的电压表内阻RV是多大？
Rv= Rg+R = 3000 Ω
【问题5】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=3000）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）
【问题6】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
mA
0
3
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
【问题6】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？
由：
令：U=nUg 则有
若改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为：
Rv=Rg+R=nRg
改装后电压表的内阻：
G
U
Ug
U-Ug
Rg
R
1.原理：串联分压
2.方法：串联大电阻
3.再将表盘对应示数改装
总结：把电流表改装成电压表
U
Ig
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
0
1
2
3
mA
0
1
2
3
V
【例题】如图甲所示是一个双量程电压表， Ig=1mA，Rg=100 Ω，计算R1和R2的阻值。
解：甲图 Ug= IgRg =0.1V，
n1=30 n2=150
R1=（ n1 -1）Rg=2900 Ω
R2=（ n2 -1）Rg=14900 Ω
G
R2
R1
－
15V
3V
甲
3V
15V
－
R2
R1
G
乙
同样求出R1
R1=（ n1 -1）Rg=2900 Ω
Rv=Rg +R1+R2=U/I
=15÷0.001 （也可以根据Rv=Rg +R1+R2=n2Rg求）
=15 KΩ
R2= 12 KΩ
【例题】如图乙所示是一个双量程电压表， Ig=1mA，Rg=100 Ω，计算R1和R2的阻值。
解：甲图 Ug= IgRg =0.1V，
n1=30 n2=150
把小量程表头G改为大量程电流表A
03
电流表能够测量的电流不超过毫安级，为了测量几安培的电流，甚至更大的电流，可以采用什么方法？
想一想
并联电阻分流
【问题1】通过表头的电流最大是多少？
Ig=3mA=0.003A
【问题3】并联的电阻上需要分担多少电流？需要多大的电阻分流？
IR= I–Ig= 0.597A
【问题2】能让0.6A的电流全部通过表头吗？怎么办？
不能，并联小电阻分流
有一个表头的内阻Rg=50Ω，满偏电流Ig=3mA。
怎样才能把它改装成量程为0～0.6A的电流表呢？
想一想
【问题4】改装后的电流表内阻RA是多大？
IR
R=
G
Rg
Ig
A
I
RA
I
0
0.2
0.4
0.6
A
0
1
2
3
mA
（1）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+Rg/R=200）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）
【问题6】若要将电流表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？
G
I
Ig
Rg
R
I-Ig
【问题6】若要将电流表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？
G
I
Ig
Rg
R
I-Ig
改装后电流表的内阻：
若改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为：
由 (I-Ig) R= Ig Rg
R= Ig Rg／(I-Ig)
I =n Ig
则
=
1.原理：并联分流
2.方法：并联小电阻
Ug
A
I
Ug
I
Ig
IR
R
Rg
G
总结：把小量程的电流表改装成大量程的电流表
3.再将表盘对应示数改装
0
0.2
0.4
0.6
A
0
1
2
3
mA
【例题】如图所示是一个双量程电流表，Ig=0.5mA，Rg=200 Ω，计算R1和R2的阻值。
G
R2
R1
－
10mA
1mA
解：(R1+R2) (I1-Ig) = Ig Rg ①
R1+R2= Ig Rg／(I1-Ig) = 100÷0.5 Ω =200 Ω
Ig(Rg+ R2)= (I2-Ig) R1 ②
(Rg+R2)=(I2-Ig) R1／Ig= 19R1
∴ R1=20Ω
R2=180Ω
改装成电压表V 改装成电流表A
内部电路
扩大后的量程
电阻R的作用
电阻R的数值
电表的总内阻
I
U
分流
分压
小结：表头改装为电压表及大量程电流表
电表改装问题的三点注意：
(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变。
(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只
要把表头G看成一个电阻Rg即可，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的。
(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，
改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。
典例分析
04
【例题】如图所示，甲、乙两个电路，都是由一个表头 G 和一个变阻器 R 组成，下列说法正确的是（　　）
A. 甲是电流表原理，R 减小时量程增大
B. 甲是电流表原理，R 减小时量程减小
C. 乙是电压表原理，R 减小时量程增大
D. 乙是电压表原理，R 减小时量程减小
AD
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
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
小试牛刀
3、（多选）如图甲是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用、c两个端点时，量程为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0~10V。当使用d、f两个端点时，量程为0~100V，已知灵敏电流计的内阻Rg2为500Ω，满偏电流Ig2为1mA，则电阻R1、R2、R3、R4分别为（　 　）
A．R1=0.85Ω B．R2=3.67Ω C．R3=9500Ω D．R4=90000Ω
BCD
4、一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？
5、如图所示，四个相同的电流表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
小试牛刀