物理人教版（2019）必修第三册11.4串联电路和并联电路（共62张ppt）

(共62张PPT)
11.4串联电路和并联电路
复习回顾：
1、什么是安安法测电阻？安安法测电阻的特点是什么？
2、什么是伏伏法测电阻？伏伏法测电阻的特点是什么？
3、什么是电流等效替代法测电阻？
4 、什么是电压等效替代法测电阻？
5、 什么是电流半偏法测量电流表的电阻？
6、什么是电压半偏法测量电压表的电阻？
串联电路
并联电路
混联电路
电流表的改装
01
02
03
04
目录
CONTENTS
电压表的改装
05
电流表和电压表的校对
06
串联电路
PART 1
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，现在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。
一、串联电路
1.把几个导体或用电器依次首尾连接，接入电路的连接方式叫做串联电路
2.串联电路的特点：
I0 = I1 = I2 = I3
q0 = q1 = q2 = q3
恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，电路中各处的电荷分布应保持不变，因此串联电路中，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量一定相等。
0
1
2
3
(1)串联电路中的电流处处相等
U01=φ0－φ1
由电势差跟电势的关系，可得:
U12=φ1－φ2
U23=φ2－φ3
U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03
0
1
2
3
φ0
φ1
φ2
φ3
（2）串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
思考：多个电阻串联呢？
R=R1+R2
R = R1 + R2 +···+ Rn
R
U
I
U=U1+U2
I
U
U1
U2
R1
R2
(3)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
n个相同电阻R1串联,总电阻为R＝nR1
串联电路中U1=I1R1, U2=I2R2 , U3=I3R3 …Un=InRn
I1= I2= I3= …= In
(4)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比。
R2
R1
U1
U2
U
I
P=P1+P2
P=IU
(5)串联电路的功率之比与阻值成正比，电路的总功率等于各个支路的功率之和。
例1.（单选）(2024山东聊城期中)一个量程为0~150 V的电压表,内阻为20 kΩ,把它与一个高阻值电阻串联后接在电压为110 V的电路两端,电压表的读数为10 V,则这个高阻值电阻的阻值为(　　)
A.100 kΩ　　B.200 kΩ　　
C.300 kΩ　　D.400 kΩ
B
并联电路
PART 2
标题文字内容
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二、并联电路
1.把几个导体或用电器的一端连在一起，另一端也连在一起，再将两端接入电路的连接方式
2.并联电路的特点：
I0 = I1 + I2 + I3
q0 = q1 + q2+ q3
电路中各处的电荷分布应保持不变，因此并联电路中，在相等时间内通过干路0点的电荷量一定等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和。
0
1
2
3
(1)并联电路的总电流等于各支路电流之和
U=U1=U2=U3
φ0 =φ1 =φ2 = φ3
φ4 =φ5 =φ6=φ7
导线的电阻可以忽略，你可以找到并联电路的电压关系吗？
0
1
2
3
U
6
5
4
（2）并联电路的总电压 与各支路的电压相等
7
R
U
I
I
I1
I2
R1
R2
U
+···+
（3）并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
+···+
若最小的一个电阻，则并联后的总电阻？
（4）并联电路总电阻比电路中最小的电阻还小。
(5).如果两个电阻R1、R2并联，则阻值为=
若R1>>R2，其结果有何特点？
总电阻与小电阻阻值接近
(6). n个相同电阻R并联的总电阻等于多少？
【规律】并联电路，干路中的总电流等于各个支路中的电流之和，
因此可以认为每个电阻都从总电流中分得一部分。可见，并联电路
具有分流作用。
R1
R2
R3
I
I1
I2
I3
(7)并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。
第二部分 点击在此输入你的标题内容
如果在保持原有并联电路中支路的数目不变，增大某一
个支路中的电阻，则总电阻会增大还是会减小？
（8）并联电路中支路的数目不变时，增大某一
个支路中的电阻，则总电阻一定会增大
如果在原有并联电路中增加一条支路（该支路电阻不为0），则总电阻会增大还是会减小？
（9）原有并联电路中增加一条支路（该支路电阻不为0），该并联电路的总电阻一定会减小（越并越小）
R1
R2
I
I1
I2
U
P=P1+P2
（10）并联电路的功率与阻值成反比，且总功率等于各支路功率之和
2.(2024河南洛阳月考)如图所示,P为一块半圆形薄电阻合
金片,先将它按图甲方式接在电极A、B之间,然后将它按图
乙方式接在电极C、D之间,设A、B,C、D之间的电压是相同
的,则这两种接法电阻的大小关系为(　　)
　
A.R甲=R乙　 B.R甲=R乙
C.R甲=2R乙　　D.R甲=4R乙
B
混联电路
PART 3
1.是指既有串联电路又有并联电路的结构方式
三、混联电路
2.混联电路的分析
　　解决混联电路问题,关键是简化电路,可以将电路分解为串联部分和并联部分,再分别按
串联电路和并联电路的特点分析。
基本方法是:先画出混联电路的等效电路,利用串、并联电路的基本规律,灵活地选用恰当的物理公式进行计算。
3.简化电路的原则
(1)无电流的支路除去;
(2)电势相等的各点合并;
(3)理想导线可任意长短;
(4)理想电流表电阻为零,理想电压表电阻为无穷大;
(5)电压稳定时电容器可认为断路。
4.简化电路的方法
（1）电流分支法
先将各节点标上字母,判断各支路元件的电流方向(若无电流,可假设在总电路两端加上电压后判断),按电流流向,自左向右将各元件、节点、分支逐一画出,加工整理即可
（2）等势点排列法
在各节点标出字母,判断出各节点电势的高低(电路无电压时可先假设在总电路两端加上电压),将各节点按电势高低自左向右排列,再将各节点间的支路画出,然后加工整理即可
例3.（多选）如图所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则( )．
A．S断开时，R1与R2两端的电压之比为1∶5
B．S闭合时，通过R1与R2的电流之比为2∶1
C．S闭合时，R1与R2两端的电压之比为1∶5
D．S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1
AB
例4.（单选）(2023甘肃兰州一中期中)如图所示,
R1=R2=R3=4 Ω,若在A、C之间加上U=6 V的电压,则电流表
(为理想电表)的读
数为(　　)
A.0　　B.0.5 A　　C.1 A　　D.1.5 A
B
例3.（单选）(2024湖北十堰期末)如图所示的电路中,A1和A2为理
想电流表,示数分别为I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3;当a、b两点间加
一恒定的电压U后,下列结论正确的是(　　)
A.I1∶I2=3∶4
B.I1∶I2=4∶9
C.将A1、A2换成理想电压表,示数之比为3∶5
D.将A1、A2换成理想电压表,示数之比为1∶1
C
电流表的改装
PART 4
实验室中的电流表和电压表都是由小量程的电流表G（也叫表头或灵敏电流计）改装而成的，根据需要，可以用来直接测量较大的电流和电压。
四、电流表的改装
（一）、小量程电流表G（表头）
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（第三
章详细论述）
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：
一般灵敏电流表（表头）能够测量的电流和电压都非常小！如何用表头直接测量较大电流或电压，因此必须进行改装。
怎么改装？
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
利用串联分压原理，给表头串联一个电阻（叫分压电阻），可以改装为电压表
IR
R=
G
Rg
Ig
A
I
RA
例4、有一个电流表G，内阻为Rg＝25Ω,满偏电流为Ig=3mA，要把它改装成量程为I=3A的安培表，应该怎么办？
I
问题2：改装量程是3A时，表头中电流多大？分流电阻电流多大？
问题3：要并联多大的分流电阻？
问题1：能够直接测量3A的电流吗？
不能，需要并接一个分流电阻
I=Ig=0.003A ; IR=I-Ig=2.997A
G
I
Ig
Rg
R
I-Ig
问题6：改装后的表盘需要做怎样的改变？
（1）在表头原刻度的基础上乘以n；
（2）满刻度处标出改装后的量程，然后按比
例等分确定精确度.
问题7：若将内阻为Rg的表头G改装成一个量程为nIg的电流表A，需要并联多大阻值的电阻？
问题4：改装后量程的倍数n？
问题5：改装后电流表的内阻多大？
G
I
Ig
Rg
R
I-Ig
0
1
2
3
A
0
1
2
3
mA
1.原理：并联分流
2.方法：并联小电阻
3.表盘示数改装:
表头改装成大量程电流表总结:
（2）改装后电流表的内阻:
（1）量程扩大的倍数n:
Ug
A
I
Ug
I
Ig
IR
R
Rg
G
0
1
2
3
A
0
1
2
3
mA
n越大，并接的R越小
n越大，电流表总电阻RA越小
4
连接a、b两接线柱,分流电阻为R1;连接a、c两接线柱,分流电阻为R1+R2。可知并联的分流电阻越大,量程越小
接a,b接线柱和接a,c接线柱，电流表的量程一样吗？为什么？
例5.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
答案：R1=20Ω ; R2=180Ω
例6、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
电压表的改装
PART 5
Ug
UR
U
G
Rg
例7：电流表G的内阻为Rg＝10Ω，满偏电流为Ig=3 mA，要把它改装成量程为U=3V的伏特表，应该应该怎么办？
问题2：改装量程是3V时，表头两端电压多大？分压电阻分压多大？
问题3：要串联多大的分压电阻？
R
U
V
RV
问题1：能够直接测量3V电压吗？
不能，需要串接一个分压电阻
Ug=IgRg=0.03V ; UR=U-Ug=2.97V
五、电压表的改装
问题6：改装后的表盘需要做怎样的改变？
（1）在表头原刻度的基础上乘以（Rg+R）；
（2）满刻度处标出改装后的量程，然后按比
例等分确定精确度.
问题7：将内阻为Rg的表头G改装为一个量程为nUg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
问题5：改装后量程的倍数n？
问题4：改装后电压表的内阻多大？
1.原理：串联分压
2.方法：串联大电阻
3.表盘示数改装:
电流表改装成电压表总结:
U
Ig
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
（2）改装后电压表的内阻:
（1）量程扩大的倍数n:
0
1
2
3
mA
0
1
2
3
V
n越大，串接的R越大
n越大，电压表总电阻RV越大
接a,b接线柱和接a,c接线柱，电压表的量程一样吗？为什么？
连接a、b两接线柱,分压电阻为R1;连接a、c两接线柱,分压电阻为R1+R2。可知串联的分压电阻越大,量程越大
例8.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。
答案：2900 Ω;14900 Ω
G
R2
R1
－
15V
3V
甲
解题思路：
（1）先求量程扩大后的倍数n
（2）根据公式R=(n-1)Rg
3V
15V
－
R2
R1
G
乙
例9.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。
答案：2900 Ω;12000 Ω
例10.一量程为100μA的电流表,内阻为100Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9900 Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程
是 V,用它来测量电压时,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为 V
1
0.80
电流表和电压表的较校对
PART 4
六、电流表和电压表的校准
(1)电流表的校准：根据串联电路电流相等的规律，对改装好的电流表进行校准应串联一个标准电流表进行校准。
(2)电压表的校准：根据并联电路电压相等的规律，对改装好的电压表进行校准应并联一个标准电电压表进行校准。
例 11.将两个相同的小量程电流表,分别改装成两个量程不同的大量程电流表A1、A2,若把A1、A2分别采用并联或串联的方式接入电路,如图,则闭合开关后,有关电表的示数和电表指针偏转角度的说法正确的是(　 )
A.图a中的A1、A2的示数相同
B.图a中的A1、A2的指针偏角相同
C.图b中的A1、A2的示数和偏角都不同
D.图b中的A1、A2的指针偏角相同
B
A.两只电表的指针偏转角相同
B.两只电表的指针都不偏转
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
例12.用两只完全相同的电流表，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
V
S
G
RA
RV
G
S
C
BD
例13.如图所示，四个相同的微安表分别改装成两个电流表和两个电压表，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，把它们按图接入电路中，则下列说法正确的是( ）
电流表A1的偏转角大于电流表A2的偏转角
B. 电流表A1的读数大于电流表A2的读数
C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数
D.电压表V1的偏转角等于电压表V2的
偏转角
谢
谢
聆
听