物理人教版（2019）必修第三册11.4串联电路和并联电路 课件（共36张ppt）

(共36张PPT)
第十一章 电路及其应用
第4节 串联电路和并联电路
根据电阻公式 ，如果把两个电阻R1、R2 串联（或并联）后看成一个电阻，这个电阻跟原来相比是变大还是变小？
R1
R2
R2
R1
R=
R=
串联电路：把几个导体元件依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联。
并联电路：把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路，这样的连接方式叫并联。
知识点一：串、并联电路中的电流
1.串联电路的电流
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
结论：串联电路中的电流处处相等
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。
2.并联电路的电流
结论：并联电路的总电流等于各支路电流之和
0
1
2
3
【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
结论：并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。
知识点二：串、并联电路中的电压
U01=φ0－φ1
由电势差跟电势的关系，可得:
U12=φ1－φ2
U23=φ2－φ3
1.串联电路的电压
0
1
2
3
φ0
φ1
φ2
φ3
结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03
【规律】串联电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和，可以认为每个电阻从总电压中分得一部分。因此，串联电路具有分压作用。
R1
R2
R3
U1
U3
U2
结论：串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。
U=U1=U2=U3
φ0 =φ1 =φ2 = φ3
φ4 =φ5 =φ6
2.并联电路的电压
0
1
2
3
U
6
5
4
导线的电阻可以忽略，你可以找到并联电路的电压关系吗？
结论：并联电路的总电压 与各支路的电压相等
知识点三：串、并联电路中的电阻
思考：多个电阻串联呢？
R
U
I
R=R1+R2
U=U1+U2
1.串联电路的电阻
结论：串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
I
U
U1
U2
R1
R2
R = R1 + R2 +···+ Rn
由R=R1+R2可知，R比其中任一个导体的电阻R1和R2都要大，你能解释这是什么原因吗？
＋
＝
相当于增加了导体的长度
R
U
I
I
I1
I2
R1
R2
U
结论：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
2.并联电路的电压
+···+
＋
＝
相当于增大了导体的横截面积.
思考1：R1和R2并联后R=
思考2：由 可知，R比其中任一个导体的电阻R1和R2都要小，你能解释这是什么原因吗？
思考4：n个相同电阻R并联的总电阻等于多少？
思考3：如果两个阻值相差很大的电阻并联(R1>>R2)，其结果有何特点？
两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻与小电阻阻值接近。
如果是串联，情况又如何？
思考5：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？
并联电路中，如果保持支路数目不变，增大某一个支路的电阻，则总电阻会增大。
思考6：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？
并联电路中，如果保持原有支路不变，增加支路数目，则总电阻会减小。
I1=I2=…=In
　 电路 名称 　 串联电路 并联电路
电流关系 各处电流相等，_____________ 总电流等于各支路电流之和，
I＝___________________
电压关系 总电压等于各部分电压________，U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路两端电压______，
即U＝U1＝U2＝…＝Un
电阻关系 总电阻等于各部分电阻之和，即 R总＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即 。
I=I1+I2+=…+In
之和
相等
+
重要结论：串、并联电路中一个电阻增大，总电阻增大
串、并联电路中的对比
1.如图部分电路R1=2Ω和R2=3Ω，R3：R4=2:3当电路中流过一定大小的电流时，测得ac间电压为10V，则（　 ）
A．流过R3和R4上电流分别为1.2A和0.8A
B．R1和R2上电压分别为2V和3V
C．R1和R2上电压分别为6V和4V
D．流过R3和R4上电流分别为0.8A和1.2A
A
2.仪器中常用两个阻值不同的可变电阻来调节电路的电流，一个作粗调，一个作细调，这两个变阻器可以按图甲串联起来或按图乙并联起来再接入电路。已知R1阻值较大，R2阻值较小，则（　　）
A．图甲中R2作粗调
B．图甲中R1作细调
C．图乙中R2作粗调
D．图乙中R2作细调
C
3.如图所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　）
A．S断开时，R1与R2的电压之比为5：1
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
B
1.串、并联电路中的电流
2.串、并联电路中的电压
3.串、并联电路中的电阻
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
通过前面的学习，我们知道实验室的电表都是双量程的，这些电表虽然量程不同，但是都是由一个小量程的电流表改装而成的。改装的秘密是什么呢？
01 认识表头
1.电路图符号
G
或
2.表头本质：
3.三个主要参数
三个参数关系：
是一个电阻，能指示通过自身的电流大小。
⑵满偏电流Ig：
指针偏转到最大刻度时的电流Ig
电流计内阻Rg
⑴表头内阻：
⑶满偏电压Ug：
满偏电流时，加在它两端的电压
Ug=IgRg
G
Rg
Ig
Ug
Ig
Ug
Rg
建立模型
需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表
（1）改装后的量程：
（2）量程扩大的倍数：
（3）接入电阻的阻值：
（4）改装后的总电阻：
Ig
U
Rg
R
IR
I
U
A
I
RA
02 将表头改装成电流表
例题：若已知表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电流表内阻为多少？
思考1：电流表G的能直接作为电流表测0.6A电流？
如果不能，怎么办？
并联一个电阻，分担一部分电流 （并联分流)
思考2：当被测电压是0.6A时，指针应该指在哪里？
通过表头电流多少？其余的电流到哪去啦？
满偏，Ig，通过并联的电阻。
思考3：并联分流的电阻为多少？
IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A
思考4：改装后的电流表内阻RA是多大？
5.0×10-2Ω
5.0×10-2Ω
需将表头串联一个阻值较大的分压电阻，改装成大量程的电压表
Ig
U
Ug
UR
Rg
R
U
Rv
V
I
（1）改装后的量程：
（2）量程扩大的倍数：
（3）接入电阻的阻值：
（4）改装后的总电阻：
03 将表头改装成电压表
例题：若已知表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为3V的电压表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电压表内阻为多少？
思考1：电流表G的满偏电压为多少，能直接接在3V的电压两端吗？不能，怎样办？
Ug=IgRg=0.01V
不能直接接3V。
串联一个电阻，分担一部分电压 （串联分压)
思考2：当被测电压是3V时，指针应该指在哪里？通过表头电流多少、表头两端的电压为多少？其余的电压到哪去啦？
满偏，Ig、Ug，分在串联的电阻两端。
思考3：串联分压的电阻为多少？
思考4：改装后的电压表内阻RV是多大？
Rv= Rg+R = 3.0×103Ω
电压表、电流表的改装及其特点
项目 小量程电流表G 改装成大量程电压表V 小量程电流表G
改装成大量程电流表A
电路结构
R的作用 分压 分流
扩大量程的计算 U=Ig(R+Rg) IgRg=(I-Ig)R
电表的总电阻 +R
电表改装问题注意事项
(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)改装后电压表的量程指R与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量程指R与表头并联电路的总电流。
(3)改装为电压表需串联一个大电阻，且串联电阻的阻值越大，改装后电压表的量程越大
(4)改装为电流表需并联一个小电阻，且并联电阻的阻值越小，改装后电流表的量程越大
1.某学习小组想要测量电动车蓄电池接入电路时的两端电压(蓄电池额定电压为36 V)。实验室可提供的电压表最大量程为0~15 V,不满足电压测量需求。小组同学讨论后决定利用电阻箱将该电压表改装成量程为0~45 V的新电压表,已知量程为0~15 V电压表的内阻RV=15 kΩ,以下操作正确的是( )
A.选择电路图1进行改装,将R1的阻值调至15 kΩ
B.选择电路图1进行改装,将R1的阻值调至30 kΩ
C.选择电路图2进行改装,将R2的阻值调至15 kΩ
D.选择电路图2进行改装,将R2的阻值调至30 kΩ
B
2.有一满偏电流Ig=5mA,内阻Rg=400Ω的电流表G,若把它改装成量程为10V的电压表,应 一个 Ω的分压电阻,该电压表的内阻为 Ω;若把它改装成量程为3A的电流表,应 联一个 Ω的分流电阻,该电流表的内阻为 Ω
串
并
1600
2000
0.668
0.667
3.在如图所示的电路中,小量程电流表的内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA,R1=900 Ω, R2= Ω。
(1)当S1和S2均断开时,改装成的是 表,量程是 。
(2)当S1和S2均闭合时,改装成的是 表,量程是 。
答案 (1)电压 0~1 V (2)电流 0~1 A