11.4串联电路和并联电路 （4课时)——高中物理人教版必修第三册课件(共75张PPT)

(共75张PPT)
串、并 联
电 路
一 、串、并联电路特点
1.串联电路
串联电路的重要结论:
具有分压作用 大电阻分大电压
串联电路中电压与电阻的关系：
成正比
I
I1
I2
I3
R1
R2
R3
U
U1
U2
U3
2.并联电路
并联电路的重要结论：
具有分流作用
大电阻分小电流
并联电路中电流与电阻的关系：
成反比
I
I1
I2
I3
R1
R2
R3
U
探究3：根据串、并联电路中电阻的关系讨论下列问题
②n个相同电阻(R1)串联或并联，其总电阻R=？
③不同阻值的电阻串联，总电阻与其中最大电阻有何关系？
④不同阻值的电阻并联，总电阻与其中最小电阻有何关系？
⑤串联或并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？
①R1和R2并联后R=？
(若R1远大于R2，R=？)
⑥并联电路支路增多,总电阻如何变？
若两个串联再和第三个电阻并联，R总=R*2R/(2R+R)=8Ω。
答案： ACD
2、如图所示电路,当ab两端接入100V电压时,cd两端为20V,当cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3为( )
A.4:2:1 B.2:1:1
C.3:2:1
D.以上都不对
R1
R1
R2
R3
R3
a
b
c
d
A
R2
R3
R3
a
b
c
d
R1
R1
R2
a
b
c
d
100V
20V
40V
40V
100V
50V
25V
25V
3、如图所示电路中, R1=20Ω, R2=40Ω, R3=60Ω, R4=20Ω, R5=40Ω,则下列说法正确的是 ( )
A.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=84V
B.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=140V
C.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R1的电流为0.6A
D.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R3的电流为0.4A
R1
R2
R4
R3
R5
A
B
C
D
ACD
R1
R4
R3
R2
R5
A
B
C
D
4、有四盏灯，接入如图的电路中, Ｌ1和Ｌ2的电阻均为484Ω,Ｌ3和Ｌ4的电阻均为1210Ω, 把电路接通后,四盏灯的电流之比I1:I2:I3:I4= .
L1
U
L2
L3
L4
7:5:2:7
第二课时
电表的改装
复习:串并联电路特点
1.串联电路
2.并联电路
二、电表的改装
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的
主要参数
①内阻:电流计内阻Rg
②量程:满偏电流 Ig
③满偏电压Ug
符号：
G
作用:
测量微小电流和电压
0
1
2
3
mA
1、电流计(表头)
2、电压表的改装
例1.有一个电流表G，内阻Rg，满偏电流Ig。要把它改装为量程为U的电压表，要串联多大的电阻 改装后的电压表内阻多大
Ig
Rg
R
V
U
在表头串联一个阻值较大的电阻
Ug
UR
U
例2.有一个电流表G，内阻Rg，满偏电流Ig。要把把它改装为量程为I的电流表，要并联多大的电阻 改装后的电流表内阻多大
U
I
Rg
Ig
IR
R
A
U
I
3、电流表的改装
在表头上并联一个阻值较小的电阻
1、用同一个小量程电流表G分别改装成电流表A、电压表V，则G、A、V的内电阻RG、RA 、RV之间的关系为 ( )
A．RGC．RVB
2、一个电流表的内电阻为0.18 KΩ，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，改装成量程为100A的电流表，应 　 联一个 　 Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示 　 A，新的电流表的内电阻为 　 Ω。
并
20
1
18
3、一个电压表的电阻为10KΩ，最大量程为3.0V，刻度盘分为30个刻度，改装成量程为30V的电压表，应 　 联一个 　 KΩ的电阻，此时刻度盘每个刻度表示 　 V，新的电压表的内电阻为 　 KΩ。
串
90
1
100
4、有一个电压表的量程为3V，内电阻为2500Ω，现在给电压表再串联一个7500Ω的定值电阻，然后用来测量某段电路的电压时，发现指针偏转了满刻度的3/4，则该被测电路的电压为 　 V，加在电压表两端的电压为 　 V。
9
2.25
5、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
50
100
1Ｖ
0.5Ｖ
6、如图所示为一双量程电压表的示意图.已知电流表G的量程为0～100μA,内阻为600Ω,则图中串联的分压电阻R1= Ω, R2= Ω
G
R1
R2
+
5V
15V
4.94X104
1X105
7、如图所示,电路由电流计与四个电阻连接而成.电流计内阻Rg=80Ω,满偏电流Ig=1mA. R1=R2=10Ω ,R3=194Ω ,R4=790Ω.若使用12接线柱电路可做 表.量程为 .若使用13接线柱可做 表.量程为 .若使用14接线柱电路可做 表.量程为 .若使用15接线柱可做 表.量程为 .
R1
R2
1
R3
R4
2
3
4
5
电流
电压
电压
10mA
5mA
1.05V
5V
电流
第三课时
伏安法测电阻
三、电阻的测量
用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，
伏安法
伏安法测电阻的两种电路 ：电流表内接和外接
电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”
电流表接在电压表两接线 柱内侧，通常叫“内接法”
A
V
R
A
V
R
因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．
1.内接和外接电路图
电流表内接法
电压表示数
电流表示数
测量值偏大
说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即
A
V
R
>
R测=R+RA
电流表外接法
电压表示数
电流表示数
测量值偏小
说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即
<
A
V
R
UV = UR
内接法
外接法
误差来源
测量结果
测量条件
电流表的分压
电压表的分流
R测＞R真
R测＜R真
大电阻 R>>RA
小电阻 R<伏安法测电阻
A
V
R
A
V
R
电路图
等效电阻
R测=R+RA
口诀： 大内偏大，小外偏小。
若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则
当
时，选用电流表内接法．
时，选用电流表外接法．
当
3.比值法选择内接和外接
用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:
A.待测电阻Rx：范围在5—8Ω，额定功率1W
B.电流表A：量程0—3A（内阻0.05Ω）
C.电压表V：量程0—15V（内阻15KΩ）
D.滑动变阻器R：0—100Ω
E.蓄电池：电动势12V
F.导线，电键.
为了较准确的测量，应选用电流表内接法还是外接法。
练习
如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R的测量值比真实值 ,测量值为 ,真实值为 .
小
100Ω
125Ω
A
V
R
c
d
一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测量值Rx= .
（a）
1000Ω
A
V
A
V
Rx
Rx
(a)
(b)
选择内外接的另外一种方法--------试触法
4、试触法：
(1)、条件：在利用伏安法测电阻的实验中，若不知道被测电阻的大约值，Rx、RA、RV的大小关系事先没有给定，可借助试触法确定内、外接法.
（2）、做法:如图所示组成电路，如果电流表的示数变化比电压表示数变化明显即
说明接M点时电压表分流作用引起的误差大于接N点时电流表分压作用引起的误差，这时应采用内接法(即电压表接N点)；若
电流表分压作用引起的误差大这时应采用外接法(即电压表接M点).
练习1：一个未知电阻Rx无法估计其电阻值，某同学用伏安法测电阻的两种电路各测量一次，如图所示，按甲图测得数据是6.0V、10.5mA,按乙图测得数据是5.0V、10.0mA,由此可知按 图所示的电路测量的误差较小， Rx的真实值更接近于 Ω 。
甲
乙
乙
500
R
A
V
A
R
V
复杂电路的化简：
如何理解电流经过电阻后降压
A
B
R1
R2
R3
U1=IR1
U2=IR2
U3=IR3
U=IR
1.理想导线可任意长短
2.无电流支路可去掉
3.等电势点可合并
4.摘表：理想电压表可看成断路，理想电流表可看成短路，电流稳定后，电容器可看成断开。
5判断电阻串、并联关系，两个电阻并联后可看成一个整体。
6两法并用：假想高低电势点，电流从高电势点流入，从低电势点流出，看经过哪些支路。
二、化简原则
一、化简方法
1.电流分支法
2.等电势法
理想
理想
理想
二、例题选解
1.如图，画等效电路。
A、D接电源时
A、B接电源时
A
B
C
D
R2
R1
R4
R3
A
D
R1
R4
R2
R3
A
B
R1
R4
R3
R2
如图，画等效电路。
R5
R4
R2
R3
R1
A
B
B
A
R5
R4
R3
R2
R1
2.画下图的等效电路。
A
B
R1
R2
R3
R1
R2
R3
A
B
3.已知每个电阻的电流I1I2I3，求 两表的读数。
A
B
R1
R2
R3
A1
A2
结点电流原理：流入某个结点的电流强度等于流出该点电流大小。
A1电流表示数为I2+I3
A2电流表示数为I1+I2
A
B
R1
R2
R3
4.若已知UAB=U,R=R1=R2=R3,求
A
B
R1
R2
R3
A
V
电流表读数：
电压表读数：
A
B
R1
R2
R3
A
B
R1
R2
R3
A
V
U/R
U
5.画右图的等效电路。
5
6
7
2
A
B
R1
R3
R5
R6
R7
R4
R2
R9
R8
R10
10
A
B
1
3
4
9
8
7.画下图的等效电路。
R4
A
R7
R1
R3
R6
R2
R5
B
A
B
R1
R4
R3
R5
R2
R6
R7
R4
A
R7
R1
R3
R6
R2
R5
B
断开时：
R4
R7
R1
R3
R6
R2
R5
闭合时：
R4
A
R7
R1
R3
R6
R2
R5
B
R4
A
R7
R1
R3
R6
R2
R5
B
求：φA, φB的大小关系。
R
2R
2R
4R
A
B
结论：相等
若在间连一根导线呢？ 或接一个电阻呢？
结论：无电流
练习：画下图的等效电路(各电阻相等)。
第四课时
两种电路的
连接和选取
重点讲解：分压电路
四、限流和分压电路的选取
1.限流式
E
s
R
A
B
P
Rx
图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx的 电压可调范围
限流式电路的特点:
1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.
但电路结构较为简单.
2.电能损耗较小.
2.分压式
图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx的电压可调范围
分压式电路的特点:
1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大. 但电路结构较为复杂.
2.电能损耗较大.
E
s
P
Rx
R
A
B
四、限流和分压电路的选取
限流式
分压式
可调范围
变阻器
电能损耗
四、限流和分压电路的选取
较大阻值
较小阻值
较小
较大
R＞10Rx，应选择限流式电路
R＜10Rx，应选择分压式电路
若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路
如无此要求，即
2、供电电路的选择方法(减少误差：电表变化范围大，器材安全）
a、要求电压或电流从零开始连续调节，或要求测量范围尽可能大。（给定表格数据或图像从零开始）
c、采用限流接法时最小电流或电压都超过电表量程。例
b、滑动变阻器的阻值太小，一般小于待测电阻的阻值(R滑必须用分压电路的三种情况：
E
k
R
a
b
RX
A
V
E
k
R
a
b
A
V
RX
E
k
R
a
b
A
V
RX
E
k
R
a
b
A
V
RX
甲
限流内接
乙
限流外接
分压内接
分压外接
丙
丁
基本电路图
例.用伏安法测量一定值电阻，实验器材如下：
(A)待测量电阻Rx(约30kΩ，1W)；
(B)直流电流表(量程0～500μA，内阻约300Ω)；
(C)直流电压表(量程0～15V，内阻约30kΩ)；
(D)直流稳压电源(输出电压20V)；
(E)滑动变阻器(0～2kΩ，0.3A)；
(F)开关、导线等。
电路选（ ）
B
四、实物连接（用铅笔）
1、根据题给条件确定滑动变阻器连接方式。
2、参照实物在图中的位置画出电路图，并在电路图上标出仪表正负极。
3、按先串后并顺序连接电路。
4、对照电路图检查，特别注意下述连接是否正确：
⑴ 电键位置，电键控制整个电路。　
　　⑵ 滑动变阻器滑动触头的位置，不能接到滑片或腿上。
　　⑶ 接线上柱，连线不交叉。
　　⑷ 仪表量程及正负极（电流必须从正极流入，负极流出 ）；电路顺着连，从正极流入回到负极。
×
×
接在接线柱上，不能接在腿上！
接在接线柱上，不能接在滑动头上！
×
滑动变阻器阻值是零，不能调节！
×
滑动变阻器阻值最大，不能调节！
+
_
分 压 外 接
+
_
×
分 压 外 接
接线应上柱！
+
_
分 压 外 接
+
_
分 压 外 接
连线不能交叉！
+
_
分 压 外 接
+
_
分 压 外 接
+
_
分 压 外 接
×
开关不能控制电路
+
_
分 压 外 接
分 压 内 接
分 压 内 接
限 流 外 接
限 流 内 接
限 流 内 接
电流表和电压表的读数
读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读。
U= 2.62 V I= 0.52 A
接0~3V量程时读数为_____V． 接0~3A量程时读数为____A．
接0~15V量程时读数为____V． 接0~0.6A量程时读数 A．
2.16V 10.7V 0.80A 0.16A