3.4 串联电路和并联电路 课件 (1)

课件50张PPT。第4节　串联电路和并联电路目标导航
1.理解串联电路和并联电路的特点和性质.
2．会用串、并联电路的特点及性质解决实际问题．(重点)
3．能用分压和分流原理将电流计改装成电压表和电流表．(重点＋难点)一、串联电路的分压作用和电压表
1．串联电路的两个基本特点
(1)在串联电路中，各处的____相等，表达式为___________________；
(2)串联电路的总电压等于各部分电压____，表达式为______________________.电流I＝I1＝I2＝……＝In之和U＝U1＋U2＋……＋Un2．串联电路的3个重要性质
性质1：______________________.
性质2：_______________________.
性质3：_________________________.R＝R1＋R2＋……＋Rn3．由串联电路的性质2可知，串联电路中的每一个电阻都要分担一部分电压，电阻越大，它分担的电压就______，串联电阻的这种作用就称为串联电路的______作用．
4．实验室中常用的电压表就是利用串联电路的____作用，由小量程的_______改装而成的.越多分压分压电流计想一想
1．如图，将两个额定电压相同，额定功率不同的灯泡串联起来，发光
时哪一个更亮一些?二、并联电路的分流作用和电流表
1．并联电路的两个基本特点
(1)并联电路中各支路的_____相等，表达式为U＝___________________；
(2)并联电路的总电流等于各支路电流_____，表达式为___________________.电压U1＝U2＝……＝Un之和I＝I1＋I2＋……＋In2．并联电路的3个重要性质
性质1：______________________.
性质2：___________________________.
性质3：P1R1＝P2R2＝……＝PnRn＝U2.I1R1＝I2R2＝……＝InRn＝U3．由并联电路的性质2可知，并联电路中的每一个电阻都要分担总电流的一部分，电阻越小，它分担的电流就_____，并联电阻的这种作用就称为并联电路的_____作用．
4．实验室中常用的电流表就是利用并联电路的_____作用，由_______改装而成的．越大分流分流电流计想一想
2．并联电路的总电阻比任一支路中的电阻大还是小？三、混联电路
　混联电路：串联之中有______，并联之中有_____的电路．
不管混联电路有多么复杂，大都可以简化为_____电路或_____电路．并联串联串联并联想一想
3．节日用的彩灯，一串串一簇簇，或挂在街道两旁的树上，或挂在装饰物品上，煞是好看．你知道各灯之间是怎样连接的吗？
提示：每一串上各灯之间是串联的，不同串之间是并联的．要点一　电压表、电流表的改装
?学案导引
1．电流表、电压表的改装原理有什么不同？
2．把电流计改装成电流表或电压表时，怎样确定并联或串联电阻的阻值呢？特别提醒：(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． 一只满偏电流Ig＝1 mA，线圈电阻Rg＝100 Ω的小电流表．
(1)把它改装成满偏电压U＝10 V的电压表；
(2)把它改装成满偏电流I＝0.6 A的电流表，请画出电路图，并算出有关数据．
【思路点拨】　改装后的电压表的量程U等于电流表的满偏电流Ig与电压表内阻(Rg＋R)的乘积；改装成电流表时,需要并联一个分流电阻.【答案】　见精讲精析
【规律总结】　(1)电压表的改装关键看分压电阻分担的电压,分压电阻分担的电压越大，电压表的量程越大．
(2)电流表的改装关键看分流电阻分担的电流,它分担的电流越大，电流表的量程越大．变式训练
1．(2012·厦门双十中学高二检测)图中的甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论正确的是(　　)A．甲表是电流表，R增大时量程增大
B．甲表是电流表，R增大时量程减小
C．乙表是电压表，R增大时量程减小
D．上述说法都不对
解析：选B.电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联．所以甲表为电流表，乙表为电压表．并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大．要点二　混联电路的简化
?学案导引
1．如何将复杂电路简化成简单的串联与并联电路？
2．简化的电路与原电路之间存在什么关系？
3．简化电路有什么原则可循？有什么道理在里面？1．混联电路的处理方法
将复杂电路适当简化，画出其等效电路，结合串、并联电路的特点进行分析、计算．
2．电路简化的原则
(1)无电流的支路简化时可以去掉．
(2)两等势点间的电阻可省去或视作短路．
(3)理想导线可长可短．(4)节点沿理想导线可任意移动，但不得越过电源、用电器等．
(5)电路中理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路．
(6)电路电压稳定时电容器可认为断路．3．电路简化常用的等效方法
(1)独立支路法
电流是分析电路的核心，从电源的正极出发顺着电流的方向(若电路中无电流方向，可假设一个方向)，经各电阻绕外电路一周至电源负极，凡是电流无分叉地依次流过的电阻为串联，凡是电流有分叉地分别流过的电阻为并联，如图甲所示．电流由A端流入，D端流出，则电流在A点分为三条支路(A、B等电势相当于一点)，分别流经R1、R2、R3，而R2、R3中的电流流入C点后经R4到达D点，而流经R1的电流直接到达D点，所以R2与R3并联后与R4串联，再与R1并联，其等效电路如图乙所示．(2)等电势法
在某些复杂电路中，往往能找到电势相等的点，把所有电势相等的点归结为一点，或画在一条线段上，当两等势点之间有非电源元件时，可将之去掉，因为其中无电流流过，如图甲所示．A、C，B、D之间用导线连接,故A、C等势，B、D也等势，将A、C合并，B、D合并作为一点，则将R1、R2、R3分别接到相应的两点间，可等效为如图乙所示的电路． 如图所示的电路中，三个电阻的阻值都相等,电流表A1、A2和A3的内阻均可忽略，电流表的读数分别为I1、I2和I3，则I1∶I2∶I3＝____∶____∶____.【精讲精析】　因为电流表A1、A2和A3的内阻均可忽略，故可将电流表等效为导线，电路图变为图甲所示．无电阻的导线所连的A和A′可视为一点(等势)，B、B′可视为一点，则等效电路变为图乙所示，显然三个等值电阻R1、R2和R3是并联的，最后将三电流表还原回电路中相应位置上，可得等效电路图丙．由并联电路的分流关系可知，通过各电阻的电流相等，设为I，分析等效电路图可知：I1＝3I，I2＝2I，I3＝2I，则I1∶I2∶I3＝3∶2∶2.【答案】　3　2　2
【方法总结】　根据等势点法简化电路的一般顺序是：①将各结点用字母标出；②判定各结点电势的高低(若原电路未加电压，可先假设加上电压)；③将各结点电势高低自左到右排列，再将各结点之间支路画出；④将画出的等效图加工整理．变式训练
2．求如下图所示的电路AB两端电阻，已知图中各电阻R均为12 Ω.解析：如题图所示，设想把A、B两点分别接到电源的正负极上进行分析，A、C两点电势相等，B、D两点电势也相等，分别画成两条直线段.电阻R1接在A、D两点也就是接在A、B两点，R2接在C、D两点，也即接
在A、B两点，R3接在C、B两点，
也即接在A、B两点．R4接在A、
B两点，可见，4个电阻都接在A、
B两点之间，均为并联，所以RAB＝3 Ω.
答案：见解析串、并联电路的极值
[经典案例]　(12分)如图所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器的最大阻值R3＝5 Ω，则当滑动触头P从a滑到b的过
程中，电流表示数变化情
况如何？【思路点拨】　解题时应注意以下两点：
(1)分析清楚R1、R2、滑动变阻器的串、并联特点．
(2)P由a向b的滑动过程中电阻的变化，分析电流的变化．【答案】　从3.94 A减小到2.52 A再增大到3 A
【规律总结】　当并联两支路的电阻之和为定值时，则两支路的电阻值相差越小，并联总电阻越大；当两支路电阻相等时，并联总电阻有最大值． 某实物投影机有10个相同的强光灯L1～L10(24 V,200 W)和10个相同的指示灯X1～X10(220 V,2 W),将其连接在220 V交流电源上,电路如图．若工作一段时间后L2灯丝烧断，则(　　)A．X1的功率减小，L1的功率增大
B．X1的功率增大，L1的功率增大
C．X2的功率增大，其他指示灯的功率减小
D．X2的功率减小，其他指示灯的功率减小【精讲精析】　L2灯丝烧断后电路的总电阻增大，电路中总电流减小，流过其他指示灯、强光灯的电流都同比例的减小，消耗的功率都减小，两端的电压都减小，则X2两端电压增大，消耗的功率也增大，C正确．
【答案】　C 如图所示为某收音机内一部分电路元件的支流等效电路图，各个等效电阻的阻值都是2 Ω，AC间接一只内阻忽略不计的电流表，若B、C两点间加有6 V的恒定电压，则电流表的示数是(　　)
A．3 A　　　　 B．2 A
C．1 A D．0【答案】　C 在如图所示的电路中，已知R2＝R4，A、C间电压UAC＝15 V，B、D间电压UBD＝7 V，则A、E间电压UAE＝________.【精讲精析】　由于串联电路中电流相等，而R2＝R4，由U＝IR知，UBC＝UDE，又UBD＝UBC＋UCD，UCE＝UCD＋UDE，所以UBD＝UCE＝7 V，则AE间电压UAE＝UAC＋UCE＝15 V＋7 V＝22 V.
【答案】　22 V 下图画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图．图中电压表的内阻为1 kΩ，电流表的内阻为0.1 Ω，被测导体R的真实电阻为87.4 Ω.测量时，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值．如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是多少？你能从中得到什么结论？在乙电路中，流过电阻R的电流是准确的，但电压表的读数大于R两端的电压，测量值实际上是R与RA的串联值，即R测＝R＋RA＝87.4 Ω＋0.1 Ω＝87.5 Ω.
结论：由于电压表和电流表内阻的影响，使两种接法中均存在系统误差．甲图中测量值小于真实值，乙图中测量值大于真实值，但相比较而言，乙图接法的测量误差较小．
【答案】　见精讲精析