高中物理人教版选修3-1第二章 串联电路和并联电路 (共59张PPT)

(共55张PPT)
新课标人教版课件系列
《高中物理》
选修3-1
2.4《串联电路和
并联电路》
教学目标
（一）知识与技能
1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。
2、掌握电组的串并联的计算。
3、知道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。
4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。
5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。
（二）过程与方法
知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。
（三）情感、态度与价值观
通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。
★教学重点
熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。
★教学难点
表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。
★教学方法
自学引导、讲授法
★教学用具
投影片、多媒体辅助教学设备
一、认识电路
1.什么是电路的串联?
把几个导体元件依次首尾相连的方式
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的方式
2.什么是电路的并联?
I0
=
I1
=
I2
=
I3
串联电路各处的电流相同
2.并联电路:
并联电路的总电流等于各支路的电流之和
二、电流特点
1.串联电路:
I0
=
I1
+
I2
+
I3+…
U=U1+U2+U3
三、电压特点
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和
2.并联电路:
1.串联电路:
U=U1=U2=U3
并联电路的总电压与各支路的电压相等
R1
R2
R3
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
三、电阻特点
1.串联电路:
讨论：多个电阻串联呢？
1.串联电路:
2.并联电路:
讨论：多个电阻并联呢？
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
三、电阻特点
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
1.串联电路:
2.并联电路:
讨论：
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并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变?
⑥混联电路中,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=？)
三、电阻特点
四、串并联电路特点
1.串联电路
2.并联电路
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
100V
20V
40V
40V
100V
50V
25V
25V
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
R4
R3
R2
R5
A
B
C
D
ACD
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
2.
三个主要参数
①内阻:电流计内阻Rg
②量程：满偏电流
Ig
③满偏电压Ug
3.电路图符号：
五、电流计(表头)
1、作用：
测量微小电流和电压
六、电压表
例1:有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？
在表头串联一个阻值较大的电阻
R串=2.97X103Ω
Rv=3.0KΩ
六、电压表
在表头串联一个阻值较大的电阻
例2.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？
七、电流表
在表头上并联一个阻值较小的电阻
R并=0.050Ω
RA=0.050Ω
七、电流表
在表头上并联一个阻值较小的电阻
1）若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为
2）若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为
小
结
八、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.
具体估读方法如下：
　　(1)
量程为3
V和3
A的电压表和电流表，其最小分度为0.1
V和0.1
A,
读数要估读到最小分度的十分之一.
　　(2)
量程为0.6
A的电流表，其最小分度为0.02
A,
读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3…
　　(3)
量程为15
V的电压表，其最小分度为0.5
V,
读数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为0、1、2、3、4…
如图7所示伏特表指针位置，若用0-3V量程时，
图
7
图
8
读数为2.50V
如图8所示安培表指针位置，若用0-3A量程时，
读数为1.60A
基本仪器的读数
4、电流表电压表的读数
原则：凡最小分度值是一个单位的，有效数字的末位都在精度的下一位，即需要估读，若无估读，则在精度的下一位补“0”
读数：0.70A
基本仪器的读数
读数：2.40V
基本仪器的读数
凡最小分度值是2或5个单位的，有效数字的末位就是精度的同一位（含估读数），若无估读不需补“0”。若用0~0.6安量程，其精度为0.02安，说明测量时只能准确到0.02安，不可能准确到0.01安，因此误差出现在安培的百分位（0.01安），读数只能读到安培的百分位，以估读最小分度半小格为宜，当指针指在小于半小格位置则舍去，指针正对半小格则取为0.01安，指针超过半小格时则算一小格即0.02安
基本仪器的读数
读数：0.14A
基本仪器的读数
读数：0.37A
基本仪器的读数
读数：10.5V
基本仪器的读数
读数：9.5V
（3）当电压表在15伏档位，表盘的最小分度值为0.5伏／格，虽能准确读到0.5伏，但误差仍出现在最小分度值的同一数位上，即伏特的十分位。其估读法则是：将最小分度分为五等分仍按不足半等分舍去，等于或超过半等分算一个等分。
如图7所示伏特表指针位置，若用0-15V量程时，
读数为12.5V。
图
7
图
8
如图8所示安培表指针位置，若用0-0.6A量程时，
读数为0.32A
一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路,今有一质量为m的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动,要想使液滴上升可采用的办法是(
)
A.增大R1
B.增大R2
C.增大R3
D.减小R2
R1
R2
R3
C
CD
如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路,A、B为分压器的滑片放在变阻器的中央,下列判断哪些正确(
)
A.空载时输出电压为UAB=UCD/2
B.当接上负载R时,输出电压UAB>UCD/2
C.负载R越大,UAB越接近UCD/2
D.负载R越小,UAB越接近UCD/2
ABC
R/2
R/2
九、限流和分压电路的选取
1.限流式
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.
九、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
九、限流和分压电路的选取
较大阻值
较小阻值
较小
较大
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
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
1Ｖ
0.5Ｖ
十、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”
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．
十、电阻的测量
伏安法测电阻的误差分析
电流表外接法
电压表示数
电流表示数
测量值偏小，适于测量小阻值电阻
.
<
十、电阻的测量
伏安法测电阻的误差分析
电流表内接法
电压表示数
电流表示数
测量值偏大,适于测量大阻值电阻.
>
十、电阻的测量
电阻的测量
外接法
内接法
误差来源
测量结果
测量条件
伏特表的分流
电流表的分压
R真＞R测
R真＜R测
R>>RA
R<伏安法测电阻
伏安法测电阻电路选择
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
十、电阻的测量
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A1：量程0—0.6A（内阻0.2Ω）
C.电流表A2：量程0—3A（内阻0.05Ω）
D.电压表V1：量程0—0.6A（内阻3KΩ）
E.电流表V1：量程0—0.6A（内阻15Ω）
F.滑动变阻器R：0—100Ω
G.蓄电池：电动势12V
H.导线，电键.
为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选
，电压表应选
，并画出电路图。
先确定测量电路
由R=100Ω＞10Rx知，应选择限流式电路
再确定控制电路
其电路图如图所示。
分析：
A.0~10V
B.0~20V
C.10~20V
D.20~30V
在图中,AB间的电压为30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,UCD的变化范围是(
)
C
如图所示R1=6Ω,
R2=3Ω
R3=4Ω,A、B两点电压UAB=12V,C1、C2的电容分别为2μF和1μF,则它们带电荷量分别为
和
.
1.44X10-5C
4.8X10-6C
A.保持R2不变,增大R1
B.增大R1
,减小R2
C.保持R2不变,减小R1
D.增大R2
,减小R1
如图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4V时，电流表的指针G刚好满偏，当a、b间的电压为3V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是(
)
AB
四个电阻R1、R2
、R3、R4如图所示连接,若R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1两端的电压为4V,求:
(1)电路的总电阻.(2)电阻R2两端的电压
R总=1.2Ω
U2=6V
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
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(
)
C
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
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
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
4.94X104
105
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=10Ω
,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可做
表.量程为
.
电流
电流
电压
电压
5mA
10mA
1V
5V