第3章　第4节　串联电路和并联电路—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理必修三课件（33张PPT）

第4节　串联电路和并联电路
必备知识
自我检测
一、串联电路的分压作用
1.串联电路的特点和性质
必备知识
自我检测
2.小量程电流计?(表头)的三个参数
必备知识
自我检测
3.电压表的改装
(1)改装电压表的原因:电流计的满偏电压和满偏电流都很小,不能测量较大的电压。
(2)改装的方法:给电流计串联一个较大的电阻,分担一个较大的电压UR,如图所示。
必备知识
自我检测
二、并联电路的分流作用
1.并联电路的特点和性质
必备知识
自我检测
2.电流表的改装
(1)改装原因:电流计的满偏电流Ig很小,不能直接用来测大电流。
(2)改装方法:给电流计并联一个较小的电阻,分担较大的电流IR,如图所示。
必备知识
自我检测
1.正误判断。
(1)一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,总电阻为零。(　　)
解析:并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即
,当其中一个分电阻为零时,各支路电阻的倒数之和为无穷大,所以总电阻的倒数为无穷大,总电阻为零。
答案:√
(2)两个电阻并联,如果一个电阻增大(其他电阻不变),则总电阻减小。(　　)
解析:并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),各支路电阻的倒数之和将减小,总电阻的倒数将减小,总电阻将增大。
答案:×
必备知识
自我检测
(3)两个电阻串联,如果再串联上一个电阻,总电阻增大。(　　)
解析:串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,所以再串联一个电阻,总电阻会增大。
答案:√
(4)两个电阻并联,如果再并联上一个电阻,总电阻减小。(　　)
解析:并联电路再并联一个电阻,各支路电阻的倒数之和将增大,总电阻的倒数将增大,总电阻将减小。
答案:√
(5)几个电阻串联,其中任一个电阻的阻值比总电阻大。(　　)
解析:串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,所以任一个电阻比总电阻小。
答案:×
必备知识
自我检测
2.(多选)下列叙述正确的有(　　)
A.用同一表头改装成的电压表,电压表的量程越大,其内阻越大
B.并联电路的总电阻一定大于每一个支路的电阻
C.串联电路任一电阻增大(其他电阻不变),总电阻一定增大
D.并联的电阻具有分压作用
解析:由并联电路的特点知,并联电路的总电阻比任一支路的阻值都要小,且任一支路电阻增大(其他支路不变),总电阻增大,所以B错误;用同一表头改装成的电压表,电压表的量程越大,其内阻越大,故A正确;串联电路任一电阻增大(其他电阻不变),总电阻一定增大,故C正确;串联电阻具有分压作用,故D错误。
答案:AC
必备知识
自我检测
3.有三个电阻,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,现把它们并联起来接入电路,则通过它们的电流之比I1∶I2∶I3是(　　)
A.6∶4∶3 B.3∶4∶6
C.2∶3∶4 D.4∶3∶2
答案:A
探究一
探究二
随堂检测
对串、并联电路的理解
情境探究
1.如图,三个电阻组成串联电路。将串联电路中的电阻R1、R2、R3等效为一个电阻,设阻值为R,试证明:R=R1+R2+R3.
探究一
探究二
随堂检测
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳
串联电路、并联电路总电阻的比较
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
例1(多选)一电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,
R3=40 Ω。另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计,则(　　)
A.当CD端短路时,AB之间的等效电阻是40 Ω
B.当AB端短路时,CD之间的等效电阻是40 Ω
C.当AB两端接通测试电源时,CD两端的电压为80 V
D.当CD两端接通测试电源时,AB两端的电压为80 V
探究一
探究二
随堂检测
答案:AC
探究一
探究二
随堂检测
思路点拨 ①“短路”时相当于用导线相连。测“电压”时,相当于“断路”。
②画出等效电路图,灵活应用串、并联特点。
规律方法处理串联、并联及混联电路问题的方法
(1)准确地画出等效电路图;(2)利用串联、并联电路的特点和性质进行分析;(3)灵活选用恰当的公式进行计算。
探究一
探究二
随堂检测
变式训练1如图所示,R2=R4,理想电压表V1的示数为70 V,理想电压表V2的示数为50 V,则A与B间的电压为(　　)
A.140 V B.120 V
C.100 V D.无法确定
探究一
探究二
随堂检测
解析:理想电压表所在支路无电流通过,相当于四个电阻串联,由题图可知,电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和,电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和。因为R2=R4,所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和,即A与B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和,则A与B间的电压为70 V+50 V=120 V,选项B正确。
答案:B
探究一
探究二
随堂检测
电表的改装与计算
情境探究
有一电流表G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=1 mA。要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?
要点提示:由题意知电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03 V
改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压UR=U-Ug=2.97 V
探究一
探究二
随堂检测
知识归纳
1.电压表、电流表的改装及其特点
探究一
探究二
随堂检测
探究一
探究二
随堂检测
2.电表改装问题的两点提醒
(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)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时,对应的R与表头串联电路的总电压;改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时,对应的R与表头并联电路的总电流。
探究一
探究二
随堂检测
实例引导
例2有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。
(1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?
(2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?
探究一
探究二
随堂检测
解析:(1)由题意知电流表G的满偏电压
Ug=IgRg=0.03 V
改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压UR=U-Ug=2.97 V
改装后电压表的内阻RV=Rg+R=1 000 Ω。
(2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R'的分流IR'=I-Ig=0.597 A
答案:见解析
探究一
探究二
随堂检测
规律方法电表改装三要点
(1)改装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。
(2)改装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。
(3)改装过程把表头看成一个电阻Rg,通过表头的满偏电流Ig及表头两端能加电压Ug是不变的。
探究一
探究二
随堂检测
变式训练2(多选)(2019~2020学年陕西渭南大荔县高二上期末)如图所示,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.乙表是电压表,R增大时量程增大
探究一
探究二
随堂检测
解析:电压表电阻分压,与表头串联;电流表电阻分流,与表头并联;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,A错误,B正确;串联电路电阻大时分压多,所以R增大时量程增大,C错误,D正确。
答案:BD
探究一
探究二
随堂检测
1.(多选)如图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是(　　)
答案:BC
探究一
探究二
随堂检测
2.(多选)一能够测电流和电压的两用电表如图所示,以下说法正确的是(　　)
A.若S1和S2都闭合,它是一个电压表
B.若S1和S2都闭合,它是一个电流表
C.若S1和S2都断开,它是一个电流表
D.若S1和S2都断开,它是一个电压表
解析:电流表是由电流计并联电阻后改装而成的,电压表是由电流计串联电阻后改装而成的。故B、D正确,A、C错误。
答案:BD
探究一
探究二
随堂检测
3.已知某一表头G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=5 mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是(　　)
A.串联一个570 Ω的电阻
B.并联一个570 Ω的电阻
C.串联一个0.05 Ω的电阻
D.并联一个0.05 Ω的电阻
解析:要改装电流表需并联一个分流电阻,设其阻值为R,应有IgRg=(I-Ig)R,所以R= ≈0.05 Ω,故选D。
答案:D
探究一
探究二
随堂检测
4.如图所示,电路两端电压U保持不变。
(1)若电阻R1、R2、R3消耗的电功率一样大,则电阻之比R1∶R2∶R3=　　　　。?
(2)若电阻R1=R2=R3,则它们在相同时间内产生的热量之比Q1∶Q2∶Q3=　　　　。?
探究一
探究二
随堂检测
解析:(1)根据题意,由混联电路的特点可知I1=I2+I3,且I2=I3,再由P=I2R可得R1∶R2∶R3=1∶4∶4。
(2)根据题意,由混联电路的特点可知I1=I2+I3,且I2=I3,再由Q=I2Rt,可得Q1∶Q2∶Q3=4∶1∶1
答案:(1)1∶4∶4　(2)4∶1∶1