11.4《 串联电路和并联电路 》课件-2020-2021学年人教版（2019）高中物理必修第三册20张PPT

第十一章　电路及其应用
4.串联电路和并联电路
学习目标
1.知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点。(重点)
2.掌握串、并联电路的相关计算。(重点)
3.了解电流表(表头)的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。(难点)
4.理解表头改装成电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。(难点)
情景引入
如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，你认为这个电阻跟R1、R2应该是怎样的关系？
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串联电路
并联电路
电路图


电流关系
电路中的电流___________：
I＝_________________
总电流等于各支路________：
I＝__________________
一、串联电路和并联电路的特点
电流之和
处处相等
自学感知 梳理教材夯实基础
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串联电路
并联电路
电压关系
总电压等于各部分________：
U＝________________
总电压与各支路两端电压___：
U＝__________________
总电阻
总电阻等于各部分电路电阻______：
R＝________________
总电阻倒数等于各支路电阻________：
????????＝????????????＋????????????＋…＋????????????
电压之和
相等
之和
倒数之和
自学感知 梳理教材夯实基础
自学感知 梳理教材夯实基础
二、电压表和电流表的电路结构
常用的电压表和电流表都是由小量程的_____（表头）改装而成的。表头就是一个____，通过表头的____是可以从刻度盘上读出来的。
1．表头G的三个参量：
表头
最大刻度
满偏电流
IgRg
电流表
电阻
电流
2．电表改装原理：
①电压表改装：将表头_____一个电阻R（分压电阻），电压表可以看作一个电压可读的“大电阻”，如图所示：
②电流表改装：将表头________一个电阻R（分流电阻），电流表可以看作一个电流可读的“小电阻”，如图所示：
串联
并联
自学感知 梳理教材夯实基础
探究一：串、并联电路总电阻的比较
探究解惑 注重过程提高能力
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A} 比较
串联电路的总电阻R总
并联电路的总电阻R总
不同点
n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR
n个相同电阻R并联，总电阻R总＝R/n
R总大于任一电阻阻值
R总小于任一电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻
一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻
相同
点
多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小
例1、(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω。另有一输出电压为100 V的测试电源,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
解析:当cd端短路时,等效电路如图(1)所示,等效电阻R=R1+????2????3????2+????3=40 Ω,选项A正确;当ab端短路时,等效电阻R=R2+????1????3????1+????3=128 Ω,选项B错误;
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当a、b两端接通测试电源时,等效电路如图(2)所示,根据欧姆定律得I=????????1+????3=10010+40 A=2 A,所以Ucd=IR3=80 V,选项C正确;当c、d两端接通测试电源时,根据欧姆定律得I=????????2+????3=100120+40 A=58 A,所以Uab=IR3=25 V,选项D错误。
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答案:AC
【例2】　由四个电阻连接成的电路如图所示。R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。

(1)求a、d之间的总电阻；
(2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？
[解析]　(1)由题图可知Rcd＝????????????????????????+????????＝ ????×????????+????Ω＝2 Ω。
故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω。
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(2)由欧姆定律知I＝????????????????＝???????????????? A＝3 A，
即为通过R1、R2的电流。
设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，
则由并联电路电压相等，得I3R3＝I4R4；
又I3＋I4＝3 A，解得I3＝1 A，I4＝2 A。

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探究二： 电压、电流的分配关系
(1)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比。
????????＝ ?????????????????＝????????????????…＝ ?????????????????＝I
(2)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比。
IR＝I1R1＝I2R2…＝InRn
(3)规律：串联可分压;并联可分流。

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探究解惑 注重过程提高能力
例3：如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω。
(1)电路的总电阻是多少?
(2)若流过电阻R1的电流I1=3 A,则通过R2、R3的电流分别为多少?干路电流为多少?

解析:(1)根据并联电路的特点
电路中1????总=1????1+1????2+1????3 所以R总=1213 Ω
(2)由于I1R1=I2R2=I3R3,所以I2=2 A I3=1.5 A
干路电流I=I1+I2+I3=(3+2+1.5)A=6.5 A。
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答案:(1)1213 Ω　(2)2 A　1.5 A　6.5 A
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探究解惑 注重过程提高能力
探究三、电表改装中分压、分流电阻的阻值如何计算？
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小量程的电流表G改装成电压表V
小量程的电流表G改装成大量程的电流表A
内部电路


分压、分流电阻的计算
U=Ig(R+Rg)
R=UI????-Rg=(n-1)Rg
其中n=UU????=UI????R????
IgRg=(I-Ig)R
R=I????R????I?I????=R????n?1
其中n=II????
电表的总内阻
RV=Rg+R
RA=RR????R+R????
例4、一个满偏电流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,请画出电路图,并算出应接入的电阻的阻值;(2)把它改装成满偏电流I=0.6 A的电流表,请画出电路图,并算出应接入的电阻的阻值。
解析:(1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1 V 由欧姆定律有U=Ig(Rg+Rx),
解得Rx=????????g-Rg=9 900 Ω。
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(2)小量程电流表的满偏电流Ig 由并联电压相等得:
IgRg=(I-Ig)Rx 解得:Rx=????g?????????gRg≈0.17 Ω。
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例5、一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？

[解析]　设该表内阻为Rg，并联电阻值为????????????的分流电阻后，分流电阻承担的电流为
IR＝????????????????????????????＝ ????.????????????A＝1.2 A
所以改装后的电流表的量程为I＝IR＋Ig＝(1.2＋0.6) A＝1.8 A
所以每一个小格表示I0＝ ????.????????????A＝0.06 A。
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课堂小结