高中物理2.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路課件新人教版選修3_1

1、4 4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1.掌握串、并聯(lián)電路的電流關(guān)系和電壓關(guān)系。2.理解并能推導(dǎo)串、并聯(lián)電路的電阻關(guān)系。3.應(yīng)用串、并聯(lián)特點(diǎn)改裝電壓表和電流表。1.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 如果我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)仔細(xì)觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn),用于連接電路的導(dǎo)線都是用多芯導(dǎo)線做成的,這是為什么?提示:多芯導(dǎo)線連接電路時(shí),相當(dāng)于多個(gè)一樣的導(dǎo)線并聯(lián),使電路中的總電阻變小。2.電流表和電壓表(1)電流表G(表頭):常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。小量程電流表主要有三個(gè)參數(shù):電流表的電阻稱(chēng)為內(nèi)阻,用字母Rg表示;指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流Ig叫作滿偏電流;電流表通過(guò)滿偏電流時(shí)加在它兩端的電壓Ug叫

2、作滿偏電壓,上述三個(gè)物理量的關(guān)系為Ug=IgRg。(2)電壓表和電流表的改裝:當(dāng)把電流表G改裝成量程為U的電壓表時(shí),應(yīng)當(dāng)串聯(lián)一個(gè)電阻R,該電阻起分壓作用,因此叫分壓電阻,與三個(gè)參數(shù)間的關(guān)系為U=Ig(Rg+R);當(dāng)把電流表G改裝成量程為I的電流表(也叫安培表)時(shí),應(yīng)當(dāng)并聯(lián)一個(gè)電阻,該電阻起分流作用,因此叫作分流電阻,與三個(gè)參數(shù)間的關(guān)系為IgRg=(I-Ig)R。把一個(gè)小量程的電流表改裝成一個(gè)大量程的電壓表后,通過(guò)校對(duì)發(fā)現(xiàn)電壓表量程偏大,假設(shè)要使其符合改裝要求,應(yīng)怎樣處理?提示:電壓表改裝利用的是串聯(lián)電路正比分壓的特點(diǎn),改裝后的電壓表量程偏大,說(shuō)明串聯(lián)電阻偏大,應(yīng)該換用阻值小的符合改裝要求的電阻

3、。1.對(duì)串、并聯(lián)電路的理解對(duì)串、并聯(lián)電路的理解(1)關(guān)于電阻的幾個(gè)常用推論關(guān)于電阻的幾個(gè)常用推論:串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一局部電路的電阻。串聯(lián)電路的總電阻大于其中任一局部電路的電阻。并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻。并聯(lián)電路的總電阻小于其中任一支路的電阻。幾個(gè)一樣的電阻幾個(gè)一樣的電阻R并聯(lián)并聯(lián),其總電阻為其總電阻為多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí),其中任一電阻增大或減小其中任一電阻增大或減小,總電阻也隨之增總電阻也隨之增大或減小。大或減小。(2)關(guān)于電壓和電流的分配關(guān)系關(guān)于電壓和電流的分配關(guān)系:并聯(lián)電路中通過(guò)各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比,即I1R1=I2R2=InRn=I總R總=U

4、。2.電表的改裝與計(jì)算 特別提醒(1)無(wú)論表頭G改裝成電壓表還是電流表,它的三個(gè)特征量Ug、Ig、Rg是不變的,即通過(guò)表頭的最大電流Ig并不改變。(2)改裝后電壓表的量程等于小量程電流表指針滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的R和小量程電流表串聯(lián)電路的總電壓;改裝后電流表的量程等于小量程電流表指針滿偏時(shí)對(duì)應(yīng)的R與小量程電流表并聯(lián)電路的總電流。3.伏安法測(cè)電阻 (2)電流表的兩種接法: (3)電流表兩種接法的選擇:直接比較法:適用于Rx、RA、RV的大小可以估計(jì)的情況。當(dāng)RxRA時(shí),采用內(nèi)接法;當(dāng)RxRV時(shí),采用外接法,即大電阻用內(nèi)接法,小電阻用外接法,可記憶為“大內(nèi)小外。公式計(jì)算法:(4)滑動(dòng)變阻器的兩種接法: 特別

5、提醒在用伏安法測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)中,在設(shè)計(jì)電路及實(shí)物連線時(shí),要特別注意兩點(diǎn):一是電流表應(yīng)內(nèi)接還是外接;二是滑動(dòng)變阻器采用限流還是分壓。(5)滑動(dòng)變阻器的兩種接法的選擇通?；瑒?dòng)變阻器以限流接法為主,但遇到下述三種情況時(shí)必須采用分壓接法。當(dāng)待測(cè)電阻遠(yuǎn)大于滑動(dòng)變阻器的最大電阻,且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測(cè)量多組數(shù)據(jù))時(shí),必須選用分壓接法。假設(shè)采用限流接法,電路中實(shí)際電壓(或電流)的最小值仍超過(guò)負(fù)載電阻或電表的額定值時(shí),只能采用分壓接法。要求回路中某局部電路的電流或電壓實(shí)現(xiàn)從零開(kāi)場(chǎng)連續(xù)調(diào)節(jié)時(shí)(如測(cè)定導(dǎo)體的伏安特性,校對(duì)改裝后的電表等),即大范圍內(nèi)測(cè)量時(shí),必須采用分壓接法。類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三串、并聯(lián)

6、電路的計(jì)算【例1】 兩個(gè)用電器的額定電壓都是6 V,額定電流分別是 I1=0.1 A和I2=0.3 A。(1)把這兩個(gè)用電器并聯(lián)后接在電壓為8 V的電路中,要使它們正常工作,應(yīng)附加多大的電阻?(2)如果把它們串聯(lián)后接在12 V的電路上,要使它們正常工作應(yīng)該接多大的電阻?點(diǎn)撥:(1)兩個(gè)用電器的額定電壓都是6 V,并聯(lián)后接入6 V的電路上就能正常工作;而今電路的電壓是8 V,大于6 V,故應(yīng)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻Rx,使其分擔(dān)2 V的電壓。(2)兩個(gè)用電器不能簡(jiǎn)單地串聯(lián),因串聯(lián)后兩個(gè)用電器的分壓不同,不能均分12 V的電壓。類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三答案:(1)5 (2)30 題后反思為使用

7、電器正常工作,加在它們兩端的電壓必須是額定電壓,或通過(guò)它們的電流必須是額定電流,假設(shè)電源電壓不滿足要求,就要用學(xué)過(guò)的串、并聯(lián)知識(shí)進(jìn)展電路整合。類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三觸類(lèi)旁通燈泡的電阻為240 ,額定電壓為120 V,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)阻值多大的電阻,才可把燈泡接在220 V的電路中?解析:由歐姆定律知,答案:200 類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三儀表的改裝【例2】 電流表的內(nèi)阻Rg=120 ,滿偏電流Ig=3 mA,要把它改裝成量程是6 V的電壓表,應(yīng)串聯(lián)多大的電阻?要把它改裝成量程是3 A的電流表,應(yīng)并聯(lián)多大的電阻?點(diǎn)撥:電壓表是由一只電流表跟一只定值電阻串聯(lián)而成的,串聯(lián)的電阻起分壓作用。改裝后的電壓表量程不同是因

8、為串聯(lián)的電阻不同。電流表是由一只電流表跟一只定值電阻并聯(lián)而成的,并聯(lián)的電阻起分流的作用,并聯(lián)不同阻值的電阻改裝后的量程不同。類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三解析:改裝成電壓表時(shí)應(yīng)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,由歐姆定律得U=Ig(Rg+R)答案:1 880 0.12 題后反思改裝后的電壓表表盤(pán)上顯示的是表頭和分壓電阻兩端的總電壓。改裝后的電流表表盤(pán)上顯示的是通過(guò)表頭和分流電阻的總電流。改裝成電流表時(shí)應(yīng)并聯(lián)一個(gè)分流電阻,由并聯(lián)電路兩端電壓相等得IgRg=(I-Ig)R分流電阻類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三觸類(lèi)旁通在例2中,改裝后的電壓表和電流表的內(nèi)阻分別是多大?解析:電壓表的內(nèi)阻RV=Rg+R=2 000 答案:2 000 0.12 類(lèi)型一類(lèi)型二類(lèi)型三滑動(dòng)變阻器“限流“分壓?jiǎn)栴}的分析【例3】 如下圖,滑動(dòng)變阻器R1的最大值是200 ,R2=R3=300 ,A、B兩端電壓UAB=8 V。(1)當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí),移動(dòng)滑片P,R2兩端可獲得的電壓的變化