人教版高中物理必修第三冊第十一章電路及其應用11-4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路課件

第十一章電路及其應用學習目標1.通過復習初中學習的串、并聯(lián)電路,分析得出串、并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律,體會嚴謹?shù)目茖W推理過程.2.依據(jù)電流和電壓的關系,推導得到串聯(lián)和并聯(lián)電路總電阻的表達式,體會等效思想在物理中的運用.3.通過建立簡化模型,應用串、并聯(lián)電路規(guī)律分析電壓表和電流表的改裝原理,理解理想電表是一種科學抽象的產(chǎn)物,進一步體會理想化模型的思想方法.4.結合串、并聯(lián)電路特點,理解滑動變阻器的限流式和分壓式接法,認識伏安法測電阻中電流表的內(nèi)接法和外接法,能定性分析電壓表和電流表的內(nèi)阻對電阻測量的影響.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路知識點一串、并聯(lián)電路中的電流和電壓答案:車燈突然不亮了,但車繼續(xù)行駛,所以車燈和電動機是并聯(lián)的.流經(jīng)電動機的電流和流經(jīng)車燈的電流不相等,電壓相等.1.遙控車在行駛過程中,車燈突然不亮了,但車繼續(xù)行駛,車燈和電動機是如何連接的?流經(jīng)電動機的電流和流經(jīng)車燈的電流是否相等?電壓呢?2.串、并聯(lián)電路中的電流特點:串聯(lián)電路中的電流

,并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流

.3.串、并聯(lián)電路中的電壓特點:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓

,并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓

.處處相等之和之和相等知識點二串、并聯(lián)電路中的電阻1.在同一電路中,串聯(lián)接入的相同燈泡越多,燈泡亮度越暗;并聯(lián)接入的相同燈泡增多,每個燈泡的亮度幾乎不變.試分析其原因.

之和R1+R2+…+Rn倒數(shù)之和

知識點三電壓表和電流表的電路結構

電阻

刻度盤表頭最大刻度滿偏電流3.將表頭改裝成大量程電壓表.測量較大的電壓時,要

一個電阻,把表頭改裝成大量程電壓表,如圖所示.電壓表可以看作一個

可讀的大電阻,串聯(lián)電阻的作用是分擔一部分

,這種電阻被叫作

.串聯(lián)電壓電壓分壓電阻4.將表頭改裝成大量程電流表.測量較大的電流時,要

一個電阻,把表頭改裝成大量程的電流表,如圖所示.電流表可看作一個

可讀的小電阻,并聯(lián)電阻的作用是分去一部分

,這種電阻被叫作

.并聯(lián)電流電流分流電阻小試身手判斷下列說法的正誤并和同學交流(正確的打“√”,錯誤的打“×”).1.串聯(lián)電路兩端的總電壓一定比該電路中某一用電器兩端的電壓高.(

)2.并聯(lián)電路干路上的電流一定比通過某一支路的電流大.(

)3.電路中電阻的個數(shù)越多,電路的總電阻越大.(

)4.兩個電阻并聯(lián),如果一個電阻增大(另一個電阻不變),則總電阻減小.(

)5.將小量程電流表改裝成電壓表需要并聯(lián)一個電阻.(

)6.電流表中并聯(lián)的電阻的作用是分去一部分電壓.(

)√√××××探究一串、并聯(lián)電路中的規(guī)律問題情境如圖甲所示,電阻R1、R2、R3組成串聯(lián)電路.如圖乙所示,電阻R1、R2、R3組成并聯(lián)電路.甲乙1.串聯(lián)電路中電流為什么處處相等?各電阻兩端電壓與電阻存在怎樣的關系?

2.串聯(lián)電路兩端的總電壓U為什么等于各電阻兩端電壓之和?答案:題圖甲中,如果以φ0、φ1、φ2、φ3分別表示電路中0、1、2、3各點的電勢,以U01、U12、U23、U03分別表示0與1、1與2、2與3、0與3之間的電勢差,有U01=φ0-φ1,U12=φ1-φ2,U23=φ2-φ3,所以U01+U12+U23=φ0-φ3=U03,即串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和.3.如何證明串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和?答案:電阻串聯(lián)起來接入電路,作為一個整體,它相當于一個電阻R,由于U03=U01+U12+U23,即IR=IR1+IR2+IR3,故R=R1+R2+R3,即串聯(lián)電路總電阻等于各電阻之和.4.為什么并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和?答案:題圖乙中,只有在相同時間內(nèi)流過干路0點的電荷量等于進入各支路1、2、3各點的電荷量之和,才能保證電路中各處的電荷的分布不變,因此有I=I1+I2+I3,即并聯(lián)電路總電流等于各支路電流之和.5.為什么并聯(lián)電路的總電壓等于各支路電壓?各支路的電流與電阻存在怎樣的關系?答案:題圖乙中,不考慮導線的電阻,0、1、2、3各點之間沒有電勢差,它們具有相同的電勢.同樣,幾個電阻右邊的電勢也相同,因此U=U1=U2=U3,即并聯(lián)電路總電壓與各支路電壓相等.根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路電壓關系知,I1R1=I2R2=I3R3,即并聯(lián)電路各支路的電流與電阻成反比.6.如何證明并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和?

過程建構

2.串、并聯(lián)電路總電阻的比較.比較項串聯(lián)電路并聯(lián)電路不同點n個相同電阻R串聯(lián),總電阻R總=nRR總大于任一電阻阻值R總小于任一電阻阻值一個大電阻和一個小電阻串聯(lián)時,總電阻接近大電阻一個大電阻和一個小電阻并聯(lián)時,總電阻接近小電阻相同點無論串聯(lián)還是并聯(lián),多個電阻中的任一電阻增大或減小,總電阻都隨之增大或減小【典例1】(多選)一個T形電路如圖所示,電路中的電阻R1=10Ω,R2=120Ω,R3=40Ω.另有一輸出電壓為100V的測試電源,則(

)A.當用導線連接cd兩端時,ab之間的等效電阻是40ΩB.當用導線連接ab兩端時,cd之間的等效電阻是40ΩC.當ab兩端接測試電源時,cd兩端的電壓為80VD.當cd兩端接測試電源時,ab兩端的電壓為80V

答案:AC

甲乙【典例2】由四個電阻連接成的電路如圖所示,其中R1=8Ω,R2=4Ω,R3=6Ω,R4=3Ω.(1)求a、d之間的總電阻.(2)如果把42V的電壓加在a、d兩端,則通過每個電阻的電流是多少?

答案:(1)14Ω

(2)3A

3A

1A

2A處理簡單混聯(lián)電路的方法(1)明確電路的連接方式,畫出等效電路圖.(2)準確利用串、并聯(lián)電路的基本規(guī)律、特點.(3)靈活選用恰當?shù)墓竭M行計算.探究二電壓表和大量程電流表的改裝問題情境如圖所示,有一個表頭,其內(nèi)阻Rg=30Ω,滿偏電流Ig=1mA.1.若要把它改裝成量程為0~3V的電壓表.(1)能讓3V的電壓全部加在表頭兩端嗎?如果不能,應該怎么辦?答案:不能,因為表頭滿偏電壓Ug=IgRg=0.03V,遠遠小于3V.應該給表頭串聯(lián)一個大的分壓電阻,如圖所示.(2)要串聯(lián)的電阻分擔多少電壓?其電阻是多大?改裝后的電壓表內(nèi)阻RV是多大?改裝后的表盤需要做怎樣的改變?

2.若要把該表頭改裝成量程為0~0.6A的電流表.(1)能讓0.6A的電流全部通過表頭嗎?如果不能,應該怎么辦?答案:不能,因為表頭的滿偏電流只有1mA,遠遠小于0.6A,應該給表頭并聯(lián)一個小的分流電阻,如圖所示.(2)并聯(lián)的電阻中流過的電流多大?其電阻是多大?改裝后的電流表內(nèi)阻RA是多大?改裝后的表盤需要做怎樣的改變?

過程建構1.電壓表、電流表的改裝及其特點.項目表頭改裝成電壓表

表頭改裝成大量程電流表

內(nèi)部電路R的作用分壓分流R的阻值電表量程U=Ig(R+Rg)電表的總內(nèi)阻RV=Rg+R使用電壓表并聯(lián)在被測電路兩端,“+”接線柱接電勢較高的一端電流表串聯(lián)在被測電路中,電流從“+”接線柱流入2.電表的校對.按如圖所示的電路對改裝后的電表進行校對,校對時注意搞清楚改裝后電表刻度盤每一小格表示多大的數(shù)值.

【典例3】一個表頭的滿偏電流Ig=1mA,內(nèi)阻Rg=500Ω,要把它改裝成一個量程為0~10V的電壓表,則應在表頭上(

)A.串聯(lián)一個10kΩ的電阻B.并聯(lián)一個10kΩ的電阻C.串聯(lián)一個9.5kΩ的電阻D.并聯(lián)一個9.5kΩ的電阻

答案:C

(1)當S1和S2均斷開時,改裝成的是什么表?量程為多大?(2)當S1和S2均閉合時,改裝成的是什么表?量程為多大?

答案:(1)電壓表0~1V

(2)電流表0~1A探究三滑動變阻器的兩種接法如圖所示的電路中,U=120V,滑動變阻器R2的最大值為200Ω,R1=100Ω.甲乙1.當滑片滑動至R2的中點時,如何計算ab兩端的電壓?

2.滑片從滑動變阻器的最下端滑到最上端的過程中,ab兩端的電壓如何變化?取值范圍是多少?答案:圖甲中,當滑片在滑動變阻器的最下端時,ab兩端的電壓為Uab=120V,當滑片在滑動變阻器的最上端時,ab兩端的電壓為Uab=40V.所以,滑片從滑動變阻器的最下端滑到最上端的過程中,ab兩端的電壓減小,ab兩端電壓的取值范圍為40~120V.圖乙中,當滑片在滑動變阻器的最下端時,ab兩端的電壓為Uab=0,當滑片在滑動變阻器的最上端時,ab兩端的電壓為Uab=120V.滑片從滑動變阻器的最下端滑到最上端的過程中,ab兩端的電壓增大,ab兩端電壓的取值范圍為0~120V,也就是說ab兩端可獲得0和U之間的任意電壓.3.滑片從滑動變阻器的最下端滑到最上端的過程中,圖甲和圖乙中流過R1的電流的取值范圍分別是多少?

4.在圖甲、乙中,滑動變阻器在電路中的接法分別是什么?要使被測電阻兩端的電壓從0開始變化,應該采用滑動變阻器的哪種接法?答案:圖甲中滑動變阻器的接法是限流式接法,圖乙中滑動變阻器的接法是分壓式接法.要使被測電阻兩端的電壓從0開始變化,應該采用分壓式接法.1.兩種接法的選擇.(1)滑動變阻器必須使用分壓式接法的幾種情況:①要求電壓表能從0開始讀數(shù);②待測電阻Rx?Rm(滑動變阻器的最大阻值)時;③采用限流式接法,電路中的最小電流仍超過電路中電表、電阻允許通過的最大電流.(2)通常情況下,限流式電路結構簡單、耗能少.滑動變阻器的最大阻值和用電器的阻值差不多且不要求電壓從0開始變化,應優(yōu)先使用限流式接法.過程建構2.滑動變阻器兩種接法中的連線特點.(1)限流式接法一般滑動變阻器只接入“一下一上”兩個接線柱,即將瓷筒上的一個接線柱和金屬桿上的一個接線柱連入電路.(2)分壓式接法中滑動變阻器必須有三個接線柱接入電路,且是“兩下一上”,即將滑動變阻器瓷筒上的兩個接線柱和金屬桿上的任意一個接線柱接入電路,滑動變阻器的任何部分不會被短接.【典例5】如圖所示,滑動變阻器R1的最大阻值是200Ω,R2=300Ω,A、B兩端的電壓UAB=8V.(1)當S斷開時,移動滑片P,R2兩端的電壓的變化范圍是多少?(2)當S閉合時,移動滑片P,R2兩端的電壓的變化范圍是多少?

答案:(1)4.8~8V

(2)0~8V探究四伏安法測電阻問題情境一同學設計了如下兩種電路圖測量一待測電阻R的阻值.甲乙1.這兩種電路測量電阻的原理是什么?圖甲、圖乙分別是電流表的哪種接法?

2.按甲、乙兩種電路進行實驗,得到的電阻的測量值分別為R1、R2.已知電阻的真實值為R真.兩種方式得到的測量值和真實值之間有什么關系?

3.產(chǎn)生誤差的主要原因是什么?答案:圖甲中電壓表分流、圖乙中電流表分壓,是產(chǎn)生誤差的主要原因.4.電流表的內(nèi)阻約為0.05Ω,電壓表的內(nèi)阻約為3kΩ,若被測電阻R的阻值約為1Ω,采用哪種電路測量電阻誤差會比較小?若被測電阻的阻值約為1kΩ時又如何?

過程建構

(3)試觸法:如圖所示,把電壓表的可動接線端分別試接b、c兩點,觀察兩電表的示數(shù)變化.若電流表的示數(shù)變化明顯,說明電壓表的分流作用對電路影響大,應選用內(nèi)接法;若電壓表的示數(shù)有明顯變化,說明電流表的分壓作用對電路影響大,應選外接法.【典例6】如圖所示,用電壓表和電流表測電阻,Rx為待測電阻,如果電壓表的讀數(shù)是3.50V,電流表的讀數(shù)是10.0mA,電壓表的內(nèi)阻是1.50kΩ,電流表的內(nèi)阻是10Ω,那么Rx的真實值為(

)A.457Ω

B.350ΩC.360Ω

D.1200Ω

答案:A課堂評價答案:ABC1.(多選)下列說法正確的是 (

)A.一個電阻和一根理想導線并聯(lián),總電阻為0B.并聯(lián)電路任一支路的電阻都大于電路的總電阻C.并聯(lián)電路任一支路電阻增大(其他支路不