24串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

1、4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路,一、認(rèn)識電路,電路分為：簡單電路，串、并聯(lián)電路， 混合電路,一、認(rèn)識電路,1.什么是電路的串聯(lián)?,把幾個導(dǎo)體依次首尾相連，接入電路,把幾個導(dǎo)體的一端連在一起另一端也連在一起,然后把兩端接入電路,2.什么是電路的并聯(lián)?,I0 = I1 = I2 = I3,串聯(lián)電路各處的電流相等,2.并聯(lián)電路:,并聯(lián)電路的總電流（干路中的電流）等于各支路的電流之和,二、電流特點,1.串聯(lián)電路:,I0 = I1 + I2 + I3,U03=U01+U12+U23,結(jié)論:串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和,三、電壓特點,1.串聯(lián)電路:,U01=01,各點的電勢與各點之間的電勢差有什么關(guān)

2、系?,U12=12,U23=23,比較電壓關(guān)系?,U03=03,U=U1=U2=U3,并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等,2.并聯(lián)電路:,比較0、1、2、3點的電勢關(guān)系?,比較4、5、6點的電勢關(guān)系?,比較電壓關(guān)系?,串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和,三、電阻特點,1.串聯(lián)電路:,討論：多個電阻串聯(lián)呢？,U=U1+U2,2.并聯(lián)電路:,討論：多個電阻并聯(lián)呢？,并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和,三、電阻特點,串聯(lián)電路:,并聯(lián)電路:,討論：,1、串聯(lián)電路的總電阻越串越大；并聯(lián)電路的總電阻越并越小。,2、串聯(lián)電路的總電阻比其中最大的電阻大；并聯(lián)電路的總電阻比其中最小的電阻小。,3

3、、R1和R2并聯(lián),4、n個相同的電阻R并聯(lián),5、無論是串聯(lián)還是并聯(lián)或是混聯(lián)，其中一個電阻增大，總電阻也會增大；一個電阻減小，總電阻也會減小。,6、當(dāng)一個很大的電阻與一個很小的電阻串聯(lián)時，總電阻接近于大電阻；當(dāng)一個很大的電阻與一個很小的電阻并聯(lián)時，總電阻接近于小電阻。,串聯(lián)電路:,并聯(lián)電路:,R= R1R2/(R1+R2),R總R/n,五、串并聯(lián)電路特點,1.串聯(lián)電路,2.并聯(lián)電路,五、串并聯(lián)電路特點,推論1：串聯(lián)電路電壓的分配跟電阻成正比,推論2：并聯(lián)電路電流的分配跟電阻成反比,3.兩個推論,1.如圖所示電路，當(dāng)ab兩端接入100V電壓時，cd兩端為20V，當(dāng)cd兩端接入100V電壓時，ab兩

4、端電壓為50V，則R1:R2:R3為( ),A. 4:2:1 B. 2:1:1 C. 3:2:1 D. 以上都不對,R1,R1,R2,R3,R3,a,b,c,d,A,100V,20V,40V,40V,100V,50V,25V,25V,當(dāng)堂練習(xí),因為兩個R3沒有構(gòu)成完整電路，但是他們兩側(cè)絕對存在電動勢，要明確，一個不完整的電路體系不會有電流，,2.如圖所示電路中, R1=20, R2=40, R3=60, R4=20, R5=40,則下列說法正確的是 ( ),A.若UAB=140V，C、D端開路，則UCD=84V B.若UAB=140V，C、D端開路，則UCD=140V C.若UCD=104V，

5、A、B端短路,則通過R1的電流為0.6A D.若UCD=104V，A、B端短路,則通過R3的電流為0.4A,R1,R4,R3,R2,R5,A,B,C,D,ACD,3.有四盞燈，接入如圖的電路中, 1和2的電阻均為484,3和4的電阻均為1210, 把電路接通后,四盞燈的電流之比I1:I2:I3:I4= .,7:5:2:7,電壓表和電流表,1、在電路中，串聯(lián)電阻起什么作用？,在電路中，串聯(lián)電阻起分壓作用，且電壓的分配與電阻成正比。,2、在電路中，并聯(lián)電阻起什么作用？,在電路中，并聯(lián)電阻起分流作用，且電流的分配與電阻成反比。,今天我們就來學(xué)習(xí)利用串聯(lián)電阻的分壓作用和并聯(lián)電阻的分流作用分別將小量程電

6、流表G（表頭）改裝成電壓表和電流表。,（一）、電流計（小量程電流表，也叫表頭）,2.原理：磁場對電流的作用,3.電流計符號：,5.測量實際電流、電壓的困難,五、電壓表和電流表,1、作用：,測量微小電流和電壓,4. 三個主要參數(shù),表頭的內(nèi)阻:Rg,滿偏電流：Ig,滿偏電壓：Ug,電流計相當(dāng)一個電流可讀的電阻,(二)、電壓表,1.用電流計來改裝,2.例1:有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=10，滿偏電流Ig=3mA。要把它改裝為量程為03V的電壓表，要串聯(lián)多大的電阻？改裝后的電壓表內(nèi)阻多大？,五、電壓表和電流表,R=990 Rv=1000 ,給表頭串聯(lián)一個阻值較大的電阻,例2.有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=2

7、5，滿偏電流Ig=3mA。要把把它改裝為量程為00.6A的電流表，要并聯(lián)多大的電阻？改裝后的電流表內(nèi)阻多大？,(三)、電流表,五、電壓表和電流表,R=0.126 RA=0.125 ,在表頭上并聯(lián)一個阻值較小的電阻,1）若要將電流表G改裝成一個量程為Ug的n倍的電壓表V，需要串聯(lián)電阻的阻值為,2）若要將電流表G改裝成一個量程為Ig的n倍的電流表A，需要并聯(lián)的電阻的阻值為,表頭（G）改裝成雙量程電壓表 【例】如圖所示，有一個表頭G，滿偏電流為g=1 mA，內(nèi)阻Rg= 100 ，用它改裝為有5 V和50 V兩種量程的電壓表，求R1、R2的阻值各為多大？,解析：當(dāng)公共端與5 V端接入被測電路時，量程為

8、U1=5 V，當(dāng)公共端與50 V端接入被測電路時，量程為U2=50 V. 由串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系可知： R1= =4900 =4.9 k R2= =49900 =49.9 k,表頭（G）改裝成雙量程電流表 【例】如圖所示，有一個表頭G，滿偏電流Ig=500 mA，內(nèi)阻Rg=200 ，用它改裝為有1 A和10 A兩種量程的電流表，求R1、R2的阻值各為多大？,解析：當(dāng)公共端與1 A端接入電路時，量程為1=1 A，當(dāng)公共端與10 A端接入電路時，量程為2=10 A。 當(dāng)公共端與1 A端接入被測電路時，電阻R1和R2串聯(lián)，再與表頭內(nèi)阻Rg并聯(lián)。由并聯(lián)電路中的電流分配關(guān)系 可得：R1+R2=Rg 代

9、入g、Rg的數(shù)值得R1+R2=200 ,當(dāng)公共端與10 A端接入被測電路時，電阻R1與表頭支路的電阻Rg+R2并聯(lián)。由并聯(lián)電路的特點可知： g（Rg+R2）=（2-g）R1 代入g、2、Rg的數(shù)值，可得 R2+200 =19 R1 由解得 R1=20 ， R2=180 說明對于1=1 A的量程，G是它的表頭，對于2=10 A的量程，G與R2串聯(lián)后相當(dāng)于它的表頭.,伏安法測電阻,我們在初中已經(jīng)做過“用電壓表、電流表測電阻”的實驗，現(xiàn)在，再做“伏安法測電阻”，是不是簡單的重復(fù)呢？在初中時，我們認(rèn)為電流表的電阻為零，電壓表的電阻是無窮大的，這只是理想情況。實際情況是電流表并非無電阻，電壓表也并不是電

10、阻無窮大，用這樣的表去測量電阻，會對測量結(jié)果產(chǎn)生什么樣的影響呢？今天我們就來研究這個問題。,甲圖稱為電流表外接法，乙圖稱為電流表內(nèi)接法。,一、電流表的內(nèi)、外接法,電流表內(nèi)外接法誤差討論,1.電流表外接法,（1） 引起誤差的原因： 由于電壓表的分流，使電流表的讀數(shù)比通過電阻的電流大，使測得的電阻比實際值偏小。,（2）選擇：適合測小電阻。,電流表內(nèi)外接法誤差討論,2.電流表內(nèi)接法,（1）引起誤差的原因： 由于電流表的分壓，使電壓表的讀數(shù)比電阻兩端的電壓大，使測得的電阻比實際值偏大。,（2）選擇：適合測大電阻。,“小外小，大內(nèi)大”,例1、已知電壓表內(nèi)阻Rv=2.5k,電流表的內(nèi)阻RA=0.1，用伏安

11、法測未知電阻的阻值。若未知電阻的阻值約為5時，應(yīng)采用電流表的_接法，此時電路的測量值比真實值_（偏大或偏?。?；若未知電阻的阻值約為500時，應(yīng)采用電流表的_接法，此時電路的測量值比真實值_（偏大或偏?。?。,電流表內(nèi)外接法的選擇,，是小電阻，用電流表外接法誤差小。,，是大電阻，用電流表內(nèi)接法誤差小。,1、阻值比較法,Rx 接近電流表的內(nèi)阻，是小電阻，采用外接法,Rx 接近電壓表的內(nèi)阻，是大電阻，采用內(nèi)接法,2、臨界值計算法,3、試觸法: 用P端分別接a和b，看電壓表和電流表的示數(shù)變化情況。,說明電流表的分壓作用大，Rx為小電阻，采用外接法；,說明電壓表的分流作用大，Rx為大電阻，采用內(nèi)接法。,

12、若電壓表的示數(shù)變化顯著：,若電流表的示數(shù)變化顯著：,例1、已知電壓表內(nèi)阻Rv=2.5k,電流表的內(nèi)阻RA=0.1，用伏安法測未知電阻的阻值。若未知電阻的阻值約為5時，應(yīng)采用電流表的_接法，此時電路的測量值比真實值_（偏大或偏?。?；若未知電阻的阻值約為500時，應(yīng)采用電流表的_接法，此時電路的測量值比真實值_（偏大或偏?。?。,外,內(nèi),偏小,偏大,若未知電阻的阻值約為50應(yīng)采用電流表的什么接法？,例2、如圖，當(dāng)S與1接觸時，電壓表的示數(shù)為2.00V,電流表的示數(shù)為0.22A，當(dāng)S與2接觸時，電壓表的示數(shù)為2.05V,電流表示數(shù)為0.20A,為使測量結(jié)果更準(zhǔn)確些，S應(yīng)與哪一個接觸？R的測量值為多大

13、？,這個題目能知道R的準(zhǔn)確值嗎？,用內(nèi)接法，s應(yīng)接2 R測=10.25 ,總電壓不變可求R=10.02，總電壓變不可求,4、常識：幾歐姆阻值的電阻是小電阻，上千歐姆阻值的電阻是大電阻，如測小燈泡伏安特性曲線實驗中小電珠的電阻是小電阻，再如測金屬絲電阻率實驗中金屬絲的電阻是小電阻 。,二、變阻器的分壓式與限流式接法,1. 限流式:,（1）電壓調(diào)節(jié)范圍：,（2）在R滑較大時， 選此法可使電壓調(diào) 節(jié)范圍較大。,2. 分壓式:,（1）電壓調(diào)節(jié)范圍：,（2）在R滑較小時， 選此法可使電壓變化較均勻，便于調(diào)節(jié)。,a,a,b,p,a,b,p,2.選用兩種接法的原則: （1）實驗中要求負(fù)載上的電壓從零開始連續(xù)

14、變化，或電壓變化范圍大，則只能用分壓式； （2）若用限流式，當(dāng)滑動變阻器的阻值調(diào)到最大時，負(fù)載電阻上的電流（或電壓）仍超過電流表（或電壓表）的量程，或超過負(fù)載的額定電流，則必須選用分壓式； （3）負(fù)載電阻的阻值遠大于變阻器的總電阻，須用分壓式。,（5）在負(fù)載電阻的阻值與變阻器的總阻值差不多時，兩種電路均可使用的情況下，應(yīng)優(yōu)先采用限流式接法，因為限流式接法耗能小。,（4）負(fù)載電阻的阻值小于變阻器的總電阻或相差不多，且電壓、電流變化不要求從零開始調(diào)起時，可采用限流接法；,例3：欲用伏安法測定一段電阻絲的電阻，其阻值約為12，要求測量結(jié)果盡量準(zhǔn)確，并且電壓、電流測量范圍盡可能大一些下列器材中電流表應(yīng)

15、選用的是（填選項代號，下同），電壓表應(yīng)選用的是，滑動變阻器應(yīng)選用的是在下面的方框內(nèi)畫出應(yīng)采用的電路圖 A電池組E（6V，內(nèi)阻很?。?B電流表A1（03A,內(nèi)阻0.0125） C電流表A2（00.6A,內(nèi)阻0.125） D電壓表V1（03V，內(nèi)阻3k） E電壓表V2（06V，內(nèi)阻6k） F滑動變阻器R1（010，2A） G滑動變阻器R2（01000，1A） H電鍵、導(dǎo)線,A2,V2,R1,三、電表、滑動變阻器選擇原則,1、安全性原則：電流、電壓不能超過電表、滑動變阻器、待測電阻允許的最大值,2、準(zhǔn)確性原則：電流、電壓的指針一般要為滿偏的1/3以上；適當(dāng)選擇量程小的電表。,3、方便性原則：限流式變

16、阻器應(yīng)使其總電阻R 大于Rx，一般在25倍為好；分壓式變阻器總阻值應(yīng)使其總電阻R 小于Rx，一般取R 在0.1 Rx 0.5 Rx之間；,4、節(jié)能性原則：不需要使用分壓式接法時，滑動變阻器優(yōu)先考慮限流式接法,例4（10福建）如圖所示是一些準(zhǔn)備用來測量待測電阻Rx阻值的實驗器材，器材及其規(guī)格列表如下,為了能正常進行測量并盡可能減少測量誤差，實驗要求測量時電表的讀數(shù)大于其量程的一半，而且調(diào)節(jié)滑動變阻器能使電表讀數(shù)有較明顯的變化。請用實線代表導(dǎo)線，在所給的實驗器材圖中選擇若干合適的器材，連成滿足要求的測量Rx阻值的電路。,分析：由于待測電阻約1000，滑動變阻器最大電阻為100，要使電表讀數(shù)發(fā)生變化

17、，滑動變阻器必須使用分壓式接法。當(dāng)電源電動勢全部加在待測電阻上時，流過的電流約為0.3A,顯然不能用電流表來測電流，而應(yīng)該把其中一個電壓表V1當(dāng)電流表來使用。伏安法應(yīng)使用外接法。,練習(xí) 在物理興趣小組活動中，一同學(xué)利用下列器材設(shè)計并完成了“探究導(dǎo)體阻值與長度的關(guān)系”的實驗。 電壓表V1量程3V 內(nèi)阻約為900 電壓表V2量程10V內(nèi)阻約為3K 電流表A量程60mA 內(nèi)阻約為5 電源E1電動勢1.5V 內(nèi)阻約為0.2 電源E2 電動勢4.5V 內(nèi)約為0.4 滑動變阻器 最大阻值為10 粗細均勻的同種電阻絲，開關(guān)、導(dǎo)線和刻度尺 其主要實驗步驟如下： A.選取圖中器材，按示意圖連接電路 B.用伏安法

18、測定電阻絲的阻值R C.用刻度尺測出電阻絲的長度L D.依次減小電阻絲的長度，保持電路其他部分不變，重復(fù)步驟B、C E.處理數(shù)據(jù)，根據(jù)下列測量結(jié)果，找出電阻絲值與長度的關(guān)系,為使實驗盡可能準(zhǔn)確，請你對上述步驟中畫線處加以改進。 （I）_ （II）_,根據(jù)電動勢大小電壓表量程不能選擇10V，電路圖中選擇V1當(dāng)然正確。的電壓表為減小測量誤差要求指針偏轉(zhuǎn)過半，故1.5V的電動勢太小，電源E1應(yīng)該改選E2。 由于 為60多歐姆，第一組測量值為104.8，為大電阻用內(nèi)接伏安法，第五組測量值為27.1，為小電阻用外接伏安法，這說明內(nèi)外接法先用試觸法判斷調(diào)整后再測量。,（I）電源改選E2； （II）判斷電流

19、表的內(nèi)外接法，作出相應(yīng)調(diào)整。,四、伏安法測電阻實物電路的連接,用伏安法較準(zhǔn)確測量一個阻值約10歐的定值電阻器材規(guī)格如下 A電池組(6伏內(nèi)阻很小)； B安培表(050毫安，內(nèi)阻20歐)： C伏特表(03伏，內(nèi)阻1千歐)； D滑動變阻器(010歐，1安)； E電鍵一個，導(dǎo)線若干條 根據(jù)器材的規(guī)格和實驗要求，在本題的實物圖上連線，并用箭頭標(biāo)明變阻器的滑動觸頭在即將閉合開關(guān)前所處的位置,例5：一直流電壓表V，量程為1 V，內(nèi)阻為1000?，F(xiàn)將一阻值在50007000之間的固定電阻R1與此電壓表串聯(lián)，以擴大電壓表的量程。為求得擴大后量程的準(zhǔn)確值，再給定一直流電源（電動勢E為67V，內(nèi)阻可忽略不計），一阻

20、值R2=2000的固定電阻，兩個單刀開關(guān)S1、S2及若干導(dǎo)線。 （1）為達到上述目的，將答題卡上對應(yīng)的圖連成一個完整的實驗電路圖.,R1 =6k 量程07v， E=6.3v,（2）連線完成以后，當(dāng)S1與S2均閉合時，電壓表的示數(shù)為0.90 V；當(dāng)S1閉合，S2斷開時，電壓表的示數(shù)為0.70 V，由此可以計算出改裝后電壓表的量程為 V，電源電動勢為 V.,練習(xí)1(13分）如圖，一熱敏電阻RT 放在控溫容器M內(nèi)：A為毫安表，量程6mA，內(nèi)阻為數(shù)十歐姆；E為直流電源，電動勢約為3V，內(nèi)阻很??；R為電阻箱，最大阻值為999.9；S為開關(guān)。已知RT 在95時阻值為150，在20時的阻值約為550。現(xiàn)要求在降溫過程中測量在9520之間的多個溫度下RT 的阻值。 (1)在圖中