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 如果我們在實(shí)驗(yàn)室做電學(xué)實(shí)驗(yàn)時仔細(xì)觀察,就會發(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,相當(dāng)于多個一樣的導(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參數(shù):電流表的電阻稱為內(nèi)阻,用字母Rg表示;指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流Ig叫作滿偏電流;電流表通過滿偏電流時加在它兩端的電壓Ug叫

2、作滿偏電壓,上述三個物理量的關(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,應(yīng)當(dāng)串聯(lián)一個電阻R,該電阻起分壓作用,因此叫分壓電阻,與三個參數(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,應(yīng)當(dāng)并聯(lián)一個電阻,該電阻起分流作用,因此叫作分流電阻,與三個參數(shù)間的關(guān)系為IgRg=(I-Ig)R。把一個小量程的電流表改裝成一個大量程的電壓表后,通過校對發(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.對串、并聯(lián)電路的理解對串、并聯(lián)電路的理解(1)關(guān)于電阻的幾個常用推論關(guān)于電阻的幾個常用推論: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。幾個一樣的電阻幾個一樣的電阻R并聯(lián)并聯(lián),其總電阻為其總電阻為多個電阻并聯(lián)時多個電阻并聯(lián)時,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)無論表頭G改裝成電壓表還是電流表,它的三個特征量Ug、Ig、Rg是不變的,即通過表頭的最大電流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對應(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對應(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,采用內(nèi)接法;當(dāng)RxRV時,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)滑動變阻器的兩種接法: 特別

5、提醒在用伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中,在設(shè)計(jì)電路及實(shí)物連線時,要特別注意兩點(diǎn):一是電流表應(yīng)內(nèi)接還是外接;二是滑動變阻器采用限流還是分壓。(5)滑動變阻器的兩種接法的選擇通常滑動變阻器以限流接法為主,但遇到下述三種情況時必須采用分壓接法。當(dāng)待測電阻遠(yuǎn)大于滑動變阻器的最大電阻,且實(shí)驗(yàn)要求的電壓變化范圍較大(或要求測量多組數(shù)據(jù))時,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)的最小值仍超過負(fù)載電阻或電表的額定值時,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)從零開場連續(xù)調(diào)節(jié)時(如測定導(dǎo)體的伏安特性,校對改裝后的電表等),即大范圍內(nèi)測量時,必須采用分壓接法。類型一類型二類型三串、并聯(lián)

6、電路的計(jì)算【例1】 兩個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)一個分壓電阻Rx,使其分擔(dān)2 V的電壓。(2)兩個用電器不能簡單地串聯(lián),因串聯(lián)后兩個用電器的分壓不同,不能均分12 V的電壓。類型一類型二類型三類型一類型二類型三答案:(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)過的串、并聯(lián)知識進(jìn)展電路整合。類型一類型二類型三觸類旁通燈泡的電阻為240 ,額定電壓為120 V,應(yīng)串聯(lián)一個阻值多大的電阻,才可把燈泡接在220 V的電路中?解析:由歐姆定律知,答案:200 類型一類型二類型三儀表的改裝【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。類型一類型二類型三解析:改裝成電壓表時應(yīng)串聯(lián)一個分壓電阻,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上顯示的是通過表頭和分流電阻的總電流。改裝成電流表時應(yīng)并聯(lián)一個分流電阻,由并聯(lián)電路兩端電壓相等得IgRg=(I-Ig)R分流電阻類型一類型二類型三觸類旁通在例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 類型一類型二類型三滑動變阻器“限流“分壓問題的分析【例3】 如下圖,滑動變阻器R1的最大值是200 ,R2=R3=300 ,A、B兩端電壓UAB=8 V。(1)當(dāng)開關(guān)S斷開時,移動滑片P,R2兩端可獲得的電壓的變化