物理選修3-12章4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路.ppt

1、在實(shí)驗(yàn)室里，可以利用電壓表和電流表測量不同大小的電壓和電流，電壓表和電流表往往都有兩個(gè)量程，它們是根據(jù)什么原理設(shè)計(jì)制作的呢？,1把幾個(gè)導(dǎo)體依次首尾相連接入電路的連接方式叫做 ；把幾個(gè)導(dǎo)體一端連在一起，另一端也連在一起，然后把這兩端接入電路的連接方式叫做 2串聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：串聯(lián)電路中各處的 相等；串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路 ；串聯(lián)電路中的總電阻等于各部分電路 ,并聯(lián),電流,電壓之和,電阻之和,串聯(lián),3并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)：并聯(lián)電路的總電流等于各支路 ，并聯(lián)電路的總電壓與支路電壓 并聯(lián)電路總電阻的 等于各支路電阻的 之和 4電流表G的電阻Rg叫做 指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的 叫做滿偏電流電流表G

2、通過滿偏電流時(shí)，加在它兩端的 叫做滿偏電壓，由歐姆定律可知， . 5下圖是某一電流表G的刻度盤使用時(shí)指針指著某一電流表刻度，表示通過 為某一數(shù)值，而且也意味著表頭的兩接線柱之間具有 ，因此，電流表G實(shí)際上也是一個(gè)小量程的 ,相等,電流之和,倒數(shù),電流表的內(nèi)阻,電流Ig,電壓Ug,UgIgRg,電流表的電流,一定大小的電壓,電壓表,倒數(shù),(1)串聯(lián)電路：把導(dǎo)體一個(gè)接一個(gè)依次連接起來，就組成串聯(lián)電路(如下圖),(2)串聯(lián)電路的特點(diǎn)： 串聯(lián)電路中各處的電流強(qiáng)度相等 II1I2I3 串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和 UU1U2U3,(3)串聯(lián)電路重要性質(zhì)： 串聯(lián)電路的總電阻： 串聯(lián)電路的總電

3、阻，等于各個(gè)導(dǎo)體電阻之和 RR1R2R3Rn 串聯(lián)電路的電壓分配： 串聯(lián)電路中各個(gè)電阻兩端電壓跟它們的阻值成正比,(1)并聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體并列地連接起來，就構(gòu)成了并聯(lián)電路(如下圖),(2)并聯(lián)電路的基本特點(diǎn)： 電路中各支路兩端的電壓相等 UU1U2U3Un 電路中總電流強(qiáng)度等于各支路的電流強(qiáng)度之和 II1I2I3In,(3)并聯(lián)電路的重要性質(zhì)： 并聯(lián)電路的總電阻： 并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)，等于各個(gè)導(dǎo)體的電阻倒數(shù)之和 并聯(lián)電路電流的分配： 并聯(lián)電路中通過各個(gè)電阻的電流跟它的阻值成反比 IRI1R1I2R2InRn,特別提醒： (1)在電路電壓超過用電器額定電壓時(shí)，可以串接一個(gè)分壓電阻；在電路中

4、電流超過某元件的額定電流時(shí)，可并聯(lián)一個(gè)分流電阻 (2)串聯(lián)和并聯(lián)的總電阻是串聯(lián)和并聯(lián)的等效電阻，計(jì)算等效電阻時(shí)，首先要分清串并聯(lián)關(guān)系,試證明： (1)n個(gè)相同的電阻并聯(lián)，總電阻為一個(gè)電阻的n分之一； (2)若干不同的電阻并聯(lián)，總電阻小于其中最小的電阻 答案：(1)設(shè)R1R2RnR,(2)設(shè)有R1、R2，Rn，n個(gè)電阻并聯(lián)，先考慮R1、R2的并聯(lián)值R12. 依次類推，當(dāng)n個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，其總電阻應(yīng)小于任何一個(gè)電阻，即并聯(lián)電路的總電阻小于其中最小的電阻.,(1)小量程電流表G(表頭) 主要部分：永久磁鐵和可轉(zhuǎn)動(dòng)的線圈 工作原理：通電后，線圈在磁場力的作用下帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)，指針的偏角與通過指針的電流強(qiáng)度

5、成正比 表頭三個(gè)主要參數(shù)： a內(nèi)阻Rg：小量程電流表G的電阻 b滿偏電流Ig：小量程電流表G指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流 c滿偏電壓Ug：小量程電流表G通過滿偏電流時(shí)，加在它兩端的電壓，由歐姆定律可知：UgIgRg,(2)電表的改裝,特別提醒： 電表的改裝沒有改變表頭G的滿偏電流Ig、滿偏電壓Ug、內(nèi)阻Rg，即改裝后電表達(dá)到滿量程時(shí)，表頭的電流、電壓仍為Ig、Ug，電阻Rg也沒變，只是表頭與分壓電阻總的電壓、表頭與分流電阻總的電流比表頭的電壓、電流變大了,(3)需要注意的幾個(gè)問題 選用電流表、電壓表時(shí)，應(yīng)考慮所測電流、電壓的最大值不能超出儀表的量程，以確保不損壞儀器在實(shí)驗(yàn)電路中測量電流、電壓時(shí)，

6、電流表、電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度不宜過小，以減少誤差 電流表并聯(lián)電阻R 后，內(nèi)阻很小，串聯(lián)在電路中時(shí)，可作短路處理；電壓表串聯(lián)電阻RRg(n1)后，內(nèi)阻很大，當(dāng)電壓表并聯(lián)在電路中時(shí)，可看成斷路，這兩種情況均可看成電表對電路無影響，即把電表視為理想的電表,當(dāng)電流表和電壓表不能看成理想的電表時(shí)(即表的內(nèi)阻不能忽略時(shí))，電流表看成一個(gè)小電阻，其示數(shù)為流過此電阻的電流，電壓表看成一個(gè)大電阻，其示數(shù)為此電阻兩端的電壓 電流表A與電壓表V的讀數(shù)為滿刻度的2/3左右時(shí)，讀數(shù)較準(zhǔn)確,若電壓表、電流表使用不當(dāng)可造成哪些后果？ 答案：(1)電壓表、電流表當(dāng)所測電壓或電流超量程時(shí)極容易損壞電表 (2)如果錯(cuò)誤地將電壓表

7、串聯(lián)在電路中，將使原電路的電阻大大增加，幾乎可使電流減小到零，無法測量待測電路的電壓 (3)如果錯(cuò)誤地將電流表并聯(lián)在待測電路中的兩端，由于電流表內(nèi)阻很小，將使電路的電阻大大減小，且大部分電流會通過電流表，極易損壞電流表.,(1)伏安法測電阻原理 歐姆定律給了我們測量電阻的一種方法，由R 可知，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，就可求出待測電阻 (2)電流表接法對測量結(jié)果的影響 電流表外接法：如圖1所示，由于電壓表的分流導(dǎo)致電流的測量值偏大，由R 可知，R測R真，R越小，電壓表分流越小，誤差越小，因此這種接法適合測小電阻，正如上一節(jié)描繪小燈泡的伏安特性曲線中電流表就采用了這

8、種接法,電流表內(nèi)接法：如圖2所示，由于電流表的分壓，導(dǎo)致電壓U的測量值偏大由R 得R測R真，R越大，電流表的分壓越小，誤差就會越小因此這種方法適用于測量大電阻,誤區(qū)1：在求兩個(gè)電阻R1、R2并聯(lián)后的總電阻時(shí)我們一般都直接用R12 來求如果求三個(gè)電阻 R1、R2、R3并聯(lián)后的總電阻，可以用R123 點(diǎn)撥：不可以R1、R2并聯(lián)電阻R12 是由并聯(lián)電路總電阻與分電阻的關(guān)系 推導(dǎo)出來的，而由 不能推導(dǎo)出R123,誤區(qū)2：對伏安法測電阻的認(rèn)識不到位，不會選擇合理接法 點(diǎn)撥：選擇內(nèi)、外接的常用方法 (1)直接比較法：適用于Rx、RA、RV的大小大致可以估計(jì)，當(dāng)RxRA時(shí)，采用內(nèi)接法，當(dāng)RxRV時(shí)，采用外接

9、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”,(2)公式計(jì)算法： 當(dāng)Rx 時(shí)，用內(nèi)接法， 當(dāng)Rx 時(shí)，用外接法， 當(dāng)Rx 時(shí)，兩種接法效果相同,(3)試觸法：適用于Rx、RV、RA的阻值關(guān)系都不能確定的情況，如圖所示，把電壓表的接線端分別接b、c兩點(diǎn)，觀察兩電表的示數(shù)變化，若電流表的示數(shù)變化明顯，說明電壓表的分流對電路影響大，應(yīng)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，所以應(yīng)選外接法,如圖所示的兩個(gè)串聯(lián)電阻R112k，R236k，A、B兩端的電壓保持15V不變，那么 (1)R1、R2兩端的電壓分別是多少？ (2)如果電壓表V的內(nèi)阻是12k， 當(dāng)S分別

10、與C、D接觸時(shí)電壓表的 讀數(shù)分別是多少？,解析：(1)根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)知UR，所以 U1 U 15V3.75V U2 U 15V11.25V.,(2)當(dāng)S與C接觸時(shí)，電壓表與R1并聯(lián)，測并聯(lián)支路電壓，并聯(lián)電阻R并 同理，當(dāng)S與D接觸時(shí)R并 答案：(1)3.75V,12.25V(2),點(diǎn)評：利用串聯(lián)電路的電壓和電阻成正比，求電阻上的電壓或電壓表的示數(shù) 對非理想電壓表應(yīng)視為電路中的電阻處理,(1)在上題中，若電壓表內(nèi)阻無限大，S接C和D時(shí)電壓表的讀數(shù)分別是多少？ (2)在上題中，若把電壓表換成電流表，且內(nèi)阻不計(jì)，S接C和D時(shí)電流表的讀數(shù)分別是多少？ 答案：(1)3.75V11.25V(2)

11、mA1.25mA,某電流表內(nèi)阻Rg為200，滿偏電流Ig為2mA，如下圖甲、乙改裝成量程為0.1A和1A的兩個(gè)量程的電流表，試求在下圖甲、乙兩種情況下，R1和R2各為多少？,解析：按圖甲接法，由并聯(lián)電路中電流跟電阻成反比，可得 按圖乙接法，量程為1A時(shí)，R2和Rg串聯(lián)后與R1并聯(lián)；量程為0.1A時(shí)，R1和R2串聯(lián)后與Rg并聯(lián)，分別得： Ig(RgR2)(1Ig)R1 IgRg(0.1Ig)(R1R2) 解得：R10.41，R23.67,點(diǎn)評：通過本例可以學(xué)到改裝成兩個(gè)量程的電流表的兩種方法，其中乙圖接法比甲圖接法好，雖圖甲接法中各分流電阻獨(dú)立，便于計(jì)算和調(diào)查，但萬一開關(guān)S接觸不良，沒有接通，或

12、測量時(shí)交換量程的過程中，電流全部流經(jīng)表頭，將把表頭燒壞,如圖所示是一個(gè)電流表、電壓表兩用的電路，電流表G的量程是100A，內(nèi)阻是1 000.電阻 R10.1，R299k，當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)合到a、b上時(shí)，電流表改裝成什么表？其量程是多少？當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)合到c、d上時(shí)，電流表改裝成什么表？其量程是多少？,答案：(1)電流表，1A(2)電壓表，10V 解析：當(dāng)開關(guān)合到a、b上時(shí)，電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路，此時(shí)小電阻R1與電流表G并聯(lián)，R1起分流作用，可作為大量程電流表使用根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)有：(IIg)R1IgRg.電流表量程為,當(dāng)開關(guān)合到c、d上時(shí)，電路變成圖乙所示的電路，此時(shí)大電阻R2與電流表G串

13、聯(lián)，R2起分壓作用，所以電流表G已改裝成電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，電壓表量程為： UIg(RgR2)0.0001(100099000)V10V.,用電流表和電壓表測量電阻Rx的阻值如圖所示，分別將圖(a)和(b)兩種測量電路接到電路中，按照(a)圖時(shí)，電流表示數(shù)4.60mA，電壓表示數(shù)2.50V；按照(b)圖時(shí)，電流表示數(shù)為5.00mA，電壓表示數(shù)為2.30V，比較這兩次結(jié)果，正確的是(),A電阻的真實(shí)值更接近543，且大于543 B電阻的真實(shí)值更接近543，且小于543 C電阻的真實(shí)值更接近460，且大于460 D電阻的真實(shí)值更接近460，且小于460,解析：比較(a)、(b)兩圖的電壓讀

14、數(shù)，可知U0.20V，則 0.08；電流變化I0.40mA，則 0.087，可見 ，即電流變化明顯一些，可見電壓表內(nèi)阻帶來的影響，比電流表內(nèi)阻帶來的影響大，故應(yīng)采取內(nèi)接法，Rx 543，此法測量值偏大，因此選項(xiàng)B正確 答案：B,點(diǎn)評：(1)伏安法測電阻時(shí)，無論電流表內(nèi)接還是外接都會產(chǎn)生誤差 (2)試觸法中兩表示數(shù)變化是否明顯，不能比較兩表示數(shù)的絕對變化量U、I，應(yīng)比較相對變化量，即各自的變化量相對于原來數(shù)值的比值大小，也就是比較 與 的大小關(guān)系,用伏安法測電阻，可接成如圖所示的兩個(gè)電路當(dāng)用(a)圖的電路測量時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)分別為5V、0.6A；用(b)圖的電路測量時(shí)，電壓表和電流表的示

15、數(shù)分別為4.6V、0.8A.電源兩端的電壓不變，則被測電阻的準(zhǔn)確值為多少？ 答案：7.83,解析：在(a)圖中，電壓為Ua5V. 在(b)圖中，UAUaUb0.4V. 電流表中的電流為 IA0.8A. 而RA 0.5. 所以R RA 7.83.,如右圖所示，R12，R23，滑動(dòng)變阻器最大值R35，則當(dāng)滑動(dòng)觸頭從a滑到b的過程中，安培表示數(shù)變化情況如何？ 解析：設(shè)P、a間電阻為Ra， 則混聯(lián)電路總電阻：,上式中分子里兩個(gè)因式之和為定值，則 當(dāng)2Ra8RaRa3時(shí) Rmax2.5IminU/Rmax2.52A 當(dāng)Ra0時(shí)，R1.6I1U/R3.94A Ra5時(shí)，R2.1I2U/R3A 故當(dāng)滑動(dòng)觸頭

16、P從a端滑動(dòng)到b端的過程中，安培表示數(shù)變化：從3.94A減小到2.52A再增大到3A. 點(diǎn)評：本題切忌不加計(jì)算討論分析，而簡單地認(rèn)為當(dāng)變阻器的滑動(dòng)觸頭在中點(diǎn)時(shí)，總電阻最大，事實(shí)上兩支路的電阻相差最多時(shí)(本題中觸頭在a端時(shí))，總電阻最?。粌芍返碾娮柘嗖钭钌贂r(shí)，總電阻最大,如圖所示，A、B間電壓恒定，三只燈泡亮度相同，則下列判斷正確的是(設(shè)它們的電阻分別為R1、R2、R3) (),AR1R2R3 BR1R3R2 CP向下滑時(shí)，L1和L3變亮，L2變暗 DP向下滑動(dòng)一段后，L3最亮，L2最暗 答案：BCD 解析：根據(jù)串并聯(lián)電路的特點(diǎn)，比較各燈泡兩端的電壓可判.,如圖所示，一個(gè)盒子內(nèi)裝有導(dǎo)線和三個(gè)不同阻值的電阻組成電路，三個(gè)電阻的阻值分別為R12，R23，R35，電路有四個(gè)接線柱引出盒外，順時(shí)針數(shù)分別為1、2、3、4.測量知1、2間電阻是0；1、3間電阻是5；1、4間電阻