物理选修3-12章4节串联电路和并联电路.ppt

第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 掌握串、并联电路中电流、电压、电阻的关系 知道常用的电压表和电流表的电路结构 理解有关电表改装的计算问题. 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 在实验实验 室里，可以利用电压电压 表和电电流表测测量不同大小 的电压电压 和电电流，电压电压 表和电电流表往往都有两个量程，它们们 是根据什么原理设计设计 制作的呢？ 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 1把几个导导体依次首尾相连连接入电电路的连连接方式叫做 ；把几个导导体一端连连在一起，另一端也连连在一起，然后把 这这两端接入电电路的连连接方式叫做 2串联电联电 路的基本特点：串联电联电 路中各处处的 相等 ；串联电联电 路的总电压总电压 等于各部分电电路 ；串联电联电 路中 的总电总电 阻等于各部分电电路 并联 电流 电压之和 电阻之和 串联 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 3并联电联电 路的基本特点：并联电联电 路的总电总电 流等于各 支路 ，并联电联电 路的总电压总电压 与支路电压电压 并 联电联电 路总电总电 阻的 等于各支路电电阻的 之和 4电电流表G的电电阻Rg叫做 指针针偏转转 到最大刻度时时的 叫做满满偏电电流电电流表G通过满过满 偏电电 流时时，加在它两端的 叫做满满偏电压电压 ，由欧姆定律可知 ， . 5下图图是某一电电流表G的刻度盘盘使用时时指针针指着某 一电电流表刻度，表示通过过 为为某一数值值，而且 也意味着表头头的两接线线柱之间间具有 ，因此 ，电电流表G实际实际 上也是一个小量程的 相等 电流之和 倒数 电流表的内阻 电流Ig 电压Ug UgIgRg 电流表的电流 一定大小的电压 电压表 倒数 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (1)串联电联电 路：把导导体一个接一个依次连连接起来，就组组 成串联电联电 路(如下图图) 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (2)串联电联电 路的特点： 串联电联电 路中各处处的电电流强度相等 II1I2I3 串联电联电 路的总电压总电压 等于各部分电电路两端电压电压 之和 UU1U2U3 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (3)串联电联电 路重要性质质： 串联电联电 路的总电总电 阻： 串联电联电 路的总电总电 阻，等于各个导导体电电阻之和 RR1R2R3Rn 串联电联电 路的电压电压 分配： 串联电联电 路中各个电电阻两端电压电压 跟它们们的阻值值成正比 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (1)并联电联电 路：把几个导导体并列地连连接起来，就构成了 并联电联电 路(如下图图) 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (2)并联电联电 路的基本特点： 电电路中各支路两端的电压电压 相等 UU1U2U3Un 电电路中总电总电 流强度等于各支路的电电流强度之和 II1I2I3In 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (3)并联电联电 路的重要性质质： 并联电联电 路的总电总电 阻： 并联电联电 路的总电总电 阻的倒数，等于各个导导体的电电阻倒数 之和 并联电联电 路电电流的分配： 并联电联电 路中通过过各个电电阻的电电流跟它的阻值值成反比 IRI1R1I2R2InRn 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 特别提醒： (1)在电路电压超过用电器额定电压时，可以串接一个 分压电阻；在电路中电流超过某元件的额定电流时，可并联 一个分流电阻 (2)串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，计 算等效电阻时，首先要分清串并联关系 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 试证明： (1)n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之 一； (2)若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电 阻 答案：(1)设R1R2RnR 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (2)设有R1、R2，Rn，n个电阻并联，先考虑R1、R2的 并联值R12. 依次类推，当n个电阻并联时，其总电阻应小于任何一 个电阻，即并联电路的总电阻小于其中最小的电阻. 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (1)小量程电电流表G(表头头) 主要部分：永久磁铁铁和可转动转动 的线线圈 工作原理：通电电后，线线圈在磁场场力的作用下带动带动 指 针针偏转转，指针针的偏角与通过过指针针的电电流强度成正比 表头头三个主要参数： a内阻Rg：小量程电电流表G的电电阻 b满满偏电电流Ig：小量程电电流表G指针针偏转转到最大刻度 时时的电电流 c满满偏电压电压 Ug：小量程电电流表G通过满过满 偏电电流时时， 加在它两端的电压电压 ，由欧姆定律可知：UgIgRg 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (2)电电表的改装 小量程的表头G改装成 电压表V 小量程的表头G改装 成电流表A 内部 电路 R的作用 分压分流 扩大量 程计算 电表的总 内阻 RvRgR 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 特别提醒： 电表的改装没有改变表头G的满偏电流Ig、满偏电压Ug 、内阻Rg，即改装后电表达到满量程时，表头的电流、电压 仍为Ig、Ug，电阻Rg也没变，只是表头与分压电阻总的电压 、表头与分流电阻总的电流比表头的电压、电流变大了 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (3)需要注意的几个问题问题 选选用电电流表、电压电压 表时时，应应考虑虑所测电测电 流、电压电压 的最大值值不能超出仪仪表的量程，以确保不损损坏仪仪器在实实 验电验电 路中测测量电电流、电压时电压时 ，电电流表、电压电压 表的指针针偏转转 角度不宜过过小，以减少误误差 电电流表并联电联电 阻R 后，内阻很小，串联联在电电 路中时时，可作短路处处理；电压电压 表串联电联电 阻RRg(n1)后， 内阻很大，当电压电压 表并联联在电电路中时时，可看成断路，这这两 种情况均可看成电电表对电对电 路无影响，即把电电表视为视为 理想的 电电表 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 当电电流表和电压电压 表不能看成理想的电电表时时(即表的内 阻不能忽略时时)，电电流表看成一个小电电阻，其示数为为流过过此 电电阻的电电流，电压电压 表看成一个大电电阻，其示数为为此电电阻两 端的电压电压 电电流表A与电压电压 表V的读读数为满为满 刻度的2/3左右时时， 读读数较较准确 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 若电压表、电流表使用不当可造成哪些后果？ 答案：(1)电压电压 表、电电流表当所测电压测电压 或电电流超量程时时 极容易损损坏电电表 (2)如果错误错误 地将电压电压 表串联联在电电路中，将使原电电路的 电电阻大大增加，几乎可使电电流减小到零，无法测测量待测电测电 路的电压电压 (3)如果错误错误 地将电电流表并联联在待测电测电 路中的两端，由 于电电流表内阻很小，将使电电路的电电阻大大减小，且大部分 电电流会通过电过电 流表，极易损损坏电电流表. 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (1)伏安法测电测电 阻原理 欧姆定律给给了我们测们测 量电电阻的一种方法，由R 可知 ，用电压电压 表测测出电电阻两端的电压电压 ，用电电流表测测出通过电过电 阻 的电电流，就可求出待测电测电 阻 (2)电电流表接法对测对测 量结结果的影响 电电流表外接法：如图图1所示，由于电压电压 表的分流导导致 电电流的测测量值值偏大，由R 可知，R测 测R真，R越大，电 电流 表的分压压越小，误误差就会越小因此这这种方法适用于测测量 大电电阻 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 误区1：在求两个电阻R1、R2并联后的总电阻时我们一 般都直接用R12 来求如果求三个电阻 R1、R2、R3并 联后的总电阻，可以用R123 点拨：不可以R1、R2并联电阻R12 是由并联 电路总电阻与分电阻的关系 推导出来的，而由 不能推导出R123 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 误区2：对伏安法测电阻的认识不到位，不会选择合理 接法 点拨：选择内、外接的常用方法 (1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估 计，当RxRA时，采用内接法，当RxRV时，采用外接法， 即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外” 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (2)公式计算法： 当Rx 时，用内接法， 当Rx 时，用外接法， 当Rx 时，两种接法效果相同 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定 的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观 察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压 表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有 明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选 外接法 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 如图图所示的两个串联电联电 阻R112k，R236k， A、B两端的电压电压 保持15V不变变，那么 (1)R1、R2两端的电压电压 分别别是多少？ (2)如果电压电压 表V的内阻是12k， 当S分别别与C、D接触时电压时电压 表的 读读数分别别是多少？ 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 解析：(1)根据串联电路的电压特点知UR，所以 U1 U 15V3.75V U2 U 15V11.25V. 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (2)当S与C接触时，电压表与R1并联，测并联支路电压 ，并联电阻R并 同理，当S与D接触时R并 答案：(1)3.75V,12.25V (2) 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 点评：利用串联电路的电压和电阻成正比，求电阻上 的电压或电压表的示数 对非理想电压表应视为电路中的电阻处理 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 (1)在上题题中，若电压电压 表内阻无限大，S接C和D时电压时电压 表的读读数分别别是多少？ (2)在上题题中，若把电压电压 表换换成电电流表，且内阻不计计， S接C和D时电时电 流表的读读数分别别是多少？ 答案：(1)3.75V 11.25V (2) mA 1.25mA 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 某电电流表内阻Rg为为200，满满偏电电流Ig为为2mA，如 下图图甲、乙改装成量程为为0.1A和1A的两个量程的电电流表， 试试求在下图图甲、乙两种情况下，R1和R2各为为多少？ 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比， 可得 按图乙接法，量程为1A时，R2和Rg串联后与R1并联； 量程为0.1A时，R1和R2串联后与Rg并联，分别得： Ig(RgR2)(1Ig)R1 IgRg(0.1Ig)(R1R2) 解得：R10.41，R23.67 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 点评：通过本例可以学到改装成两个量程的电流表的两 种方法，其中乙图接法比甲图接法好，虽图甲接法中各分流 电阻独立，便于计算和调查，但万一开关S接触不良，没有 接通，或测量时交换量程的过程中，电流全部流经表头，将 把表头烧坏 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 如图图所示是一个电电流表、电压电压 表两用的电电路，电电流表 G的量程是100A，内阻是1 000.电电阻 R10.1，R2 99k，当双刀双掷掷开关合到a、b上时时，电电流表改装成什么 表？其量程是多少？当双刀双掷掷开关合到c、d上时时，电电流表 改装成什么表？其量程是多少？ 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 答案：(1)电流表，1A (2)电压表，10V 解析：当开关合到a、b上时，电路转换成图甲所示的电 路，此时小电阻R1与电流表G并联，R1起分流作用，可作为 大量程电流表使用根据并联电路的特点有：(IIg)R1 IgRg.电流表量程为 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 当开关合到c、d上时，电路变成图乙所示的电路，此时 大电阻R2与电流表G串联，R2起分压作用，所以电流表G已 改装成电压表，根据串联电路的特点，电压表量程为： UIg(RgR2)0.0001(100099000)V10V. 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 用电电流表和电压电压 表测测量电电阻Rx的阻值值如图图所示，分 别别将图图(a)和(b)两种测测量电电路接到电电路中，按照(a)图时图时 ，电电 流表示数4.60mA，电压电压 表示数2.50V；按照(b)图时图时 ，电电流 表示数为为5.00mA，电压电压 表示数为为2.30V，比较这较这 两次结结果 ，正确的是 ( ) 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 A电电阻的真实值实值 更接近543，且大于543 B电电阻的真实值实值 更接近543，且小于543 C电电阻的真实值实值 更接近460，且大于460 D电电阻的真实值实值 更接近460，且小于460 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 解析：比较(a)、(b)两图的电压读数，可知U0.20V ，则 0.08；电流变化I0.40mA，则 0.087，可见 ，即电流变化明显一些，可见电压 表内阻带来的影响，比电流表内阻带来的影响大，故应采取 内接法，Rx 543，此法测量值偏大，因此选 项B正确 答案：B 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 点评：(1)伏安法测电阻时，无论电流表内接还是外接 都会产生误差 (2)试触法中两表示数变化是否明显，不能比较两表示 数的绝对变化量U、I，应比较相对变化量，即各自的变化 量相对于原来数值的比值大小，也就是比较 与 的大小 关系 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 用伏安法测电测电 阻，可接成如图图所示的两个电电路当用 (a)图图的电电路测测量时时，电压电压 表和电电流表的示数分别为别为 5V、 0.6A；用(b)图图的电电路测测量时时，电压电压 表和电电流表的示数分别别 为为4.6V、0.8A.电电源两端的电压电压 不变变，则则被测电测电 阻的准确值值 为为多少？ 答案：7.83 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 解析：在(a)图中，电压为Ua5V. 在(b)图中，UAUaUb0.4V. 电流表中的电流为 IA0.8A. 而RA 0.5. 所以R RA 7.83. 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 如右图图所示，R12，R23，滑动变动变 阻器最 大值值R35，则则当滑动动触头头从a滑到b的过过程中，安培表示 数变变化情况如何？ 解析：设P、a间电阻为Ra， 则混联电路总电阻： 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 上式中分子里两个因式之和为定值，则 当2Ra8Ra Ra3时 Rmax2.5 IminU/Rmax2.52A 当Ra0时，R1.6 I1U/R3.94A Ra5时，R2.1 I2U/R3A 故当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，安培表示数 变化：从3.94A减小到2.52A再增大到3A. 点评：本题切忌不加计算讨论分析，而简单地认为当变 阻器的滑动触头在中点时，总电阻最大，事实上两支路的电 阻相差最多时(本题中触头在a端时)，总电阻最小；两支路的 电阻相差最少时，总电阻最大 第二章 恒定电流物理物理（人教版 （人教版 选修选修3-13-1） 情景切入自主研习 走出误区探究目标 课后强化作业题型设计 要点探究 如图图所示，A、B间电压间电压 恒定，三只灯泡亮度相同，则则 下列判断正确的是(设设它们们的电电阻分别为