高中物理 第2章 第4节串联电路和并联电路课件 新人教版选修31.ppt

第二章恒定电流 第4节串联电路和并联电路 1 串 并联电路的电流关系和电压关系的理论分析过程 2 根据电流 电压关系和欧姆定律 推导串 并联电路的电阻关系的过程 理解串 并联电路的电阻关系 提高逻辑思维能力 3 通过对电表改装的分析讨论 提高综合运用欧姆定律 电路串并联规律分析解决问题的能力 要点一串联电路特点及性质1 特点 1 电流特点 串联电路中各处的电流相等 即i i1 i2 i3 in 2 电压特点 串联电路的总电压等于各部分电压之和 即u u1 u2 u3 un 1 串联电路的总电阻大于任何一个分电阻 2 由于r总 r1 r2 r3 rn 所以任何一电阻变大 总电阻均变大 要点二并联电路的特点及性质1 特点 1 电压特点 并联电路中各支路的电压相等 即u u1 u2 un 2 电流特点 并联电路的总电流等于各支路电流之和 即i i1 i2 in 要点三电压表和电流表1 小量程的电流表g 表头 1 工作原理 通电后 线圈在磁场力的作用下带动指针偏转 指针的偏角与通过电流表的电流成正比 2 表头的三个主要参数 内阻rg 小量程电流表g的电阻 满偏电流ig 小量程电流表g指针偏转到最大刻度时的电流 满偏电压ug 小量程电流表g通过满偏电流时 加在它两端的电压 满偏电流ig 内阻rg 满偏电压ug三者的关系 据部分电路欧姆定律可知 ug igrg 灵敏电流计的满偏电流ig 满偏电压ug一般比较小 若通过电流计的电流大于ig 电流表很容易烧杯 2 表头g改装成电压表 1 原理根据欧姆定律将电流表的示数换算成电压值 可直接用于测电压 只是量程ug很小 如果给小量程电流表串联一个分压电阻 就可以用来测量较大的电压 因此 电压表就是一个串联了分压电阻的电流表 如图所示 3 表头g改装成电流表 1 原理给小量程电流表并联一个分流电阻 就可以用来测量较大的电流 即扩大了电流表的量程 如图所示 1 无论表头g改装成电压表还是电流表 它的三个特征量ug ig rg是不变的 即通过表头的最大电流ig并不改变 2 改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的r与表头串联电路的总电压 改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的r与表头并联电路的总电流 2 试触法 若不知rx的大概值 为了选择正确的电路接法以减小误差 可将电路如图所示连接 只空出电压表的一个接头s 然后将s分别与a b接触一下 观察电压表和电流表的示数变化情况 若电流表示数有显著变化 说明电压表的分流作用较强 即rx是一个高阻值电阻 应选用内接法 s应接b测量 若电压表示数有显著变化 说明电流表的分压作用较强 即rx是一个低阻值电阻 应选用外接法 s应接a测量 5 滑动变阻器的两种接法及其作用 1 无论电流表是内接法还是外接法 都会对电阻的测量带来系统误差 但是对同一个待测电阻而言 选用两种不同的测量方法 相对误差是不一样的 所以应该本着精确的原则 尽量选择相对误差较小的测量方法 2 注意滑动变阻器两种接法中的连线特点 分压式接法中必须有三个接线柱接入电路 且是 两下一上 即将变阻器瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的任意一个接线柱接入电路 变阻器的任何部分不短路 限流式接法可以只接入两个接线柱 一下一上 即是将瓷筒上的一个接线柱和金属杆上的一个接线柱连入电路 有时从形式上看 好像是瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的一个接头连入电路 但金属杆将变阻器的部分电阻短路 其实质还是利用了 一上一下 两个接头 由4个电阻连接成的混联电路如图所示 r1 8 r2 4 r3 6 r4 3 1 求a d之间的总电阻 2 如果把42v的电压加在a d两端 则通过每个电阻的电流分别是多少 答案 见解析 方法总结 解答串 并联电路计算问题的步骤 1 明确电路的串 并联特点 2 画出等效电路图 3 根据欧姆定律等有关知识进行计算 一个t形电路如图所示 电路中的电阻r1 10 r2 120 r3 40 另有一测试电源 电动势为100v 内阻忽略不计 则 a 当cd端短路时 ab之间的等效电阻是40 b 当ab端短路时 cd之间的等效电阻是40 c 当ab两端接通测试电源时 cd两端的电压为80vd 当cd两端接通测试电源时 ab两端的电压为80v 变式训练1 1 答案 ac 如图所示为一双量程电压表的示意图 已知电流表g的量程为0 100 a 内阻为600 则图中串联的分压电阻r1 r2 答案 4 94 1041 0 105 方法总结 处理电流表改装问题的关键是搞清电路原理图 抓住小量程电流表g改装前后的ig ug rg不变的特点 然后灵活利用串 并联电路的知识求解 建立方程的依据 满偏 点 即电压或电流的量程达到满偏时 表头 的分压或分流恰好为满偏电压或满偏电流 某电流表内阻rg为200 满偏电流ig为2ma 如图甲 乙所示 将它改装成为0 1a和1a的两个量程的电流表 试求在图甲 乙两种情况下 r1 r2各为多少 变式训练2 1 答案 4 08 0 4 0 41 3 67 用电流表和电压表测量电阻rx的阻值 如图所示 分别将图 甲 和图 乙 两种测量电路连接到电路中 按照 甲 图时 电流表示数4 60ma 电压表示数2 50v 按照 乙 图时 电流表示数为5 00ma 电压表示数为2 30v 比较这两次结果 正确的是 a 电阻的真实值更接近543 且大于543 b 电阻的真实值更接近543 且小于543 c 电阻的真实值更接近460 且大于460 d 电阻的真实值更接近460 且小于460 答案 b 2015 南平松溪一中期中 在 伏安法 测电阻的实验中 电压表与电流表的接法有如图 a b 两种 如果实验室给同学们提供的电压表 量程0 3v 内阻约3000 电流表 量程0 0 6a 内阻约为0 5 用两表测量一个rx约为10 的待测电阻应选用下面 图进行测量误差会更小 变式训练3 1 答案 a 1 下列说法正确的是 a 一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零b 并联电路任一支路电阻都大于电路的总电阻c 并联电路任一支路电阻增大 其他支路不变 总电阻也增大d 并联电路任一支路电阻增大 其他支路不变 总电阻一定减小 解析 根据并联电路的电阻特点可知a b c对 d错 答案 abc 答案 abc 3 2014 吉林一模 将两个相同的灵敏电流计表头 分别改装成一只较大量程电流表和一只较大量程电压表 一个同学在做实验时误将这两个表串联起来 则 a 两表头指针都不偏转b 两表头指针偏角相同c 改装成电流表的表头指针有偏转 改装成电压表的表头指针几乎不偏转d 改装成电压表的表头指针有偏转 改装成电流表的表头指针几乎不偏转 解析 较大量程的电流表由灵敏电流计并联电阻改装而成 较大量程的电压表由灵敏电流计串联电阻改装而成 并将两个表串联 表头流过电流 指针都偏转 但是电流大小不同 指针偏角不同 a b选项错误 电流表改装成大量程电流表是并联较小的分流电阻 所以大部分电流通过了分流电阻 通过表头的电流很小 所以电流表的指针几乎不偏转 c选项错误 d选项正确 答案 d 4 2014 鼓楼区模拟 将两只可调电阻r1 0 10 r2 0 100 连接成如图a和b所示的电路 用于调节电路的电阻 关于它们的作用下列说法正确的是 a 图a中r1是微调电阻 r2是粗调电阻b 图b中r1是微调电阻 r2是粗调电阻c 图a 图b中r1都是微调电阻d 图a 图b中r2都是粗调电阻 解析 图a中两个电阻串联 电流相等 电阻越大的 两端电压越大 调节作用明显 故r1是微调电阻 r2是粗调电阻 a选项正确 图b中两个电阻并联 电压相等 电阻越大的 电流越小 故r