高中物理 第二章 恒定电流 4 串联电路和并联电路课件 新人教版选修31(1).ppt

4串联电路和并联电路 第二章恒定电流 学习目标1 掌握串 并联电路的电流和电压的特点 2 掌握串 并联电路的有关计算 3 理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理 并会进行有关计算 内容索引 知识探究 题型探究 达标检测 知识探究 1 一 对串联电路的理解 如图1 三个电阻组成串联电路 相等相等 答案 图1 1 在某一段时间内 通过三个电阻的电荷量有何关系 通过三个电阻的电流有何关系 2 用 0 1 2 3分别表示电路中0 1 2 3各点的电势 用u01 u12 u23 u03分别表示0与1 1与2 2与3 0与3之间的电压 则有u01 0 1 u12 1 2 u23 2 3 u03 0 3 由此可得u03与u01 u12 u23有何关系 u03 u01 u12 u23 答案 串联电路的特点 1 串联电路各处的电流 即 i 2 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压 即 u 3 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻 即r 4 串联电阻具有分压作用 串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成 即 相等 之和 r1 r2 r3 i1 i2 i3 之和 u1 正比 u2 u3 判断下列说法的正误 1 串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和 2 串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和 3 在电路中的任何一个位置串联一个电阻时 电路中的总电阻一定变大 4 r1 10 r2 5 两电阻串联 两端接30v的电压 则r1 r2两端的电压分别为20v 10v 二 对并联电路的理解 如图2 三个电阻构成并联电路 1 图中6个点中 1 2 3点的电势有什么关系 4 5 6点的电势有什么关系 那么三个电阻两端的电压有什么关系 答案 相等相等相等 图2 2 若某段时间内通过三个电阻的电荷量分别是q1 q2 q3 则该时间内通过电路的总电荷量是多少 总电流i与各个电阻中的电流i1 i2 i3有什么关系 答案 q1 q2 q3i i1 i2 i3 答案 并联电路的特点 1 并联电路的总电流等于各支路电流 即 i 2 并联电路的总电压与各支路电压 即 u 3 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数 即 4 并联电路具有分流作用 并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成 即 i1r1 i2r2 i3r3 u i1 i2 i3 之和 相等 u1 u2 u3 之和 反比 判断下列说法的正误 1 两并联电阻的电流与电阻成反比 两串联电阻的电压与电阻成正比 2 并联电路的总电阻一定大于每一个支路的电阻 3 6 与3 的两电阻r1 r2并联 通过的总电流为9a 则通过r1 r2的电流分别为6a 3a 三 电压表和电流表 1 小量程电流表有哪三个参数 三个参数之间有什么关系 答案 三个参数 内阻rg 满偏电流ig 满偏电压ug ug igrg 2 对于小量程电流表 其额定电压比较小 如何将该电流表改装成大量程的电压表 答案 需将表头串联一个分压电阻 改装成大量程的电压表 3 对于小量程电流表 其额定电流比较小 如何将该电流表改装成大量程的电流表 答案 需将表头并联一个分流电阻 改装成大量程的电流表 电压表 电流表的改装及其特点 分压 分流 rg r ig r rg i ig r 判断下列说法的正误 1 电压表中的串联电阻的作用是分去一部分电流 2 电流表中的并联电阻的作用是分去一部分电压 3 若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后 增大了原电流表的满偏电压 4 若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后 分流电阻和电流表两端的电压相等 2 题型探究 一 串联电路和并联电路的特点串联电路 并联电路总电阻的比较 例1由四个电阻连接成的电路如图3所示 r1 8 r2 4 r3 6 r4 3 图3 答案 解析 故rad r1 r2 rcd 8 4 2 14 1 求a d之间的总电阻 见解析 2 如果把42v的电压加在a d两端 则通过每个电阻的电流是多少 答案 解析 见解析 即为通过r1 r2的电流 设通过r3 r4的电流分别为i3 i4 则由并联电路电压相等 得i3r3 i4r4 又i3 i4 3a 解得i3 1a i4 2a 针对训练1如图4所示电路中 电阻r1 r2 r3的阻值相等 电池的电阻不计 电池两端电压恒定 那么开关k接通后流过r2的电流是k接通前的 答案 解析 图4 1 处理串联 并联电路以及简单的混联电路的方法 1 准确地判断出电路的连接方式 画出等效电路图 2 正确利用串联 并联电路的基本规律 性质 3 灵活选用恰当的公式进行计算 2 电路简化的原则 1 无电流的支路去除 2 电势相等的各点合并 3 理想导线可任意长短 4 理想电流表的电阻为零 理想电压表的电阻为无穷大 5 电压稳定时电容器可认为断路 二 电压表和电流表的改装电表改装的步骤 1 先明确小量程电流表g的两个参数 ig rg 并算出满偏电压ug igrg 2 用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻 改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压 它的阻值用它分担的电压 改装后的电压表量程减去ug 除以最大电流 即ig 确定 改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流 它的阻值用它两端的电压 即表头的ug 除以通过它的电流 即改装后的电流表量程减去ig 确定 例2有一电流表g 内阻rg 10 满偏电流ig 3ma 1 要把它改装成量程为0 3v的电压表 应串联一个多大的电阻 改装后电压表的内阻是多大 由题意知电流表g的满偏电压ug igrg 0 03v改装成量程为0 3v的电压表 当达到满偏时 分压电阻r的分压ur u ug 2 97v 990 1000 改装后电压表的内阻rv rg r 1000 答案 解析 2 要把它改装成量程为0 0 6a的电流表 需要并联一个多大的电阻 改装后电流表的内阻是多大 改装成量程为0 0 6a的电流表 当达到满偏时 分流电阻r的分流ir i ig 0 597a 0 05 0 05 答案 解析 针对训练2已知电流表的内阻rg 120 满偏电流ig 3ma 要把它改装成量程是6v的电压表 应串联多大的电阻 要把它改装成量程是3a的电流表 应并联多大的电阻 改装成电压表时应串联一个分压电阻 由欧姆定律得 u ig rg r 分压电阻 1880 0 12 答案 解析 改装成电流表时应并联一个分流电阻 由并联电路两端电压相等得 igrg i ig r 达标检测 3 1 多选 下列说法中正确的是a 一个电阻和一根无电阻的理想导线并联 总电阻为零b 并联电路任一支路的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 则总电阻也增大d 并联电路任一支路电阻增大 其他支路不变 则总电阻一定减小 答案 解析 由并联电路的特点知 并联电路的总电阻比各支路的阻值都要小 且任一支路电阻增大时 其他支路不变 总电阻也增大 所以a b c对 d错 1 2 3 4 2 如图5所示 电源内阻不计 已知r1 2k r2 3k 现用一个内阻为6k 的电压表并联在r2的两端 电压表的读数为6v 若把它接在a b两点间 电压表的读数为a 18vb 12vc 8vd 6v 答案 解析 图5 1 2 3 4 电压表并联在r2两端时 并联部分的电阻为 2k 根据串联电路的分压特点可知 电源电动势为12v 电压表并联在a b两端时 测量的是电源的电动势 所以其示数为12v 故选b 1 2 3 4 3 如图6是有两个量程的电压表 当使用a b两个端点时 量程为0 3v 当使用a c两个端点时 量程为0 15v 已知电流表的内阻rg为100 满偏电流为1ma 则电阻r1的阻值是 电阻r2的阻值是 答案 解析 图6 2900 12000 1 2 3 4 1 2 3 4 4