4.7电路分析和应用.ppt

最基本的两种电路连接方式 串联和并联 4 7电路分析与应用 在实际生产和生活中 常会遇到一个电源给各个用电器供电的问题 问题1 在教室里的电源线进来后 给多盏灯和多个插座同时供电 问题2 家里的电源线进来后 给多盏灯和多个插座同时供电 它们的电路是如何连接的 在第一节中 我们已学过两盏灯的两种基本电路连接 串联和并联 下面我们来研究它们的特点 一 串联电路的特点 实验 闭合开关 灯L1 灯L2 断开开关 灯L1 灯L2 亮 亮 不亮 不亮 特点1 开关同时控制两只灯的或 亮 不亮 电流表分别测出1 2 3处的电流大小 I I I 1 2 3 特点2 串联电路中的电流 处处相等 用电压表分别测1与2间 2与3间和1与3间的电压 即灯L1两端 灯L2两端 灯L1和L2两端的电压 U U U 1 2 总 特点3 串联电路中总的电压等于 各灯两端的电压之和 闭合开关 灯L1 L2同时 拿掉其中一只灯 发生的现象是 发光 原因是 串联电路中只有条通路 电路上灯的亮灭相互 一 影响 两灯都不发光 有两个导体 电阻分别为10欧和30欧 把它们串联后通过10欧电阻的电流是0 5安 求电源电压是多少 两个电阻上的电压分别是多少 从上可知 串联电路中电压和电阻有什么关系 解 U1 I1R1 0 5A 10 5V U2 I2R2 0 5A 30 15V U U1 U2 5V 15V 20V 答 电源电压是20V 两个电阻上的电压分别是5V 15V 串联电路中的电压分配规律 串联电路中 各部分导体的电压与电阻成正比 即 推导串联电路的总电阻表达式 R R1 R2 串联电路的电阻特点 总电阻等于各用电器电阻之和 注 把导体串联起来相当于增加了导体的长度 所以总电阻比任一个电阻都大 一 串联电路的特点 串联电路中的电流处处相等 I I1 I2 串联电路总电压等于各导体电压之和 U U1 U2 串联分压 串联电路总电阻等于各部分电阻之和R R1 R2 开关同时控制两只灯的或 亮 不亮 串联电路中电压的分配跟电阻成正比电阻大的分压大 电阻小的分压也小 例1 如图所示 R1 30 电压表示数为4V 电流表示数为0 2A 求R2与R3的电阻大小 例2 有一电铃 电阻R 20 正常工作时两端电压为12V 现有电源电压36V 要使电铃正常工作 应该怎么办 二 并联电路的特点 实验 把两只电灯L1 L2连接成下图的电路 闭合开关S1 S2 闭合开关S 灯L1 灯L2 断开开关S 灯L1 灯L2 亮 亮 不亮 不亮 特点1 干路开关控制上的电灯 整个电路 闭合开关S 闭合开关S1 灯L1 断开开关S1 灯L1 闭合开关S2 灯L2 断开开关S2 灯L2 亮 不亮 亮 不亮 特点2 支路开关控制上的电灯 该支路 闭合开关S S1 S2 灯L1 L2 拿掉一只灯 另一只灯 亮 亮 特点3 并联电路中各支路上的电灯影响 相互不 总 特点4 并联电路中干路上的总电流等于 各条支路的电流之和 在并联电路中 支路上电流的分配与电阻成反比 因为并联电路电压相等 并联分流 电阻大的分流小 电阻小的分流大 特点5 并联电路中两端的总电压等于 各支路两端的电压 电阻特点 并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和 并联电路的电阻计算式 注 并联导体的电阻相当于增大了导体的横截面积 所以总电阻比任何一个导体的电阻都要小 R R1 R R2 特点1 干路开关控制上的电灯 整个电路 二 并联电路的特点 特点2 支路开关控制上的电灯 该支路 特点3 并联电路中各支路上的电灯影响 相互不 特点4 并联电路中干路上的总电流等于 特点5 并联电路中两端的总电压等于 特点6 总电阻的倒数等于 几个导体并联起来 相当于增加了导体的 横截面积 各条支路的电流之和I I1 I2 各支路两端的电压U U1 U2 各支路电阻的倒数之和 R1 R2两电阻 阻值分别为4欧和8欧 并联后接在电压12伏的电源上 R1 R2中分别通过的电流有多大 干路中电流有多大 从上可知 并联电路中各支路电流与电阻有什么关系 解 I1 U1 R1 12V 4 3A I2 U2 R2 12V 8 1 5A I I1 I2 3A 1 5A 4 5A 答 并联电路中的电流分配规律 并联电路中 各支路电流与电阻成反比 即 问题1 10欧和1欧的两个电阻并联的电阻小于多少欧 问题2 1千欧和1欧的两个电阻并联的电阻约为多少欧 应用 例 有两个阻值分别为18欧和90欧的电阻 将它们并联后接入电源电压为90伏的电路中 求它们的总电阻及通过各电阻的电流 通过以上计算我们发现 R1是R2的1 5 I1却是I2的五倍 即在并联电路中 电流的分配与电阻值成反比 下面我们对此进行理论推理 并联电路通过各个电阻的电流与它们的电阻值成反比 5 并联电路的电流分配 因此并联电路又叫 分流电路 大电阻通小电流 小电阻通大电流 并联电路的分流原则是 R0 1 如图 当开关 从断开到闭合时 电流表 的读将 灯的亮将 电流表 的读数将 电压表的读数将 不变 不变 变大 不变 练一练 2 电阻之比是1 5的灯L1 L2串联在同一电路中 则灯L1 L2两端的电压之比是多少 电阻之比是1 5的灯L1 L2并联在同一电路中 则灯L1 L2两端的电压之比是多少 3 灯L1 L2并联 已知灯L1的电阻为10欧 灯L2的电阻为5欧 流过灯L2的电流为0 2安 则流过灯L1的电流为多少 4 电阻之比是1 5的灯L1 L2并联在同一电路中 则灯L1 L2两端的电压之比是 A 1 5B 5 1C 1 1D 25 15 灯L1 L2并联 已知灯L1的电阻为10欧 灯L2的电阻为5欧 流过灯L1的电流为0 2安 则流过灯L2的电流为 A 0 2安B 0 4安C 0 1安D 0 8安 C B 三 应用 1 家庭电路中用电器的连接是并联还是串联 有什么证据 用电器与用电器之间是 连接的 用电器与插座之间是 连接的 开关与用电器之间是 连接的 2 家庭电路中 为什么要安装保险丝或空气开关 防止电路过载而损坏电源 或导线过热而发生火灾 串联 并联 并联 探究节日小彩灯的连接方法 节日小彩灯的连接方法 节日用的小彩灯 又称 满天星 灯泡数量很多 一串小彩灯就有约50只灯泡 下面研究小彩灯灯泡的连接 1 根据串联电路和并联电路的知识 请你设计一个或几个方案并画出电路图 2 讨论设计方案的优 缺点 选择最佳方案 方案一 小灯泡串联 电路图如下 缺点 当某一个灯泡不发光时 其余灯都不发光 方案二 小灯泡并联 电路图如下 缺点 干路电流过大 灯两端电压过大 方案三 小灯泡混联 缺点 连接复杂 实物图 结构图 连接方式 串联 1 将两个值分别为10欧与20欧的电阻R1与R2串联接在电压为6伏的电源上 则电路总电阻是多少 总电流为多少 电阻R1R2分到的电压分别为多少 2 R1 12欧 将它与R2串联后接到8伏的电源上 已知R2两端的电压是2伏 求R2的阻值 R 30欧 I 0 2安 U1 2伏 U2 4伏 4欧 3 电阻分别为10欧和20欧的灯L1 L2串联 已知灯L1两端的电压为5伏 则灯L2两端的电压为 A 5伏B 10伏C 20伏D 30伏4 电阻之比为1 2的两灯串联 则通过灯的电流之比和灯两端的电压之比分别为 A 1 21 2B 1 11 2C 1 11 1D 1 21 1 B B 5 串联在某一电路中的两个电阻 其电阻R1 3R2 则I1 I2 U1 U2 U1 U 1 3 3 4 6 图所示是用同种材料制成的长度相同的两段导体A和B 下列说法正确的是 A A段两端的电压大 通过的电流大B B段两端的电压大 通过的电流大C A段两端的电压大 A B中的电流一样大D A B两端的电压一样大 A B中的电流一样大 C 1 灯L1 L2并联 已知灯L1的电阻为20欧 流过L2的电流为0 2A 流过干路的电流为0 3A 则灯L2的电阻为多少 2 电阻R1 R2之比为2 3 并联接在同一电路中 则电阻两端的电压之比和通过电阻的电流之比分别为 A 2 3 2 3 B 3 2 3 2C 1 1 2 3D 1 1 3 2 巩固练习 3 把定值电阻R1与一个阻值为6欧的电阻R2并联后接到电源上 通过R1的电流是1A 通过R2的电流是2A 求 1 电源电压 2 定值电阻R1的值 4 如图所示电路中 R1 8欧 R2 10欧 当开关S闭合后 电流表示数改变了0 4A 求 1 电压U是多大 2 通过R1的电流 5 如图 电源电压不变 R1 4欧 R2 6欧 求 1 如果S1 S2都断开 电流表示数为0 6A 电源电压多大 5 如图 电源电压不变 R1 4欧 R2 6欧 求 2 如果S1 S2都闭合 电流表示数为2A R3为多少欧 提高题 6 如图 电源电压保持6V不变 R1 10 R2 15 求 1 当S断开时 电流表 电压表示数为多少 2 当S闭合时 电流表 电压表示数为多少 7