学鲁科版选修31 3.4串联电路和并联电路 课件（3）（49张）.ppt

第4节串联电路和并联电路 温故知新 1 在初中我们已经学过有关串联和并联的知识 请同学们回顾一下什么是串联电路 什么是并联电路 答案 把几个导体依次首尾相连 接入电路 这样的连接方式叫串联电路 把几个导体的一端连在一起 另一端也连在一起 然后再把这两端接入电路 这样的连接方式叫并联电路 精彩回眸 2 节日用的彩灯 一串串一簇簇 或挂在街道两旁的树上 或挂在装饰物品上 煞是好看 这些彩灯是串联后接在220v电源上的 每一串足有数十个 奇怪的是当其中一个或几个灯的灯丝断了 其余灯却仍然亮着 这是为什么 答案 节日小彩灯的内部结构与一般的灯不一样 每个灯除了有灯丝以外还有一个金属丝并联在两个灯脚之间 这个金属丝是带绝缘层的 它的工作原理是 在电压110v左右 小灯泡正常工作时的电压 时 电流不会击穿绝缘层 如果电压达到200v以上 即会击穿 如图所示 假设a b间的灯丝出现断裂 那么a b间的电压就会接近电源电压 断路 此时金属丝的绝缘层就会立即击穿而成为导体 而直接连通a b 为电流提供通道 使其他的小彩灯断续发光 并且每个灯泡的亮度比原来还要亮一些 一 串 并联电路的特点 性质及作用 新知梳理 i i1 i2 i3 i i i1 i2 in u u1 u2 un r r1 r2 rn i1r1 i2r2 inrn u 越大 越小 二 电表的改装1 电流计的三个参数 1 满偏电流ig 指针指到 时的电流 2 满偏电压ug 电流计通过满偏电流时 加在它两端的 3 内阻rg 电流计的内阻 4 三个参数之间的关系为 最大刻度 电压 ug igrg 2 电压表的改装 1 改装的方法给电流计 一个较大的电阻 分担一个较大的电压ur 如图3 4 1所示 图3 4 1 串联 2 原理 串联电路的 作用 3 量程 改装后可测量的电压为u 分压 ug ur 4 串联电阻的大小 r 图3 4 2 3 电流表的改装 1 改装方法给电流计 一个较小的电阻 分担较大的电流ir 如图3 4 2所示 2 原理 并联电路的 作用 3 量程 i 并联 分流 ig ir 4 并联电阻的大小 r 三 混联电路混联电路 串联之中有 并联之中有 的电路 不管混联电路多复杂 大都可以简化为 电路和 电路 并联 串联 串联 并联 合作探究 1 串联 1 如果将电路中的元件逐个顺次串接起来 这个电路就是串联电路 2 串联电路的基本特点 串联电路各处的电流相等 即i i1 i2 i3 in 串联电路的分压作用和电压表 串联电路的总电压等于各部分电压之和 即u u1 u2 u3 un 2 串联电路的三个重要性质 1 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和 r r1 r2 rn 温馨提示 1 串联电路的总电阻大于其中任一部分的电阻 即 越串越大 2 多个电阻串联时 当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小 如图3 4 3所示 图3 4 3 2 串联电路的电压分配关系是 各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比 3 串联电路的功率分配关系是 各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比 3 分压作用由串联电路的性质可知 串联电路中的每一个电阻都要分担一部分电压 电阻越大它分担的电压就越多 串联电阻的这种作用就称为串联电路的分压作用 4 电流计 表头 改装成电压表 1 电流计改装成电压表的原理 如果给小量程电流计串联一个分压电阻 就可以用来量度较大的电压 因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流计 如图3 4 4所示 2 分压电阻的计算 由串联电路的特点u igrg igr 图3 4 4 1 某同学用伏安法测小灯泡的电阻时 误将电流表和电压表接成如图3 4 5所示的电路 接通电源后 可能出现的情况是 a 电流表烧坏b 电压表烧坏c 小灯泡烧坏d 小灯泡不亮 图3 4 5 解析 电压表内电阻很大 远大于灯泡和电流表的电阻 接入电路后 电路中的电流很弱 故电表和小灯泡都不会烧坏 小灯泡可能不亮 选项d正确 答案 d 1 并联 1 并联电路 如果将电路中的元件逐个并列地连接起来 这个电路就是并联电路 2 并联电路的特点 并联电路中各支路的电压相等 即u总 u1 u2 u3 un 并联电路的总电流等于各支路电流之和 即i总 i1 i2 i3 in 并联电路的分流作用和电流表 温馨提示 并联电路的等效电阻小于任何一个电阻 即 越并越小 多个电阻并联时 当其中任一个增大或减小时总电阻也随之增大或减小 2 并联电路的电流分配关系是 通过各个支路电阻的电流跟它们的阻值成反比 i1r1 i2r2 inrn u 3 并联电路的功率分配关系是 各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成反比 p1r1 p2r2 pnrn u2 3 分流作用由并联电路的性质可知 并联电路中的每一个电阻都要分担总电流的一部分 电阻越小 它分担的电流就越大 并联电阻的这种作用就称为并联电路的分流作用 4 电流计g改装成大量程电流表 图3 4 6 1 电流计改装成大量程电流表的原理 给小量程电流计并联一个分流电阻 就可以用来量度较大的电流 即扩大了电流表的量程 如图3 4 6所示 2 分流电阻的计算 由并联电路的特点igrg i ig r 2 有一电流计 内电阻rg 25 满偏电流ig 3ma 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 改装后电流表的内电阻是多大 解题思路 答案 0 126 0 125 典例精析 例1 已知通过三个并联支路的电流之比是i1 i2 i3 1 2 3 则三个并联支路的电阻之比r1 r2 r3为 a 1 2 3b 3 2 1c 2 3 6d 6 3 2思路点拨 根据并联电路各支路电压相等这一特点 利用欧姆定律研究电的分配与电阻的关系 串 并联电路特点的应用 解析 在并联电路中 各支路电压都相等 电流的分配与各支路电阻成反比 所以有r1 r2 i2 i1 2 1 r2 r3 i3 i2 3 2 写在一起应该是r1 r2 r3 6 3 2 d正确 答案 d反思领悟 抓住并联电路中各支路电压相等 理解并联电路各支路电压 电流 功率的分配规律是解决此类问题的关键 已知一串联电路中 三个电阻两端电压之比为u1 u2 u3 1 2 3 则三个串联电阻的阻值r1 r2 r3是多少 解析 在串联电路中 各部分电流都相等 电压的分配与各部分电阻成正比 所以有r1 r2 r3 u1 u2 u3 1 2 3 答案 1 2 3 例2 有一块满偏电流ig 1ma 线圈电阻rg 100 的小量程电流表 1 把它改装成满偏电压u 10v的电压表 2 把它改装成满偏电流i 0 6a的电流表 请画出电路图 并计算有关数据 思路点拨 改装后的电压表的量程u等于电流表的满偏电流ig与电压表内阻 rg r 的乘积 改装成电流表时 igrg与 i ig 和并联的分流电阻r的乘积 i ig r相等 电表的改装 图甲 图乙 2 小量程电流表的满偏电流ig i 要将其改装成大量程电流表 应给其并联一个适当的分流电阻 改装的电路如图乙 由并联电路电压相等得 igrg i ig rx 答案 见解析 有一只量程为1ma的电流表 刻度盘共有50格 若给它并联一个10 2 的电阻 则可将它改装成一个量程为1a的电流表 若要把这个量程为1ma的电流表改装成一个量程为10v的电压表 应在电流表上串接一个 的电阻 将这个电压表接在某段电路上 指针偏转40格 则这段电路两端的电压是 答案 9990 8v 例3 试画出图3 4 7所示电路的等效电路 混联电路的等效处理 图3 4 7 思路点拨 根据电流的流向 电流无分叉地依次流过电阻为串联 有分叉地分别流过为并联 解析 电流由a端流入 d端流出 则电流在a点分为三条支路 ab等势相当于一点 分别经r1 r2 r3 而r2 r3中电流流入c点后经r4到达d点 而流经r1的电流直接到达d点 所以r2与r3并联后与r4串联 再与r1并联 其等效电路如下图所示 答案 见解析 反思领悟 1 电路简化要用两种方法 即独立支路法和等电势法 有时两种方法也会综合应用 2 电路简化中 若电压表 电流表均为理想表 则电压表认为断路 电流表认为短路 若不能看作理想表 则相当于电阻 画出如图3 4 8所示电路的等效电路 图3 4 8 解析 由题干图可知 a c b d之间用导线连接 故a c等势 b d也等势 将a c合并 b d合并作为一点 则将r1 r2 r3分别接到相应的两点间 可等效为如图所示电路 答案 见解析 关于电阻的几个常用推论1 串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻 2 并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻 且小于其中最小的电阻 创新拓展 例4 两实验小组使用相同规格的元件 按图3 4 9所示电路进行测量 它们将滑动变阻器的滑片p分别置于a b c d e五个间距相同的位置 a e为滑动变阻器的两个端点 把相应的电流表示数记录在表一 表二中 对比两组数据 发现电流表示数的变化趋势不同 经检查 发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路 图3 4 9 表一 第一实验组 表二 第二实验组 1 滑动变阻器发生断路的是第 实验组 断路发生在滑动变阻器 段 2 表二中 对应滑片p在x d e之间的某一点 处的电流表示数的可能值为 a 0 16ab 0 26ac 0 36ad 0 46a解析 1 根据