高二物理串联电路与并联电路PowerPoint 演示文稿

1、.1第四节 串联电路和并联电路.2课标解读1.了解串联电路和并联电路的连接方式,掌握串 并联电路的电流 电压的特点.2.掌握电阻串 并联的计算.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 并联规律以及分析解决问题的能力.3 课前自主学习一 串联电路和并联电路的电流串联电路各处的电流相等,即I=I1=I2=In.并联电路的总电流等于各支电流之和,即I=I1+I2+In.4二 串联电路和并联电路的电压串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和,即U=U1+U2+Un.并联电路的总电压与各支路电压相等,即U=U1=U2=Un.5三 电阻的串联和并联串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之

2、和,即R=R1+R2+Rn.并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即121.111nRRRR.6四 电压表和电流表1.小量程电流表,表头,主要参数有三个.(1)电流表的电阻,通常叫做电流表的内阻,用Rg表示.(2)指针偏转到最大刻度时的电流,叫做电流表的满偏电流,用Ig表示.(3)指针偏转到最大刻度时的电压,叫做电流表的满偏电压,用Ug表示.72.由欧姆定律可知Ug=IgRg.3.改装原理(1)当改装成量程为U的电压表时,应串联一个电阻R,因为串联电阻的分压作用,因此也叫分压电阻,电压表的总电阻RV=Rg+R.(2)当改装成量程为I的电流表时,应并联一个电阻R,因为并联电阻有分流作用

3、,因此也叫分流电阻,电流表的总电阻.ggARRRRR.8知识梳理图.9课堂互动探究一 串联电路的基本特点和性质1.基本特点(1)在串联电路中,各处的电流相等,即I=I1=I2=In.(2)串联电路的总电压等于各部分电压之和,即U=U1+U2+Un.102.性质(1)串联电路的等效总电阻为各电阻值R1R2 Rn之和,即R=R1+R2+Rn.(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,即1212.nnUUUIRRR.11二 并联电路的基本特点和性质1.基本特点(1)并联电路中各支路的电压相等,即U=U1=U2=Un.(2)并联电路的总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2

4、+In.122.性质(1)并联电路的等效总电阻R与各支路的电阻R1 R2 Rn的关系是: (2)并联电路的电流分配关系是:I1R1=I2R2=InRn=U.121111.nRRRR.13三 电表的改装1.小量程电流表G(又称表头)(1)主要部分:永久磁铁和可转动的线圈.(2)工作原理:通电后,线圈在磁场力的作用下带动指针偏转,指针的偏角与通过指针的电流成正比.14 (3)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.由欧姆定律可知:Ug=IgRg.15说明:Ig Ug一般

5、比较小,若通过电流表的电流大于Ig,电流表很容易烧坏.在下图中表头G的两端加上满偏电压Ug时,通过表头G的电流为满偏电流Ig,此时指针指在最大刻度处.162.把小量程电流表改装成大量程电流表(1)电流表改装的原理:给小量程电流表并联一个分流电阻,就可以用来量度较大的电流,即扩大了电流表的量程,如下图所示.17 (2)分流电阻的计算:gggI R.1,.,1IIR:gggggggI RRRIIIIRInRIn由并联电路的特点解得电流扩大量程的倍数.183.电流表改装成电压表(1)电流表改装成电压表的原理:将电流表的示数根据欧姆定律Ug=IgRg换算成电压值,可直接用于测电压,只是量程Ug很小.如

6、果给小量程电流表串联一个分压电阻,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表,如图所示.19(2)分压电阻的计算:ggggUI RI R,:Rn1 R11.,ggggggggUUURRRRII RUUnU由串联电路的特点解得电压扩大量程的倍数.20典例分析一 对串 并联电路的理解例1:一个T型电路如图所示,电路中的电阻R1=10 ,R2=120 ,R3=40 ,另有一测试电源,电动势为100 V,内阻忽略不计,则( ).21A.当c、d端短路时,a、b之间的等效电阻是40 B.当a、b端短路时,c、d之间的等效电阻是40 C.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端电压为

7、80 VD.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端电压为80 V.22231233133232311323cd:,cd,RRR,A;,ab,R128 ,B;ab,RR,R,cdR,80 V,C;,cd,240cdababR RRRRRRUURRRUURR解析 根据电路中串联并联特点 、 端短路时并联后与串联 所以 等效电阻故 选项正确同理 、 端短路时 等效电阻故 选项错误、 端接电源时与串联中无电流经过 故 、 两端电压即两端电压故 选项正确同理可知 当 、 端接电源时5 V,D.故 选项错误答案答案:AC.23名师点拨:求解等效电阻时先分清电路的串并联关系,利用串联的电路的电压分配与电阻成

8、正比求解电压.在电路中哪个电阻中没有电流,该电阻两端电压为零,即该电阻不承担电压,两端等势.24 巩固练习1.一灯泡的额定电压40 V,正常工作时电流为5 A,如何把它接入电压恒为220 V的照明电路上,使它正常工作?1211121212122:,R ,U .,2204040536 .40UUUUURRRRUURRU 解析 根据串联电阻可以分压 设需串联电阻分配到的电压由即得答案答案:串联一个电阻串联一个电阻,阻值为阻值为36 .25二 电表改装例2:将满偏电流Ig=300A 内阻未知的电流表G改装成电压表并进行校对.26 (1)利用如上图所示的电路测量电流表G的内阻(图中电源的电动势E=4

9、V):先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度,再闭合S2,保持R不变,调节R,使电流表指针偏转到满刻度的 ,读出此R的阻值为200 ,则电流表内阻的测量值Rg=_. (2)将该表改装成量程为3 V的电压表,需_(填“串联”或“并联”)阻值为R0=_的电阻.100串联串联9900 .27 (3)把改装好的电压表与标准电压表进行校对,在下图中试画出实验电路图和实物连接图. 答案答案:见解析见解析.28 00626: 1S,GR,R:R100 . 221,331233300 10100303 V,R ,990 1000ggggggIIRI RRI 解析闭合后电流表 与并联 流过电流表的电流为则

10、流过的电流为由并联电路的分流特点知将该表改装为量程为的电压表 需串联一个分压电阻 (3).29名师点拨:电表改装首先清楚所用表头的满偏电流及满偏电压,然后根据题意来确定是串联还是并联电阻.如果改装成电流表需要并联小电阻,如果改装成电压表需要串联大电阻.需要的电阻的阻值根据要改装的量程来计算.30 巩固练习2.已知电流表的内阻Rg为100 ,满偏电流Ig为3 mA,要把它改装成量程是6 V的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是3 A的电流表,应并联多大的电阻?.31解析解析: :改装成量程为改装成量程为6 V6 V的电压表时的电压表时, ,电流表指针偏转到满刻度电流表指针偏转到满刻度时时

11、, ,它两端的电压它两端的电压U Ug g=I=Ig gR Rg g=3=31010-3-3100 V=0.3 V100 V=0.3 V分压电阻分压电阻R R所分电压所分电压 U UR R=U-U=U-Ug g=(6-0.3)V=5.7 V=(6-0.3)V=5.7 VR3g5.73 100.321.9 k .3.99 A,RIII30.003 A2.997 7A0.1 .RgggRURII RRI 串联的电阻改装成量程为的电流表时分流电阻所分电流并联的电阻答案答案:1.9 k :1.9 k 约约0.1 0.1 .32三 滑动变阻器的使用例3:如图所示,滑动变阻器的总电阻R=1000 ,A B

12、两端电压U=100 V,调节滑动头P使下部电阻R1=400 .(1)空载时C D两端电压多大?(2)在C D间接入一个Rs=400 的电阻,C D两端的电压多大?.33解析:空载时,由串联分压直接可得输出电压.接入电阻Rs后,它与R1并联,R2与R1 Rs并联后串联分压.(1)滑动变阻器上部电阻R2=R-R1=600 .由串联电路上各部分电压与电阻成正比的关系得C D两端电压1124001000100 V40 V.CDRUURR.34 s11CD11112400 40040040020022R,RR200 U100 V200605 0V.ssR RRRRURR接入后 它与的并联总电阻答案答案:

13、(1)40 V (2)25 V:(1)40 V (2)25 V.35名师点拨:滑动变阻器如果采用分压式接法,则输出电压可以在零和电源电压之间调整,输出电压的调节范围较大,而且调节过程中电压连续变化,如果采用限流使用时,调节滑动变阻器时,电压的调节范围较窄,而且不能从零开始.36 巩固练习3.如图所示的电路,滑动变阻器R的总阻值为10 ,定值电阻R1=5 ,A B两端电压恒为10 V,则调节滑动变阻器的触点从左向右滑动时,R1两端电压的变化范围是多少?.37解析:R1与滑动变阻器R组成串联电路,当R的触点在最右端时,R1两端电压U1最大,为电源电压,即为10 V,当滑动变阻器触头在最左端,R1两

14、端电压最小,设为U1,根据串联电路的分压规律可得所以R1两端电压的变化范围为3.3 VU110 V.11110 53.3 ,105ABURUVVRR答案答案:R:R1 1两端电压的变化范围是从两端电压的变化范围是从3.3 V3.3 V到到10 V10 V.38课后巩固提升巩固基础1.在下图所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是( ).39111112111212.UUAIB IRRUUC ID IRRR111:,B C.,UIR解析 由欧姆定律由于串联电路的电流强度相等故 选项正确答案答案:BC:BC.402.电阻R1与R2并联在电路中,通过R1与R2的电流之比为1:2,则当R1与R2串联后接

15、入电路中时,R1和R2两端电压之比U1:U2为( )A.1:2 B.2:1C.1:4 D.4:1121122121122:RR,UIR ,UIR ,U :1:2,UR :R2:1.UURR解析 由题可知和串联在电路中时答案答案:B:B.413.一电压表由电流表G与电阻R串联而成,如下图所示,若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小些,采用下列哪种措施可以加以改进( )A.在R上并联一比R小得多的电阻B.在R上并联一比R大得多的电阻C.在R上串联一比R小得多的电阻D.在R上串联一比R大得多的电阻.42解析:依题意电压表的读数总比准确值稍小些,说明流经电压表的电流稍小些,因此,应使串联电阻稍小些

16、,所以B正确.答案:B.434.如图所示,电阻R1、R2、R3、R4满足R1:R2:R3:R4=1:2:3:4,则当A B间接上直流电压时,通过R1、R2、R3、R4的电流之比I1:I2:I3:I4为( )A.1:2:3:4 B.3:2:1:6C.6:3:2:11 D.3:2:1:4.4411223312312311223312341231234:R :R :R1:2:3,R RR,I RI RI R233,11,I :I :I6:3:2.RR ,R ,R,I :I :I :I6:3:2;11,C.2IIIIII解析 由于是并联电路 各电阻两端电压相等 即得所以流经的电流等于三个电阻电流之和所

17、以选项正确答案答案:C:C.455.如右图所示的电路中,若ab端为输入端,AB为输出端,并把滑动变阻器的滑动触片置于变阻器的中央,则( ).46ABABABABA.UB.ABR,UC.ABR,UD.222ABR,2UababababUUUU空载时输出电压当间接上负载 时 输出电压间的负载 越大越接近间的负载 越小越接近.47ABABABAB:A B,UA,ABR.R,2,UR,UR,UB C,D2,2,2.ababababUUUU解析 空载时 间的电压为总电压的一半 即故 正确当间接上负载 后与变阻器的下半部分并联 并联电阻小于变阻器总阻值的一半 故输出电压但 越大 并联电阻越接近于变阻器总阻

18、值的一半也就越接近越小 并联电阻越小就越小于故 正确错误答案答案:ABC.486.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0100 A,内阻为600 ,则图中串联的分压电阻R1=_ ,R2=_ .4.944.9410104 410105 5.49112gg4512515:5 V,I15 V,IR4.94 10,R10.ggRRRRR解析 用的量程时用的量程时由两式得.507.如图所示,设R1=R2=R3=R4=R,求开关S闭合和断开时,A B两端电阻之比.51解析:首先将电路简化,画出它的简化电路,如下图所示.522341ABAB3S,RRR,R,RS,R53295.23103A

19、BABRRRRRR闭合时电路为并联后再与串联 整体与并联断开时答案答案:9:91010.53提升能力8.如图所示,四只电阻并联起来使用时,通过各个电阻的电流分别是I1 I2 I3 I4,则其大小顺序为( )A.I2I4I3I1 B.I4I3I2I1C.I1=I2=I3=I4 D.I1I2I3I4.54解析:由I-U图象可知斜率越小的图线代表的电阻值越大,所以R4R3R2R1.将它们并联后加一定电压时,这四个电阻的电压相同,因而电阻越小通过的电流越大,故选D.答案:D.559.,R()UI测图中 考虑两表内阻的影响 用两表示数算出的A.比比R的真实值小的真实值小B.比比R的真实值大的真实值大C.

20、引起误差的原因是引起误差的原因是U偏大偏大D.引起误差的原因是引起误差的原因是I偏小偏小.56:,U.RR,U,B C.UUII真测真解析 由于电流表有内阻 所以电压表的读数 为被测电阻和电流表内阻的电压之和而比偏大 产生误差的原因是由于电流表的分压而使电压表的读数 偏大 故 选项正确答案答案:BC.5710.,RUI测如图所示 若考虑电表内阻的影响 用两表示数算出（）A.A.比比R R真实值大真实值大B.B.比比R R真实值小真实值小C.C.引起误差的原因是电压表分流引起误差的原因是电压表分流D.D.引起误差的原因是电流表分压引起误差的原因是电流表分压.58VR:III ,RRRR ,B.;,C.,RUUII测测真真解析 电流表的读数而故小于故 正确 引起误差的原因是电压表分流造成的 故 正确答案答案:BC.5911.R1=10 ,R2=20 ,R1允许通过的最大电