高中物理串 并联电路,电表改装读数,内外接法,分压限流(精改版)

1、4 4 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 彩灯的连接彩灯的连接霓虹灯霓虹灯的连接的连接一、认识电路一、认识电路1.1.什么是电路的串联什么是电路的串联? ?把几个导体元件依次首尾相连的方式。把几个导体元件依次首尾相连的方式。把几个导体元件的一端连在一起，另一端也连在一起把几个导体元件的一端连在一起，另一端也连在一起, ,然后然后2.2.什么是电路的并联什么是电路的并联? ?把两端接入电路的方式。把两端接入电路的方式。I I0 0=I=I1 1=I=I2 2=I=I3 3 串联电路各处的电流相等串联电路各处的电流相等2.2.并联电路并联电路: : 并联电路的总电流等于各支路电流之和并联电路的

2、总电流等于各支路电流之和二、电流特点二、电流特点01231.1.串联电路串联电路: :I I0 0 = I= I1 1 + I+ I2 2 + I+ I3 30123 讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？U03=U01+U12+U23结论结论: :串联电路两端的总电压等于各部分电路串联电路两端的总电压等于各部分电路三、电压特点三、电压特点01231.1.串联电路串联电路: :U01=01各点的电势与各点之间的电势差有什么关系各点的电势与各点之间的电势差有什么关系?U12=12U23=23比较电压关系比较电压关系U03=03电压之和电压之和U=

3、UU=U1 1=U=U2 2=U=U3 3 并联电路的总电压与各支路的电压相等并联电路的总电压与各支路的电压相等2.2.并联电路并联电路: :比较比较0 0、1 1、2 2、3 3点的电势关系点的电势关系比较比较4 4、5 5、6 6点的电势关系点的电势关系比较电压关系比较电压关系讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？0123 456 0 0U串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和四、电阻特点四、电阻特点1.1.串联电路串联电路: :12U = U +U12UUU=+III1212UUU=+III12R =

4、 R +R讨论：多个电阻串联呢？讨论：多个电阻串联呢？12nR = R +R +RR1R2UU1U2I2.2.并联电路并联电路: :12III12IIIUUU1212IIIUUU12111RRR讨论：多个电阻并联呢？讨论：多个电阻并联呢？121111nRRRR并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和总结：串、并联电路特点总结：串、并联电路特点1.1.串联电路串联电路12nRRRR121111nRRRR2.2.并联电路并联电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU串并联电路串并联电路(1)串联电路的串联电路的电阻越串越大，电阻越串

5、越大，总电阻大于其中任一部分电路总电阻大于其中任一部分电路的电阻的电阻并联电路的电阻越并越小，总电阻小于其中任一支并联电路的电阻越并越小，总电阻小于其中任一支路的电阻。路的电阻。五、串、并联电路几个重要结五、串、并联电路几个重要结论论(2)无论无论电阻串联电阻串联、并联还是混联、并联还是混联，其中一个电阻增大，总电，其中一个电阻增大，总电阻一定增大阻一定增大，其中一个电阻其中一个电阻减小减小，总电阻一定，总电阻一定减小减小(3)一个很大电阻与一个很小电阻串联，总电阻接近于很大电一个很大电阻与一个很小电阻串联，总电阻接近于很大电阻；一个很大电阻与一个很小电阻并联，总电阻接近于很小阻；一个很大电阻

6、与一个很小电阻并联，总电阻接近于很小电阻。电阻。(6)两个电阻并联，当两电阻阻值相等时，并联总电阻最大。两个电阻并联，当两电阻阻值相等时，并联总电阻最大。A.4:A.4:1 1: :2 2 B.2:1:1 B.2:1:1C.3:2:1 D.C.3:2:1 D.以上都不对以上都不对R1R1R2R3R3abcdA AR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V1.1.如图所示电路如图所示电路, ,当当abab两端接入两端接入100 V100 V电压时电压时,cd,cd两端电压两端电压为为20 V,20 V,当当cdcd两端接入两端接入100 V100

7、 V电压时电压时,ab,ab两端电压为两端电压为50 V,50 V,则则R R1 1:R:R2 2:R:R3 3为为( )( )【解析】【解析】2.2.如图所示电路中如图所示电路中, R, R1 1=20 =20 , , R R2 2=40 =40 , R, R3 3=60 =60 , ,R R4 4=20 =20 , R, R5 5=40 =40 , ,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ( ) ( )A.A.若若U UABAB=140 V,C=140 V,C、D D端开路端开路, ,则则U UCDCD=84 V=84 VB.B.若若U UABAB=140 V,C=140 V,C、D D端

8、开路端开路, ,则则U UCDCD=140 V=140 VC.C.若若U UCDCD=140 V,A=140 V,A、B B端短路端短路, ,则通过则通过R R1 1的电流为的电流为0.6 A0.6 AD.D.若若U UCDCD=140 V,A=140 V,A、B B端短路端短路, ,则通过则通过R R3 3的电流为的电流为0.4 A0.4 AR R1 1R R4 4R R3 3R R2 2R R5 5A AB BC CD DACDACD3.3.有四盏灯，接入如图所示的电路中有四盏灯，接入如图所示的电路中, , 1 1和和2 2的电阻均的电阻均为为484484, ,3 3和和4 4的电阻均为的

9、电阻均为12101210, , 把电路接通后把电路接通后, ,四盏四盏灯的电流之比灯的电流之比I I1 1:I:I2 2:I:I3 3:I:I4 4= = . .L1UL2L3L47:5:2:77:5:2:7A.0A.010 V 10 V B.0B.020 V20 VC.10 VC.10 V20 V 20 V D.20 VD.20 V30 V30 V4.4.在图中，在图中，ABAB间的电压为间的电压为30 V30 V，改变滑动变阻器触头的位置，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变可以改变CDCD间的电压，间的电压，U UCDCD的变化范围是的变化范围是( )( )RVRRABCDC CR1R2R

10、3R4VAC( (一）电路简化的原则一）电路简化的原则复杂电路的简化复杂电路的简化（1）无电流的支路可以去除；）无电流的支路可以去除；（2）等电势的各点可以合并；）等电势的各点可以合并；（3）理想导线可以任意长短；）理想导线可以任意长短；（4）理想电压表可认为断路，）理想电压表可认为断路， 理想电流表可认为短路；理想电流表可认为短路；（5）电压稳定时电容器可认为断路。）电压稳定时电容器可认为断路。( (二二) )电路简化的方法电路简化的方法（1）电流分支法：）电流分支法：先将各结点用字母标出；先将各结点用字母标出；判定各支路元件的电流方向（若电路原无电判定各支路元件的电流方向（若电路原无电压电

11、流，可假设在总电路两端压电流，可假设在总电路两端 加上电压后判定）；加上电压后判定）；按电流流向，自左到右将各元件、结点、分按电流流向，自左到右将各元件、结点、分支逐一画出；支逐一画出；将画出的等效图加工整理。将画出的等效图加工整理。（2）等势点排列法：）等势点排列法：先将各结点用字母标出；先将各结点用字母标出； 判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可判定各结点电势的高低（若原电路未加电压，可先假设先假设 加上电压）；加上电压）； 将各结点按电势高低自左到右排列，再将各结点将各结点按电势高低自左到右排列，再将各结点间的支路画出；间的支路画出； 画出的等效电路图。画出的等效电路图。 已知已知

12、R1=R2=R3=R4=R,计算计算A、B间的总电阻。间的总电阻。R R4 4R R3 3R R2 2R R1 1A AB BC CD DE EF F答案：答案：RAB=4R/3R1R2R3R4AB.+ _ CDEF各点电势高低关系：各点电势高低关系：AC=ED=F=B 如下图所示，设如下图所示，设R1=R2=R3=R4=R，求开关，求开关S闭合和开启时的闭合和开启时的AB两端的电阻比？两端的电阻比？练练 习习答案：两次电阻比为答案：两次电阻比为5/6.RAB=R/3RAB=2R/5改装改装串联电路、并联电路特点串联电路、并联电路特点电流电压电阻串联电路并联电路21III21UUU2121RR

13、UU21RRR21III1221RRII21UUU21111RRR一、表头一、表头G G（小量程的电流表）（小量程的电流表） 1、电流表、电流表G的构造的构造永磁铁和永磁铁和放入永磁铁磁场中可转动线圈放入永磁铁磁场中可转动线圈 I：在表头刻度盘上标出：在表头刻度盘上标出电流值就可以测量电流了。电流值就可以测量电流了。 IU：通过表头的电流跟加：通过表头的电流跟加在表头两端的电压成正比。在表头两端的电压成正比。 U：如果在刻度盘上直接：如果在刻度盘上直接标出电压值，就可以测量电压了标出电压值，就可以测量电压了2、电流表、电流表G的工作原理的工作原理满偏电压满偏电压Ug :满偏电流满偏电流Ig 3

14、、电流表、电流表G的参数的参数电流表的内阻电流表的内阻RggggRIU 二、电流表二、电流表G G改为电压表改为电压表V V1、电流表改装电压表的原理：、电流表改装电压表的原理： 串联一个大电串联一个大电阻，分担一部阻，分担一部分电压。分电压。 思考：思考：电流表电阻一般较小，而电压表电阻一电流表电阻一般较小，而电压表电阻一般非常大，如何才能把电流表改装成电压表？般非常大，如何才能把电流表改装成电压表？电路分析电路分析2、分压电阻的计算、分压电阻的计算 gggggRRUUURUURgggRIU 分压电阻分压电阻电压表内阻电压表内阻RRRgV满偏电压满偏电压 2、有一满偏电流、有一满偏电流Ig=

15、3mA，内阻内阻Rg=120的电流表的电流表G, 要把要把它改装成为量程为它改装成为量程为6V的电压表，的电压表，应应 联一个联一个 的分压电的分压电阻阻。（用两种方法）。（用两种方法）串，串，1880电路图如图所示电路图如图所示:R1GVRS改装电压表的改装电压表的校验校验电路图电路图V V 为标准电压表，为标准电压表，R R为滑动变阻器（分压式接法），为滑动变阻器（分压式接法），虚线框中为改装电压表虚线框中为改装电压表. . 改变变阻器改变变阻器R R的滑片位置，使的滑片位置，使 V V 的示数分别为的示数分别为0.5 V0.5 V、1.0 V1.0 V、 1.5 V 1.5 V、2.0

16、V2.0 V核对改装电压表的示数是否正核对改装电压表的示数是否正确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差确，并算出改装的电压表满刻度时的百分误差. . 例如：改装的电压表满刻度例如：改装的电压表满刻度3 V3 V时，标准电压表时，标准电压表 V V 的读数的读数为为3.1 V3.1 V，则百分误差，则百分误差3.1 3.0100%3.2%3.1=（n-1）Rg三、把表三、把表 头头G G改为电流表改为电流表A A1、表头改装电流表的原理：、表头改装电流表的原理： 并联一个小电并联一个小电阻，分担一部阻，分担一部分电流分电流 思考思考:表头有一定的电阻，而电流表电阻表头有一定的电阻，而电流表电阻

17、非常小，如何才能把表头改成电流表？非常小，如何才能把表头改成电流表？电路分析电路分析2、分流电阻的计算、分流电阻的计算ggggRgRIIIRIIR分流电阻分流电阻电流表内阻电流表内阻RRRRRggA 2、有一满偏电流、有一满偏电流Ig=3mA，内阻内阻Rg=120的电流表的电流表G, 若把若把它改装成为量程为它改装成为量程为3A的电流表，的电流表，应应 联一个联一个 的分流电的分流电阻阻。并，并，0.12 1、如果给电压表串联一个、如果给电压表串联一个阻值等于电压表内阻的电阻，阻值等于电压表内阻的电阻，它的量程变为多大，刻度盘上它的量程变为多大，刻度盘上的是数字怎么改？的是数字怎么改？ 6V;

18、；1、2、32、4、6课堂练习课堂练习 2、如果给电流表并联一个阻值、如果给电流表并联一个阻值等于电流表内阻的电阻，它的量等于电流表内阻的电阻，它的量程变为多大，刻度盘上的是数字程变为多大，刻度盘上的是数字怎么改？怎么改？6A;；1、2、32、4、6改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻串联电路串联电路并联电路并联电路分压分压分流分流gggRIIIRgggRUUURRRRgVRRRRRggA总结：小量程电流表的改装总结：小量程电流表的改装 九、电流表和电压表的读数九、电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. . 具体估具体

19、估读方法如下：读方法如下：(1) (1) 量程为量程为3 V3 V和和3 A3 A的电压表和电流表，其最小分度的电压表和电流表，其最小分度为为0.1 V0.1 V和和0.1 A, 0.1 A, 读数要估读到最小分度的下一位读数要估读到最小分度的下一位. . (2) (2) 量程为量程为0.6 A0.6 A的电流表，其最小分度为的电流表，其最小分度为0.02 A, 0.02 A, 读读数要估读到最小分度，即不足半格的略去，超过半格的要数要估读到最小分度，即不足半格的略去，超过半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后按半格读出，因此最后读数如果以安培为单位，小数点后面有两位，尾数

20、可能为面有两位，尾数可能为0 0、1 1、2 2、33(3) (3) 量程为量程为15 V15 V的电压表，其最小分度为的电压表，其最小分度为0.5 V, 0.5 V, 读数读数要估读到最小分度，因此最后读数如果以伏特为单位，小要估读到最小分度，因此最后读数如果以伏特为单位，小数点后面只有一位，尾数为数点后面只有一位，尾数为0 0、1 1、2 2、3 3、4 4 1 1、最小分度是、最小分度是“1 1”的仪器，估读到的仪器，估读到最小分度的下一位。最小分度的下一位。例如：最小分度是例如：最小分度是0.1A0.1A的电流表（量程为的电流表（量程为3A3A） 最小分度为最小分度为0.1V0.1V的

21、电压表（量程为的电压表（量程为3V3V） 读到读到小数点后两位小数点后两位012301232 2、最小分度是、最小分度是“2 2”或或“5 5”的仪器，估读的仪器，估读到本位到本位例如：最小分度是例如：最小分度是0.02A0.02A的电流表（量程为的电流表（量程为0.6A0.6A） 读到读到小数点后小数点后2位位最小分度为最小分度为0.5V0.5V的电压表（量程为的电压表（量程为15V15V） 读到读到小数点后小数点后1位位00.20.40.6051015十、限流和分压电路的选取十、限流和分压电路的选取 1.1.限流式限流式 EsRABPRxxxREERR图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限

22、流作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的电压可的电压可调范围调范围限流式电路的特点限流式电路的特点:（1 1）电压不能从零开始调节）电压不能从零开始调节, ,调节范围较小调节范围较小. .但电路结构但电路结构较为简单较为简单. .（2 2）电能损耗较小）电能损耗较小. .2.2.分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的电压可调范围的电压可调范围0 EEsPRxRAB分压式电路的特点分压式电路的特点: （1 1）电压可以从零开始调节到电源电动势）电压可以从零开始调节到电源电动势, ,调节范围较调节范围较大大. . 但电路结构较为复杂但电路结构较

23、为复杂. .（2 2）电能损耗较大）电能损耗较大. .限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器变阻器电能损耗电能损耗xxRE ER +R0 E较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大R R10R10Rx x，应选择限流式电路，应选择限流式电路R R10R10Rx x，应选择分压式电路，应选择分压式电路若实验要求若实验要求电压从零开始变化电压从零开始变化，应选择分压式电路，应选择分压式电路如无此要求，则如无此要求，则十一、电阻的测量（伏安法十一、电阻的测量（伏安法 ） URI 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电流表测出通，用电流表测出通过电阻的电流

24、过电阻的电流I I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值的阻值R R1.1.伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,所以两种方所以两种方法测量电阻法测量电阻都有误差都有误差电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，通常叫侧，通常叫“外接法外接法”电流表电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法内接法” 2.2.伏安法测电阻的误差分析伏安法测电阻的误差分析 （1 1）电流表外接法）电流表外接法 电压表示数电压表示数电流

25、表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .VRUUARVRIIIIVAURI测说明：说明：误差来源于电压表的分流误差来源于电压表的分流，分流，分流越小，误差越小越小，误差越小。 当当R越小时，越小时，IR越大，越大，IV越小。越小。所以该电路所以该电路适合测量小阻适合测量小阻值电阻值电阻，即，即VRRRRURI真AVRUvURUA外接法外接法 内接法内接法 误差来源误差来源 测量结果测量结果 适用条件适用条件 伏特表的分流伏特表的分流 电流表的分压电流表的分压 R R测测 R R真真RRRRA A RRRRV V 电流表内外接法比较电流表内外接法比较R R

26、测测R R真真思考思考：如何判断电路选用电流表的哪种接法？如何判断电路选用电流表的哪种接法？例：已知例：已知R=100，RA=1，RV=200，问问RRA，还是，还是RVR？内接法内接法3.伏安法测电阻电路选择 （1）临界值法：若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则当RRRRVA时，选用电流表内接法RRRRVA时，选用电流表外接法当RRRRVA时，电流表内接法与外接法均可当大内大大内大 小外小小外小含义: a:大电阻用内接法，测量值偏大。 b:小电阻用外接法，测量值偏小。规律口诀：AVRRR2用外接法即AVRRR2用内接法AVRRR2内、外接法均可例1.如图所示电压表和电流表的

27、读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500,那么待测电阻R的测量值比真实值 ,测量值为 ,真实值为 .AVRcd例2.一个待测电阻,阻值约为100欧姆，某同学用伏安法测量此电阻,现有实验器材如下:电流表：量程00.6A（内阻0.2）电压表：量程015V（内阻15K）滑动变阻器R：0100蓄电池：电动势12V导线，电键.为了较准确的测量，电流表应选 法。且测量值_真实值内接内接大于大于（2）试触法）试触法：（无法估计待测电阻阻值时）：（无法估计待测电阻阻值时） 将电压表的一端接入电路，另一端分将电压表的一端接入电路，另一端分别与别与a、b两点接触，分别记录下电流表的两点接触，分别记录下电流表

28、的读数读数Ia、Ib，电压表的读数，电压表的读数Ua、Ub 。 然后然后比较电流表和电压表读数变化的幅度。比较电流表和电压表读数变化的幅度。若若电压表电压表示数变化比例大，即示数变化比例大，即，说明电，说明电流表分压较大，流表分压较大，宜外接宜外接。UUII若若电流电流表示数变化比例大，即表示数变化比例大，即，说明电，说明电压表分流较大，压表分流较大，宜内接宜内接。UUII例3.一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测

29、量值Rx= .AVAVRxRx(a)(b)(1)待测电阻待测电阻 (约约100)(2)直流毫安表直流毫安表(量程量程10mA，内阻，内阻50)(3)直流电压表直流电压表(量程量程3V，内阻，内阻5k)(4)直流电源直流电源(输出电压输出电压4V，内阻可不计，内阻可不计)(5)滑动变阻器滑动变阻器(阻值范围阻值范围15，允许最大电流，允许最大电流1 A)(6)开关一个，导线若干开关一个，导线若干根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上根据器材的规格和实验要求，在本题的实物图上连线连线 v图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图，器材规格如下：

30、所需的器材实物图，器材规格如下： xR综合应用：电流表内外接、限流和分压接法的综合应用：电流表内外接、限流和分压接法的选择、实物连接选择、实物连接 要点：要点：1 1、电流表内外接的选择：、电流表内外接的选择：2 2、限流接法和分压接法的选择：、限流接法和分压接法的选择：3 3、连接实物图：、连接实物图： A.A.保持保持R R2 2不变不变, ,增大增大R R1 1B.B.增大增大R R1 1 , ,减小减小R R2 2C.C.保持保持R R2 2不变不变, ,减小减小R R1 1D.D.增大增大R R2 2 , ,减小减小R R1 15.5.如图所示，电流表如图所示，电流表G G的内阻不可

31、忽略不计，的内阻不可忽略不计，R R1 1、R R2 2是两个是两个可变电阻，当可变电阻，当a a、b b间的电压为间的电压为4 V4 V时，电流表的指针时，电流表的指针G G刚好满刚好满偏，当偏，当a a、b b间的电压为间的电压为3 V3 V时，如果仍要使电流表时，如果仍要使电流表G G的指针满的指针满偏，下列方法中可行的是偏，下列方法中可行的是( )( )ABABR1R2aGb6.6.用两只完全相同的电流表用两只完全相同的电流表, ,分别改装成一只量程更大分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表的电流表和一只电压表, ,将它们串联起来接入电路中将它们串联起来接入电路中, ,如如图所示图

32、所示, ,此时此时( )( )A.A.两只电表的指针偏转角相同两只电表的指针偏转角相同B.B.两只电表的指针都不偏转两只电表的指针都不偏转C.C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角C CAVs7.7.如图所示电流表和电压表的读数分别为如图所示电流表和电压表的读数分别为10 V10 V和和0.1 A,0.1 A,电压电压表内阻为表内阻为500500, ,那么待测电阻那么待测电阻R R的测量值比真实值的测量值比真实值 , ,测测量值为量值为 , ,真实值为真实值为 . .小小100100125125AVRcd8.8.一个未知电阻一个未知电阻, ,无法估计