第二节串并联电路.ppt

1、7.2 串并联电路及电表的改装,一. 串并联的特点及性质,计算电功率,无论串联、并联还是混联,总功率都等于各电阻功率之和,1、串、并联电路的电压、电流的特点是什么？,2、串、并联电路的电压、电流、功率的分配随电阻的关系？,串联电路电压分配与电阻成正比,并联电路电流分配与电阻成反比,串联电路功率分配与电阻成正比,并联电路功率分配与电阻成反比,例1.两只灯炮A和B，额定电压都是110V，A的额定功率为60W，B的额定功率为100W，为了把它们接在220V电路上都能正常发光，并要求电路中消耗的电功率最小，应采用图中的哪种接法( ),B,思考：四个电路中有哪些电路能使两灯都正常发光？,思考：在能使两灯

2、都正常发光的电路中，怎样比较电路消耗的功率大小？哪个电路消耗的功率最小？,3、几个重要的结论,（1）几个相同的电阻并联，总电阻 . （2）并联电路的总电阻 于任一支路电阻，在某一支路电阻增大时，总电阻必 . 某一支路电阻减小时，总电阻必 。 （3）并联支路增多，总电阻 ，支路减少，总电阻 。 （4）理想电压表内阻可视为 ，相当于 。理想电流表内阻可视为 ，相当于 。恒定直流电路中，稳定时电容器可视为 。,R=R0/n,小,增大,减小,增大,减小,电阻无穷大,断路,电阻为零,短路,断路,08年高考物理上海卷,针对练习1.某同学利用图（a）所示的电路研究灯泡L1（6V，1.5W）、L2（6V，10

3、W）的发光情况（假设灯泡电阻恒定），图（b）为实物图。 （1）他分别将L1、L2接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时，发现灯泡均能正常发光。在图（b）中用 笔线代替导线将电路 连线补充完整。,（1）解：,补充电路连线如图示,（2）接着他将L1和L2串联后接入图（a）中的虚线框位置，移动滑动变阻器的滑片P，当电压表示数为6 V时,发现其中一个灯泡亮而另一个灯泡不亮,出现这种现象的原因是_ _ 。,L1电阻比L2电阻大得多， 所以L2两端分到的电压很小，不会亮，,解析：由于灯泡L2和L1额定电压相同，灯泡L2功率大得多，故RL2比RL1小得多，灯泡L2分得的电

4、压很小，虽然有电流流过，但功率很小，不能发光。,（3）现有如下器材：电源E（6V，内阻不计），灯泡L1（6V，15W）、L2（6V，10W）、 L3（6V，10W），单刀双掷开关S，在图（c）中设计一个机动车转向灯的控制电路：当单刀双掷开关S与1相接时，信号灯L1亮，右转向灯L2亮而左转向灯L3不亮；当单刀双掷开关S与2相接时，信号灯L1亮，左转向灯L3亮而右转向灯L2不亮。,（3）解：控制电路见右图,一般情况下用等势点法与分支相结合比较方便. （1）凡用导线直接连接的各点的电势必相等（包括用不计电阻的电流表连接的点）. （2）在外电路,沿着电流方向电势降低. （3）电流与电阻分支，电阻之间是

5、并联关系. （4）电流完全流过的部分为串联关系 （5）不加声明的情况下,不考虑电表对电路的影响,二、对复杂电路的简化,例2.如图所示电路中，已知电阻R1R2R36，R4R53，A1、A2为理想安培表，UAE24V， 求（1）RAE？（2）A1、A2示数各是多少？,针对练习2.四个电阻串联，R2=R4，接入电路后伏特表V1和V2的示数分别为15V和10V，则AB两端的电压为V。,25V,思考：A1测的是谁的电流？,思考：A2测的是谁的电流？,补充如图所示的电路中,R1=10,R2=4,R3=6,R4=3, U=2.4V.在ab间接一只理想电压表,它的读数是 ;如在ab间接一只理想电流表,它的读数

6、是 .,2/3A,1.8V,思考：V测的是谁的电压？,思考：A测的是谁的电流？,三、对非理想电表的处理,1、把电流表看作一个可以显示流过自身电流的特殊电阻。,2、把电压表看作一个可以显示加在自身电压的特殊电阻。,3、电压表接入电路相当于多一个并联支路电阻,4、电流表接入电路相当于多一个串联电阻,例3.如图.两个定值电阻串联后接在输出恒定电压U=12V的电源上,把一内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端,示数为8V,若把此表接在R2两端,示数为4V.,小于,针对练习3.如图所示，电源电压U不变，将电流表A1、A2分别接入电路，接成a图时，A1的示数为2A，A2示数为3A，接成b图时，A1

7、A2的示数均为4A，求电路中不接入电流表时电流。,四、滑动变阻器的使用,1、滑动变阻器的两种接法,2、基本的思路：根据电路结构把变阻器作为两个电阻使用,3、变阻器参与极值问题的处理,例4.如图，R1=80K，电位R2=300k，用电器R3=200k，电压U=1000V，当电位器的滑动头上下移动时，加在R3上电压的范围是多少？,解：当触头在最下面时UR3=0,当触头在最上面时：,针对练习4.左图甲为分压器接法电路图，电源电动势为E，内阻不计，变阻器总电阻为r。闭合电键S后，负载电阻R两端的电压U随变阻器本身a、b两点间的阻值Rx变化的图线应最接近于右图中的哪条实线 A. B. C. D.,C,例

8、5.如图所示，固定电阻为R，可变电阻为R，电流表内阻不计，A、B两端电压U不变，试求： （1）滑片P移到何处时，电流表的示数最大？最大值为多少？ （2）滑片P移到何处时，电流表的示数最小？最小值为多少？,当x=R或0时电流最大为U/R,当x=R/2或0时电流最小为,针对练习5 如图所示，电源电动势E8V，内阻不为零，电灯A标有“10V，10W”字样，电灯B标有“8V，20W”字样，滑动变阻器的总电阻为6，当滑动触头P由a端向b端滑动的过程中（不考虑电灯电阻的变化) （ ） A电流表的示数一直增大，电压表的示数一直减小 B电流表的示数一直减小，电压表的示数一直增大 C电流表的示数先增大后减小，电

9、压表的示数先减小后增大 D电流表的示数先减小后增大，电压表的示数先增大后减小,A,思考：当滑动变阻器的总电阻为10，结果如何？,思考：当滑动变阻器的总电阻为10，P从b向a,结果如何？,五、含容直流电路的分析与计算,1、首先弄清电路结构（电容器稳定时为断路）,2、知晓电容器与谁并联(串联电阻相当于导线） 就为谁电压，Q=CU,3、会分析电容器两板电势高低，有时会出现先放电 再充电的情形,分析和计算含有电容器的直流电路时，需注意以下四点： (1)电路稳定后，由于电容器所在支路无电流通过，所以在 此支路中的电阻的两端无电压，因此电容器两极间的电压就等,于该支路两端的电压,(2)当电容器和电阻并联后

10、接入电路时，电容器两极间的电,压与其并联电阻两端的电压相等,(3)电路的电流、电压变化时，将会引起电容器的充(放)电 如果电容器两端电压升高，电容器将充电；如果电压降低，电 容器将通过与它连接的电路放电,(4)在电容器处电路可看做是断路，简化电路时可去掉它 简化后若要求电容器所带电量时，可接在相应的位置上,如图 所示，电源电动势 E6 V，内阻 r1 ，电阻 R12 ，R23 ，R37.5 ，电容器的电容C4 F.开关 S 原来断开，现在合上开关 S 到电路稳定，试问这一过程中通过电流表的电量是多？,R1 E,1.8 VQCU17.210,解析：S 断开，C 相当于断路，R3 中无电流，C 两

11、端电压即,R2 两端电压：U2 ,E R1R2r,R23 V.,QCU21210-6C，且 a 板带正电，b 板带负电S 闭合，,C 两端电压即 R1 两端电压，由电路分析：U1, R1R2 rR 外,R 外,6,C且 a 板带负电，b 板带正电,据此通过电流表电量QQQ1.9210,5,C.,(1)解决这类问题的一般方法：通过稳定的两个,状态来了解不稳定的中间变化过程,(2)只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，,当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路,(3)电路稳定时，与电容器串联的电阻为等势体，电容器的,电压为与之并联的电阻电压,例6：如图所示,电容器C1=6F,C2=3F,电

12、阻R1=6, R2=3,当电键K断开时,A、B两点间的电压UAB=?当K闭合时,电容器C1的电量改变了多少(设电压U=18V)?,C1带电量减少了3.6105C,UAB=18V,补充：已知如图,电源内阻不计.为使电容器的带电量增大,可采取以下那些方法( ) A.增大R1 B.增大R2 C.增大R3 D.减小R1,BD,针对练习6.已知如图，R1=30，R2=15,R3=20，AB间电压U=6V，A端为正C=2F，为使电容器带电量达到Q =210- 6C，应将R4的阻值调节到多大？,当下极板电势为1V 时,当下极板电势为3V 时,思考：当R4变为开关，由断开到闭合时求C带电量的变化量。,电路故障

13、一般是断路或短路，具体分析方法如下： (1)根据断路或短路特点分析： 电路中发生断路，表现为电源电压不为零，而电流为零；断路后，电源电压将全部降落在断路之处，若电路中某两点间电压不为零，等于电源电压，则过这两点间有断点而这两点与电源连接部分无断点。若电路中某两点电压为零，说明这两点无断点，而这两点与电源连接部分有断点。 (以上分析均假定电路中只有一处断路) 电路中某一部分发生短路，表现为有电流通过电路而该电路两端电压为零。 (2)假设法：已知电路发生某种故障，寻找故障发生的位置时，可将整个电路划分为若干部分；然后逐一假设某部分电路发生故障，运用欧姆定律进行推理，推理部分若与题述物理现象符合，则

14、故障可能发生在这部分电路；若不符合，则故障不发生在这部分电路。用这种方法逐段找下去，直至找到发生故障的全部可能为止，亦称排除法。,六、电路故障分析题型,如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压是Uad=0，Ucd=6 V，Uab=6 V，由此可以断定( ) A.L1和L2的灯丝都断了 B.L1的灯丝断了 C.L2的灯丝断了 D.变阻器R断路,分析电路故障问题应注意以下两点 (1)如电压表有示数，说明与电压表、电源串联的电路无故障。 (2)如电压表无示数，说明与电压表、电源串联的电路有断路故障。,C,【解析】由题给条件知，电路中有的地方没有电 压。

15、由Uad=0，Ucd=6 V可知电路是断路。由Uab=6 V， Ucd=6 V可知，内电路a、b之间没有断点，外电路中的a、b和c、d之间有断点，取其公共部分可知灯L2断路，由电灯L2两端电压不为零，可知灯L1与变阻器R是导通的。选项C正确。,用电压表检查图中的故障，测得Uad=5.0 V，Ucd=0，Ubc=0，Uab=5.0 V，则此故障可能是( ) A.L断路 B.R断路 C.R断路 D.S断路,B,例7. 如图,白炽灯A、B不亮,但电路中只有一处断开,今用伏特表测得:Uab=0,Uac=6V,Ubc=6V,Ucd=0,则可知( ) A B灯断 B A灯断 C R断 D 电源断,C,针对

16、练习7（如皋市2008届高三一轮复习）如图所示的电路中，灯泡A和灯泡B原来都是正常发光的，现在灯泡A突然比原来变暗了些，灯泡B比原来变亮了些，则电路中出现的故障可能是 （ ） AR3断路BR2短路 CR2断路DR1、R2同时短路,C,七.与实际相联系问题,例8一中学生为即将发射的“神州七号”载人飞船设计了一个可测定竖直方向加速度的装置，其原理可简化如图，拴在竖直弹簧上的重物与滑动变阻器的滑动头连接，该装置在地面上静止时其电压表的指针指在表盘中央的零刻度处，在零刻度的两侧分别标上对应的正、负加速度值，当加速度方向竖直向上时电压表的示数为正这个装置在“神州七号”载人飞船发射、运行和回收过程中，下列

17、说法中正确的是（ ） A飞船在竖直减速上升的过程中，处于失重状态，电压表的示数为负 B飞船在竖直减速返回地面的过程中，处于超重状态，电压表的示数为正 C飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为零 D飞船在圆轨道上运行时，电压表的示数为负,ABD,针对练习9.温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的随温度变化而变化的特性工作的。在图甲中，电源的电动势E=9.0V，内电阻可忽略不计；G为灵敏电流表，内阻Rg保持不变；R为热敏电阻，其电阻值与温度变化关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S，当R的温度等于20时，电流表示数I1=2mA，则当电流表的示数I2=3.6mA时，热敏电阻R的温度是 摄氏度。,120,八、电表的改装,2、电流表改装成电压表的原理,串联一个分压电阻R,1、表头的几个参数间的关系,4、电流表改装成电压表误差的分析,3、分压电阻如何求?,例9有一只电流计，已知其Ig=500A，Rg=100，现欲改装成量程为6V的电压表，则应该 联 的电阻；由于所用电阻不准，当改装表与标准表比较时，发现当标准值为3V时，改装电压表读数为