2.4 串联电路和并联电路

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,2.4,串联电路和并联电路,高二一部物理组,1,一、认识电路,1.,什么是电路的串联,?,把几个导体元件依次,首尾相连,的方式,把几个元件的,一端连在一起另一端也连,在 一起,然后把,两端接入电路,的方式,2.,什么是电路的并联,?,2,I,0,= I,1,= I,2,= I,3,串联电路,各处,的电流相同,二、电流特点,0,1,2,3,1.,串联电路,:,恒定电流电路中各处电荷稳定分布,那么在相同时间内通过,0,、,1,、,2,、,3,各点的电荷量必然相等,如图,要使串联电路中各处的电荷分布,保持不变，,，,3,二、电流特点,2.,并联电路,:,1,0,2,3,并联电路的总电流等于各支路的电流之和,I,0,= I,1,+ I,2,+ I,3,+,恒定电流电路中各处电荷稳定分布,如图,要使并联电路中各处的电荷分布,保持不变,，,只有在相同时间内流过干路,0,点的电荷量等于进入各支路,1,、,2,、,3,、,各点的电荷量之和,4,即：,U=U,1,+U,2,+U,3,三、电压特点,串联电路,两端的总电压等于各部分电路电压之和,1.,串联电路,:,R,1,R,2,R,3,U,U,1,U,2,U,3,0,1,2,3,另一方面,：,所以：,整理得：,5,2.,并联电路,:,三、电压特点,U,R,1,R,2,R,3,1,0,并联电路,的总电压与各支路的电压相等,U=U,1,=U,2,=U,3,6,串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,四、电阻特点,1.,串联电路,:,讨论：多个电阻串联呢？,R,1,R,2,U,U,1,U,2,I,7,2.,并联电路,:,U,R,2,R,1,I,I,1,I,2,讨论：多个电阻并联呢？,并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻,的倒数之和,三、电阻特点,8,1.,串联电路,:,2.,并联电路,:,四、电阻特点,(,小结）,9,讨论,n,个相同电阻,(,R),串联或并联,其总电阻,R,总,=,？,不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关系,?,不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系,?,并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何,变化,?,混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何,变化？,R,1,和,R,2,并联后,R=,？,(,若,R,1,远大于,R,2,，,R=,？,),总电阻大于其中任何电阻,总电阻小于其中任何电阻,增大,增大,可以直接使用的重要结论,10,四、串并联电路特点,1.,串联电路,2.,并联电路,分压作用：,电压,与电阻成正比,分流作用：,电流,与,电阻成反比,11,例一：,如图所示，,R,1,、,R,2,、,R,3,是三个相同的电阻，电流表的内阻忽略不计，电路两端的电压恒定，试求,1,、三个电阻,R,1,、,R,2,、,R,3,中的电流之比,2,、三个电流表,A1,、,A2,、,A3,的读数之比,A1,A2,A3,R1,R2,R3,12,如图所示电路,当,ab,两端接入,100V,电压时,cd,两端为,20V,当,cd,两端接入,100V,电压时,ab,两端电压为,50V,则,R,1,:R,2,:R,3,为,( ),A.4:2:1,B.2:1:1,C.3:2:1,D.,以上都不对,a,b,R,1,R,1,R,2,R,3,R,3,c,d,A,R,2,R,3,R,3,a,b,c,d,R,1,R,1,R,2,a,b,c,d,100V,20V,40V,40V,100V,50V,25V,25V,练习,1:,13,如图所示电路中, R,1,=20,R,2,=40, R,3,=60, R,4,=20, R,5,=40,则下列说法正确的是,( ),A.,若,U,AB,=140V,C,、,D,端开路,则,U,CD,=84V,B.,若,U,AB,=140V,C,、,D,端开路,则,U,CD,=140V,C.,若,U,CD,=104V,A,、,B,端短路,则通过,R,1,的电流为,0.6A,D.,若,U,CD,=104V,A,、,B,端短路,则通过,R,3,的电流为,0.4A,R,1,R,4,R,3,R,2,R,5,A,B,C,D,ACD,R,1,R,4,R,3,R,2,R,5,A,B,C,D,练习,2,14,有四盏灯，接入如图的电路中,1,和,2,的电阻均为,484,3,和,4,的电阻均为,1210,把电路接通后,四盏灯的电流之比,I,1,:I,2,:I,3,:I,4,=,.,L,2,L,1,U,L,3,L,4,7:5:2:7,练习,3,15,一平行板电容器,C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路,今有一质量为,m,的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动,要想使液滴上升可采用的办法是,( ),A.,增大,R,1,B.,增大,R,2,C.,增大,R,3,D.,减小,R,2,R,1,R,2,R,3,C,CD,练习,4,16,如图所示,R,1,=6, R,2,=3,R,3,=4,A,、,B,两点电压,U,AB,=12V,C,1,、,C,2,的电容分别为,2,F,和,1,F,则它们带电荷量分别为,和,.,1.44X10,-5,C,R,1,R,2,R,3,C,2,C,2,A,B,4.8X10,-6,C,练习,5,17,2.,三个主要参数,内阻,:,电流计内阻,R,g,量程：满偏电流,I,g,满偏电压,U,g,3.,电路图符号：,G,五、电流计,(,表头,),1,、作用：,测量微小电流和电压,0,1,2,3,mA,18,六、,电压表改装,I,g,R,g,R,V,U,在表头,串联,一个,阻值较大,的电阻,U,g,U,R,U,改装方法,19,例,2:,有一个电流表,G,，内阻,R,g,=30,，满偏电流,I,g,=1mA,。要把它改装为量程为,0,3V,的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？,I,g,R,g,R,V,U,R,串,=2.97X10,3,Rv=3.0K,U,g,U,R,U,20,例,3.,有一个电流表,G,，内阻,R,g,=30,，满偏电流,I,g,=1mA,。要把把它改装为量程为,0,0.6A,的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？,U,I,R,g,I,g,I,R,R,A,U,I,七、电流表,在表头上,并联,一个阻值,较小,的电阻,R,并,=0.050,R,A,=0.050,21,U,I,R,g,I,g,I,R,R,A,U,I,七、电流表,在表头上,并联,一个阻值,较小,的电阻,22,小 结,小量程表头改装成电压表,V,小量程表头改装成电流表,A,两表改装,比较项目,内部电路,I,g,R,g,R,I,R,g,I,g,I,R,R,U,I,分压,分,流,R,V,=R,g,+R,或,U/ I,g,R,A,=RR,g,/(R+R,g,),或,I,g,R,g,/I,23,有一满偏电流,I,g,=5mA,内阻,R,g,=400,的,电流表,G,若把它改装成量程为,10V,的电压表,应,一个,的分压电阻,该电压表的内阻为,;,若把它改装成量程为,3A,的电流表,应,联一个,的分流电阻,该电流表的内阻为,串,并,1600,2000,0.668,0.667,练习,6,24,一量程为,100,A,的电流表,内阻为,100,表盘刻度均匀,现串联一个,9900,的电阻将它改装成电压表,则该,电压表的量程是,V,用它来测量电压时,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为,V,1,0.80,50,100,1,0.5,练习,7,25,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,0,100,A,内阻为,600,则图中串联的分压电阻,R,1,=, R,2,=,G,R,1,R,2,+,5V,15V,4.94X10,4,10,5,练习,8,26,A.,保持,R,2,不变,增大,R,1,B.,增大,R,1,减小,R,2,C.,保持,R,2,不变,减小,R,1,D.,增大,R,2,减小,R,1,如图所示，电流表,G,的内阻不可忽略不计，,R,1,、,R,2,是两个可变电阻，当,a,、,b,间的电压为,4V,时，电流表的指针,G,刚好满偏，当,a,、,b,间的电压为,3V,时，如果仍要使电流表,G,的指针满偏，下列方法中可行的是,( ),AB,R,1,R,2,a,G,b,练习,9,27,A.,两只电表的指针偏转角相同,B.,两只电表的指针都不偏转,C.,电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角,D.,电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角,用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时,( ),C,A,V,s,练习,10,28,九,、滑动变阻器限,流和分压电路的选取,1.,限流式,E,s,R,A,B,P,R,x,图中变阻器起限流作用,，,待,测电阻,R,x,的电压可调范围,限流式电路的特点,:,电压,不能从零开始调节,调节范围较小,.,但,电路结构较为简单,.,电能,损耗较小,.,29,2.,分压式,图中变阻器起分压作用,，,待,测电阻,R,x,的电压可调范围,分压式电路的特点,:,1.,电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大,.,但电路结构较为复杂,.,2.,电能损耗较大,.,E,s,P,R,x,R,A,B,九、限流和分压电路的选取,30,3,、两种电路的比较,E,s,R,A,B,P,R,x,E,s,P,R,x,R,A,B,串、并联关系不同,分压式电路调节范围大,分压式电路调节范围大,较大阻值,较小阻值,B,端,B,端,都是为了,保护电路,31,4,、选择原则,两种电路都,可以使用的情况,下，优先选择限流式。但在下列三种情况下，必须选择分压式。,1,、实验中要求电压或电流从,零,开始连续可调时。,2,、若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即滑动变阻器的,阻值,调,到,最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流。,3,、待测电阻的阻值,远远大于,滑动变阻器的总阻值时。,32,A.010V B.020V,C.1020V D.2030V,在图中,AB,间的电压为,30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变,CD,间的电压,U,CD,的变化范围是,( ),R,V,R,R,A,B,C,D,C,练习,11,33,如图所示是将滑动变阻器作为,分压器,使,用,的电路,滑片,P,放,在变阻器的中央,下列判断哪些正确,( ),A.,空载时输出电压为,U,AB,=U,CD,/2,B.,当接上负载,R,时,输出电压,U,AB,U,CD,/2,C.,负载,R,越大,U,AB,越接近,U,CD,/2,D.,负载,R,越小,U,AB,越接近,U,CD,/2,C,A,P,B,D,AC,C,A,P,B,D,C,A,P,B,D,R/2,R/2,练习,12,34,十、电阻的测量,用电压表测出电阻两端的电压,U,，用电流表测出通过电阻的电流,I,，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值,R,，,伏安法,35,伏安法测电阻的两种电路,电流表,接在电压表两接线柱,外,侧，通常叫,“,外接法,”,电流表,接在电压表两接线柱,内,侧，通常叫,“,内接法,”,A,V,R,A,V,R,因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻,都有误差,十、电阻的测量,36,伏安法测电阻的误差分析,电流表外接法,电压表示数,电流表示数,测量值偏小，适于测量小阻值电阻,.,说明：,误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路,适合测量小电阻,，即,十、电阻的测量,38,电阻的测量,外接法,内接法,误差来源,测量结果,测量条件,伏特表的分流,电流表的分压,R,真,R,测,R,真,R,测,RR,A,RR,V,伏安法测电阻,(R+R,A,),(R/R,V,),39,伏安法测电阻电路选择,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,十、电阻的测量,用外接法,用内接法,1,、临界值法,40,2,、试触法：,适用,用,R,x,、,R,V,、,R,A,的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的一端固定接在,a,点，另一端分别接在,b,、,c,两点，观察两表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路的影响大，应选内接法；若电压表的示数变化明显，说明电流表的分压作用对电路影响大，应选外界法,A,V,a,b,c,41,用伏安法测量某电阻,Rx,的阻值,现有实验器材如下,:,A.,待测电阻,R,x,：范围在,5,8,，额定功率,1W,B.,电流表,A,1,：量程,0,0.6A,（内阻,0.2,）,C.,电流表,A,2,：量程,0,3A,（内阻,0.05,）,D.,电压表,V,1,：量程,0,3V,（,内阻,3K,）,E.,电,压,表,V,2,：,量程,0,15V,（,内阻,15,）,F.,滑动变阻器,R,：,0,100,G.,蓄电池：电动势,12V,H.,导线，电键,.,为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选,，电压表应选,，并画出电路图。,例四,42,由,R,x,知，应选外接法,先确定测量电路,额定电流,I,m,= 0.45A,，应选电流表,A,1,额定电压,U,m,= 2.8V,，应选电压表,V,1,由,R=100,10R,x,知，应选择限流式电路,再确定控制电路,其电路图如图所示。,分析：,43,如图所示电流表和电压表的读数分别为,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,.,小,100,125,A,V,R,c,d,练习,14,44,