高中物理《串联电路和并联电路》课件 （新人教版选修3-1）

欢迎进入物理课堂 4串联电路和并联电路 1 了解串联电路和并联电路的连接方式 掌握串 并联电路的电流和电压特点 2 掌握串 并联电路电阻的计算 3 知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G 表头 改装而成的 4 了解电流表G 表头 的原理 知道什么是满偏电流和满偏电压 5 理解表头改装成常用电压表和电流表的原理 会求分压电阻和分流电阻的阻值 彩灯的连接 灯的连接 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 把几个导体元件的一端连在一起 另一端也连在一起 然后 2 什么是电路的并联 把两端接入电路的方式 串联和并联的判别 I0 I1 I2 I3 串联电路各处的电流相等 2 并联电路 并联电路的总电流等于各支路电流之和 二 电流特点 1 串联电路 I0 I1 I2 I3 讨论 如果有更多的导体串联或并联 结论如何 串联电路的电流 并联电路的电流 U03 U01 U12 U23 结论 串联电路两端的总电压等于各部分电路 三 电压特点 1 串联电路 U01 0 1 各点的电势与各点之间的电势差有什么关系 U12 1 2 U23 2 3 比较电压关系 U03 0 3 电压之和 U U1 U2 U3 并联电路的总电压与各支路的电压相等 2 并联电路 比较0 1 2 3点的电势关系 比较4 5 6点的电势关系 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 串联电路的电压 并联电路的电压 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 2 并联电路 讨论 多个电阻并联呢 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 五 串 并联电路特点 1 串联电路 2 并联电路 串并联电路 2 三个主要参数 内阻 电流计内阻Rg 量程 满偏电流Ig 满偏电压Ug 3 电路图符号 六 电流计 表头 1 作用 测量微小电流和电压 例1 有一个电流表G 内阻Rg 30 满偏电流Ig 1mA 要把它改装为量程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 七 电流表 在表头上并联一个阻值较小的电阻 R并 0 050 RA 0 050 IR R 若I nIg n为放大倍数 则R 即 电流表的改装 如图 由 I Ig R IgRg 练习1 如图所示是一个双量程电流表 Ig 0 5mA Rg 200 计算R1和R2的阻值 R2 R1 I210mA I11mA 解 R1 R2 I1 Ig IgRg R1 R2 IgRg I1 Ig 100 0 5 200 Ig Rg R2 I2 Ig R1 Rg R2 I2 Ig R1 Ig 19R1 R1 20 R2 180 八 电压表 例2 有一个电流表G 内阻Rg 30 满偏电流Ig 1mA 要把它改装为量程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 在表头串联一个阻值较大的电阻 R串 2 97 103 Rv 3 00k 令 U nUg则有 G U Ug U Ug Rg R 由 若改装成一个量程为Ug的n倍的电压表 需要串联电阻的阻值为 电压表的改装 电流表改为电压表 电路图如图所示 改装电压表的电路图 改变变阻器R的滑片位置 使V的示数分别为0 5V 1 0V 1 5V 2 0V 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 例如 改装的电压表满刻度3V时 标准电压表V的读数为3 1V 则百分误差 电流表改装为电压表全过程 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 具体估读方法如下 1 量程为3V和3A的电压表和电流表 其最小分度为0 1V和0 1A 读数要估读到最小分度的下一位 2 量程为0 6A的电流表 其最小分度为0 02A 读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 小数点后面有两位 尾数可能为0 1 2 3 3 量程为15V的电压表 其最小分度为0 5V 读数要估读到最小分度 因此最后读数如果以伏特为单位 小数点后面只有一位 尾数为0 1 2 3 4 十 限流和分压电路的选取 1 限流式 图中变阻器起限流作用 求待测电阻Rx的电压可调范围 限流式电路的特点 1 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 2 电能损耗较小 2 分压式 图中变阻器起分压作用 求待测电阻Rx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 限流式 分压式 可调范围 变阻器 电能损耗 较大阻值 较小阻值 较小 较大 R 10Rx 应选择限流式电路 R 10Rx 应选择分压式电路 若实验要求电压从零开始变化 应选择分压式电路 如无此要求 则 十一 电阻的测量 伏安法 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 1 伏安法测电阻的两种电路 因为电流表 电压表分别有分压 分流作用 所以两种方法测量电阻都有误差 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 2 伏安法测电阻的误差分析 1 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阻值电阻 即 2 电流表内接法 电压表示数 电流表示数 测量值偏大 适于测量大阻值电阻 说明 误差来源于电流表的分压 分压越少 误差越小 所以该电路适合测量大阻值电阻 即 外接法 内接法 误差来源 测量结果 适用条件 伏特表的分流 电流表的分压 R真 R测 R真 R测 R RA R RV 电流表内外接法比较 3 伏安法测电阻的电路选择 当 时 选用电流表内接法 时 选用电流表外接法 当 用外接法 即 用内接法 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 例3 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Rx 范围在5 8 额定功率1WB 电流表A1 量程0 0 6A 内阻0 2 C 电流表A2 量程0 3A 内阻0 05 D 电压表V1 量程0 3V 内阻3k E 电压表V2 量程0 15V 内阻15 F 滑动变阻器R 0 100 G 蓄电池 电动势12VH 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 由 Rx知 应选外接法 先确定测量电路 额定电流Im 0 45A 应选电流表A1 额定电压Um 2 8V 应选电压表V1 由R 100 10Rx知 应选择限流式电路 再确定控制电路 其电路图如图所示 解析 R A 4 2 1B 2 1 1C 3 2 1D 以上都不对 R1 R1 R2 R3 R3 a b c d A 100V 20V 40V 40V 100V 50V 25V 25V 1 如图所示电路 当ab两端接入100V电压时 cd两端电压为20V 当cd两端接入100V电压时 ab两端电压为50V 则R1 R2 R3为 解析 2 如图所示电路中 R1 20 R2 40 R3 60 R4 20 R5 40 则下列说法正确的是 A 若UAB 140V C D端开路 则UCD 84VB 若UAB 140V C D端开路 则UCD 140VC 若UCD 140V A B端短路 则通过R1的电流为0 6AD 若UCD 140V A B端短路 则通过R3的电流为0 4A ACD 3 有四盏灯 接入如图所示的电路中 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I1 I2 I3 I4 7 5 2 7 A 0 10VB 0 20VC 10V 20VD 20V 30V 4 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 UCD的变化范围是 C A 保持R2不变 增大R1B 增大R1 减小R2C 保持R2不变 减小R1D 增大R2 减小R1 5 如图所示 电流表G的内阻不可忽略不计 R1 R2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 6 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 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 C 7 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 8 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 测量值Rx a 1000 9 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R1 R2 4 94 104 1 105 10 如图所示 电路由电流计与四个电阻连接而成 电流计内阻Rg 80 满偏电流Ig 1mA R1 10 R2 10 R3 194 R4 790 若使用1 2接线柱电路可做表 量程为0 若使用1 3接线柱电路可做 表 量程为0 若使用1 4接线柱电路可做 表 量程为0 若使用1 5接线柱电路可做 表 量程为0 R1 R2 1 R3 R4 2 3 4 5 电流 电流 电压 电压 5mA 10mA 1V 5V 1 若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V 需要串联电阻的阻值为 2 若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A 需要并联的电阻的阻值为 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全