高二物理：2.4　串联电路和并联电路_课件（人教选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第四节串联电路和并联电路 课标定位学习目标 1 掌握串 并联电路中电流 电压和电阻的特点 2 掌握电阻串 并联的计算 3 理解小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理 并会进行有关计算 重点难点 电流表改装的原理和有关计算 一 串联电路和并联电路 相等 和 和 等于 等于 等于 思考感悟1 电阻串联连接时 其中一个电阻增大 总电阻一定增大 试分析电阻并联连接时 其中一个电阻增大 并联总阻值如何变化 二 电压表和电流表1 小量程电流表G 表头 1 主要部分 永久磁铁和可转动的 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 3 表头三个主要参数 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 时的电流 线圈 正比 最大刻度 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 则欧姆定律可知 Ug IgRg 2 改装原理 1 将表头 一个电阻改装成了电压表 2 将表头 一个电阻改装成了大量程的电流表 串联 并联 思考感悟2 改装电表时 表头上串联或并联的电阻起什么作用 电表改装后 表头G的三个参数是否发生了改变 提示 串联电阻起分压作用 并联电阻起分流作用 电表改装后 表头的参数不改变 核心要点突破 2 电压 电流的分配关系 1 串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比 2 并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比 特别提醒 1 在电路电压超过用电器额定电压时 可以串接一个分压电阻 在电路中电流超过某元件的额定电流时 可并联一个分流电阻 2 串联和并联的总电阻与原电阻是一种等效替代关系 计算等效电阻时 首先要分清串并联关系 答案 D 二 电表的改装和校对1 改装 2 校对按图2 4 1所示的电路对改装后的电表进行核对 核对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值 图2 4 1 即时应用 即时突破 小试牛刀 2 两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V1 V2 如将两表串联起来后去测某一线路的电压 则两只表 A 读数相同B 指针偏转的角度相同C 量程大的电压表读数大D 量程大的电压表读数小 解析 选BC 电流表改装成电压表后 量程大的内阻大 两改装后的电压表串联在一起去测电压 每个表两端的电压与其内阻成正比 所以量程大的电压表读数大 两电压表串联 流过两电压表的电流相等 即流过电压表内部的表头的电流相等 所以指针偏转的角度相等 图2 4 2 图2 4 3 3 试触法 适用于Rx RV RA的阻值关系都不能确定的情况 如图2 4 4所示 把电压表的接线端分别接b c两点 观察两电表的示数变化 若电流表的示数变化明显 说明电压表的分流对电路影响大 应选用内接法 若电压表的示数有明显变化 说明电流表的分压作用对电路影响大 所以应选外接法 图2 4 4 四 滑动变阻器两种接法的比较1 两种接法比较 2 限流电路 分压电路的选择原则 1 若采用限流式不能控制电流满足实验要求 即若滑动变阻器阻值调到最大时 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 则必须选用分压式 2 若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多 以致在限流电路中 滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时 待测电阻上的电流或电压变化范围不够大 此时 应改用分压电路 3 若实验中要求电压从零开始连续可调 则必须采用分压式电路 4 限流接法好处是电路简单 耗能低 课堂互动讲练 两个用电器的额定电压都是6V 额定电流分别是I1 0 1A和I2 0 3A 1 把这两个用电器并联后接在电压为8V的电路中 要使它们正常工作 应附加多大的电阻 功率至少需多大 2 如果把它们串联后接在12V的电路上 要使它们正常工作应该接多大的电阻 功率至少为多大 思路点拨 1 两个用电器的额定电压都是6V 并联后接入6V的电路上就能正常工作 而今电路的电压是8V 大于6V 故应串联一个分压电阻Rx 使其分担2V的电压 2 两个电阻不能简单地串联 因串联后两个用电器的分压不同 不能均分12V的电压 图2 4 5 答案 1 5 0 8W 2 30 1 2W 题后反思 用电器正常工作的条件是 加在它们两端的电压必须是额定电压 或通过它们的电流必须是额定电流 若电源电压不满足要求 就要用学过的串并联知识进行电路整合 变式训练1如图2 4 6所示电路中有三个电阻 已知R1 R2 R3 1 3 6 则电路工作时 电压U1 U2为 A 1 6B 1 9C 1 3D 1 2答案 D 图2 4 6 如图2 4 7所示是一个电流表 电压表两用的电路 电流表G的量程是100 A 内阻是1000 电阻R1 0 1 R2 99k 当双刀双掷开关合到a b上时 电流表改装成什么表 其量程是多少 当双刀双掷开关合到c d上时 电流表改装成什么表 其量程是多少 图2 4 7 精讲精析 当开关合到a b上时 电路转换成图2 4 8甲所示的电路 此时小电阻R1与电流表G并联 R1起分流作用 可作为大量程电流表使用 图2 4 8 答案 见精讲精析 规律总结 理解电表改装的原理 并根据串 并联电路的特点进行计算是解这类题的关键 变式训练2将一个电阻为60 满偏电流为500 A的电流表表头改成如图2 4 9所示的两个量程的电压表 量程分别为3V和15V 试求R1和R2的阻值 图2 4 9 答案 5940 24000 用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值 如图2 4 10所示 分别将图甲和图乙两种测量电路连接到电路中 按照甲图时 电流表示数4 60mA 电压表示数2 50V 按照乙图时 电流表示数为5 00mA 电压表示数为2 30V 比较这两次结果 正确的是 图2 4 10 A 电阻的真实值更接近543 且大于543 B 电阻的真实值更接近543 且小于543 C 电阻的真实值更接近460 且大于460 D 电阻的真实值更接近460 且小于460 答案 B 变式训练3 2011年吉林实验中学期中 如图2 4 11所示 用伏安法测电阻R 按图中甲图测得的结果为R1 按乙图测得为R2 若电阻的真实值为R 则 A R1 R R2B R1R1 R R2D R1 R R2解析 选A 用内接法测电阻有R1 R 用外接法测电阻有R2R R2 选项A正确 图2 4 11 如图2 4 12所示 滑动变阻器R1的最大值是200 R2 R3 300 A B两端电压UAB 8V 1 当开关S断开时 移动滑动片P R2两端可获得的电压变化范围是多少 2 当S闭合时 移动滑动片P R2两端可获得的电压变化范围又是多少 图2 4 12 思路点拨 先认清电键S断开 闭合时的滑动变阻器的接法 再根据串并联关系结合滑片位置计算R2获得的电压范围 答案 1 4 8V 8V 2 3 43V 8V 名师归纳 1 滑动变阻器接入电路时 金属杆的两个端点不能同时接入电路 否则电流由金属杆流过而短路 2 限流接法电压调节范围较小 而分压式接法电压调节范围较大 在具体应用中要根据题目要求合理选择 变式训练4如图2 4 13所示 R1 7 R2 3 可变电阻器R3的最大阻值为6 求AB两端的电阻值的范围 图2 4 13 答案 7 R 9 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