内容正文:
第四节 电阻的串联和并联
1.掌握串、并联电路中的电流、电压和电阻的关系,并能进行相关计算.
2.了解小量程电流表(表头),知道什么是满偏电流和满偏电压.
3.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.
一 电阻的串联和并联
1.在串联电路中,通过各电阻的电流相同,电路两端的总电压等于各电阻两端电压之和.总电阻等于电路中各电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn.
2.在并联电路中,各电阻两端的电压相同,电路的总电流等于各支路电流之和.总电阻的倒数等于电路中各电阻的倒数之和,即=++…+.
二 电压表和电流表
1.小量程电流表(表头)的三个参数
2.电压表的改装
3.电流表的改装
判一判
(1)串联电路的总电阻大于电路中任意电阻.( )
(2)并联电路的总电阻小于电路中任意电阻.( )
(3)串联电路中有一电阻变大,总电阻变大.( )
(4)并联电路中某电阻变大时,总电阻减小.( )
(5)表头串联电阻越大,电压表的量程越大.( )
(6)表头并联电阻越大,电流表的量程越大.( )
提示:(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)√ (6)×
课堂任务 电阻的串联和并联
仔细观察下列图片,认真参与“师生互动”.
表1 探究串联电路实验数据记录表
电阻
通过电阻的电流I/A
总电流I总/A
各电阻两端的电压U/V
总电压U总/V
R1
I1
I总
U1
U总
R2
I2
U2
R3
I3
U3
R4
I4
U4
表2 探究并联电路实验数据记录表
电阻
通过电阻的电流I/A
总电流I总/A
各电阻的两端电压U/V
总电压U总/V
R1
I1
I总
U1
U总
R2
I2
U2
R3
I3
U3
R4
I4
U4
活动1:将四个满足R1=R2>R3>R4关系的电阻连接成串联电路,如图甲所示,先测量通过各电阻的电流及其两端的电压,再测出串联电路总电流和总电压,将实验结果填入表1中.比较I1、I2、I3、I4、I总,能发现什么规律?比较U1、U2、U3、U4、U总,能发现什么规律?
提示:电流:I1=I2=I3=I4=I总
电压:U总=U1+U2+U3+U4.
活动2:根据电阻的定义式R=,结合活动1发现的规律,可得到串联电路的电阻有什么关系?
提示:由电阻的定义式R=,可得U1=I1R1、U2=I2R2、U3=I3R3、U4=I4R4、U总=I总R总,由活动1得到的电压关系U总=U1+U2+U3+U4,可得I总R总=I1R1+I2R2+I3R3+I4R4,结合活动1中发现的电流关系,可得R总=R1+R2+R3+R4.
活动3:将四个满足R1=R2>R3>R4关系的电阻连接成并联电路,如图乙所示,先分别测量通过各支路电阻的电流及其两端的电压,再测出并联电路总电流和总电压,将实验结果填入表2中.比较I1、I2、I3、I4、I总,能发现什么规律?比较U1、U2、U3、U4、U总,能发现什么规律?
提示:电流:I1+I2+I3+I4=I总
电压:U1=U2=U3=U4=U总.
活动4:根据电阻的定义式R=,结合活动3发现的规律,可得到并联电路中的电阻有什么关系?
提示:由电阻的定义式R=,可得I1=、I2=、I3=、I4=、I总=,由活动3得到的电流关系I总=I1+I2+I3+I4,可得=+++,结合活动3中发现的电压关系,可得=+++.
1.串、并联电路中,电压和电流的分配关系
(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.
2.串、并联电路总电阻的比较
(1)电阻越串越大,越并越小.
(2)比较表格
串联电路的总电阻R总
并联电路的总电阻R总
不同点
n个相同电阻R串联,R总=nR
n个相同电阻R并联,R总=
R总大于任一电阻阻值
R总小于任一电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻
一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻
相同点
多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小
3.滑动变阻器两种接法的比较
限流接法
分压接法
对比说明
电路图
串、并联关系不同
负载Rx上电压调节范围
≤U≤E
0≤U≤E
分压电路的调节范围大
负载Rx上电流调节范围
≤I≤
0≤I≤
分压电路的调节范围大
闭合S前触头的位置
b端
a端
都是为了保护电路元件
由上表可以看出:分压接法中电压和电流的调节范围大.
例1 由四个电阻连接成的电路如图所示.R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3