11.4.2 串联电路和并联电路（电压表和电流表的电路结构）课件-2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十一章 电路及其应用 第二课时 电压表和电流表的电路结构 高二年级物理备课组 第四节 串联电路和并联电路 1、电压表和电流表的工作原理 ①电压表的连接方式和作用： 电压表读数是自身两端电压，当它与待测电阻并联连接时，由于并联电路电压相等，故能读出待测电阻两端电压。 ②电流表的连接方式和作用： 电流表读数是通过自身的电流大小，当它与待测电阻串联连接时，由于串联电路电流相等，故能读出通过待测电阻电流大小。 一、电压表和电流表 在电路的学习和实验操作过程中，离不开电表的使用，电压表和电流表都是比较常见的电表，它们的内部构造是怎样的呢？ 电流表 电压表 （1）作用：测量微小的电压或电流，从电路的角度看，表头就是一个可以显示电流的电阻，遵从欧姆定律。 0 1 2 3 mA （2）三个主要参数 ①内阻:电流计内阻Rg ②量程：满偏电流 Ig ③满偏电压Ug （3）电路图符号： G Ug=Ig·Rg 二、电流计（表头） 改装 表头 新的电压表 方法： Rg R V U Ug UR Ig U Ig 在表头串联一个阻值较大的电阻 思考：串联的大电阻作用是什么？ 三、将表头改装成大量程的电压表 问题1：能让3V的电压全部加在表头吗？怎么办？ 问题3：当被测电压是3V时，指针应该指在哪里？表头两端加多大电压？其余电压加在哪里？ 【探究情景】有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～3V的电压表。 问题2：要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？ 问题4：改装后的表盘需要做怎样的改变？ 例1：有一个电流表 G，内阻 Rg = 300 Ω，满偏电流 Ig = 300 μA。现将它改装成量程为 3 V 的电压表，应串联入多大的电阻？改装后的电压表内阻是多大？ 例2.将一个电阻为60 Ω，满偏电流为500 μA的电流表表头改成如图所示的两个量程的电压表，量程分别为3 V和15 V，试求R1和R2的阻值． 1.原理：串联分压 2.方法：串联电阻 3.再将表盘对应示数改装。 U Ig V U Rg R Ug UR Ig G 0 1 2 3 mA 0 1 2 3 V 总结：把电流表改装成电压表 新的电流表 方法： I Rg Ig IR R A I U U 在表头上并联一个阻值较小的电阻 思考：并联较小阻值的电阻的作用是什么？ 四、将表头改装成大量程的电流表 【探究情景】有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=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？ 问题1：能让0.6A的电流全部通过表头吗？怎么办？ 问题2：要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？ 问题3：并联的电阻上流过多少电流？需要多大的分流电阻？ 问题4：改装后的表盘需要做怎样的改变？ 问题5：若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联多大阻值的电阻？ 例3：有一个电流表 G，内阻 Rg = 30 Ω，满偏电流 Ig = 10 mA。现将它改装成量程为 0.6 A 的电流表，应并联入多大的电阻？改装后的电流表内阻是多大？ 例4.如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig＝500 mA，内阻Rg＝200 Ω，将它改装为有0～1 A和0～10 A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？ 答案　R1＝20 Ω　R2＝180 Ω 1.原理：并联分流 2.方法：并联电阻 3.再将表盘对应示数改装。 Ug A I Ug I Ig IR R Rg G 0 0.2 0.4 0.6 A 0 1 2 3 mA 总结：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 表头改装为电压表及大量程电流表的比较 改装电压表 改装电流表 电路 R的作用 R的计算 电表的总电阻 分压 分流 （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 拓展： 致谢 谢 谢 聆 听！ 高二年级物理备课组 解析：3 V电压挡的分压电阻为R1，而15 V电压挡的分压电阻为(R1＋R2)，可以先求出R1和(R1＋R2)，的值，再求R2的值． Ug＝IgRg＝500×10－6×60 V ＝3.0×10－2 V R1＝(eq \f(U1,Ug)－1)Rg＝(eq \f(3.0,3.0×10－2)－1 )×60 Ω＝5940 Ω. R1＋R2＝(eq \f(U2,Ug)－1)Rg＝(eq \f(15.0,3.0×10－2)－1)×60 Ω＝29940 Ω. R2＝24000 Ω. $$