内容正文:
11.4 串联电路和并联电路
人教版(2019)高中物理(必修第三册)
第十一章 电路及其应用
老师: 授课时间:
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课堂导入
在初中,我们曾研究过串、并联电路中电流的规律和电压的规律,如果把两个电阻 R1 、R2 串联或并联后看成一个电阻,它们应该是怎样的关系?
·
·
R1
R2
R1
R2
今天我们就用高中物理知识作进一步分析。在此基础上,讨论串、并联电路中各部分电阻的关系。
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知识讲解
串联电路 并联电路
电路图
电流关系
电压关系
电阻关系
I=I1=I2=I3
I=I1 + I2 + I3
U=U1+U2+U3
U = U1=U2=U3
电流分配
电压分配:
串并联电路特点总结
R = R1 + R2 + R3
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知识讲解
【思考】请你推导出两个电阻并联的总电阻的表达式。
R2
R1
I
I1
I2
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知识讲解
思考讨论:
①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的—————————。
②若不同的电阻并联,总电阻———————其中最小的电阻
③若某一支路的电阻增大,则总电阻——————————;
④若并联的支路增多时,总电阻将——————;
⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近——————。
几分之一
小于
增大
减小
小电阻
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知识讲解
例1. 如图所示,R1=8Ω,R2=3Ω,R3=6Ω,接上电源后:
(1)各电阻电压之比?
(2)各电阻电流之比?
R2
R3
R1
U
4∶1∶1
3∶2∶1
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知识讲解
图中的仪器是能显示微弱的电流的仪器——灵敏电流计(表头)。可以测量10-7~10-12A的微小电流。
表头有什么特点?它同我们常用的安培表、伏特表有没有关系呢?
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1. 核心部件:永久磁铁和可转动的线圈
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θ与通过电流表的电流I成正比(后面课程有)
表头的结构与原理
01
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知识讲解
3.作用:测量微小电流和电压。
4.电路图符号:
三个参数
5.三个主要参数
表头内阻Rg :电流计内阻 Rg
满偏电流Ig: 指针偏转到最大值时的电流 Ig
满偏电压Ug :电流表通过满偏电流时加在它两端的电压 Ug
三个参数关系:
表头的三个参数
02
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知识讲解
一般灵敏电流表(表头)能够测量的电流是微安级或毫安级,表头内阻在几十到几百欧姆之间,满偏电压也为微伏或毫伏级。用表头直接测量较大电压或电流,会把表头烧坏,因此必须进行改装。
利用串联分压原理,给表头串联一个电阻(叫分压电阻),可以改装为大量程电压表;
G
R
利用并联分流原理,给表头并联一个电阻(叫分流电阻),可以改装为大量程电流表。
G
R
表头的结构与原理
03
怎么改装?
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知识讲解
【问题1】有一个表头的内阻Rg=30Ω,满偏电流Ig=1mA。怎样才能把它改装成量程为0~3V的电压表呢?
思考1:当被测电压是3V时,表头两端最多加多大电压?
Ig
U
Ug
UR
R
Rg
V
U
Rv
I
Ug=IgRg=0.03V
其余电压加在这里
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知识讲解
改装电压表
01
思考2:串联的电阻上需要分担多少电压?需要多大的电阻分压?
思考3:改装后的电压表内阻RV是多大?
UR= U–Ug= 2.97V
Rv= Rg+R = 3.0×103Ω
Ig
U
UR
Ug
Rg
R
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知识讲解
Rg=30Ω,Ig=1mA
思考4:改装后的表盘需要做怎样的改变?
(1)在电流计原刻度的基础上乘以(Rg+R)即可;
(2)满刻度处标改装后的量程,然后根据小格数按比例等分即可.(量程和精确度)
思考5:若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V,需要串联多大阻值的电阻?
0
1
2
3
mA
0
1
2
3
V
U
Rg
R
Ug
UR
Ig
G
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知识讲解
【问题2】有一个电流