11.4串联电路和并联电路 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4节 串联电路和并联电路 02 03 01 主题(二) 小量程电流计 主题(一) 串并联电路 第4节 串联电路和并联电路 目录 CONTENTS 主题(三) 电表的改装 04 主题(四) 电表的校准 新课引入：下边两种接法，电路总电流I1=I2吗？ R0= 串联 R1 R2 R3 L1 L2 L3 I1 L1 L2 L3 =R1+R2+R3 I2 等效总电阻等于每个电阻之和 等效总电阻大于最大电阻 S S S 等效总电阻: 新课引入：下边两种接法，电路总电流I1=I2吗？ = 并联: R3 I1 L L L S S S I2 R0= 总电阻倒数等于每个电阻倒数之和， 并联总电阻小于最小电阻。 = = R1 R2 等效总电阻: R1 =？ R2 R3 I1 L1 L2 L3 S1 S2 S3 R0=? 新课引入：下边两种接法，电路总电流I1=I2吗？ 等效总电阻: I2 一、串并联电路 电阻首尾相连叫串联， 2.电量q: R1 R2 R3 R1 R2 R3 1.定义: 0 1 2 3 ②并联: ①串联: q0=q1=q2=q3 q0=q1+q2+q3 0 1 2 3 恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，电路中各处的电荷q分布应保持不变. 首、尾各连在一起叫并联。 3.电流I=q/t ②并联: ①串联: I0=I1=I2=I3 I0 =I1 +I2+I3 4.电压U: 4 5 6 7 一、串并联电路 电阻首尾相连叫串联， 2.电量q: R1 R2 R3 R1 R2 R3 1.定义: 0 1 2 3 0 1 2 3 首、尾各连在一起叫并联。 3.电流I=q/t 4.电压U: 4 5 6 7 U03= ①串联: U01= 串联各点电势与各点间电势差的关系? U12=φ1－φ2 U23=φ2－φ3 =U03 比较4、5、6、7点的电势大小? ②并联: 比较0、1、2、3点的电势大小? U01+U12+U23 相等 U07= U14=U25=U36 φ0－φ1 相等 U01+U12+U23= φ0－φ3 一、串并联电路 电阻首尾相连叫串联， 2.电量q: 1.定义: R1 R2 R3 0 1 2 3 首、尾各连在一起叫并联。 3.电流I=q/t 4.电压U: U03= ①串联: ②并联: U01+U12+U23 U07= U14=U25=U36 5.电阻R总: ①串联:R总= R总 0 3 I =R1+R2+R3 一、串并联电路 电阻首尾相连叫串联， 2.电量q: 1.定义: 首、尾各连在一起叫并联。 3.电流I=q/t 4.电压U: U03= ①串联: ②并联: U01+U12+U23 U07= U14=U25=U36 5.电阻R总: R总 0 7 I R1 R2 R3 4 5 6 7 0 1 2 3 ②并联:R总= = = ①串联:R总= =R1+R2+R3 注意 ①若只有R1和R2并联R总=_______ ②串联: 总电阻_______其中最大电阻 ③并联: 总电阻_______其中最小电阻 大于 小于 再串联一个电阻，总电阻变______ 任一个电阻变大，总电阻变______ 再并联一个电阻，总电阻变______ 任一个电阻变大，总电阻变______ 大 小 大 大 R1 R2 U U1 U2 I I2 I1 U R2 R1 I 一、串并联电路 5.电阻R总 ②并联: = ①串联:R总= R1+R2+R3 n个相同的R并联R总=_______ R n 思考：两个阻值相差很大的电阻并联，总电阻有什么特点？ 与小电阻阻值接近。 ②串联: 总电阻_______其中最大电阻 ③并联: 总电阻_______其中最小电阻 大于 小于 ④串联电流I相等， R总=？ I2=？ 0 0 R I I1 I2 U U=? 0 一、串并联电路 5.电阻R总 ②并联: = ①串联:R总= R1+R2+R3 I= 电压和电阻成正比。 注意 ①若只有R1和R2并联R总=_______ ⑤并联电压U相等， 电流和电阻成反比。 U= I1R1=I2R2 R1 R2 U U1 U2 I I2 I1 U R2 R1 I 　 电路 名称 　 串联电路 并联电路 电流关系 各处电流相等，_____________ 总电流等于各支路电流之和， I＝___________________ 电压关系 总电压等于各部分电压______，即：U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路两端电压______， 即：U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻关系 总电阻等于各部分电阻之和，即：R总＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即 I1=I2=…=In I=I1+I2+=…+In 之和 相等 + 重要结论：串、并联电路中任一个电阻增大，总电阻增大 串并联电路对比 【典例1】如图所示的a、d电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。 (1)求电路中的总电阻。 (2)加在电路两端的电压 U＝42V时，通过每个电 阻的电流是多少？ 　I3＝1 A　I4＝2 A 解（1）R总= R1+R2+ =14 Ω （2）I总= ＝3 A I1＝I2＝3 A I3+I4＝I总 I3:I4＝R4:R3 【典例2】(2023·海南高考)如图所示电路，已知电源电动势为E，内阻不计，电容器电容为C，闭合开关K，待电路稳定后，电容器上的电荷量为(　 ) A.CE B.CE C.CE D.CE C 0 1 2 3 mA N S + - I I 思考1：如何测量电路中的电流大小呢？ 欧姆专门发明了一种测电流的仪器 , 这种仪器一通电流指针就发生偏转 , 但缺点就是只能通过很小的电流。 二、小量程电流计（表头） 4.作用： 1.原理： 3.参数： ②量程： 2.电路图符号： G 既可当电流表也可当电压表 磁场对电流的作用 电流计本身的电阻 满偏电流（Ig） 思考1：因为量程太小，不能测大的电流，该怎么办？ Ug=IgRg 满偏电压（Ug） ①内阻： 0 1 2 3 mA N S + - I I R IR=199mA 1 0 2 3 mA N S + - N S + - R Rg I Ig A IR I 三、电表的改装 I= R Ig=3mA IR=597mA 0.6A R Ig=1mA 1 0 2 3 m A I=0.2A 0 0.2 0.4 0.6 ①构造： 表头并联一个小电阻 ②原理： ③参数： 量程I 内阻RA 并联电阻Rx=? 三、电表的改装 IgRg=(I-Ig)Rx 1.电流表 R Rg I Ig A IR I 【典例3】有一个电流计G，内阻Rg=25Ω，满偏电流Ig=3mA。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？ =0.1256Ω =0.1250Ω R Rg I Ig IR RA Rg 三、电表的改装 Ig R U UR Ug V U N S + - R=4900Ω 0 1 2 3 mA N S + - R= Ig=3mA Rg=100Ω Ug= UR= Ig=1mA U=5V 0.3V 14.7V 0.1V 4.9V 0 5 10 15 V 4900Ω ①构造： 表头串联一个大电阻 ②原理： 串联电阻Rx=? ③参数： 量程U 内阻RV= 三、电表的改装 R+Rg Rg Ig R U UR Ug V U 1.电流表 2.电压表 【典例4】有一个电流计G，内阻Rg=10Ω，满偏电流Ig=3mA。要把它改装为量程为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？ =990Ω =1000Ω Rg Ig R U UR Ug RV= R+Rg 【典例5】(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则( 　　) A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数 B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2 指针的偏转角 C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2 指针的偏转角 AD 思考2：若改装后的电流表和电压表量程是原来量程的n倍，则串联或并联的电阻分为原来的多少倍？ Rg Ig R U UR Ug R Rg I Ig IR = = (n-1)Ig = UR= (n-1)Ug = (n-1)Rg = = 思考3：改装后的电表准不准呢？如何检测？ 四、电表的校准 1.电流表 2.电压表 注意：滑变必须分压后，改装表与标准表逐格校对 【典例6】如图是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～3 V，当使用a、c两个端点时，量程为0～15 V。已知电流表的内阻Rg为100 Ω，满偏电流为1 mA，则电阻R1的阻值是________Ω，电阻R2的阻值是________Ω。 2 900 12 000 挑战：如何设计一个双量程的电流表？ 【典例7】如图所示是有两个量程的电流表的电路。当使用a、b两个端点时，量程为I1＝1 A，当使用a、c两个端点时，量程为I2＝0.1 A，已知表头的内阻Rg为19 Ω，满偏电流Ig为5 mA，则电阻R1的阻值是________Ω，电阻R2的阻值是_______Ω。 0.9 0.1 超级挑战：能设计一个电流电压两用的电表吗？ 【典例8】如图所示是一个电流表、电压表两用的电路，电流表G的量程是100 μA，内阻是1 000 Ω.电阻R1＝0.1 Ω，R2＝99 kΩ，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？ c G d a b R2 R1 + - 解： 接a、b 电流表 I总= Ig+ IR1 IR1= IgRg R1 I总=1.0001A 接c、d 【典例8】如图所示是一个电流表、电压表两用的电路，电流表G的量程是100 μA，内阻是1 000 Ω.电阻R1＝0.1 Ω，R2＝99 kΩ，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？ c G d a b R2 R1 + - 解： 接a、b 电流表 I总= Ig+ IR1 IR1= IgRg R1 I总=1.0001A 接c、d 电压表 U总= UG+ UR2 = IGRG+ =10V IGR2 串联电路和并联电路 串并联电路 电表的校准 电表的改装 课堂小结 小量程电流计 重要结论：串、并联电路中任一个电阻增大，总电阻增大 改装成电压表 改装成电流表 【练习1】如图所示，R1与R2串联在一起，R1=5Ω，R2=10Ω，R1允许通过的最大电流为2A，R2两端允许加的最大电压为10V，将它们串联在一起时，加在电路两端的最大电压是（　　） A．15V B．5V C．22.5V D．30V A 课堂练习 【练习2】三个电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=5Ω,将它们并联后加一恒定电压U，电路如图所示。流过每个电阻的电流分别是I1、I2、I3，每个电阻两端电压分别是U1、U2、U3，则下列说正确的是（　　） A．I1:I2:I3=5:3:2 B．U1:U2:U3=5:3:2 C．若再并联一个100Ω的电阻，则并联的总阻值增大 D．若减小R1的阻值，则电路中并联的总阻值减小 D 课堂练习 【练习3】如图所示，滑动变阻器的总阻值为R0，定值电阻的阻值为R，R0=3R/2 , 要使定值电阻的两端电压是电源提供的恒定电压U的一半，滑动触头P应滑到的位置是（　　） A．距a端1/3处 B．距a端1/2处 C．距a端2/3处 D．无论调到什么位置均不能满足要求 B 课堂练习 【练习4】如图部分电路R1=2Ω和R2=3Ω，R3：R4=2:3当电路中流过一定大小的电流时，测得ac间电压为10V，则（　） A．流过R3和R4上电流分别为1.2A和0.8A B．R1和R2上电压分别为2V和3V C．R1和R2上电压分别为6V和4V D．流过R3和R4上电流分别为0.8A和1.2A A 课堂练习 【练习5】如图所示，电源的电动势E=4V，电阻R1=4Ω，R2=2Ω，R3=R4=6Ω,已知电流表A的示数为0.3A。电表均为理想电表，则流过R4的电流是（　　） A．0.15A B．0.25A C．0.45A D．0.60A C 课堂练习 【练习6】（多选）在如图甲所示的电路中，L1、L2、L3为三个相同规格的小灯泡，这种小灯泡的伏安特性曲线如图乙所示。当开关S闭合后，电路中的总电流为0.25A，则此时（　　） A．L1两端的电压为L2两端电压的2倍 B．三个灯泡的电阻率随 电压升高而逐渐变大 C．三个灯泡的电阻率随电压升高而逐渐变小 D．L1的电阻为12Ω BD 课堂练习 【练习7】如图是两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0~5V，当使用A、C两个端点时，量程是0~15V，已知表头电阻Rg=400Ω，满偏电流Ig为1mA，则（　） A．R1=5.3×103Ω B．R1+R2=1.46×104Ω C．R2=1.06×104Ω D．=1.5×104Ω B 课堂练习 【练习8】(多选)如图所示为改装电流表和电压表原理图，以下关于改装的判断符合事实的是（  ） A．开关S打在1时为电流表，R1越小量程越大 B．开关S打在1时为电压表，R1越大量程越大 C．开关S打在2时为电流表，R2越小量程越大 D．开关S打在2时为电压表，R2越小量程越小 AD 课堂练习 【练习9】（多选）如图甲是有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用、c两个端点时，量程为0.1A，已知灵敏电流计的内阻Rg1为200Ω，满偏电流Ig1为2mA；如图乙是有两量程的电压表，当使用d、e两个端点时，量程为0~10V。当使用d、f两个端点时，量程为0~100V，已知灵敏电流计的内阻Rg2为500Ω，满偏电流Ig2为1mA，则电阻R1、R2、R3、R4分别为（　　 ） A．R1=0.85Ω B．R2=3.67Ω C．R3=9500Ω D．R4=90000Ω BCD 课堂练习 【练习10】将满偏电流Ig=300、内阻未知的电流表改装成电压表并进行核对。(1)利用如图所示的电路测量电流表的内阻（图中电源的电动势E=4V）：先闭合S1，调节R，使电流表指针偏转到满刻度；再闭合S2，保持R不变，调节R/，使电流表指针偏转到满刻度的2/3 ，读出R/此时的阻值为200Ω，则电流表内阻的测量值Rg= Ω。 100 课堂练习 (2)将该表改装成量程为3V的电压表，需______（填“串联”或“并联”）阻值为R0=_______Ω的电阻。 (3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对，试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图_______。 串联 9900 【练习11】(多选)一电流表的量程为100 μA，内阻为100 Ω.现串联一个9 900 Ω的电阻将它改装成电压表(原电流表的表盘未改动)．如果用改装后的电压表测量某一电路，电压表示数如图所示，则(　 　) A．该电压表的量程是0.1 V B．该电压表的量程是1 V C．此时的电压是0.08 V D．此时的电压是0.8 V BD 课堂练习 【练习12】(多选)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2。已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图所示接法连入电路，则( 　　) A．电流表A1的读数大于电流表A2的读数 B．电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的偏转角 C．电压表V1的读数小于电压表V2的读数 D．电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角 AD 课堂练习 【练习13】一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培（ ） A.0.02 B.0.05 C.0.06 D.0.1 课堂练习 C 谢 谢 观 看 $$