高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路精品ppt课件

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如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，你认为这个电阻跟R1、R2应该是怎样的关系？
一、串、并联电路中的电流
1.串联电路:各处的电流相等。
I0 = I1 = I2 = I3
q0 = q1 = q2 = q3
恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，电路中各处的电荷分布应保持不变，因此串联电路中，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量一定相等。
2.并联电路:总电流等于各支路的电流之和
I0 = I1 + I2 + I3
q0 = q1 + q2+ q3
电路中各处的电荷分布应保持不变，因此并联电路中，在相等时间内通过干路0点的电荷量一定等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和。
二、串、并联电路中的电压
1.串联电路:两端的总电压等于各部分电路电压之和。
U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03
由电势差跟电势的关系，可得
2.并联电路:总电压与各支路的电压相等
φ0 =φ1 =φ2 = φ3
二、串、并联电路中的电阻
思考：多个电阻串联呢？
思考：多个电阻并联呢？
思考1：不同电阻串联，总电阻与其中任一电阻有何大小关系？不同电阻并联，总电阻与其中任一电阻有何大小关系？
串联电路中 R串总> Rx；
思考2：串联电路中，某一电阻增大，总电阻如何变？并联电路中，某一电阻增大，总电阻如何变？
串、并联电路中，任一电阻增大，总电阻均增大。
并联电路中 R并总< Rx 。
一、串并联电路的电阻分配关系
思考3 ：两个电阻串联，如果再串联上一个电阻，总电阻如何变？两个电阻并联，如果再并联上一个电阻，总电阻如何变？
两个电阻串联，如果再串联上一个电阻，总电阻增大；
两个电阻并联，如果再并联上一个电阻，总电阻减小。
串联电路中每一个电阻都要分担一部分电压，电阻越大，分担的电压就越多，这就是串联电路的分压作用。
并联支路中每一条支路上的电阻都要分担总电流的一部分，支路电阻越小，它分担的电流就越大，这就是并联电路的分流作用。
二、串联电路的分压，并联电路的分流。
U ＝ U1＝U2＝U3
三、电压表和电流表的电路结构
（3）表头的三个参数及其关系 ①表头的内阻:Rg ； ②满偏电流:指针偏转到最大刻度时的电流Ig ； ③满偏电压:电流满偏时,其两端的电压Ug ； ④三者间的关系:Ug=IgRg。
（1）用来测量微小电流和微小电压
2.把表头改装成电压表：
【例题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？其余电压加在哪里？
Ug=IgRg=0.03V
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
方法：串联较大电阻R分压
IgR = U - IgRg
2.将表头改装成大量程电压表
Rv= Rg+R = 3.0×103Ω
思考4：当指针满偏时，改装后的电压表测得的电压应该是多少？半偏呢？某一位置呢？
【例题2】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0～0.6A的电流表呢？
思考1 ：当被测电流是0.6A时，流过表头的电流最大为多大？其余电流从哪里流过？
3.将表头改装成大量程电流表
思考2：并联的电阻上需要分担多少电流？需要多大的电阻分流？
思考3：改装后的电流表内阻RA是多大？
IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A
方法：并联较小电阻R分流
思考4：当指针满偏时，改装后的电流表测得的电流应该是多少？半偏呢？某一位置呢？
三、伏安法测电阻测量电路的两种接法
电压表示数：UV＝UR＋UA＞UR电流表示数：IA＝IR
电压表示数：UV＝UR电流表示数：IA＝IR＋IV＞IR
2.电流表内、外接的选择方法
(1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”.
(3)试触法：如图，把电压表的可动接线端分别试接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，说明电压表的分流作用对电路影响大，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.
四、伏安法测电阻供电电路的两种接法
1、滑动变阻器的限流式：
如图，Rx为待测电阻，R为滑动变阻器的总电阻．
①电路连接特点：它的接线方式是电源、滑动变阻器与待测电阻三者串联．
限流电路：R=200Ω
②待测电阻供电电压的调节范围： (不计电源内阻)
从该表达式中，可以看出：其电压变化范围较小，Rx比R大得越多，变化范围越小．
③该电路的优点是电路耗能小，操作简单．一般适用于用大阻值滑动变阻器测量小阻值电阻．
2、滑动变阻器的分压式接法：
①电路连接特点：接线方式是电源与滑动变阻器组成闭合电路，而待测电阻与滑动变阻器的一部分电阻并联．
分压电路：RW=20Ω
②待测电阻供电电压的调节范围是：0～E (不计电源内阻)
③该电路优点是电压调节范围宽，但该电路较为复杂，操作也复杂，耗能也较大．一般适用于用小阻值滑动变阻器测量大阻值电阻．
③采用限流式接法时，电路不能安全工作，如电路中的最小电流(电压)仍超过电流表(电压表)的量程或超过用电器的额定电流(电压)时，应采用分压式接法．
3、实际选择的原则：以下几种使用分压式接法： （其余情况用限流式接法）
①要求负载上电压或电流变化范围大，且从零开始连续可调，须用分压式接法．
②待测电阻 Rx 远大于滑动变阻器总电阻 R 时，须用分压式接法．
在这种情况下，滑动变阻器的滑片从一端移到另一端，电路中的电流变化仍极小，待测电阻的电流（电压）变化范围很小。
【例题3】有一个电阻Rx，其阻值大约是25kΩ ，可供选择的器材是：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 电流表A1 (0----100μA, 2kΩ)　　　　　电流表A2 (0----500μA, 300Ω)　　　　　　　　　　　　　　　　电压表V1 (0----10V, 100kΩ）　　　　电压表V2 (0----50V, 500KΩ）　　　　　　　　　　　　　　直流稳压电源 E（15V，1A） 滑动变阻器 R (1kΩ, 1W) 电键K和若干根导线． 试选择适当的器材，选取适当的电路，使测量尽可能准确，并画出电路图，再将如图示的实物连线。
解：（1）电压表、电流表的选择
由于滑动变阻器的电阻明显小于待测电阻，因此滑动变阻器必须用分压式接法。
若电压表选V2（50V），因为电源电压15V不足其量程的1/3，所以电压表应选V1（10V）。
（2）电流表内接法和外接法的选择
因为RX=25KΩ＞＞RA=300Ω，所以采用电流表内接法
由于用分压器接法时，电阻RX 中的最大电流为
Imax= 10V /25KΩ = 0.4mA = 400μA
所以电流表选A2（500 μA ）
1、(多选)如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱.已知灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，内阻为495.0 Ω，电阻箱读数为5.0 Ω.根据以上数据计算可知改装好的电表（ ）A.电压量程为1 mV B.电压量程为99 mVC.电流量程为20 mA D.电流量程为2 μA
解析　灵敏电流计与电阻箱并联，此为电流表，M、N两端电压为：U＝IgRg＝200×10－6×495.0 V＝0.099 V＝99 mV
5.(多选)在图中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是（ ）A.甲图的接法叫作电流表外接法，乙图的接法叫作电流表内接法B.甲中R测>R真，乙中R测解析　题图甲的接法叫作电流表外接法，题图乙的接法叫作电流表内接法，A正确；题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝ 可知，R测＜R真，R越小，电压表分流越小，误差越小，因此这种接法适合测小电阻；题图乙由于电流表的分压导致电压的测量值偏大，由R＝ 得R测＞R真，R越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，B错误，C、D正确.
3、用伏安法测量金属导线的电阻R，试把图中给出的器材连接成测量R的合适的电路。图中安培表的量程为0.6A，内阻接近1Ω，伏特表的量程为3V，内阻为5KΩ;电源的电动势为6V，变阻器的阻值为0—20 Ω 。在闭合电键前，变阻器滑动触点应处于正确位置。
解：金属导线的电阻不大，安培表应外接，变阻器电阻比较大，可用限流接法，画出电路图如下：
滑动变阻器的最大阻值是RW，滑片P移动过程中，阻值为R的电阻两端电压UR的变化范围？