《2011物理选修3-12章4节串联电路和并联电路课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011物理选修3-12章4节串联电路和并联电路课件.ppt（53页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、在实验室里，可以利用电压表和电流表测量不同大小的电压和电流，电压表和电流表往往都有两个量程，它们是根据什么原理设计制作的呢？,1把几个导体依次首尾相连接入电路的连接方式叫做 ；把几个导体一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路的连接方式叫做 2串联电路的基本特点：串联电路中各处的 相等；串联电路的总电压等于各部分电路 ；串联电路中的总电阻等于各部分电路 ,并联,电流,电压之和,电阻之和,串联,3并联电路的基本特点：并联电路的总电流等于各支路 ，并联电路的总电压与支路电压 并联电路总电阻的 等于各支路电阻的 之和 4电流表G的电阻Rg叫做 指针偏转到最大刻度时的 叫做满偏电流电流表G
2、通过满偏电流时，加在它两端的 叫做满偏电压，由欧姆定律可知， . 5下图是某一电流表G的刻度盘使用时指针指着某一电流表刻度，表示通过 为某一数值，而且也意味着表头的两接线柱之间具有 ，因此，电流表G实际上也是一个小量程的 ,相等,电流之和,倒数,电流表的内阻,电流Ig,电压Ug,UgIgRg,电流表的电流,一定大小的电压,电压表,倒数,(1)串联电路：把导体一个接一个依次连接起来，就组成串联电路(如下图),(2)串联电路的特点： 串联电路中各处的电流强度相等 II1I2I3 串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和 UU1U2U3,(3)串联电路重要性质： 串联电路的总电阻： 串联电路的总电
3、阻，等于各个导体电阻之和 RR1R2R3Rn 串联电路的电压分配： 串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比,(1)并联电路：把几个导体并列地连接起来，就构成了并联电路(如下图),(2)并联电路的基本特点： 电路中各支路两端的电压相等 UU1U2U3Un 电路中总电流强度等于各支路的电流强度之和 II1I2I3In,(3)并联电路的重要性质： 并联电路的总电阻： 并联电路的总电阻的倒数，等于各个导体的电阻倒数之和 并联电路电流的分配： 并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比 IRI1R1I2R2InRn,特别提醒： (1)在电路电压超过用电器额定电压时，可以串接一个分压电阻；在电路中
4、电流超过某元件的额定电流时，可并联一个分流电阻 (2)串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，计算等效电阻时，首先要分清串并联关系,试证明： (1)n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之一； (2)若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻 答案：(1)设R1R2RnR,(2)设有R1、R2，Rn，n个电阻并联，先考虑R1、R2的并联值R12. 依次类推，当n个电阻并联时，其总电阻应小于任何一个电阻，即并联电路的总电阻小于其中最小的电阻.,(1)小量程电流表G(表头) 主要部分：永久磁铁和可转动的线圈 工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流强度
5、成正比 表头三个主要参数： a内阻Rg：小量程电流表G的电阻 b满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流 c满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压，由欧姆定律可知：UgIgRg,(2)电表的改装,特别提醒： 电表的改装没有改变表头G的满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg，即改装后电表达到满量程时，表头的电流、电压仍为Ig、Ug，电阻Rg也没变，只是表头与分压电阻总的电压、表头与分流电阻总的电流比表头的电压、电流变大了,(3)需要注意的几个问题 选用电流表、电压表时，应考虑所测电流、电压的最大值不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器在实验电路中测量电流、电压时，
6、电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小，以减少误差 电流表并联电阻R 后，内阻很小，串联在电路中时，可作短路处理；电压表串联电阻RRg(n1)后，内阻很大，当电压表并联在电路中时，可看成断路，这两种情况均可看成电表对电路无影响，即把电表视为理想的电表,当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即表的内阻不能忽略时)，电流表看成一个小电阻，其示数为流过此电阻的电流，电压表看成一个大电阻，其示数为此电阻两端的电压 电流表A与电压表V的读数为满刻度的2/3左右时，读数较准确,若电压表、电流表使用不当可造成哪些后果？ 答案：(1)电压表、电流表当所测电压或电流超量程时极容易损坏电表 (2)如果错误地将电压表
7、串联在电路中，将使原电路的电阻大大增加，几乎可使电流减小到零，无法测量待测电路的电压 (3)如果错误地将电流表并联在待测电路中的两端，由于电流表内阻很小，将使电路的电阻大大减小，且大部分电流会通过电流表，极易损坏电流表.,(1)伏安法测电阻原理 欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R 可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻 (2)电流表接法对测量结果的影响 电流表外接法：如图1所示，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，正如上一节描绘小灯泡的伏安特性曲线中电流表就采用了这
8、种接法,电流表内接法：如图2所示，由于电流表的分压，导致电压U的测量值偏大由R 得R测R真，R越大，电流表的分压越小，误差就会越小因此这种方法适用于测量大电阻,误区1：在求两个电阻R1、R2并联后的总电阻时我们一般都直接用R12 来求如果求三个电阻 R1、R2、R3并联后的总电阻，可以用R123 点拨：不可以R1、R2并联电阻R12 是由并联电路总电阻与分电阻的关系 推导出来的，而由 不能推导出R123,误区2：对伏安法测电阻的认识不到位，不会选择合理接法 点拨：选择内、外接的常用方法 (1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计，当RxRA时，采用内接法，当RxRV时，采用外接
9、法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”,(2)公式计算法： 当Rx 时，用内接法， 当Rx 时，用外接法， 当Rx 时，两种接法效果相同,(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接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,如图所示的两个串联电阻R112k，R236k，A、B两端的电压保持15V不变，那么 (1)R1、R2两端的电压分别是多少？ (2)如果电压表V的内阻是12k， 当S分别
10、与C、D接触时电压表的 读数分别是多少？,解析：(1)根据串联电路的电压特点知UR，所以 U1 U 15V3.75V U2 U 15V11.25V.,(2)当S与C接触时，电压表与R1并联，测并联支路电压，并联电阻R并 同理，当S与D接触时R并 答案：(1)3.75V,12.25V (2),点评：利用串联电路的电压和电阻成正比，求电阻上的电压或电压表的示数 对非理想电压表应视为电路中的电阻处理,(1)在上题中，若电压表内阻无限大，S接C和D时电压表的读数分别是多少？ (2)在上题中，若把电压表换成电流表，且内阻不计，S接C和D时电流表的读数分别是多少？ 答案：(1)3.75V 11.25V (
11、2) mA 1.25mA,某电流表内阻Rg为200，满偏电流Ig为2mA，如下图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求在下图甲、乙两种情况下，R1和R2各为多少？,解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得 按图乙接法，量程为1A时，R2和Rg串联后与R1并联；量程为0.1A时，R1和R2串联后与Rg并联，分别得： Ig(RgR2)(1Ig)R1 IgRg(0.1Ig)(R1R2) 解得：R10.41，R23.67,点评：通过本例可以学到改装成两个量程的电流表的两种方法，其中乙图接法比甲图接法好，虽图甲接法中各分流电阻独立，便于计算和调查，但万一开关S接触不良，没有
12、接通，或测量时交换量程的过程中，电流全部流经表头，将把表头烧坏,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100A，内阻是1 000.电阻 R10.1，R299k，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？,答案：(1)电流表，1A (2)电压表，10V 解析：当开关合到a、b上时，电路转换成图甲所示的电路，此时小电阻R1与电流表G并联，R1起分流作用，可作为大量程电流表使用根据并联电路的特点有：(IIg)R1IgRg.电流表量程为,当开关合到c、d上时，电路变成图乙所示的电路，此时大电阻R2与
13、电流表G串联，R2起分压作用，所以电流表G已改装成电压表，根据串联电路的特点，电压表量程为： UIg(RgR2)0.0001(100099000)V10V.,用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值如图所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路接到电路中，按照(a)图时，电流表示数4.60mA，电压表示数2.50V；按照(b)图时，电流表示数为5.00mA，电压表示数为2.30V，比较这两次结果，正确的是 ( ),A电阻的真实值更接近543，且大于543 B电阻的真实值更接近543，且小于543 C电阻的真实值更接近460，且大于460 D电阻的真实值更接近460，且小于460,解析：比较(a)、(b
14、)两图的电压读数，可知U0.20V，则 0.08；电流变化I0.40mA，则 0.087，可见 ，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响，比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，Rx 543，此法测量值偏大，因此选项B正确 答案：B,点评：(1)伏安法测电阻时，无论电流表内接还是外接都会产生误差 (2)试触法中两表示数变化是否明显，不能比较两表示数的绝对变化量U、I，应比较相对变化量，即各自的变化量相对于原来数值的比值大小，也就是比较 与 的大小关系,用伏安法测电阻，可接成如图所示的两个电路当用(a)图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为5V、0.6A；用(b)图的电路测量时，电压
15、表和电流表的示数分别为4.6V、0.8A.电源两端的电压不变，则被测电阻的准确值为多少？ 答案：7.83,解析：在(a)图中，电压为Ua5V. 在(b)图中，UAUaUb0.4V. 电流表中的电流为 IA0.8A. 而RA 0.5. 所以R RA 7.83.,如右图所示，R12，R23，滑动变阻器最大值R35，则当滑动触头从a滑到b的过程中，安培表示数变化情况如何？ 解析：设P、a间电阻为Ra， 则混联电路总电阻：,上式中分子里两个因式之和为定值，则 当2Ra8Ra Ra3时 Rmax2.5 IminU/Rmax2.52A 当Ra0时，R1.6 I1U/R3.94A Ra5时，R2.1 I2U
16、/R3A 故当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，安培表示数变化：从3.94A减小到2.52A再增大到3A. 点评：本题切忌不加计算讨论分析，而简单地认为当变阻器的滑动触头在中点时，总电阻最大，事实上两支路的电阻相差最多时(本题中触头在a端时)，总电阻最小；两支路的电阻相差最少时，总电阻最大,如图所示，A、B间电压恒定，三只灯泡亮度相同，则下列判断正确的是(设它们的电阻分别为R1、R2、R3) ( ),AR1R2R3 BR1R3R2 CP向下滑时，L1和L3变亮，L2变暗 DP向下滑动一段后，L3最亮，L2最暗 答案：BCD 解析：根据串并联电路的特点，比较各灯泡两端的电压可判.,如图所示，一
17、个盒子内装有导线和三个不同阻值的电阻组成电路，三个电阻的阻值分别为R12，R23，R35，电路有四个接线柱引出盒外，顺时针数分别为1、2、3、4.测量知1、2间电阻是0；1、3间电阻是5；1、4间电阻是7；2、3间电阻是5；2、4间电阻是7；3、4间电阻是8，试画出盒内电阻的连接图,解析：因1、2间电阻为零，可先用导线接，1、4间电阻是7，应为R1、R3串联；3、4间电阻是8，1、3间电阻是5可判断出1、3间R1、R2串联，3、4间R3、R2串联，画出电路如图所示，即为盒内的电阻连接图,点评：根据已知条件分析出电路图，然后再进行验证，若不合适，应再修改,楼梯的照明灯L，可用楼上、楼下两个电键S1、S2控制，拨动S1、S2中的任何一个都可使灯L点亮或灭掉，请画出满足上述要求的电路图 答案：电路图如图所示：,