2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第11章电路及其应用11.4串联电路和并联电路(11)课件

串联电路和并联电路\n一、认识电路1.什么是电路的串联?把几个导体元件依次首尾相连的方式把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式.2.什么是电路的并联?\nI0=I1=I2=I3串联电路各处的电流相同2.并联电路：并联电路的总电流等于各支路的电流之和二、电流特点1.串联电路：I0=I1+I2+I3+…01230231\nU03=U01+U12+U23③结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和三、电压特点1.串联电路:①各点的电势与各点之间的电势差有什么关系?②比较电压关系?电势最高电势最低U01=φ0—φ1U12=φ1—φ2U23=φ2—φ3U01+U12+U23=（φ0—φ1）+（φ1—φ2）+（φ2—φ3）=φ0—φ3=U03\nU=U14=U25=U36并联电路的总电压与各支路的电压相等1.串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和2.并联电路:①比较0、1、2、3点的电势关系?②比较4、5、6点的电势关系?③比较电压关系?φ0=φ1=φ2=φ3φ4=φ5=φ60123U456三、电压特点\n串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和1.串联电路:讨论：多个电阻串联呢？UU1U2IR1R2四、电阻特点\n四、电阻特点1.串联电路:2.并联电路:讨论：多个电阻并联呢？并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和UR2R1II1I2\n1.串联电路:2.并联电路:讨论：②n个相同电阻(R1)串联或并联,其总电阻R=？③不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关系？④不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系？⑤并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？⑥混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？①R1和R2并联后R=？(若R1远大于R2,R=？)四、电阻特点\n四、电阻特点1.串联电路:2.并联电路:讨论：R>RnRn增大R增大(2)n个相同的电阻R并联R总＝R/n(3)R<Rn(4)Rn增大R增大(1)R1和R2并联后R=R1R2/(R1+R2)不管电路连接方式如何,只要有一个电阻增大,总电阻就增大3.混联电路\n电路内容串联电路并联电路电路图电流关系电路各处电流______总电流等于各支路电流之___电压关系总电压等于各部分电路电压之____总电压_____各支路电压电阻关系总电阻______各部分电路电阻之和总电阻的倒数______各支路电阻的倒数之和相等和和等于等于等于串、并联电路的特点R2R1R3R1R2R3I＝I1＝I2＝I3I＝I1＋I2＋I3U＝U1＋U2＋U3U＝U1＝U2＝U3R＝R1＋R2＋R3\n探究1：串联电路中电压分配与电阻的关系R1R2II1I2UR2R1U1U2UI探究2：并联电路中电流分配与电阻的关系\n②n个相同电阻(R1)串联或并联,其总电阻R=？③不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关系?④不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系?⑤并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变?⑥混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？①R1和R2并联后R=？(若R1远大于R2,R=？)探究3：根据串、并联电路中电阻的关系讨论下列问题\n（1）电流计G——小量程的电流表俗称表头G（2）电流计的三个基本数据：满偏电流Ig表头内阻Rg满偏电压Ug三者满足关系：Ug=IgRg（3）可测小电流和小电压二、电压表和电流表URI1、电流计\nUgURUGRg例1：电流表G的内阻为Rg＝10Ω,满偏电流为Ig=3mA,要把它改装成量程为U=3V的伏特表,应该怎么办？问题1：能让3V的电压全部加在表头吗？怎么办？问题2：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？问题3：要串联的电阻上分担多少电压？需要多大的电阻分压？RUVRV0123A2、把电流表改装成电压表\n问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？问题4：改装后的电压表内阻RV是多大？（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）问题6：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？0123mA0123V\n1.原理：串联分压2.方法：串联电阻3.再将表盘对应示数改装总结：把电流表改装成电压表UIgVURgRUgURIgG0123mA0123V\n问题1：能让0.6A的电流全部通过表头吗？怎么办？IRR=?GRgIgAIRA例2、有一个电流表G,内阻为Rg＝25Ω,满偏电流为Ig=3mA,要把它改装成量程为I=0.6A的安培表,应该怎么办？I并联小电阻0123A00.20.40.6问题2：当被测电流是0.6A时,应该让指针指在哪里？表头里应该流过多少电流？并联小电阻指针指在满刻度处,表头中流过电流为3mA\nIR=0.6-0.003=0.597A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：改装后的安培表内阻RA是多大？IRR=?GRgIgIAIRA\n00.20.40.6A0123mA（1）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+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）问题6：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？问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？\n1.原理：并联分流2.方法：并联电阻3.再将表盘对应示数改装UgAIUgIIgIRRRgG00.20.40.6A0123mA总结：把小量程的电流表改装成大量程的电流表\n1）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：课堂小结\n读数时应使视线垂直于刻度表面,并要估读.具体估读方法如下：(1)量程为3V和3A的电压表和电流表,其最小分度为0.1V和0.1A,读数要估读到最小分度的十分之一.(2)量程为0.6A的电流表,其最小分度为0.02A,读数要估读到最小分度的,即不足半格的略去,超过半格的要按半格读出,因此最后读数如果以安培为单位,小数点后面有两位,尾数可能为0、1、2、3…(3)量程为15V的电压表,其最小分度为0.5V,读数要估读到最小分度的,因此最后读数如果以伏特为单位,小数点后面只有一位,尾数为0、1、2、3、4…探究：安培表和伏特表的读数\n1、串联电路的电压及功率分配（1）由U=IR串联电路的电压分配与阻值成正比（2）由P=IU串联电路的功率分配与阻值成正比2、并联电路的电流及功率分配（1）由I=U/R并联电路的电流分配与阻值成反比（2）由P=U2/R并联电路的功率分配与阻值成反比探究5：根据串、并联电路基本特点分析电压、电流及其功率分配关系R1R2II1I2UR2R1U1U2UI\n电路图UIgVUgAIURgRUgURIgGUgIIgIRRRgG\n串并联电路特点1.串联电路2.并联电路\n类型一、串、并联电路基本规律的应用例1、两个用电器的额定电压都是6V,额定电流分别是I1＝0.1A和I2＝0.3A.(1)把这两个用电器并联后接在电压为8V的电路中,要使它们正常工作,应附加多大的电阻？功率至少需多大？(2)如果把它们串联后接在12V的电路上,要使它们正常工作应该接多大的电阻？功率至少为多大？\n思路点拨：(1)两个用电器的额定电压都是6V,并联后接入6V的电路上就能正常工作；而今电路的电压是8V,大于6V,故应串联一个分压电阻Rx,使其分担2V的电压．(2)两个电阻不能简单地串联,因串联后两个用电器的分压不同,不能均分12V的电压．\n\n【答案】(1)5Ω0.8W(2)30Ω1.2W\n题后反思：用电器正常工作的条件是,加在它们两端的电压必须是额定电压,或通过它们的电流必须是额定电流,若电源电压不满足要求,就要用学过的串并联知识进行电路整合．\n变式训练1如图所示电路中有三个电阻,已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6,则电路工作时,电压U1∶U2为()A．1∶6B．1∶9C．1∶3D．1∶2答案：D\n例2、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100μA,内阻是1000Ω.电阻R1＝0.1Ω,R2＝99kΩ,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？类型二、电表的改装\n精讲精析：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．\n答案：见精讲精析\n规律总结：理解电表改装的原理,并根据串、并联电路的特点进行计算是解这类题的关键．\n变式训练2、将一个电阻为60Ω,满偏电流为500μA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3V和15V,试求R1和R2的阻值．\n答案：5940Ω24000Ω\n例3、用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如图所示,分别将图甲和图乙两种测量电路连接到电路中,按照甲图时,电流表示数4.60mA,电压表示数2.50V；按照乙图时,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()类型三、伏安法测电阻电路的分析A．电阻的真实值更接近543Ω,且大于543ΩB．电阻的真实值更接近543Ω,且小于543ΩC．电阻的真实值更接近460Ω,且大于460ΩD．电阻的真实值更接近460Ω,且小于460Ω\n答案：B\n\n变式训练3：如图所示,用伏安法测电阻R,按图中甲图测得的结果为R1,按乙图测得为R2,若电阻的真实值为R,则()A．R1>R>R2B．R1<R<R2C．R>R1,R>R2D．R1＝R＝R2解析：选A.用内接法测电阻有R1>R,用外接法测电阻有R2<R,所以R1>R>R2,选项A正确．A\n例4、如图所示,滑动变阻器R1的最大值是200Ω,R2＝R3＝300Ω,A、B两端电压UAB＝8V.(1)当开关S断开时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围是多少？(2)当S闭合时,移动滑动片P,R2两端可获得的电压变化范围又是多少？类型四、滑动变阻器的连接\n思路点拨：先认清电键S断开、闭合时的滑动变阻器的接法,再根据串并联关系结合滑片位置计算R2获得的电压范围．\n\n答案：(1)4.8V～8V(2)3.43V～8V\n名师归纳：(1)滑动变阻器接入电路时,金属杆的两个端点不能同时接入电路,否则电流由金属杆流过而短路．(2)限流接法电压调节范围较小,而分压式接法电压调节范围较大,在具体应用中要根据题目要求合理选择．\n变式训练4、如图所示,R1＝7Ω,R2＝3Ω,可变电阻器R3的最大阻值为6Ω,求AB两端的电阻值的范围．答案：7Ω≤R≤9Ω\n1.如图,已知R2＝100Ω,R4＝100Ω,UAC＝150V,UBD＝70V,则UAE＝V.小试牛刀ABCDER1R2R3R4220\n2.如图,AB两端接入100V时,CD两端为20V；当CD两端接入100V时,AB两端为50V,则R1：R2：R3之比为.R1R1R2R3R3ABCD4：2：1小试牛刀\n3.如图所示,电压表和电流表的读数分别是U=10V和I=0.1A,那么待测电阻Rx的测量值(U/I)比真实值,真实值为Ω.（电流表的内阻为0.2Ω）RxAV大99.8小试牛刀