高二物理同步课件：2.4《串联电路和并联电路》（新人教版选修3-1）

第二章　恒定电流第4节　串联电路和并联电路\n课前导读\n1．串联电路各处的电流________，并联电路的总电流等于________．2．串联电路两端的总电压等于________，并联电路的总电压与各支路电压________．3．串联电路的总电阻等于________，并联电路总电阻的倒数________．4．小量程的电流表G要改装成量程较大的电压表时需__________联一个电阻，要改装成量程较大的电流表时需________联一个电阻．电流表G的电阻Rg叫电流表的________，指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做________，此时加在它两端的电压Ug叫做________．由欧姆定律可知Ug＝________.\n答案：1．相等　各支路电流之和2．各部分电路电压之和　相等3．各部分电路电阻之和　等于各支路电阻的倒数之和4．串　并　内阻　满偏电流　满偏电压IgRg\n知识解惑\n\n3．串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，电阻R的作用效果与R1、R2串联使用或并联使用时对电路的效果相同，即在相同的电压下，有相同的电流，若时间再相等，应产生相同的热量．关于电阻并联的总电阻的公式，应注意以下几个方面：(1)几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；(2)若几个不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的一个电阻；(3)当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻接近于小电阻；(4)若并联的支路增多时，总电阻将减小；(5)若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大．\n电阻R1的阻值为6Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝2∶3，则R2的阻值和总电阻的阻值分别是()A．4Ω2.4ΩB．4Ω3.6ΩC．9Ω3.6ΩD．9Ω4.5Ω答案：A\n变式迁移\n解析：连接后的等效电路如下图所示．(1)由于4个电阻的对称性，A和B两点的电势应该相等，因此，用一根导线把A和B两点连接起来，没有电流通过这根导线，仍然可以用题目中图来分析电路．(2)通过每个电阻的电流不发生变化，均可用U/2R表示，其中U表示电源两端的电压，不考虑线路电阻，以下同．(3)从电池流出的电流不发生变化，均可用U/R表示．(4)每个电阻两端的电压不发生变化，均可用U/2表示．\n二、电表的改装1．小量程电流表G(表头)(1)主要部分：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，指针的偏角与通过指针的电流成正比．(3)表头三个主要参数：①内阻Rg：小量程电流表G的电阻．②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．③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：Ug＝IgRg.\n2．电流表G改装成电压表电流表改装成电压表的原理：将电流表的示数根据欧姆定律Ug＝IgRg换算成电压值，可直接用于测电压，只是量程Ug很小．如果给小量程电流表串联一个分压电阻，就可以用来量度较大的电压．因此电压表就是一个串联了分压电阻的电流表，如右图所示．\n3．电流表G改装成大量程电流表(1)电流表改装的原理：给小量程电流表并联一个分流电阻，就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程，如右图所示．(2)分流电阻的计算：\n4．理想电压表和理想电流表由改装后电压表的分压电阻R＝(n－1)Rg，可知电压表量程越大，其分压电阻越大，电压表内阻RV越大．通常不做特别说明，都\n知，电流表的量程越大，其分流电阻越小，电流表的内阻越小．通常不做特别说明，都认为电流表的内阻为零．这就是我们通常所讲的理想电压表和理想电流表．画等效电路时，把电流表视为短路，而把电压表视为断路．\n如右图所示为一双量程电压表的示意图，已知电流表G的量程为0～100μA，内阻为600Ω，则图中串联的分压电阻R1＝________Ω，R2＝________Ω.答案：4.94×104105\n变式迁移2．一个电流表的电阻RA为0.18Ω，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度．现将其最大量程扩大为100A，需________联一个________Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示________A；新的电流表的内阻为________Ω.答案：并0.0210.018\n三、滑动变阻器的两种接法1．滑动变阻器的两种接法(1)限流电路如右图所示，其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流．移动滑动变阻器的滑动片P可以改变连入电路中的阻值，从而控制负载R中的电流大小．右图中滑动触头滑至B端时，连入电路中的电阻值为最大值，此时电流最小，因此，在一些具体电路中，在闭合电键前，应使P移至B端．\n(2)分压电路如右图所示，其中滑动变阻器的作用是来调节负载R上的电压．由电路分析可知，连接方式为AP间的电阻与R并联，然后与PB间的电阻串联，因此当滑动触头由A向B移动时，加在R上的电压渐渐增大，所以，在一些具体电路中，在闭合电键之前，应使P移至A端，此时R上的电压为零．\n2．两种接法的选择通常变阻器以限流接法为主，但在下列三种情况下，必须选择分压连接方式．(1)题目所提供的实验仪器最大允许电流、电压不够．(2)变阻器电阻远小于被测电阻或电路中串联的其他电阻阻值．在变阻器电阻远小于被测电阻时，采用限流式接法，即使变阻器从一端滑至另一端，电路中电流变化仍极小，此时应用分压接法．(3)要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化，应采用分压接法．\n注意：①限流式接法电压调节范围较小，而分压式接法电压调节范围较大．②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．③在限流电路中，一般变阻器上、下各有一个接线柱接入电路；分压电路中变阻器上电阻丝两端的接线柱同时接入电路，而金属杆两端的接线柱只能有一个接入电路．\n滑动变阻器的限流接法，如右图所示，试讨论R上的电流和电压的调节范围．\n变式迁移3.滑动变阻器的分压接法，如右图所示，试分析R上的电流和电压调节范围．\n2．电流表内接法\n如右图所示即为电流表的内接法，设电压表和电流表的内阻分别为RV和RA.(1)R测＝RA＋Rx＞Rx，测量值大于真实值．(2)因为电流表内阻的分压作用引起系统误差，要减小系统误差，应满足Rx≫RA.3．电流表外接法\n(2)因为电压表内阻的分流作用引起系统误差，要减小系统误差．应满足Rx≪RV.4．伏安法测电阻时，电表的接法要视待测电阻Rx与RA和RV的阻值关系来定．一般地说，当Rx≫RA时，应采取内接法；当Rx≪RV，应采取外接法．对用伏安法测电阻电路的选择及误差可总结为：“大内偏大，小外偏小．”即大电阻采取内接法，比真实值偏大，小电阻采取外接法，比真实值偏小．J\n下图画出了用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图．图中电压表的内阻为1kΩ，电流表内阻为0.1Ω，被测导体R的真实电阻为87.4Ω.测量时，把电压表读数和电流表读数的比值作为电阻的测量值．如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是什么？你能从中得到什么结论？\n在乙电路中，流过电阻R的电流是准确的，但电压表的读数大于R两端的电压，测量值实际上是R与RA的和．R测＝R＋RA＝87.4Ω＋0.1Ω＝87.5Ω.由于电压表和电流表内阻的影响，使两种接法中均存在系统误差，甲图中测量值小于真实值，乙图中测量值大于真实值，但相比较而言，乙图接法的测量误差较小．\n变式迁移4．用经过校准的三只不同量程的电压表分别测量如右图电路中R2两端的电压，测得的结果分别为4.1V、4.3V、4.8V，三个测量值中最接近R2两端实际电压的应是()A．4.8VB．4.3VC．4.1VD．4.1V和4.8V之间中的某一值\n解析：由题意可知，本题中必须考虑电压表的内阻，电压表的示数实际上是该电压表内阻与R2并联之后的电阻两端的电压，由并联电阻的特点可知，这个电阻的阻值小于并联前其中任何一个电阻的阻值，所以三次测量示数的最大值最接近R2两端的实际电压，本题选项A正确．答案：A\n知能演练\n基础巩固1．下列说法正确的是()A．一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零B．并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻C．在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小D．电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大\n答案：ABC\n2．将分压电阻串联在电流表上，改装成电压表，下列说法中正确的是()A．接上分压电阻后，增大了原电流表的满偏电压B．接上分压电阻后，电压按一定比例分别降在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压不变C．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到n倍D．通电时，电流表和分压电阻通过的电流一定相等解析：本题考查的是电流表的改装问题．电流表改装成电压表后，电压按一定比例分别降在电流表和分压电阻上，电流表的满偏电压并不改变，并且电流表和分压电阻是串联关系，通过的电流一定相等，故A错，B、D正确．如分压电阻是表头内阻的n倍，则电压表量程扩大到(n＋1)倍，故C错．答案：BD\n能力提升7．伏安法测电阻的接法有如下图中甲、乙两种，下列说法正确的是()A．两种接法完全等效B．按甲图接法，测得值偏小C．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小D．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小C\n8．有一只电压表它的内阻是100Ω，量程是0.2V．现要改装成量程10A的电流表，电压表上应()A．并联0.002ΩB．并联0.02Ω的电阻C．并联50ΩD．串联4900Ω的电阻B\n祝您学业有成\n励志名言形成天才的决定因素应该是勤奋\n安全小贴上课间活动注意安全