高中物理2-4 串联电路和并联电路课件 新人教版选修3-1

高中物理新人教版选修３-１系列课件第二章《恒定电流》第四节《串联电路和并联电路》教学目标•（一）知识与技能•1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。•2、掌握电组的串并联的计算。•3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。•4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。•5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。•（二）过程与方法•知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。•（三）情感、态度与价值观•通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。•★教学重点•熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。•★教学难点•表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。•★教学方法•自学引导、讲授法•★教学用具•投影片、多媒体辅助教学设备一、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?I0=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01231.串联电路:I0=I1+I2+I3+…0123U=U1+U2+U3三、电压特点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.串联电路:U=U1=U2=U3并联电路的总电压与各支路的电压相等UR1R2R3UU1U2U30123R1R2R310串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和三、电阻特点1.串联电路:12UUU12UUUIII1212UUUIII12RRR讨论：多个电阻串联呢？12nRRRRR1R2UU1U2I1.串联电路:12nRRRR2.并联电路:UR2R1II1I212III12IIIUUU1212IIIUUU12111RRR讨论：多个电阻并联呢？121111nRRRR并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和三、电阻特点串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和1.串联电路:12nRRRR2.并联电路:121111nRRRR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=？)三、电阻特点四、串并联电路特点1.串联电路12nRRRR121111nRRRR2.并联电路12nIIII12nUUUU12nIIII12nUUUU如图所示电路,当ab两端接入100V电压时,cd两端为20V,当cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3为()A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不对R1R1R2R3R3abcdAR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V如图所示电路中,R1=20Ω,R2=40Ω,R3=60Ω,R4=20Ω,R5=40Ω,则下列说法正确的是()A.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=84VB.若UAB=140V,C、D端开路,则UCD=140VC.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R1的电流为0.6AD.若UCD=104V,A、B端短路,则通过R3的电流为0.4AR1R4R3R2R5ABCDACDR1R4R3R2R5ABCD有四盏灯，接入如图的电路中,Ｌ1和Ｌ2的电阻均为484Ω,Ｌ3和Ｌ4的电阻均为1210Ω,把电路接通后,四盏灯的电流之比I1:I2:I3:I4=.L1UL2L3L47:5:2:7gggUIR2.三个主要参数①内阻:电流计内阻Rg②量程：满偏电流Ig③满偏电压Ug3.电路图符号：G五、电流计(表头)1、作用：测量微小电流和电压0123mA六、电压表例1:有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。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？IgRgRVU在表头串联一个阻值较大的电阻R串=2.97X103ΩRv=3.0KΩUgURU六、电压表IgRgRVU在表头串联一个阻值较大的电阻UgURUgggIRIURggRIUgRnR)1(ggRUU)1(例2.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。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？UIRgIgIRRAUI七、电流表在表头上并联一个阻值较小的电阻R并=0.050ΩRA=0.050ΩUIRgIgIRRAUI七、电流表在表头上并联一个阻值较小的电阻RIIRIggg)(gggRIIIR1nRRg1）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小结gRnR)1(1nRRg八、电流表和电压表的读数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…一平行板电容器C,极板是水平放置的,它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路,今有一质量为m的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动,要想使液滴上升可采用的办法是()A.增大R1B.增大R2C.增大R3D.减小R2R1R2R3CCD如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路,A、B为分压器的滑片放在变阻器的中央,下列判断哪些正确()A.空载时输出电压为UAB=UCD/2B.当接上负载R时,输出电压UABUCD/2C.负载R越大,UAB越接近UCD/2D.负载R越小,UAB越接近UCD/2CAPBDABCCAPBDCAPBDR/2R/2九、限流和分压电路的选取1.限流式EsRABPRx图中变阻器起限流作用，求待测电阻Rx的电压可调范围EERRRxx~限流式电路的特点:1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.2.电能损耗较小.2.分压式图中变阻器起分压作用，求待测电阻Rx的电压可调范围E~0分压式电路的特点:1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.但电路结构较为复杂.2.电能损耗较大.EsPRxRAB九、限流和分压电路的选取限流式分压式可调范围变阻器电能损耗九、限流和分压电路的选取EERRRxx~E~0较大阻值较小阻值较小较大R＞10Rx，应选择限流式电路R＜10Rx，应选择分压式电路若实验要求电压从零开始变化，应选择分压式电路如无此要求，即有一满偏电流Ig=5mA,内阻Rg=400Ω的电流表G,若把它改装成量程为10V的电压表,应一个Ω的分压电阻,该电压表的内阻为Ω;若把它改装成量程为3A的电流表,应联一个Ω的分流电阻,该电流表的内阻为Ω串并160020000.6680.667一量程为100μA的电流表,内阻为100Ω,表盘刻度均匀,现串联一个9900Ω的电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是V,用它来测量电压时,表盘指针位置如图所示,此时电压表的读数大小为V10.80501001Ｖ0.5Ｖ十、电阻的测量用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，IUR伏安法伏安法测电阻的两种电路电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AVRAVR因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差．十、电阻的测量伏安法测电阻的误差分析电流表外接法电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻.RAUURVRAIIIIAVIUR测说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小．所以该电路适合测量小电阻，即VRRRRIUR真AVR十、电阻的测量伏安法测电阻的误差分析电流表内接法RARVURUURAIIAVIUR测电压表示数电流表示数测量值偏大,适于测量大阻值电阻.说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小．所以该电路适合测量大电阻，即ARRAVRRRIUR真十、电阻的测量电阻的测量外接法内接法误差来源测量结果测量条件伏特表的分流电流表的分压R真＞R测R真＜R测RRARRV伏安法测电阻伏安法测电阻电路选择若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则当xVAxRRRR时，选用电流表内接法．xVAxRRRR时，选用电流表外接法．当十、电阻的测量AVxRRR用外接法．即AVxRRR用内接法．用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx：范围在5—8Ω，额定功率1WB.电流表A1：量程0—0.6A（内阻0.2Ω）C.电流表A2：量程0—3A（内阻0.05Ω）D.电压表V1：量程0—0.6A（内阻3KΩ）E.电流表V1：量程0—0.6A（内阻15Ω）F.滑动变阻器R：0—100ΩG.蓄电池：电动势12VH.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选，电压表应选，并画出电路图。由Ω＜Rx知，应选外接法5.24VARR先确定测量电路ARPx51额定电流Im=≈0.45A，应选电流表A1VPRx8额定电压Um=≈2.8V，应选电压表V1由R=100Ω＞10Rx知，应选择限流式电路再确定控制电路其电路图如图所示。分析：A.0~10VB.0~20VC.10~20VD.20~30V在图中,AB间的电压为30V,改变滑动变阻器触头的位置,可以改变CD间的电压,UCD的变化范围是()RVRRABCDC如图所示R1=6Ω,R2=3ΩR3=4Ω,A、B两点电压UAB=12V,C1、C2的电容分别为2μF和1μF,则它们带电荷量分别为和.1.44X10-5CR1R2R3C2C2AB4.8X10-6CA.保持R2不变,增大R1B.增大R1,减小R2C.保持R2不变,减小R1D.增大R2,减小R1如图所示，电流表G的内阻不可忽略不计，R1、R2是两个可变电阻，当a、b间的电压为4V时，电流表的指针G刚好满偏，当a、b间的电压为3V时，如果仍要使电流表G的指针满偏，下列方法中可行的是()ABR1R2aGb四个电阻R1、R2、R3、R4如图所示连接,若R1=R2=R3=R4=2Ω,且R1两端的电压为4V,求:(1)电路的总电阻.(2)电阻R2两端的电压R总=1.2ΩR1R2abR3R4cdR1R3R2R4abcdU2=6VA.两只电表的指针偏转角相同B.两只电表的指针都不偏转C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时()CAVs如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500Ω,那么待测电阻R的测量值比真实值,测量值为,真实值为.小100Ω125ΩAVRcd一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA