第4节串联电路和并联电路共三节课

串联电路和并联电路第一节掌握两种常用的基本电路，即串联电路和并联电路，并弄清它们的连接特点和电流特点。1、电路的基本组成：2、几种常见电路元件的符号电灯电池组开关复习电源、用电器、导线、开关电池电阻滑动变阻器电容器串联电路图连接要点：在串联电路中，电流从电源的正极出发，依次经过开关、灯泡，最后接到电源的负极。实物图：电路图：串联电路的性质[思考]串联电路的电流：分析原因：串联电路的电压：分析原因：串联电路的电阻：分析原因：思考：N个相同的电阻R串联，电压及总电阻的特点？串联电路的总电功率（原因：能量守恒）：I总=I1=I2=13=、、、U总=U1+U2+U3+、、、R总=R1+R2+R3+、、、P总=P1+P2+P3+、、、电路中，电荷不累积，流入等于流出沿着电流，电阻上的电势降低12123UUURRRRII串联电路的特点U与R成正比P与R成正比12121212UUUUUIRRRRR21212PPPiRRR====P=I2R则电压在电阻上的分配特点：电功率在电阻上的分配特点：R1R2R3RLRABP典型串联SS1S2L1L2像这样把元件并列地连接起来的电路，——称并联电路。并联电路的定义BA实物图：电路图：并联电路的性质[思考]I总=I1＋I2＋I3＋、、、分析原因：U总=U1=U2=U3=、、、分析原因：R总-1=R1-1+R2-1+R3-1+、、、分析原因：思考：N个相同的电阻R并联，电流及总电阻的特点？并联电路的电功率：P总=P1+P2+P3+、、、若一个电阻值增大，总电阻值怎么变？若增加并联支路，总电阻怎么变？并联电路的电流：并联电路的电压：并联电路的电阻：并联电路的特点I与R成反比P与R成反比电流在电阻上的分配特点：电功率在电阻上的分配特点1122UIRIRIR21122UPRPRPRR1R2R3RLRABP典型并联R0宁安牡丹江发电站随堂验收1.在图2-4-1所示的电路中,通过电阻R1的电流I1是()111112111212....UUAIBIRRUUCIDIRRR答案:BCUU1U2R1R22.如图2-4-2所示电压U不变,R1=3R2,电键S断开时,电流表示数为I1,电键S闭合时,电流表示数为I2,则I1∶I2为()A.3∶1B.1∶3C.2∶3D.1∶4答案:D31）已知电灯的阻值为200Ω,正常工作的最大电流20mA,则要把该电灯接在10V电源上，应该____（并联、串联）一个_______的电阻。2）已知电灯的阻值为200Ω,正常工作的的最大电流20mA,要把该电灯接入0.52A的电路中，应该____（并联、串联）一个_______的电阻。4.如图2-4-3所示的电路中,L1､L2是两个不相同的小灯泡,a､b间有恒定的电压,它们都正常发光.当滑动变阻器的滑动头向右滑动时,发生的现象是()A.L1亮度不变,L2变暗B.L1变暗,L2变亮C.电路消耗的总功率变大D.流过滑动变阻器的电流减小答案:BD5.在如图2-4-5所示的电路中,R1=R3R2=R4,在A､B两端接上电源后,试比较各个电阻内的电流I、电阻上的电压U和消耗的电功率P的大小()A.I1=I2I3I4B.U2U1U4=U3C.P2P1P3P4D.P1P2P3P4答案:BC6、A、B两个灯的额定电压是4V和6V，正常工作的电流是0.2A和0.8A。则1）将两个灯串联接在在10V电压的电路上，怎样保证两个灯都正常工作？2）将两个灯并联在6V的电路上，怎样保证两个灯都正常工作？2.4串联、并联知识应用（一）第二节接线柱金属杆接线柱接线柱接线柱滑动触头ABCCABC滑动变阻器：串并联知识的应用（一）参数：10Ω、2A滑动变阻器的限流式电路限流式电路：变阻器对角接入电路特点：滑动触头离下面接线柱越近，接入电路的电阻越小下面接线柱滑动变阻器的分压式电路分压式电路测量电路对角接；供电电路下面接。特点：滑动触头越靠近测量电路所接的下面接线柱，输出电压就越小。最初要保证U出=0提供电压提供电压分压式电路测量电路对角接；供电电路下面接。特点：滑动触头越靠近测量电路所接的下面接线柱，输出电压就越小。最初要保证U出=0提供电压提供电压滑动变阻器限流式电路分压式电路例一：如图为分压电路，当ab间电压为U时，利用它可以在cd端获得0和U之间的任意电压。说明其中的道理abcd0abcdxUURR滑动触头在b(d)处：UX=0滑动触头在a处：UX=U分压式电路的作用：提供从0连续增大的电压，多测量数据例2：在如图所示电路中，滑动变阻器R的最大值为R0，负载电阻为RL，电路两端所加电压U0保持不变。（1）电键S断开，变阻器触头C移动时，电阻RL两端的电压变化范围是多少？（2）电键S闭合，变阻器触头C移动时，电阻RL两端的电压变化范围是多少？例三：如图滑动变阻器连成分压式电路，总电压恒为10V。将滑动变阻器的长度等分为四分，分界位置为a、b、c。1）滑动变阻器总电阻80欧姆，电阻R1=10欧姆时，滑动触头位于a、b、c三处时，R1上的电压多大？R1上的电压要达到5V以上，滑动触头的位置D大约在距离N端多大的距离范围？MNabcPR1M-----0Va------1vb------1.7vc------3vN-----10VU=5V时，RDN=8.8Ω即距离N端小于十分之一后，输出电压大于5V结论：滑动变阻器总阻值大于R1，输出电压调节不方便。例三：如图滑动变阻器连成分压式电路，总电压恒为10V。将滑动变阻器的长度等分为四分，分界位置为a、b、c。2）滑动变阻器总电阻8欧姆，电阻R1=10欧姆时，滑动触头位于a、b、c三处时，R1上的电压多大？R1上的电压要达到5V以上，滑动触头的位置大约在距离N端多大的距离范围？MNabcPR1总结：分压式电路中，能方便调节输出电压，即输出电压随触头移动均匀大幅增加，应选择滑动变阻器总阻值小于R1的值M---0Va---2.2vb---4.2vc---6.6vN---10V求证一：当滑动变阻器分压式连接时，总阻值随着接入干路的阻值增加而增加，随着接入干路的阻值减少而减少MNPR1R总提示：设滑动变阻器RMN=R0,RMP=RX求证三：滑动变阻器的总电阻为R1，AB间电压恒定，则在滑动触头从最下端到最上端移动中，电流表A上的电流有最小值。求证二：滑动变阻器的电阻RL大于R1的两倍，在滑动触头从最下端到最上端移动中，MN间总电阻有最大值。R1R2pAVMN上述移动过程中，若MN间电压不变，R2上电压怎样变化？A的示数怎样变化？pR1AR2abBA常见电路L1L1L2电流表和电压表学习任务利用串联电路和并联电路的特点，将小量程的电流表（表头）改装成大量程的安培表和电压表。串并联知识的应用（二）第三节参数：满偏电流Ig、满偏电压Ug、电阻RgG电表符号表盘通常表头的满偏电流为几十微安到几毫安，电阻几百欧到几十欧，满偏电压不到一伏电流表的基本参数及原理原理：小量程电流表：俗称表头G通过的电流I与指针转过的角度成正比G15VVV思考：如何用0.6V、3mA、200Ω的电流表，测量0~15V的电压？方法：改成电压表，串联大电阻分压原理：通过表头的电流与电路两端的电压成正比，可以将电流值改为电压值g0()GGUIRRUI即一：将电流表改装成大量程电压表（伏特表）510150G15VR=(Um/Ig－Rg)=4800Ω(1)=-1XgggURRNRU（）放大倍数法:串联分压原理=ggRUNUR总情景：当达到两端总电压达量程U=15V时，流过表头的电流达到Ig=3mA，电压达0.6V改装电压表的计算方法欧姆定律法m0()ggUIRR电压表特点：1、内阻很大、电流极小2、有电流才有示数3、理想化电压表内阻无穷大，电流为零，视为断路4、非理想电压表是能显示自己电压的电阻学生电压表3V、15V两个量程思考：15V量程时内阻R1，是3V量程内阻R2的几倍？说明理由？G15V30v思考：用3mA,200Ω的表头，改装成15V和30V两个量程的电压表，如何设计？ABC量程为15V，应该______联______电阻量程为30V，应该______联______电阻两个量程的内部电路应该怎么设计？I=3AGIg=30mAAA表头G：满偏电流Ig、满偏电压Ug、电阻RgG符号表盘如何将30mA、20Ω的电流表，改成量程3A的电流表？方法：改装成大量程电流表并联小电阻分流改装成电流表的计算方法：=0.2xUgRIIg=W-=0.211ggXgRRRINI欧姆定律法：放大倍数法：并联时，电流与电阻成反比情景：当达到干路电流为量程I=3A时，流过表头的电流达到Ig=30mA，电压达到Ug=0.6VI=3AGIg=30mARx=ggRINIR总二：将电流表改装成大量程的电流表（安培表）方法：改装成大量程电流表给表头并联小电阻分流IGIGgGgmgIxxxxRRIIRRRIR通常情况：满偏达量程时：原理：通过表头的电流与电路两端的总电流成正比，可以将电流值改为总电流值电流表特点：1、电阻极小，两端电压极小2、理想电流表内阻视为零，电流表视为短路线。3、非理想电流表是能显示自己的电流的电阻思考：两个量程的电流表如何设计？G-3A0.6A学生电流表小结串联电路的I、U、R的特点及应用滑动变阻器的连接和电流表改装成大量程电压表并联电路的I、U、R的特点及应用滑动变阻器的连接和电流表改装成大量程电流表1.把电流表改装成电压表时,下列说法正确的是()A.改装的原理是串联电阻有分压作用B.改装成电压表后,原电流表本身允许通过的最大电流值也随着变大了C.改装后原电流表自身的电阻也增大了D.改装后使用时,加在原电流表两端的电压的最大值不可能增大答案:AD2.一只电流表Ig=2mA,Rg=500Ω,下列结论中正确的是()A.它只能用来测量2mA的电流B.它只能用来测量1V的电压C.用它来测量电流时,量程是2mAD.用它来测量电压时,量程是1V答案:CD解析:允许通过此电流表的最大电流为2mA.最大电压Ug=IgRg=1V.应选择CD.3.已知电流表的内阻Rg为100Ω,满偏电流Ig为3mA,要把它改装成量程是6V的电压表,应串联多大的电阻?要把它改装成量程是3A的电流表,应并联多大的电阻?答案:1.9kΩ约0.1Ω解析:电流表指针偏转到满刻度时它两端的电压Ug=IgRg=3×10-3×100V=0.3V改装成量程为6V的电压表时,分压电阻R所分电压UR=U-Ug=(6-0.3)V=5.7V串联的电阻R=Ω=1.9kΩ改装成量程为3A的电流表时,分流电阻R′所分电流IR′=I-Ig=(3-0.003)A=2.997A并联的电阻R′=Ω≈0.1Ω35.7310RgUI0.32.997ggRIRI4、一只电流表Ig=2mA,Rg=500Ω,若改装成量程是3V和15V两个量程的电压表，应该怎样连电路？接入的电阻多大？若改装成量程为0.6A和3A的电流表，应该怎样连电路？串并联知识应用（三）第四节伏安法测电阻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测测测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．思考：两种电路，测量结果一样么？对此，你有什么见解？系统误差：由于设计原理、仪器本身质量、精度问题引起的测量误差偶然误差：由于环境偶然因素、人为偶然因素引起的测量误差例如：长度测量的读数误差，电流表读数的误差等例如：弯尺造成的测量误差，伏安法测电阻的误差减少偶然误差的方法：多次测量，取平均值减少偶然误差的方法：改进原理、改善仪器精度伏安法测电阻的误差分析1、电流表外接法电压表示数电流表示数1）误差：测量值偏小RVUURVRAIIIIAVI