2.4串联电路和并联电路

4串联电路和并联电路上节回放1电路的三个基本物理量是什么？2欧姆定律内容、公式与适用范围？3导体的伏安曲线电路与电路基本结构1电路：由电源、用电器、导线、开关等元件连接起来2电路基本连接：串联：电路元件依次首尾连接并联：几个电路元件的一端连在一起另一端也连在一起混联：串联、并联混合连接串联电路和并联电路的电流1串联电路的电流特点0123I0=I1=I2=I3串联电路各处的电流相等电流2并联电路的电流特点并联电路的总电流等于各支路的电流之和I0=I1+I2+I3+…0123串联电路和并联电路的电压电压1串联电路的电压特点0123U03=U01+U12+U23③结论: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?串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和2并联电路的电压特点0123456．7UU1U2U3①比较0、1、2、3点的电势关系?φ0=φ1=φ2=φ3②比较4、5、6点的电势关系?φ4=φ5=φ6=φ7U=U1=U2=U3③比较电压关系?并联电路的总电压与各支路的电压相等串联电路和并联电路的电阻电阻1串联电路的电阻特点UR1R2U1U2IIUR2并联电路的电阻特点UR2R1II1I2IUR3并联电路的电阻几点研究①若R1远大于R2，并联后R有何特点？②n个相同电阻(R1)串联或并联，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并联电路中,支路增多,总电阻如何变？⑦R1、R2之和一定，则它们并联电阻如何变化？问题与练习例1如图，已知R2=R4=100ΩUAC=150V，UBD=70V.求：A、E间电压UAE.ABCDER1R2R3R4220V例2如图，A、B两端加上100V电压时，C、D两端获得的电压为80V，则电阻R=______Ω；如果将100V的电压加在C、D两端，则A、B两端获得的电压为V。1010R6060ABCDΩΩΩΩ80，40串联分压原理例3如图所示电路中，各电阻阻值已标出.当输入电压UAB=110V时，输出电压UCD=______V.1V应用分压原理例4电路如图，R1=2Ω，R2=3Ω，R3=4Ω.（1）如已知流过电阻R1的电流I1=3A，则干路电流多大？（2）如果已知干路电流I=3A，流过每个电阻的电流多大？6.5A1.38A0.92A0.69A并联分流原理1案例电路的等效变换四个电阻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R1R2abR3R4cdR1R2abcdR3R4R总=1.2ΩU2=6V2等电势点法根据电流的流向分析电路中各个节点的电势高低，并将各个节点按电势从高到低的顺序排列；然后将每个电阻画在相应的两节点间。如图所示四个相同灯泡接在电路中，比较它们的亮度，正确的说法是（）A.L4最亮B.L3最亮C.L1和L2同样亮D.L3和L4同样亮AC3回路电流法按电流的流动方向，看各用电器之间是串还是并。节点电流定律：流进节点的电流等于流出节点的电流如图所示电路中已知I=3A，I1=2A，R1=10Ω，R2=5Ω，R3=30Ω，则通过电流表的电流方向及大小分别为（）A.电流方向向左B.电流方向向右C.电流大小为0.5AD.电流大小为1.5ABC简化如图所示的电路1电流表G（1）构造：（2）作用：内部结构剖面图测量微小电流和电压0123mA表盘刻度（3）主要参数：①内阻:电流计内阻Rg②量程:满偏电流Ig③满偏电压：Ug=IgRg理解：电流表G是一个可以读出电流的电阻练习与思考有一电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA(1)其满偏电压Ug=________V；(2)能否用它来测量最大电压为3V的电路的电压？(3)如果非用它完成(2)之要求，如何办到？0.03V2电压表VIgRgUg0.03VU=3V?分压等效VUVR=2.97×103Ω2.97V分压电阻：R=U-IgRgIg=UIg—-Rg=(-1)RgUUg—3kΩR=(n-1)Rg思考与归纳电压表是通过串联分压的方式来提高电流表G的电压量程的电压表实质上就是一个电高内阻的电表，且最大电流较小电压表分压电阻R=(n-1)Rg如果要提高一个电压表分压的量程怎么办？一个电压表的电阻为10kΩ，最大量程为3.0V，刻度盘分为30个刻度，改装成量程为30V的电压表，应___联一个_____KΩ的电阻，此时刻度盘每个刻度表示_____V，新的电压表的内电阻为______kΩ。串901100多量程电压是如何制作的？图示是两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0-10V；当使用a、c两个端点时，量程为0-100V。已知电流表内阻Rg=500Ω，满偏电流为1mA。求分压电阻R1、R2。R1=9.5kΩRgR1R2abc100V10VR2=90kΩ练习与思考有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。如何用该电流表来测量最大电流为0.6A的电流？3电流表AIgRgI=0.6A?分流AUAI等效0.599AR=0.050ΩRA≈0.050Ω分流电阻：IgRg=(I-Ig)RR=IgI-IgRgn-1Rg=练习与思考一个电流表的内电阻为0.18kΩ，最大量程为10A，刻度盘分为100个刻度，改装成量程为100A的电流表，应____联一个_____Ω的电阻，此时刻度盘每个刻度表示_____A，新的电流表的内电阻为Ω。并20118有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为1A，当使用a、c两个端点时，量程为0.1A。已知表头内阻为Rg=200Ω，满偏电流为Ig=2mA，求电阻R1、R2的值。思考与归纳改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻串联电路并联电路分压分流gRnR)1(1gRnR)1(RRRgVRRRRRggA综合应用1.用同一个小量程电流表G分别改装成电流表A、电压表V，则G、A、V的内电阻RG、RA、RV之间的关系为（）A．RGRARVB．RARGRVC．RVRARGD．RARVRGB2.有一个电压表的量程为3V，内电阻为2500Ω，现在给电压表再串联一个7500Ω的定值电阻，然后用来测量某段电路的电压时，发现指针偏转了满刻度的3/4，则该被测电路的电压为V，加在电压表两端的电压为V。92.253.有一个电流表量程为0.3A，内电阻为150Ω，现在给电流表并联一个30Ω的定值电阻，然后用来测量某段电路的电流时，发现指针偏转了满刻度的1/3，则该被测电路的电流为A，通过电流表的电流为A。1.60.14.把两只完全相同的小量程电流表改装成不同量程的电压表，串联后去测某电路两端的电压时()A.两只电压表的示数相同B.两只电压表的指针偏转角大小相同C.两只电流表示数和指针偏转角大小都相同D.被测电路两端的电压等于两电压表示数之和CD1伏安法测电阻电阻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RR=—IU2测量电路AV事实上：电流表的示数比通过待测电阻上的电流_______电流表读数：I电压表读数：U待测电阻：RR=—IU大所以R真=—IRUR=—IU电压表分流测量值偏小实例分析用电阻为3kΩ的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，电压表的示数是60V，电流表的示数都是0.2A，待测电阻R1的测量值为______Ω，真实值是_______Ω.AV333.3300绝对误差____Ω相对误差____%33.39.99AVUUAUR电流表读数：I电压表读数：U待测电阻：RR=—IU事实上：电压表的示数比加在待测电阻上的电压_______大电流表分压I所以R真=—URR=—IU测量值偏大实例分析绝对误差____Ω相对误差____%用电阻为3kΩ的电压表和内阻为10Ω的电流表测电阻，电压表的示数是60V，电流表的示数都是0.2A，待测电阻R2的测量值为______Ω，真实值是_______Ω.AV300290103.453如何选择测量电路AVAV电流表外接法电流表内接法外内电压为真实值，电流偏大，测量值小于真实值。当R真RV时R测≈R真电流为真实值，电压偏大，测量值大于真实值。当R真RA时R测≈R真外接法内接法误差来源测量结果选择依据总结归纳伏特表的分流电流表的分压R测＜R真R测＞R真RRARRV实例分析临界判断法AVxRRR用外接法AVxRRR用内接法已知电压表的内阻为RV=10kΩ，电流表的内阻为RA=0.01Ω，现在用伏安法测Rx约为5Ω的电阻值，为减小误差，应选用电流表_______法。外接法用伏安法测量某电阻Rx的阻值，实验器材有: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0.2ΩC.电流表A2：量程0—3A、内阻0.05ΩD.电压表V1：量程0—3V、内阻3KΩE.电压表V2：量程0—15V、内阻15KΩ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_______，测量电路应当选择__________________A1V1电流表外接法试触法利用伏安法测电阻时，若不知待测电阻。可采用下述方法选择正确电路以减小误差。可将仪器按下图接好，并空出伏特表的一个接头P，将P分别与a，b两点接触一下，如果安培表示数显著变化，则P应接在————处，如果伏特表示数显著变化，则P应接在—处。RabPVAba归纳总结RabPVA若电压表示数有明显变化即宜外接ΔIIΔUU外若电流表示数有明显变化即宜内接ΔIIΔUU内4控制电路选择ABCD（1）滑动变阻器及其作用作用1：保护电阻使电阻器材不受损坏作用2：改变电流电压值，多次测量，求平均值，减少偶然误差。（2）滑动变阻器的两种连接方式串联限流式电路RXR并联分压式电路——分压器AC(D)RXRB（3）分压和限流电路调节范围限流电路分压电路电压范围电流范围0～UURxR+Rx～UR+RxURxU～0～RxU（4）分压和限流电路优点限流接法：电路连接简便，附加功率损耗较小分压接法：电压变化范围大，附加功率损耗较大（5）分压和限流电路的选择a.若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即滑动变阻器阻值调至最大时，待测电阻上的电流（或电压）仍超过电流表（或电压表）的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选择分压式。b.限流式适合测量阻值小的电阻（跟滑动变阻器的总电阻相比相差不多或比滑动变阻器的总电阻还小）。分压式适合测量阻值较大的电阻（一般比滑动变阻器的总电阻要大）。R＞10Rx，应选择限流式电路R＜10Rx，应选择分压式电路一般有：c.若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以至在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路。d.若实验中要求电压调节从0开始连续可调，能够测出多组数据，则必须采用分压式电路e.当电路对限流和分压没有明确要求时，采用限流接法比分压接法节能练习与运用测定“3.0V,0.6W”的灯泡的功率，并研究小灯泡的电流随电压变化关系的实验。器材有：电流表：0.6A，0.15Ω电压表：3V,3000Ω蓄电池：6V，内阻不计滑动变阻器导线开关.试画出符合实际要求的实验电路图分析：电压由0–3.0V连续可调分压式灯泡电阻R灯=U2/P=15Ω临界电阻R=RARV≈21ΩR灯=15ΩR=21Ω外接法×VA图为用伏安法测量一个定值电阻阻值的实验所需的器材实物图,规格如下A.待测电阻：约100ΩB.直流毫安表：量程10mA，内阻50ΩC.直流电压表：量程3V，内阻5kΩD.直流电源：输出电压4V，内阻可不计E.滑动变阻器：阻值范围15Ω，允许最大电流1AF.开关一个，导线若干根据器材的规格和实验要求，在实物图上连线．分析：待测电阻Rx滑动变阻器全电阻Rf分压式连接临界电阻R=RARV=500ΩRxR电流表外接R