物理串联电路和并联电路.ppt

掌握串、并联电路中电流、电压、电阻的关系 知道常用的电压表和电流表的电路结构 理解有关电表改装的计算问题.在实验室里，可以利用电压表和电流表测量不同大小的电压和电流，电压表和电流表往往都有两个量程，它们是根据什么原理设计制作的呢？1把几个导体依次首尾相连接入电路的连接方式叫做 ；把几个导体一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路的连接方式叫做 2串联电路的基本特点：串联电路中各处的 相等；串联电路的总电压等于各部分电路 ；串联电路中的总电阻等于各部分电路 并联并联电流电流电压之和电压之和电阻之和电阻之和串联串联3并联电路的基本特点：并联电路的总电流等于各支路 ，并联电路的总电压与支路电压 并联电路总电阻的 等于各支路电阻的 之和4电流表G的电阻Rg叫做 指针偏转到最大刻度时的 叫做满偏电流电流表G通过满偏电流时，加在它两端的 叫做满偏电压，由欧姆定律可知，.5下图是某一电流表G的刻度盘使用时指针指着某一电流表刻度，表示通过 为某一数值，而且也意味着表头的两接线柱之间具有 ，因此，电流表G实际上也是一个小量程的 相等相等电流之和电流之和倒数倒数电流表的内阻电流表的内阻电流电流Ig电压电压UgUgIgRg电流表的电流电流表的电流一定大小的电压一定大小的电压电压表电压表倒数倒数(1)串联电路：把导体一个接一个依次连接起来，就组成串联电路(如下图)(2)串联电路的特点：串联电路中各处的电流强度相等II1I2I3串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和UU1U2U3(3)串联电路重要性质：串联电路的总电阻：串联电路的总电阻，等于各个导体电阻之和RR1R2R3Rn串联电路的电压分配：串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比(1)并联电路：把几个导体并列地连接起来，就构成了并联电路(如下图)(2)并联电路的基本特点：电路中各支路两端的电压相等UU1U2U3Un电路中总电流强度等于各支路的电流强度之和II1I2I3In(3)并联电路的重要性质：并联电路的总电阻：并联电路的总电阻的倒数，等于各个导体的电阻倒数之和 并联电路电流的分配：并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比IRI1R1I2R2InRn特别提醒：(1)在电路电压超过用电器额定电压时，可以串接一个分压电阻；在电路中电流超过某元件的额定电流时，可并联一个分流电阻(2)串联和并联的总电阻是串联和并联的等效电阻，计算等效电阻时，首先要分清串并联关系试证明：(1)n个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的n分之一；(2)若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻答案：(1)设R1R2RnR(2)设有R1、R2，Rn，n个电阻并联，先考虑R1、R2的并联值R12.依次类推，当n个电阻并联时，其总电阻应小于任何一个电阻，即并联电路的总电阻小于其中最小的电阻.(1)小量程电流表G(表头)主要部分：永久磁铁和可转动的线圈工作原理：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强度成正比表头三个主要参数：a内阻Rg：小量程电流表G的电阻b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c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：UgIgRg(2)电表的改装小量程的表头G改装成电压表V小量程的表头G改装成电流表A 内部电路R的作用 分压分流 扩大量程计算电表的总内阻RvRgR特别提醒：电表的改装没有改变表头G的满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg，即改装后电表达到满量程时，表头的电流、电压仍为Ig、Ug，电阻Rg也没变，只是表头与分压电阻总的电压、表头与分流电阻总的电流比表头的电压、电流变大了(3)需要注意的几个问题选用电流表、电压表时，应考虑所测电流、电压的最大值不能超出仪表的量程，以确保不损坏仪器在实验电路中测量电流、电压时，电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小，以减少误差电流表并联电阻R 后，内阻很小，串联在电路中时，可作短路处理；电压表串联电阻RRg(n1)后，内阻很大，当电压表并联在电路中时，可看成断路，这两种情况均可看成电表对电路无影响，即把电表视为理想的电表 当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即表的内阻不能忽略时)，电流表看成一个小电阻，其示数为流过此电阻的电流，电压表看成一个大电阻，其示数为此电阻两端的电压电流表A与电压表V的读数为满刻度的2/3左右时，读数较准确若电压表、电流表使用不当可造成哪些后果？答案：(1)电压表、电流表当所测电压或电流超量程时极容易损坏电表(2)如果错误地将电压表串联在电路中，将使原电路的电阻大大增加，几乎可使电流减小到零，无法测量待测电路的电压(3)如果错误地将电流表并联在待测电路中的两端，由于电流表内阻很小，将使电路的电阻大大减小，且大部分电流会通过电流表，极易损坏电流表.(1)伏安法测电阻原理欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R 可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻(2)电流表接法对测量结果的影响电流表外接法：如图1所示，由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R 可知，R测R真，R越大，电流表的分压越小，误差就会越小因此这种方法适用于测量大电阻误区1：在求两个电阻R1、R2并联后的总电阻时我们一般都直接用R12 来求如果求三个电阻 R1、R2、R3并联后的总电阻，可以用R123 点拨：不可以R1、R2并联电阻R12 是由并联电路总电阻与分电阻的关系 推导出来的，而由 不能推导出R123 误区2：对伏安法测电阻的认识不到位，不会选择合理接法点拨：选择内、外接的常用方法(1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计，当RxRA时，采用内接法，当RxRV时，采用外接法，即大电阻用内接法，小电阻用外接法，可记忆为“大内小外”(2)公式计算法：当Rx 时，用内接法，当Rx 时，用外接法，当Rx 时，两种接法效果相同(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法 如图所示的两个串联电阻R112k，R236k，A、B两端的电压保持15V不变，那么(1)R1、R2两端的电压分别是多少？(2)如果电压表V的内阻是12k，当S分别与C、D接触时电压表的读数分别是多少？解析：(1)根据串联电路的电压特点知UR，所以U1 U 15V3.75VU2 U 15V11.25V.(2)当S与C接触时，电压表与R1并联，测并联支路电压，并联电阻R并 同理，当S与D接触时R并 答案：(1)3.75V,12.25V(2)点评：利用串联电路的电压和电阻成正比，求电阻上的电压或电压表的示数对非理想电压表应视为电路中的电阻处理(1)在上题中，若电压表内阻无限大，S接C和D时电压表的读数分别是多少？(2)在上题中，若把电压表换成电流表，且内阻不计，S接C和D时电流表的读数分别是多少？答案：(1)3.75V11.25V(2)mA1.25mA 某电流表内阻Rg为200，满偏电流Ig为2mA，如下图甲、乙改装成量程为0.1A和1A的两个量程的电流表，试求在下图甲、乙两种情况下，R1和R2各为多少？解析：按图甲接法，由并联电路中电流跟电阻成反比，可得 按图乙接法，量程为1A时，R2和Rg串联后与R1并联；量程为0.1A时，R1和R2串联后与Rg并联，分别得：Ig(RgR2)(1Ig)R1IgRg(0.1Ig)(R1R2)解得：R10.41，R23.67点评：通过本例可以学到改装成两个量程的电流表的两种方法，其中乙图接法比甲图接法好，虽图甲接法中各分流电阻独立，便于计算和调查，但万一开关S接触不良，没有接通，或测量时交换量程的过程中，电流全部流经表头，将把表头烧坏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100A，内阻是1 000.电阻 R10.1，R299k，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？答案：(1)电流表，1A(2)电压表，10V解析：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根据并联电路的特点有：(IIg)R1IgRg.电流表量程为当开关合到c、d上时，电路变成图乙所示的电路，此时大电阻R2与电流表G串联，R2起分压作用，所以电流表G已改装成电压表，根据串联电路的特点，电压表量程为：UIg(RgR2)0.0001(100099000)V10V.用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值如图所示，分别将图(a)和(b)两种测量电路接到电路中，按照(a)图时，电流表示数4.60mA，电压表示数2.50V；按照(b)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()A电阻的真实值更接近543，且大于543B电阻的真实值更接近543，且小于543C电阻的真实值更接近460，且大于460D电阻的真实值更接近460，且小于460解析：比较(a)、(b)两图的电压读数，可知U0.20V，则 0.08；电流变化I0.40mA，则 0.087，可见 ，即电流变化明显一些，可见电压表内阻带来的影响，比电流表内阻带来的影响大，故应采取内接法，Rx 543，此法测量值偏大，因此选项B正确答案：B点评：(1)伏安法测电阻时，无论电流表内接还是外接都会产生误差(2)试触法中两表示数变化是否明显，不能比较两表示数的绝对变化量U、I，应比较相对变化量，即各自的变化量相对于原来数值的比值大小，也就是比较 与 的大小关系用伏安法测电阻，可接成如图所示的两个电路当用(a)图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为5V、0.6A；用(b)图的电路测量时，电压表和电流表的示数分别为4.6V、0.8A.电源两端的电压不变，则被测电阻的准确值为多少？答案：7.83解析：在(a)图中，电压为Ua5V.在(b)图中，UAUaUb0.4V.电流表中的电流为 IA0.8A.而RA 0.5.所以R RA 7.83.如右图所示，R12，R23，滑动变阻器最大值R35，则当滑动触头从a滑到b的过程中，安培表示数变化情况如何？解析：设P、a间电阻为Ra，则混联电路总电阻：上式中分子里两个因式之和为定值，则当2Ra8RaRa3时Rmax2.5IminU/Rmax2.52A当Ra0时，R1.6I1U/R3.94ARa5时，R2.1I2U/R3A故当滑动触头P从a端滑动到b端的过程中，安培表示数变化：从3.94A减小到2.52A再增大到3A.点评：本题切忌不加计算讨论分析，而简单地认为当变阻器的滑动触头在中点时，总电阻最大，事实上两支路的电阻相差最多时(本题中触头在a端时)，总电阻最小；两支路的电阻相差最少时，总电阻最大如图所示，A、B间电压恒定，三只灯泡亮度相同，则下列判断正确的是(设它们的电阻分别为R1、R2、R3)()AR1R2R3BR1R3R2CP向下滑时，L1和L3变亮，L2变暗DP向下滑动一段后，L3最亮，L2最暗答案：BCD解析：根据串并联电路的特点，比较各灯泡两端的电压可判.如图所示，一个盒子内装有导线和三个不同阻值的电阻组成电路，三个电阻的阻值分别为R12，R23，R35，电路有四个接线柱引出盒外，顺时针数分别为1、2、3、4.测量知1、2间电阻是0；1、3间电阻是5；1、4间电阻是7；2、3间电阻是5；2、4间电阻是7；3、4间电阻是8，试画出盒内电阻的连接图解析：因1、2间电阻为零，可先用导线接，1、4间电阻是7，应为R1、R3串联；3、4间电阻是8，1、3间电阻是5可判断出1、3间R1、R2串联，3、4间R3、R2串联，画出电路如图所示，即为盒内的电阻连接图点评：根据已知条件分析出电路图，然后再进行验证，若不合适，应再修改楼梯的照明灯L，可用楼上、楼下两个电键S1、S2控制，拨动S1、S2中的任何一个都可使灯L点亮或灭掉，请画出满足上述要求的电路图答案：电路图如图所示：