【课件】串联电路和并联电路+课件高二上学期物理人教版（2019）必修第三册.pptx

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1、4.串联电路和并联电路第十一章 电路及其应用情境导入在中学时我们学习过可以利用电流表和电阻串联测量通过电阻的电流，用电压表和电阻并联测量电阻两端的电压。想一想：电流表为什么要串联在电路中，电压表为什么要并联在电路中？电压表和电流表为什么能测量电压和电流？不同量程的电表之间有什么区别？不同规格的电表一、串、并联电路的特征1、如图所示，将三根水管首尾顺次连接，我们可以称之为串联，讨论并思考：相同时间内通过三根水管的水量有什么关系？水经过三根水管总的高度降落和经过每一根水管的高度降落有什么关系？相同时间内通过水管的水量是相等的，否则水会在中间聚集或者断流，不符合实际（一）串联电路的特征水总的高度降落

2、等于每一根水管中水的高度降落之和交流讨论一、串、并联电路的特征2、类比水管的串联，如果我们将三个电阻串联在一起，则相同时间内通过电阻的电荷量有什么关系？可以怎样论证？如图所示，如果在相同时间内流过0-1的电流大于流过1-2的电流，则电荷会在1处聚集形成一个与电荷移动方向相反的电场阻碍电荷移动，直到两部分通过的电量相同为止，因此串联电路相同时间内通过的电量一定相同，即电流相等，可以记作 0123I类 比 思 想一、串、并联电路的特征3、类比水管的串联，如果我们将三个电阻串联在一起，则电荷经过每一个电阻的电势降落和经过整个电路的电势降落有什么关系？可以怎样论证？串联电路串联电路的的总总电压电压等于

3、等于各部分各部分电路电路两两端电压之和端电压之和0123如图所示可得一、串、并联电路的特征4、根据串联电路的电压和电流特征及欧姆定律，你能得出串联电路的总电阻和各部分电阻之间有什么关系？怎样论证你的观点？根据串联电路的电压和电流特征0123I结合欧姆定律：可以得出：串联电路串联电路的的总电总电阻阻等于等于各部分电路各部分电路电阻之电阻之和和一、串、并联电路的特征从电阻定律的角度去分析，将电阻串联之后相当于将电阻的长度变长，如图0123I4、根据串联电路的电压和电流特征及欧姆定律，你能得出串联电路的总电阻和各部分电阻之间有什么关系？怎样论证你的观点？一、串、并联电路的特征5、根据以上分析，交流讨

4、论：串联电路的各部分电压与电阻阻值有什么关系？串联电阻在电路中起到什么作用？串联串联电阻在电路中起到了分压的作用电阻在电路中起到了分压的作用0123I由可得：在串联电路中，电压的大小与电阻阻值的大小成正比一、串、并联电路的特征1、如图所示，将三根水管首端连接到一起，我们可以称之为并联，讨论并思考：相同时间内通过三根水管的水量有什么关系？水经过三根水管总的高度降落和经过每一根水管的高度降落有什么关系？相同时间内通过三根水管的水量之和等于总的进水量（二）并联电路的特征水总的高度降落等于每一根水管中水的高度降落一、串、并联电路的特征2、类比水管的并联，如果我们将三个电阻并联在一起，则相同时间内通过电

5、阻的电荷量有什么关系？可以怎样论证？如图所示，一段时间内流过1-2的电荷量等于经过三个电阻的电荷量之和，即并联电路的总电流等于各支路电流之和，记作I1I2I3IR1R2R3一、串、并联电路的特征3、类比水管的并联，如果我们将三个电阻并联在一起，则电荷经过每一个电阻的电势降落和经过整个电路的电势降落有什么关系？可以怎样论证？如图所示，并联电路并联电路的的总电压总电压与各支路与各支路电压电压相等相等IR1R2R3U1U2U3一、串、并联电路的特征4、根据并联电路的电压和电流特征及欧姆定律，你能得出并联电路的总电阻和各部分电阻之间有什么关系？怎样论证你的观点？根据并联电路的电压和电流特征结合欧姆定律

6、：可以得出：I1I2I3IR1R2R3并并联电路总电联电路总电阻的倒数阻的倒数等于等于各支路各支路电阻的倒数之和电阻的倒数之和一、串、并联电路的特征4、根据并联电路的电压和电流特征及欧姆定律，你能得出并联电路的总电阻和各部分电阻之间有什么关系？怎样论证你的观点？I1I2I3IR1R2R3从电阻定律的角度去分析，将电阻并联之后相当于将电阻的横截面积变大，如图一、串、并联电路的特征5、根据以上分析，交流讨论：并联电路的各支路电流与电阻阻值有什么关系？并联电阻在电路中起到什么作用？在并联电路中，电流的大小与电阻阻值的大小成反比由可得：并联电阻在电路中起到了分流的作用并联电阻在电路中起到了分流的作用I

7、1I2I3IR1R2R3U1U2U3一、串、并联电路的特征内容内容串联电路串联电路并联电路并联电路电路图电路图电流关系电流关系电压关系电压关系梳理深化一、串、并联电路的特征内容内容串联电路串联电路并联电路并联电路电路图电路图电阻关系电阻关系电阻作用电阻作用分分压，分压，分压和电阻成正比压和电阻成正比满足：满足：分流，分流分流，分流和电阻成反比和电阻成反比满足：满足：梳理深化【例1】根据所学知识，思考以下有关串、并联的问题：(1)n 个相同电阻 R 并联的总电阻等于多少？(2)如果几个电阻并联，其中R1远小于其他电阻，总电阻会有什么特点？(3)将并联电路中某个电阻增大，总电阻会怎样变化？(4)如

8、果并联的支路增多，总电阻会怎样变化？一、串、并联电路的特征巩固提升接近R1变大变小【例2】如图所示，R2R4，理想电压表V1的示数为70 V，理想电压表V2的示数为50 V，则A、B间的电压为()A140 V B120 VC100 V D无法计算一、串、并联电路的特征B电压表和电流表是我们高中用来测量电学参量的最常用的仪器。图甲是电压表的内部结构图，图乙是电流表的内部结构图，请与同学交流讨论电表内部结构的串、并联关系，并思考其设计原理。二、电压表和电流表电路结构甲乙交流讨论1、工作原理通电线圈在磁场中受力，线圈转动带动指针转动，转动角度与电流大小成正比二、电压表和电流表电路结构表头可看作一个能

9、读出示数的电阻螺旋弹簧线圈软铁电表电路结构之表头2、电学参量满偏电流 Ig，满偏电压Ug，内阻rg3、满足规律rgUg=Igrg 1、当接3V量程和负接线柱时，整个电表内部的电路是什么结构？二、电压表和电流表电路结构负接线柱3V量程15V量程表头电阻1电阻2电路内部的结构是电阻1和表头串联2、当接3V量程和负接线柱时，这时表头两端能分得的最大电压是多少？表头的满偏电流和内阻是恒定的，根据欧姆定律Ug=Igrg ，可知表头的满偏电压是不变的仔细观察电压表的内部结构，想一想3、一般表头的满偏电压是很小的，电路中电阻1的作用是什么？3V的量程指的是哪一部分分得的电压？二、电压表和电流表电路结构电阻1

10、的作用是分压，3V的量程指的是表头和分压电阻共同分得的电压负接线柱3V量程15V量程表头电阻1电阻24、画出电表内部构造的电路图，写出3V量程分压电阻1与表头的参量之间的关系，此时电压表的总内阻为多少？二、电压表和电流表电路结构GR115VR23V-根据分析，应满足关系此时，电压表的总内阻为5、根据电压表改装的思路，试设计一个电流表改装的电路图，将表头可测量的范围变大。二、电压表和电流表电路结构如图所示，应该增加一个并联电阻，使其起到分流的作用GRPIIgI-IgRg6、根据设计的电路，计算如果将其改装成一个量程为0.6A的电流表，并联的电阻应该多大？此时电表的内阻多大？根据串并联关系，应满足

11、 ，可得电表的内阻为：1、当接0.6A量程和负接线柱时，整个电表内部的电路是什么结构？试画出电路图并分析与之前我们设计的电路图有何差异，这样设计的用意是什么？二、电压表和电流表电路结构负接线柱0.6A量程3A量程表头电阻1电阻2电阻3仔细观察电流表的内部结构，想一想电路图如图所示，因为并联的小电阻比较难以设计，因此实际中给表头串联一个电阻，使得所在支路电阻变大，间接使得分流电阻分得电流变多二、电压表和电流表电路结构负接线柱0.6A量程3A量程表头电阻1电阻2电阻3GR1R2R3根据串并联电路特点和欧姆定律知，三个电阻和表头之间电流、电压的关系应满足：二、电压表和电流表电路结构2、试写出电路图中

12、三个电阻和表头之间电流、电压的关系。GR1R2R3二、电压表和电流表电路结构项目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梳理深化分压分流【例3】如图所示是一个学生用电压表内部电路示意图，已知负接线柱和3V量程接线柱之间的电阻R1为2.9k，3V和15V接线柱之间的电阻R2为12k，试根据以上数据估算表头的满偏电流。二、电压表和电流表电路结构巩固提升解析：根据电压表改装原理可得：Ig（rg+R1）=3V，Ig（rg+R1+R2）=15V，代入数据解得：Ig=1mA，rg=100。GR115VR23V-二、电压表和电流表电路结构0.6A量程3A量程解析：根据实物图画出电路图GR1R2R

13、3GR1R2R3【例4】如果实验室中使用的学生用电流表是用相同的表头制作的，根据电阻1的色环可读出电阻1阻值为30，试估算电阻2和电阻3的阻值。【例4】如果实验室中使用的学生用电流表是用相同的表头制作的，根据电阻1的色环可读出电阻1阻值为30，试估算电阻2和电阻3的阻值。二、电压表和电流表电路结构根据电流表改装原理可得：Ig（rg+R1）=（I1-Ig）（R2+R3）Ig（rg+R1+R3）=（I2-Ig）R2代入数据解得：R2=0.04，R3=0.17。课堂小结 1 串、并联电路的特征 内容内容串联电路串联电路并联电路并联电路电路图电路图电流关系电流关系电压关系电压关系电阻关系电阻关系电阻作

14、用电阻作用分分压，分压，分压和电阻成正比压和电阻成正比满足：满足：分流，分流分流，分流和电阻成反比和电阻成反比满足：满足：课堂小结 2电压表和电流表电路结构项目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分压分流课外拓展 我们已经学习了分压电路，知道分压电路适合用较小的滑动变阻器，这其中有什么原因呢，我们可以用今天的知识推导一下。如图所示的分压电路，我们假设定值电阻为R，滑片左端的长度为x，总长度为l，根据电路特点我们可以发现，如果滑片置于最右端，x=0，此时定值电阻电压为0，滑片置于最左端，x=l，此时定值电阻电压最大设为U如果使得实验更精确，我们希望电压关于滑片移过的距离成正比关系，滑片滑到一半，电压为一半，滑片滑到 ，电压也到最大值的 。为什么分压电路要选择小的滑动变阻器课外拓展如果用方程来表示这种特点，可以记为 ，其中Ux为定值电阻分得的电压，U为电路两端的总电压，继续分析我们发现此电路是电阻R与滑动变阻器的右端并联然后与左端串联，并联电阻大小为 ，r为滑动变阻器单位长度的电阻，根据电路的串并联关系和欧姆定律可得：进行数学化简可得：不难发现当lrR时，满足 。