2022-2023年人教版(2019)新教材高中物理必修3 第11章电路及其应用11.4串联电路和并联电路(3)课件

第四节　串联电路和并联电路\n1.在串联电路中,各处电流,即I=I1=I2=…=In.2.在串联电路中,总电压等于各部分电压,即U=U1+U2+…+Un.3.在串联电路中,总电阻等于电路中各部分电阻,即R=R1+R2+…+Rn.1|电阻的串联导师点睛串联电路电压的分配(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比,阻值越大,分得的电压越大.==…==I,串联电阻的这种作用叫分压作用.(2)两个电阻串联的分压公式:U1=U.相等之和之和\n1.在并联电路中,总电流等于各支路电流,即I=I1+I2+…+In.2.在并联电路中,各支路两端电压,即U=U1=U2=…=Un.3.在并联电路中,总电阻的倒数等于各支路电阻,即=++…+.2|电阻的并联导师点睛有关串、并联电路总电阻的三个结论(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻;并联电路的总电阻小于任一支路的电阻.(2)无论串联电路还是并联电路,若其中一个电阻增大(或减小),则总电阻随之增大(或减小).(3)两个电阻并联,总电阻R=,如果R1+R2=恒量,则当R1=R2时,并联电阻最大;R1、R2差值越大,总电阻越小.之和相等倒数之和\n1.关于表头(1)表头是小量程电流表,电路符号为.(2)表头的三个参数:满偏电流Ig、满偏电压、内阻Rg.根据欧姆定律,三个参数之间的关系是.2.电表改装(1)电压表的改装:测量较大的电压时,将表头上一个较大的电阻,就改装成了电压表,如图甲.3|电流表和电压表甲UgUg=IgRg串联\n(2)电流表的改装:测量较大的电流时,将表头上一个较小的电阻,就改装成了量程较大的电流表,如图乙所示.乙并联\n1.在电路的任何一个位置串联一个电阻时,电路中的总电阻一定变大.(　　)2.在电路的任何一个位置并联一个电阻时,电路的总电阻一定变小.(　　)3.两并联电阻的电流与电阻成反比,两串联电阻的电压与电阻成正比.(　　)4.把小量程的电流表改装成大量程的电流表需串联一个电阻.(    　)5.若将分流电阻并联在表头两端改装成电流表后,分流电阻和表头两端的电压相等.(　　)6.将分压电阻串联在表头上改装成电压表后,增大了表头的满偏电压.(    　)提示:表头的满偏电压由表头本身的结构决定,与是否改装、如何改装无关.判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”.√√√√✕✕\n情境　春节期间,大街小巷的树上、建筑物上挂满了装饰用的串串小彩灯,当夜幕降临的时候,火树银花,非常好看.楼道中只有一个灯泡的照明灯通常很容易坏掉,为了延长其使用寿命,人们会将照明灯由只有一个灯泡改装为有两个灯泡.1|串、并联电路的理解及混联电路的分析\n问题1.小彩灯的额定电压一般只有几伏,生活用电大多数都使用了220V的电压,这些小彩灯是怎样连接的?提示:串联.2.将楼道中的照明灯由只有一个灯泡改装为有两个灯泡,两个灯泡是怎样连接的?提示:串联.3.将照明灯改为有两个灯泡后,变亮了还是变暗了?为什么?提示:两灯泡串联后总电阻变大,而总电压不变,则总功率变小,总亮度变暗.\n电压和电流的分配关系(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比,即==…===I.(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1=I2R2=…=InRn=I总R总=U.\n电路串联电路并联电路不同点n个相同电阻R串联,总电阻R总=nRn个相同电阻R并联,总电阻R总=R总大于任一电阻R总小于任一电阻一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻大于且接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻小于且接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小串、并联电路总电阻的比较\n混联电路的分析解决混联电路问题,关键是简化电路,可以将电路分解为串联部分和并联部分,串联部分按串联特点分析,并联部分按并联特点分析.基本方法是:先画出混联电路的等效电路,利用串、并联电路的基本规律、特点,灵活地选用恰当的物理公式进行计算.\n电表的改装(1)小量程电流表G(表头)的三个参量2|电表的改装和校准\n项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流侵夺式分流电阻计算U=Ig(R+Rg)R=-RgIgRg=(I-Ig)RR=Rg电表的总内阻RV=Rg+RRA=使用并联在被测电路中,“+”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入(2)电压表和电流表的改装及其特点\n(3)电表改装的步骤①先明确小量程电流表G的两个参数:Ig、Rg,并算出满偏电压Ug=IgRg.②用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻.a.改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压,它的阻值用它分担的电压(改装后的电压表量程减去Ug)除以最大电流(即Ig)确定.b.改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流,它的阻值用它两端的电压(即表头的Ug)除以通过它的电流(改装后的电流表量程减去Ig)确定.特别提醒    (1)无论将表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的.(2)改装后电压表的量程指表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压;改装后电流表的量程指表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流.\n电表的校准(1)电表改装后校准的原理图\n(2)改装电表校准时的注意事项①对改装的电流表和电压表进行校准时,应通过调节滑动变阻器实现让改装表的电流或电压与标准电表的电流或电压从零开始逐一进行校准,因此,应选择分压式电路进行校准.②根据串联电路电流相等、并联电路电压相等的规律,对改装好的电流表进行校准应串联一个标准电流表,对改装好的电压表进行校准应并联一个标准电压表.\n导师点睛(1)在校准过程中,如果改装成的电表读数总是比标准表小一些,则说明改装电流表并联的分流电阻偏小,此时应换用一阻值适当大的电阻或再与分流电阻串联一适当阻值的电阻,或者说明改装电压表串联的分压电阻偏大,此时应换用一个阻值较小的电阻或与原分压电阻并联一个适当阻值的电阻.(2)如果改装成的电表读数总是比标准表大一些,则说明改装电流表并联的分流电阻偏大,此时应换用一阻值适当大的电阻或再与分流电阻串联一适当阻值的电阻,或者说明改装电压表串联的分压电阻偏小,此时需换用一个阻值较大的电阻或与原分压电阻串联一个适当阻值的电阻.\n在某次创新实验大赛中,一实验小组需要使用量程为(0~3A)的电流表和量程为(0~15V)的电压表.主办方仅给提供一只毫安表(内阻Rg=99Ω,满偏电流Ig=6mA)、定值电阻R1=1Ω以及0~9999.9Ω的电阻箱R2.该实验小组根据实验器材设计的电路如图所示,则(　　)A.开关S掷于1时,可改装成量程为0~3A的电流表【1】,此时R2=40ΩB.开关S掷于1时,可改装成量程为0~15V的电压表【2】,此时R2=2401ΩC.开关S掷于2时,可改装成量程为0~3A的电流表【3】,此时R2=400ΩD.开关S掷于2时,可改装成量程为0~15V的电压表【4】,此时R2=24Ω\n信息提取【1】开关S掷于1时,R1与毫安表并联,可以改装成电流表.【2】开关S掷于1时,R1与毫安表并联相当于一个新的电流表,然后与R2串联,可以改装成电压表.【3】开关S掷于2时,R1是分流电阻,可以改装成电流表.【4】开关S掷于2时,R2是分压电阻,可以改装成电压表.\n思路分析解答本题需要分两步走:第一步:开关S掷于1时,画出等效电路图,分析电路结构,根据串、并联电路的特点结合量程计算R2的阻值.甲第二步:开关S掷于2时,画出等效电路图,分析电路结构,根据串、并联电路的特点结合量程计算R2的阻值.\n乙解析毫安表满偏电流Ig=6mA=0.006A,内阻Rg=99Ω.将开关S掷于1位置,并联了一个分流电阻R1,可改装成电流表,最大测量值为I=Ig+=Ig(1+)=6×(1+)mA=0.6A(由【1】得到),显然最大测量值达不到3A,因R2串联于电路中,故改装的电流表量程与R2无关,选项A错误;开关S掷于1时,若改装成量程为0~15V的电压表,此时电阻箱R2的阻值为R2==Ω≈24Ω(由【2】得到),\n选项B错误;将开关S掷于2,若改装成量程为0~3A的电流表,此时电阻箱R2的阻值为R2=-Rg=Ω=400Ω(由【3】得到),选项C正确;开关S掷于2时,若改装成量程为0~15V的电压表,此时电阻箱R2的阻值为R2=-Rg=Ω=2401Ω,(由【4】得到)选项D错误.答案C