2019-2020学年高中物理第2章恒定电流第4节串联电路和并联电路课件 人教版选修3-1 48页

第 4 节　串联电路和并联电路 串联电路 并联电路 连接 方式 几个导体 ____________ 连接 几个导体两端并列连接 特点 串联电路各处的 ________ 相等 总电压等于各部分电路电压 ________ 并联电路的总电流等于各支路电流 ________ 总电压与各支路电压 ________ 课前教材预案 要点一　串联、并联电路 依次首尾 电流 之和 之和 相等 串联电路 并联电路 性质 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻 ________ 串联电路各部分两端的电压与电阻成正比 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的 ____________ 各支路的电流与电阻成反比 之和 倒数之和 1 ．表头：小量程的 ____________ ，符号为 G. 2 ．表头的三个参数： _____________ 、 _______________ 、 _______________. 根据欧姆定律，三个参数之间的关系是 ________________. 要点二　电流表和电压表 电流表　 内阻 R g 　 满偏电流 I g 　 满偏电压 U g 　 U g ＝ I g R g 　 3 ．改装： (1) 电压表改装：测量较大的电压时，将表头 ___________ 一个电阻，改装成电压表． (2) 电流表改装：测量较大的电流时，将表头 ___________ 一个电阻，改装成量程较大的电流表． 串联 并联 思考： 电压表改装和电流表扩大量程分别是利用了电路的什么特点？ 串联电路的分压和并联电路的分流特点． 课堂深度拓展 考点一　对串、并联电路的理解 (4) 几个相同电阻 R 串联时其总电阻为 R 总 ＝ nR ，两个相同电阻串联时，总电阻是分电阻的二倍． (5) 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． (6) 当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻． (7) 当一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻． (1) 电阻串联起分压作用，电阻并联起分流作用． (2) 并联的支路增多时总电阻将减小． 【例题 1 】 ( 多选 ) 一个“ T” 形电路如图所示，电路中的电阻 R 1 ＝ 10 Ω ， R 2 ＝ 120 Ω ， R 3 ＝ 40 Ω. 另有一测试电源，电源两极间的电压恒为 100 V ，则 ( 　　 ) A ．当 c 、 d 端用导线连接时， a 、 b 之间的等效电阻是 40 Ω B ．当 a 、 b 端用导线连接时， c 、 d 之间的等效电阻是 40 Ω C ．当 a 、 b 两端接测试电源时， c 、 d 两端的电压为 80 V D ．当 c 、 d 两端接测试电源时， a 、 b 两端的电压为 80 V 思维导引： 解答本题时应把握以下两点： (1) 电路的连接情况； (2) 串、并联电路的特点． 答案 AC 解析 当 c 、 d 端用导线连接时， R 2 与 R 3 的并联电阻为 30 Ω ，再与 R 1 串联， a 、 b 间等效电阻为 40 Ω ，选项 A 正确；当 a 、 b 端用导线连接时， R 1 与 R 3 的并联电阻为 8 Ω ，再与 R 2 串联， c 、 d 间等效电阻为 128 Ω ，选项 B 错误； 【变式 1 】 ( 多选 ) 电阻 R 1 、 R 2 、 R 3 串联在电路中．已知 R 1 ＝ 10 Ω 、 R 3 ＝ 5 Ω ， R 1 两端的电压为 6 V ， R 2 两端的电压为 12 V ，则 ( 　 　 ) A ．电路中的电流为 0.6 A B ．电阻 R 2 的阻值为 20 Ω C ．三只电阻两端的总电压为 21 V D ．电阻 R 3 两端的电压为 4 V ABC 　 1 ． 电表的改装 考点二　电压表和电流表的改装 2 ． 电表的校对 按图所示的电路对改装成的电表进行校对，校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值． 3 ． 电流表、电压表在测量时对电路的影响 (1) 测电压时，电压表由于并联在电路中，使整个电路的电阻减小，电压表量程越大，内阻越大，测量时对电路的影响越小． (2) 测电流时，电流表由于串联在电路中，使整个电路的电阻增大，电流表量程越大，内阻越小，测量时对电路的影响越小． 【例题 2 】 如图所示为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用 O 、 A 两接线柱时，量程为 3 V ；当使用 O 、 B 两接线柱时，量程为 15 V ．已知电流表的内电阻 R g ＝ 500 Ω ，满偏电流 I g ＝ 100 μA ．求分压电阻 R 1 和 R 2 的阻值． 思路引导： 使用 O 、 A 两接线柱时，表头只和 R 1 串联，则可以根据串联电路的特点及满偏电流、满偏电压求解 R 1 . 使用 O 、 B 两接线柱时，表头和 R 1 、 R 2 两电阻串联，则可求出 R 2 . 答案 2.95 × 10 4 Ω 　 1.2 × 10 5 Ω 【变式 2 】 有一只量程为 1 mA 的电流表，刻度盘共有 50 格，若给它并联一个 0.01 Ω 的电阻，则可将它改装成一个量程为 1 A 的电流表．若要把这个量程为 1 mA 的电流表改装成一个量程为 10 V 的电压表，应在电流表上串联一个 __________Ω 的电阻；将这个电压表接在某段电路上，指针偏转 40 格，这段电路两端的电压是 __________V. 9 990.01 　 8 　 伏安法测电阻的电路设计和实物连图 (1) 测量电路 测量电路有两种方法：电流表外接法和内接法． 选择内、外接法的常用方法 ① 直接比较法：适用于 R x 、 R A 、 R V 的大小关系比较明确的情况，当 R x ≫ R A 时，采用内接法，当 R x ≪ R V 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”． 考点三　伏安法测电阻 ③ 试触法：适用于 R x 、 R V 、 R A 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，所以应选用外接法． (2) 供电电路 供电电路一般由电源、开关和滑动变阻器按一定的连接方式组成，滑动变阻器在供电电路中有两种接线方式：限流式和分压式 ( 如图所示 ) ．限流式可省一个耗电支路，分压式电压调节范围大，应根据需要选用． ① 负载电阻的阻值 R x 远大于滑动变阻器的总电阻 R ，应选用分压式电路． ② 要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调，应选用分压式电路． ③ 负载电阻的阻值 R x 小于滑动变阻器总电阻 R 或相差不多，且电压、电流变化不需从零调起时，可采取限流式接法． ④ 两种电路均可使用的情况下，应优先采用限流式接法，因为限流式接法总功率较小，节能省电． ⑤ 特殊问题中还要根据电压表和电流表的量程以及电阻允许通过的最大电流值来反复推敲，选择能减小误差的连接方式． 伏安法测电阻 【例题 3 】 某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为 3 V 、内阻约为 3 kΩ 的电压表和量程为 0.6 A 、内阻约为 0.1 Ω 的电流表．采用分压电路接线，如图所示是实物的部分连线图，待测电阻 R 阻值约为 5 Ω. (1) 测 R 阻值的最优连接方式为导线 ① 连接 __________( 选填“ a ” 或“ b ”) 、导线 ② 连接 __________( 选填“ c ” 或“ d ”) ． (2) 正确接线测得实验数据如表，用作图法求得 R 的阻值为 ________________Ω. 思维导引： (1) 根据 R 、 R A 、 R V 的大约值，可以确定采用电流表外接法； (2) 由 U － I 图线的斜率可求出 R 的测量值． U /V 0.40 0.80 1.20 1.60 2.00 2.40 I /A 0.09 0.19 0.27 0.35 0.44 0.53 答案 (1) a 　 d 　 (2)4.4(4.4 ～ 4.7 均可 ) 1 ．如图所示，已知电阻 R 1 ＝ 3 Ω ， R 2 ＝ 6 Ω ，电流表 A 的示数是 0.6 A ，则电流表 A 1 ( 不计内阻 ) 的示数是 ( 　　 ) A ． 0.1 A 　 B ． 0.2 A C ． 0.4 A 　 D ． 0.6 A 课末随堂演练 C 　 2 ．一个电流表的满偏电流 I g ＝ 1 mA ，内阻为 500 Ω ，要把它改装成一个量程为 10 V 的电压表，则应在电流表上 ( 　　 ) A ．串联一个 10 kΩ 的电阻　　　　 B ．并联一个 10 kΩ 的电阻 C ．串联一个 9.5 kΩ 的电阻　　　　 D ．并联一个 9.5 kΩ 的电阻 C 　 3 ．用伏安法测电阻可采用如图甲、乙所示的两种接法．已知所用电压表内阻为 5 000 Ω ，电流表内阻为 0.5 Ω. (1) 当测量 100 Ω 左右的电阻时，宜采用 __________( 选填“甲”或“乙” ) 电路． (2) 现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为 10 V 、 0.5 A ，则此电阻的测量值为 __________Ω ，真实值为 __________Ω.( 结果保留一位小数 ) 甲 　 20.0 　 20.1 　 4 ．已知电流表的内阻 R g ＝ 120 Ω ，满偏电流 I g ＝ 3 mA ，要把它改装成量程是 6 V 的电压表，应串联多大的电阻？要把它改装成量程是 3 A 的电流表，应并联多大的电阻？ 答案 1 880 Ω 　 0.12 Ω