11.4串联电路和并联电路课件-人教版高中物理必修第三册

④理想电压表可视为断路，理想电流表可视为短路
③选用恰当的物理公式计算
⑤电压稳定时电容器可视为断路
拓展2 两并联支路电阻值的和不变,当一个支路的阻值减小到和另一支路 的阻值相等时,两支路的并联总电阻最大。
如图所示,由于 RAB
R1 Rap R2 Rpb R1 R2 R3
当 R1 Rap R2 Rpb 时,RAB最大,
I0=I1+I2+I3
串、并联电路中电流的分配关系
①串联电路中电流处处相等 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． 推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，U1＝U2 ＝…＝Un，所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U.
一：串、并联电路的特点
U01 + U12 + U23 = (φ0 – φ1) +(φ1 – φ2 ) +( φ2 – φ3 )= φ0 –
φ3
U01 + U12 + U23 = U03
一：串、并联电路的特点
2、电压 ②并联电路的总电压与各支路电压相等。
1 02
3
1’ 2’0’ 3’
在不考虑导线电阻的情况下：
左边：φ0 = φ1 = φ2 = φ3 ； 右边：φ0’= φ1’= φ2’= φ3’
待测电阻的电流
I
U0 Rx
滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路 (RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)
待测阻值所分电压最小，为0； 待测电阻的电流为0
拓展1：混联电路 1、混联电路：若电路中既有串联电路又有并联电路，我们称其为混联电路。 如图为一简单的混联电路：
L2和L3并联，之后与L1、L4串联。若此时将L2和L3等效为一个电阻，那么整个电路可 以看成是三个电阻串联，他们之间满足串联电路规律；其中L2和L3并联部分遵循 并联电路的规律。
串联简：记再：串越一串个越，大；R越总并越小 并联：再并一个， R总
串、并联电路总电阻的比较
比较
串联电路的总电阻 R 总
并联电路的总电阻 R 总
n 个相同电阻 R 串联，总电阻 R 总＝nR
n 个相同电阻 R 并联，总电阻 R 总＝Rn
不同点 R 总大于任一电阻阻值
R 总小于任一电阻阻值
一个大电阻和一个小电阻串联 一个大电阻和一个小电阻并联时，总
时，总电阻接近大电阻
电阻接近小电阻
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 相同点
之增大或减小
应用：限流电路和分压电路
我们在使用串联和并联电路的时候，往往使用的是他们的分流和分压作用。 例如：研究一个导体两端的电压和电流关系的时候，我们需要多次试验，即多次改变 电阻R两端的电压。 为达到多次改变电压的目的，这时候我们需要引入控制电路：
二：电压表和电流表的电路结构 1、将表头改装成大量程电压表
IR
R
g
g
Ug U UR
I VR
v
U
改装后的量程：U I g (R Rg )
U
量程扩大的倍数：n U g
接入电阻的阻值：
R
U Ig
Rg
(n 1)Rg
改装后的总电阻： RV Rg R nRg
二：电压表和电流表的电路结构 2、将表头改装成大量程电流表
一般控制电路分为：限流电路和分压电路
应用：限流电路和分压电路
①限流式（滑动变阻器与测量电阻串联）
Rx
U0 S
P AR B
RAP为滑变接入电路电阻 RBP为滑变未接入电路电阻
限流式：滑动变阻器主要作用为限制电流 在此电路中，滑动变阻器通过改变自身接入电 路的阻值，进而影响电路的总电流。 从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得 到多组数据。
串联电路和并联电路
知识回顾
电路连接方式 1、串联：把几个导体元件依次首尾相连的方式
R1
R2
2、并联：把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两
端接入电路的方式
R1
R2
本节要点
已知：初中基础知识已经告诉我们一部分关于串联电路、并联电路的特点 需求：①在初中知识的基础上再结合高中知识进行进一步分析，思考一下 初中与高中串、并联电路中，电流、电压和电阻之间的规律有何联系和不 同。②认识串并联电路的本质以及特点
I0=I1=I2=I3
一：串、并联电路的特点
1、电流
②并联电路的总电流等于各支路电流之和
1
02
I0 = I1 + I2 + I3
3
并联电路
证明：
要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于流 过各支路1、2、3各点的电荷量之和，由此可知
q0=q1+q2+q3
q0 q1 q2 q3 t ttt
2、电压 ①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
01
2
3
串联电路
U01 =φ0 – φ1 ；U12 =φ1 – φ2 ； U23 =φ2 – φ3 ；U03 =φ0 – φ3 ；
串联电路中，以φ0、φ1、φ2、φ3 表示电路中0、1、2、3各点的电势，
以U01、U12、U23、U03表示各点之间 的电势差
A
R1
a
R3
P
bB
即当P由a到b时,RAB是先增大后减小。
R2
注意:上述结论成立的条件是0≤|R1-R2|<R3。 若R1-R2≥R3，则当P由a到b时,RAB将一直減小； 若R2-R1≥R3，则当P由a到b时,RAB将一直増大。
小试牛刀
例1、在图中，AB 间的电压为30V， 改变滑动变阻器触头的位置，可
拓展1：混联电路 2、特点：混联电路中任意一个电阻增大或减小，总电阻也会随之增大而减少。
3、处理简单混联电路的方法：
4、电路的简化原则：
①准确判断电路的连接方式，画出 ①无电流的支路，简化时可以去掉
等效电路图
②等电势的各点，简化时可合并
②准确利用串、并联电路的基本规 ③理想导线可任意调节长度
律和特点
3、电阻 ②并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
I I1 R1
R2 I2 U
I=I1+I2
当两个电阻并联至电路时，若将其看 为一个整体，则此时的电阻为R，此 时的电压为U，则有：
I I1 I2 U UU
I I1 I2 U U1 U2
串、并联电路中电阻的关系
串联电路：R总 R1 R2 Rn
①结构：表头并联一个小电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电
即当P由a到b时,RAB是先增大后减小。
流表。 2、有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig＝1 mA，表头电阻Rg＝20 Ω，若改装成一个量程为3 V的电压表和一个量程为0.
常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。 ①结构：表头并联一个小电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电流表。 如图为一简单的混联电路： 一：串、并联电路的特点 滑变接入阻值RP=Rmax； 滑变全部阻值Rmax与Rx并联 为达到多次改变电压的目的，这时候我们需要引入控制电路： 限流式：滑动变阻器主要作用为限制电流 RAP为滑变接入电路电阻 ①准确判断电路的连接方式，画出等效电路图
1 11
1
并联电路： R总 R1 R2 Rn
思考1：如果增大其中一个电阻的 阻值，R总会如何变化？
思考2：如果在原串联电路上再串 一个（或者在原并联电路上再并一 个），R总会如何变化？
不管电路连接方式如何，只要有一 串联：Rx R总 个电阻增大（减少），总电阻就增 大并（联减：少Rx）。R总
电流计（表头）
电压表
电流表
二：电压表和电流表的电路结构
1、电流计（表头）
（1）作用：测量微小电流和电压
（2）电路图符号：
G
（3）三个主要参数：
①内阻:电流计内阻Rg ②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流
③满偏电压Ug：电流满偏时,其两端的电压 U g I g Rg
二：电压表和电流表的电路结构
并联电路
φ0 – φ0’= φ1 – φ1’= φ2 – φ2’= φ3 –φ3’
U总 = U1 = U2 = U3
串、并联电路中电压的分配关系
①并联电路中电压处处相等 ②串联电路中通过各电阻的两端的电压跟它们的阻值成正比． 推 导 ： 在 串 联 电 路 中 ， U1 ＝ I1R1 ， U2 ＝ I2R2 ， U3 ＝ I3R3…Un ＝ InRn ， I1 ＝ I2 ＝…＝In,所以有：
一：串、并联电路的特点
3、电阻
I
①串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
R1
R2
U1
U2
U
当两个电阻串联至电路时，若将其看 为一个整体，则此时的电阻为R，此
时的电压为U，则有： I R
U
U=U1+U2
U U1 U2 III
U U1 U2 I I1 I2
R=R1+R2
一：串、并联电路的特点
以改变 CD 间的电压，UCD 的变化范围是( C )
A、0 ~ 10 V
B、 0 ~ 20 V
C、10 ~ 20 V
D、 20 ~ 30 V
A R
R
C
R
V
B
D
小试牛刀
例2、如图所示电路，当ab两端接入100V电压时，cd两端为20V，当cd两
端接入100V电压时，ab两端电压为50V，则R1:R2:R3为( A )
④改装后的电流表刻度盘：将量程I按总刻度均分
二：电压表和电流表的电路结构 2、将表头改装成大量程电流表
IR I RI R
I
gg
U
改装后的量程： I g Rg (I I g )R
量程扩大的倍数：
n
I Ig
接入电阻的阻值：R
I g Rg I Ig
Rg n 1
改装后的总电阻： RA
RRg R Rg
②原理：并联一个小电阻，分担一部分电流 （R起分流作用） 二：电压表和电流表的电路结构
4、如图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω. 一：串、并联电路的特点
二：③电压表改和电流装表的后电路的结构电流表量程I：当G表满偏时电流表通过的电流值
Rg n
RA A
U
I
R Rg R
Ig
改装电压表
电路 R的作用
串联电路 分压
R的计算
电表的总 电阻
U R Ig Rg
RV Rg R
待测电阻的电流 I U0
Rx
Rx Rmax
应用：限流电路和分压电路
②分压式（滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后，再与另一 部分滑变剩余电阻串联）
Rx
AP B R
U0 S
分压式：滑动变阻器的主要作用为分压 此电路中，滑变通过改变自身与并联电路串联 部分的电阻，达到改变待测电阻分得电压 从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得 到多组数据。
A、4:2:1 B、2:1:1 C、3:2:1 D、以上都不对
a
c
R1
R2 R3
b R1
d R3
40V a 100V R1
40V b
R1
c
R2 20V d
a 50V b
25V
R2
R3 25V
R3
c 100V
d
二：电压表和电流表的电路结构
无论是电压表还是电流表，都是由小量程的电流表（表头），改装 而成的。从电路的角度来看，表头也是一个用电器，也有电阻，会遵 从欧姆定律。
表头的满偏电流 Ig、满偏电压Ug都很小，现实中不能用表头测量实际电 流、电压的大小。
若需要测较大的电流或者电压，则需要将表头进行改装成电流表或者电 压表。
二：电压表和电流表的电路结构 1、将表头改装成大量程电压表
①结构：表头串联一个大电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电 压表。
②原理：串联一个大电阻，分担一部分电压 （R起分压作用） ③ 改装后的电压表量程U：当G表满偏时电压表两端的电压值 ④改装后的电压表刻度盘：将量程U按总刻度均分
②分压式（滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后，再与另一部分滑变 剩余电阻串联）Rx
AP B R
思考：滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压 和电流该如何变化？
S
当滑片P处于A端：
当滑片P处于B端：
滑变全部阻值Rmax与Rx并联
(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)
待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；
一：串、并联电路的特点
1、电流
①串联电路中的电流处处相等
01
2
3
I0 = I1 = I2 = I3
串联电路
证明：
恒定电流电路中各处电荷分布稳定，保持不变（任何位置的电荷量不会越来越多或 越来越少），可以看出，通过0、1、2、3处的电荷量必然相等，所以在时间t内有
q0=q1=q2=q3
q0 q1 q2 q3 tttt
①限流式（滑动变阻器与测量电阻串联）
思考：滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压
Rx
和电流该如何变化？
U0 S
P AR B
当滑片P处于A端：
当滑片P处于B端：
滑变接入阻值RP=0;
滑变接入阻值RP=Rmax；
待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；
待测阻值所分电压最小，为
Rx
Rx Rmax
U
0
；
待测电阻的电流 I U 0