河北师大附中高二物理精品课件选修3-1第二章第四节 串联电路和并联电路

探究2： 利用UAB=φA-φB关系探究串、并联电路 中电压的关系。
0 R1 I U1 1 R2 U2 U 2 R3 U3 I1 1 3 0 I22 I I33 R1 R2 4 5 6
R3 U
串联电路：U01=________；U12=_________；U23=___________， U01 + U12 + U23 =_________； U03 =___________。 有何结论： ________________________________。 并联电路：不考虑导线的电阻(一根纯导线上的各点是等电势 点) ，0、1、2、3四点电势有何关系？____________________； 同理，4、5、6三点电势有何关系？______________________ 有何结论： ________________________________。
例1
【思路点拨】
(1)两个用电器的额定电压都是6
V，并联后接入6 V的电路上就能正常工作；而今
电路的电压是8 V，大于6 V，故应串联一个分压
电阻Rx，使其分担2 V的电压．
(2)两个电阻不能简单地串联，因串联后两个用电
器的分压不同，不能均分12 V的电压．
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【精讲精析】 (1)电路连接情况如图 2－4－5 所示． I＝I1＋I2＝0.1 A＋0.3 A＝0.4 A Ux 8－6 Rx＝ ＝ Ω＝5 Ω 0.4 I U2 x Px＝ ＝0.8 W. Rx
Unit2
恒定电流
河北师大附中 李喜昌
回首往事：串并联电路有什么特点？
电路
内容
R1
串联电路
R2 R3
并联电路
R1 R2 R3
电路图
电流关系
和 相等 电路各处电流______ 总电流等于各支路电流之___
I＝I1＝I2＝I3
I＝I1＋I2＋I3
等于 总电压_____各支路电压
总电压等于各部分电 路电压之____ 电压关系 和
探究8：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 问题5：改装后的表盘需 要做怎样的改变？
0 1 2
I (1
Rg R
0.2
0.4
3
)I g I g
0
mA A
0.6
（1）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+Rg/R）即可； （2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比 例等分即可。 （量程和精确度） 问题6：若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的 电流表A，需要并联多大阻值的电阻？
0 R1 I U1 1 R2 U2 U 2 R3 U3 I1 1 3 0 I22 I I33 R1 R2 4 5 6
R3
U 串联电路：在相同时间内，流过0、1、2、3四点的电量 关系：q0 = q1 _____q2 _____ q3 则根据I=q/t ，同除以相同的时间t，得到什么结论？ ________________________________。 并联电路：在相同时间内，流过0、1、2、3四点的电量 关系： q0 = q1 _____q2 _____ q3 则根据I=q/t ，同除以相同的时间t，得到什么结论？ ________________________________。
例2、有一个电流表G,内阻为Rg＝25Ω,满偏电 流为Ig=3mA,要把它改装成量程为I=0.6A的安 培表,应该怎么办？ Ig Rg I 问题1：能让0.6A的电流全 G
部通过表头吗？怎么办？ 并联小电阻
IR
R=?
1 0 0.2
2
0.4 A
3 0.6
I
0
A
RA
并联小电阻指针指 问题2：当被测电流是0.6A时，应该让指 在满刻度处，表头 针指在哪里？表头里应该流过多少电流？ 中流过电流为3mA
U＝U1＋U2＋U3
U ＝ U1＝U2＝U3
总电阻的倒数______各支路电 等于 等于 总电阻______各部分 阻的倒数之和 电阻关系 电路电阻之和 1 1 1 1 ＝ ＋ ＋ R R1 R2 R3 R＝R ＋R ＋R
1 2 3
探究1：根据恒定电流中电荷分布是不变的，再结 合电荷守恒定律探究串、并联电路中电流的关系。
例2
图2－4－7
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【精讲精析】 当开关合到a、b上时，电路转 换成图2－4－8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．
图2－4－8
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根据并联电路的特点有：(I－Ig)R1＝IgRg.电流表 量程为 IgRg＋R1 0.0001×1 000＋0.1 I＝ ＝ A≈1 A. 0.1 R1 当开关合到 c、 上时， d 电路变成图乙所示的电路， 此时大电阻 R2 与电流表 G 串联， 2 起分压作用， R 所以电流表 G 改装成电压表．根据串联电路的特 点 ， 电 压 表 量 程 为 ： U ＝ Ig(Rg ＋ R2) ＝ 0.0001×(1000＋99000)V＝10 V.
R1 R2 U
P2 R1 R1 R 2 P
I I2
探究6：电流计有几个重要参量？ 1. 电流计G——俗称表头
2.电流计的几个基本数据： 满偏电流Ig 表头内阻Rg
G
满偏电压Ug
三者满足关系： Ug= Ig Rg
三个量只要知道其中任何两 个，就可以求第三个量
U
I R
探究7：把电流表改装成电压表。
探究8：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
问题3：并联的电阻上流过多少电流？需要多大的分 流电阻？
I Ig IR
G
Rg
IR=0.6-0.003=0.597A
R Ig Rg I Ig 0 . 126
R=?
I
A
RA
问题4：改装后的安培表内阻RA是多大？
RA Rg R Rg R
R并 Rg n 1
总结：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 1.原理：并联分流 2.方法：并联电阻
R Ig Rg I Ig
IR
R Rg G Ug A
I
Ig
3.再将表盘对应示数改装。
1 0 2
I
3
0.2 0
0.4
0.6
Ug
Rg R
mA A
I (1
)I g I g
探究：安培表和伏特表的读数
图2－4－5
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(2)如图 2－4－5 所示 Ix＝I2－I1＝0.3 A－0.1 A＝0.2 A， 要使两个电器都能正常工作，Rx 的阻值 和功率应分别为 U额 6 Rx＝ ＝ Ω＝30 Ω Ix 0.2 Px＝IxU 额＝0.2×6 W＝1.2 W.
【答案】
(1)5 Ω
0.8 W
(2)30 Ω
R
0
Rg
U
G
Ug
R UR
1
2
V
A
990
RV
3
U
U IgRg Ig
探究7：把电流表改装成电压表。
问题4：改装后的电压表 内阻RV是多大？
RV R g R
1
2
0
1 0
问题5：改装后的表盘需 要做怎样的改变？
U I g (Rg R) I g
mA
2 3
3
V
（1）在电流计原刻度的基础上乘以（Rg+R）即可； （2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按 比例等分即可。（量程和精确度） 问题6：若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的 电压表V，需要串联多大阻值的电阻？
I
R1 U1 U
P2
R2 U2
R2 R1 R 2 P
I1 2、并联电路的电流及功率分配
（1）由I=U/R并联电路的电流分配与阻值成反比
（2）由P=U2/R并联电路的功率分配与阻值成反比
I1 R2 R1 R 2 I I2 R1 R1 R 2 I P1 R2 R1 R 2 P
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探究3：利用电阻的定义式结合电流、电压关系 探究串、并联电路中电阻的关系。
I1 R1 R2
I
R1 U1
R2 U2
I I2
U
U
串联电路：两端总电压 U = U1 ____ U2 同除以相同的电流I，得_____________ 根据R=U/I，可得_____________ 有何结论：________________________________。 并联电路：干路总电流 I = I1 ______ I2 同除以相同的电压U，得_____________ 根据R=U/I，可得_____________ 有何结论： ________________________________。
图2－4－6
A．1∶6 C．1∶3 答案：D B．1∶9 D．1∶2
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电表的改装 如图2－4－7所示是一个 电流表、电压表两用的电路，电 流表G的量程是100 μA，内阻是 1000 Ω.电阻R1＝0.1 Ω，R2＝99 kΩ，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？
探究5：根据串、并联电路基本特点分析电压、 电流及其功率分配关系。
1、串联电路的电压及功率分配
（1）由U=IR串联电路的电压分配与阻值成正比 （2）由P=IU串联电路的功率分配与阻值成正比
U1 R1 R1 R 2 U U2 R2 R1 R 2 U P1 R1 R1 R 2 P
1.2 W
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【题后反思】
用电器正常工作的条件是，加在
它们两端的电压必须是额定电压，或通过它们的
电流必须是额定电流，若电源电压不满足要求，
就要用学过的串并联知识进行电路整合．
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变式训练1 如图2－4－6所示电路中有三个电 阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时， 电压U1∶U2为( )
1 mA A 2 3
小试牛刀
练习4、电流表G的内阻为Rg=100Ω,满偏电流为 Ig=3mA,要把它改装成量程为U=15V的伏特表,应 该串联多大的电阻？
练习5、电流表G的内阻为Rg＝100Ω,满偏电流为 Ig=3mA,给它串联一个900Ω的电阻改装为伏特表, 问此伏特表的量程为多大？
练习6、如果给电流计串联 一个阻值等于电流表内阻的 0 电阻，它的量程变为多大？ 刻度盘上的数字应当怎么刻？ 1 mA V 2 3
读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. 具 体估读方法如下： (1) 量程为3 V和3 A的电压表和电流表，其最小分 度为0.1 V和0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一. (2) 量程为0.6 A的电流表，其最小分度为0.02 A, 读数要估读到最小分度的，即不足半格的略去，超过 半格的要按半格读出，因此最后读数如果以安培为单 位，小数点后面有两位，尾数可能为0、1、2、3… (3) 量程为15 V的电压表，其最小分度为0.5 V, 读 数要估读到最小分度的，因此最后读数如果以伏特为 单位，小数点后面只有一位，尾数为0、1、2、3、 4…
例1：电流表G的内阻为Rg＝10Ω,满偏电流为Ig=3mA, 要把它改装成量程为U=3V的伏特表,应该怎么办？ 问题1：能让3V的电压全部 加在表头吗？怎么办？ 问题2：当被测电压是3V时， 指针应该指在哪里？表头 两端加多大电压？其余电 压加在哪里？ 问题3：要串联的电阻上 分担多少电压？需要多 大的电阻分压？
第四节 串联电路和并联电路
Ig Rg G Ug U
R
UR I
IR Ig
R Rg G Ug A Ug
Ig
V
I
U
U I g (Rg R) I g
I (1
Rg R
)I g I g
串、并联电路基本规律的应用 两个用电器的额定电压都是6 V，额定电流 分别是I1＝0.1 A和I2＝0.3 A. (1)把这两个用电器并联后接在电压为8 V的电路中， 要使它们正常工作，应附加多大的电阻？功率至 少需多大？ (2)如果把它们串联后接在12 V的电路上，要使它 们正常工作应该接多大的电阻？功率至少为多大？
小试牛刀
练习1、有一个电流表G,内阻为Rg=120Ω,满偏 电流为Ig=3mA,要把它改装成量程为I=3A的安 培表,应该并联多大的电阻？ 练习2、有一个电流表G,内阻为Rg＝120Ω,满 偏电流为Ig=3mA,给它并联一个0.12Ω的电阻 改装为安培表,问此安培表的量程为多大？ 练习3、如果给电流表并 联一个阻值等于电流表内 0 阻的电阻，它的量程变为 多大？刻度盘上的数字应 当怎么刻？
R 串 ( n 1) R g
总结：把电流表改装成电压表
1.原理：串联分压
2.方法：串联电阻
R U IgRg Ig
Ig
Rg G Ug
R UR
U
Ig
3
3.再将表盘对应示数改装。
1 2
V U
0
1
0
mA
2 3
V
U I g (Rg R) I g
探究8：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
U
I R
探究4：根据串、并联电路中电阻的关系讨论下 列问题。 ①R1和R2并联后R=？ (若R1远大于R2，R=？)
②n个相同电阻(R1)串联或并联,其总电阻R=？ ③不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关 系? ④不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关 系? ⑤并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变? ⑥混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变？