4 串联电路和并联电路

第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
甲图中,当电流表使用0~0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,示数为0.44 A; 当使用0~3 A量程时,每一小格为0.1 A,示数为2.20 A。 乙图中,当电压表使用0~3 V量程时,每小格为0.1 V,示数为1.70 V;当使用0~15 V量 程时,每小格为0.5 V,示数为8.5 V。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
解析 (1)由题意知电流表G的满偏电压 Ug=IgRg=0.1 V 改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压 UR=U-Ug=2.9 V
所以分压电阻R=U R = 2.9 Ω=2 900 Ω
Ig 0.001
改装后电压表的内阻RV=Rg+R=3 000 Ω。 (2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R的分流 IR=I-Ig=0.599 A
U
0~ R
负载电阻的阻值Rx与滑动变阻 器的总电阻R相差不多,或R稍 大,且电压、电流变化不要求从 零调起
(1)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 (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑 动变阻器的总电阻R
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
电表的读数方法 对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时电 表两端所允许加的最大电压或通过的电流值,然后根据表盘总的刻度数确定分度 值,按照指针的实际位置进行读数即可。 (1)0~3 V的电压表和0~3 A的电流表读数方法相同,此量程下的分度值是0.1 V和0.1 A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位。 (2)对于0~15 V量程的电压表,分度值是0.5 V,在读数时只要求读到小数点后面一 位。 (3)对于0~0.6 A量程的电流表,分度值是0.02 A,在读数时只要求读到小数点后面两 位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01 A。 举例:如图为电流表和电压表的刻度盘。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
判断正误,正确的画“√”,错误的画“✕”。 1.在电路中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。 ( √ ) 2.两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。 ( √ ) 3.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。 ( ✕ ) 4.若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后,增大了原电流表的满偏电压。 (✕) 5.若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后,分流电阻和电流表两端的电压 相等。 ( √ )
,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
2.串联电路、并联电路的特点
串联电路
并联电路
电流 电压 总电阻
各处电流相等,即 I=④ I1=I2=…=In
总电流等于各支路电流之和,即 I=I1+I2+…+In
总电压等于各部分电压之和,即 各支路两端电压相等,即
电压表、电流表的改装及其特点
项目
小量程电流表G改装 成大量程电压表V
电路结构
小量程电流表G改装 成大量程电流表A
R的作用 扩大量程 的计算
电表的 总内阻 使用
分压
分流
U=Ig(R+Rg)
R= U -Rg
Ig
RV=Rg+R
IgRg=(I-Ig)R
R= Ig Rg
I-I g
RA= RR g
R Rg
并联在被测电路中,“+”接线 串联在被测支路中,电流从
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
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
例题 (★★☆)如图所示的电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。
(1)求电路中的总电阻;
(解2)析当加(在1)设电R路3、两R端4并的联电后压电U阻=4为2 VR时34,则,通R过34=每RR3个3R电R4 4 阻= 66的 3电3 Ω流=是2 Ω多,少? R1、R2和R34串联,总电阻R=R1+R2+R34=14 Ω。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
1 | 对串、并联电路的理解
关于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 U1 = U 2 =…= U n = U =I。
R1 R2
Rn R总
(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
U=U1+U2+…+Un
U=U1=U2=…=Un
总电阻等于各部分电阻之和,即 总电阻倒数等于各支路电阻⑤
R=R1+R2+…+Rn
倒数之和 ,即
1 = 1 + 1 +…+ 1
R R1 R2
Rn
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
2 | 电压表和电流表 1.小量程电流表G(表头)的三个参量
2.电表改装原理 (1)电压表改装:将表头串联一个较大电阻,如图所示。 (2)电流表改装:将表头并联一个较小电阻,如图所示。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
3 | 电路的选择 电流表的内接法和外接法的比较 (1)两种接法的比较
内接法
外接法
电路
误差分析 误差来源
电压表示数 UV=UR+UA>UR 电流表示数IA=IR R测= UV > UR =R真
IA IR
电流表的分压作用
电压表示数 UV=UR 电流表示数 IA=IR+IV>IR
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
解析 当a接b时,属于外接法,电流表测的是通过Rx和电压表的总电流,所以电流表 的测量值大于通过待测电阻的电流,电压表测量的是待测电阻两端的电压,则电压 表的测量值等于待测电阻两端的电压,故A、B错误。当a接c时,属于内接法,电流 表的测量值等于通过待测电阻的电流,而电压表测量的是待测电阻和电流表两端 的总电压,则电压表的测量值大于待测电阻两端的电压,故C错误,D正确。
RARV 时,用电流表内接法。
当
RV Rx
>
Rx RA
,即当Rx<
RARV 时,用电流表外接法。
当Rx= RARV 时,两种接法效果相同。
③试触法
如图,把电压表的可动接线端分别试接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,说明电压表的分流作用对电路影响大,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,所以应选外接法。
第1讲 描述运动的基本概念
高中物理 选修3-1 人教版
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流 4 串联电路和并联电路
1 | 串联电路和并联电路 1.定义 (1)串联电路:把几个导体或用电器① 依次首尾 连接,接入电路的连接方式,如图 甲所示。 (2)并联电路:把几个导体或用电器的一端② 连在一起 ,另一端也③ 连在一起
I3=1 A
I4=2 A
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
思路点拨 解决简单混联电路的方法 (1)准确地判断出电路的连接方式,画出等效电路图。 (2)准确地利用串、并联电路的基本规律和特点。 (3)灵活地选用恰当的物理公式进行计算。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
2 | 电压表和电流表的改装
R测= UV < UR =R真
IA IR
电压表的分流作用
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
(2)电流表内、外接的选择方法 ①直接比较法:当Rx≫RA时,采用内接法,当Rx≪RV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”。 ②公式计算法
当
RV Rx
<
Rx RA
,即当Rx>
柱接电势较高的一端
“+”接线柱流入
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
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 ①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。 ②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(即改装后的电流表量程减去Ig)确定。
所以分流电阻R=Ug ≈0.167 Ω
IR
改装后电流表的内阻RA= RgR ≈0.167 Ω。
Rg R
答案 (1)2 900 Ω 3 000 Ω (2)0.167 Ω 0.167 Ω
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
导师点睛 电表改装问题的几点提醒 (1)无论表头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,即通 过表头的最大电流Ig并不改变。 (2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题,只要把表头 G看成一个电阻Rg即可,切记通过表头的满偏电流Ig是不变的。 (3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压,改装后的电 流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。
(2)根据欧姆定律I=U ,I= 42 A=3 A,
R 14
由于R1、R2串联在干路上,故通过R1、R2的电流I1=I2=I=3 A,
设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,由并联电路的特点:
I3+I4=3
A,
I3 I4
=
R4 R3
,
解得I3=1 A,I4=2 A。
答案 (1)14 Ω (2)I1=I2=3 A
R总=U。
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
串、并联电路总电阻的比较
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= nR
n个相同电阻R并联,总电阻R总=Βιβλιοθήκη Baidu
R n
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 一个大电阻和一个小电阻并联 时,总电阻大于且接近大电阻 时,总电阻小于且接近小电阻
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
例题 (★★☆)有一电流表G,内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA。 (1)要把它改装成量程为0~3 V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的 内阻是多大? (2)要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流 表的内阻是多大?
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
滑动变阻器两种接法的比较
限流式接法
分压式接法
电路图
闭合开关 前滑片位置
负载两端的 电压调节范围
通过负载的电流 调节范围
适用情况
滑片在最左端,以保证滑动变阻 滑片在最左端,开始时R两端的
器接入电路中的阻值最大
电压为零
R
R0 RU~U
0~U
UU
R0 R~ R
第1讲 描述运动的第基二本章概念 恒定电流
例题 (2020四川遂宁高二上期末改编,★★☆)某同学在实验室利用电流表和电压表测导 体电阻。在连接电路时,将电压表的一端a预留出来,可以选择接b或接c,电路如图 所示。下列说法正确的是 ( D )
A.当a连接b时,电流表的测量值小于通过待测电阻的电流 B.当a连接b时,电压表的测量值大于待测电阻两端的电压 C.当a连接c时,电流表的测量值小于通过待测电阻的电流 D.当a连接c时,电压表的测量值大于待测电阻两端的电压