11.4串联电路和并联电路 课件

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(2)当 S 闭合时，滑动变阻器 R1 为分压式接法， 当滑动片在最下端时，R2 上的电压最小，此时 R2 与 R3 并联，再与 R1 的全部串联，R2 与 R3 的 并联电阻 R′＝R22＝150 Ω，电压为 U′＝ R1＋R′R′UAB＝2001＋50150×8 V≈3.43 V，当滑动 片在最上端时，R2 上的电压最大等于 UAB＝8 V， 所以 R2 上的电压范围为 3.43 V～8 V.
归纳一：把电流表改装成电压表
1.原理：串联分压
Ig
2.方法：串联电阻 R U I g Rg Ig
3.再将表盘对应示数改装。
1
2
Ig
Rg
R
G
Ug
UR
U
V
0
1 mA 2
3
U
0
V
3
探究3：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
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
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【答案】 见精讲精析 【规律总结】 理解电表改装的原理， 并根据串、并联电路的特点进行计算是 解这类题的关键．
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变式训练2 将一个电阻为60 Ω，满偏电流为 500 μA的电流表表头改成如图2－4－9所示的 两个量程的电压表，量程分别为3 V和15 V，试 求R1和R2的阻值．
图2－4－9
R，按图中甲图测得的结果为R1，按乙图测得为 R2，若电阻的真实值为R，则( )
A．R1>R>R2 图2－4－B1．1 R1<R<R2
C．R>R1，R>R2
D．R1＝R＝R2
解析：选A.用内接法测电阻有R1>R，用外接法测
电阻有R2<R，所以R1>R>R2，选项A正确．
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滑动变阻器的连接 例4 如图所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω， R2＝R3＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V. (1)当开关S断开时，移动滑动片P，R2两端可获得的 电压变化范围是多少？ (2)当S闭合时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压 变化范围又是多少？
问1：能让0.6A的电流全部通过表
Ig G Rg
头吗？怎么办？
15组
问2：当被测电流是0.6A时，表头里应该
流过多少电流？ 8组
I
A
问3：并联的电阻上流过多少电流？需要多大
RA
的分流电阻？ 1组
【6分钟】
探究3：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。
例2、有一个电流表G,内阻为Rg＝25Ω,满偏电
I＝I1＋I2＋I3
电压关系 电阻关系
总电压等于各部分电 路电压之_和___
U＝U1＋U2＋U3
总电阻_等__于___各部分 电路电阻之和
R＝R1＋R2＋R3
总电压__等__于_各支路电压
U ＝ U1＝U2＝U3
总电阻的倒数__等__于__各支路电 阻的倒数之和
1＝ 1 ＋ 1 ＋ 1 R R1 R2 R3
答案：5940 Ω 24000 Ω
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伏安法测电阻电路的分析 例3 用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如 图2－4－10所示，分别将图甲和图乙两种测量电 路连接到电路中，按照甲图时，电流表示数4.60 mA，电压表示数2.50 V；按照乙图时，电流表 示数为5.00 mA，电压表示数为2.30 V，比较这 两次结果，正确的是( )
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【答案】 B 【规律总结】 (1)伏安法测电阻时，无论电流表 内接还是外接都会产生误差． (2)试触法中两表示数变化是否明显，不能比较两 表示数的绝对变化量 ΔU、ΔI，应比较相对变化 量，即各自的变化量相对于原来数值的比例大小， 也就是比较ΔU与ΔI的大小关系．
UI
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变式训练3 如图2－4－11所示，用伏安法测电阻
小结
Ig
Rg
R
G
Ug
UR
U
Ig
V
U
R U I g Rg Ig
RV Rg R
IR R
I
Ig
Rg G
Ug
I
A
Ug
R I g Rg I Ig
RA
Rg R Rg R
串、并联电路基本规律的应用
例1 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？
图
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【思路点拨】 先认清电键S断开、闭合时 的滑动变阻器的接法，再根据串并联关系 结合滑片位置计算R2获得的电压范围．
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【自主解答】 (1)当 S 断开时，滑动变阻器 R1 为 限流式接法，R3 及 R1 的下部不接在电路中，当滑 动片 P 在最上端时，R2 上获得的电压最大，此时 R1 接入电路的电阻为零，因此 R2 最大电压等于 UAB ＝8 V，当滑动片 P 在最下端时，R1 的全部与 R2 串联，此时 R2 上的电压最小，UR2＝R1＋R2R2UAB＝ 4.8 V，所以 R2 上的电压变化范围为 4.8 V～8 V.
问1：能让3V的电压全部加 在表头吗？怎么办？5组
问2：当被测电压是3V时， 表头两端分担多大电压？ 其余电压加在哪里？ 3组
Rg
G
UgBiblioteka Baidu
问3：引入的元件上分担多少电 压？需要多大的电阻分压？ 10组
U
R
UR
V RV
U
U R U I g R g 2、97V R U I g Rg 990
Ig
图2－4－10
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A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω B．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω C．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 Ω D．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω
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【精讲精析】 比较甲、乙两图的电压读数，可知 ΔU ＝0.20 V，则ΔUU＝02..2500＝0.08；电流变化 ΔI＝0.40 mA， 则ΔII＝04..4600≈0.087，可见ΔII>ΔUU，即电流变化明显一 些，可见电压表内阻带来的影响，比电流表内阻带来 的影响大，故应采取内接法，Rx＝4.602×.510－3 Ω＝543 Ω，此法测量值偏大，因此选项 B 正确．
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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( )
二、电流计的几个重要参量
1. 电流计G——俗称表头
G
2.电流计的几个基本数据：
满偏电流Ig 表头内阻Rg 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
满偏电压Ug
探究2：把电流表改装成电压表。【8分钟】
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
流为Ig=3mA,要把它改装成量程为I=0.6A的安
培表
问1：能让0.6A的电流全部
I
Ig G Rg
通过表头吗？怎并么联办小？电阻 15组
IR R=?
问2：当被测电流是0.6A时，
表表头头里中应流该过流电过流多为少3电m流A ？8组
问3：并联的电阻上流过多少电流？ I
需要多大的分流电阻？ 1组
A
RA
IR=0.6-0.003=0.597A
R I g Rg 0.126 I Ig
归纳二：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 I Ig
3.再将表盘对应示数改装。
1
2
I
0
0
3
0.2 mA 0.4
0.6
A
IR R
Ig
Rg G
Ug
A Ug
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 I＝IgRRg＋1 R1＝0.0001×01.1000＋0.1 A≈1 A. 当开关合到 c、d 上时，电路变成图乙所示的电路， 此时大电阻 R2 与电流表 G 串联，R2 起分压作用， 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.
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【答案】 (1)4.8 V～8 V (2)3.43 V～8 V 【名师归纳】 (1)滑动变阻器接入电路时， 金属杆的两个端点不能同时接入电路，否则 电流由金属杆流过而短路． (2)限流接法电压调节范围较小，而分压式接 法电压调节范围较大，在具体应用中要根据 题目要求合理选择．
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变式训练4 如图所示，R1＝7 Ω，R2＝3 Ω， 可变电阻器R3的最大阻值为6 Ω，求AB两端 的电阻值的范围．
学习任务
1、回顾复习串、并联电路的基本规律 2、了解电表表头的几个参量 3、小组共同探讨电压表、电压表的改装 4、通过例题巩固电表改装的规律
一、回首往事：串并联电路有什么特点？
电路 内容
电路图
串联电路
R1
R2
R3
并联电路
R1 R2 R3
电流关系
电路各处电流_相__等___
I＝I1＝I2＝I3
总电流等于各支路电流之_和__
探究1：根据串、并联电路中电阻的关系小组讨 论下列问题。【4分钟】
①n个相同电阻(R1)串联,其总电阻R=？ 并联呢？ ②并联电路的总电阻与其中最小电阻有何关系?
小于
③并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变? 变大
④串联电路中,电阻两端的电压跟其阻值有成何正关比系 ⑤并联电路中,通过各支路电流跟它们的阻值有何成关反比系？
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
Rx＝UIx额＝06.2 Ω＝30 Ω Px＝IxU 额＝0.2×6 W＝1.2 W.
【答案】 (1)5 Ω 0.8 W (2)30 Ω
1.2 W
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解析：3 V 电压挡的分压电阻为 R1，而 15 V 电压挡的 分压电阻为(R1＋R2)，可以先求出 R1 和(R1＋R2)，的值， 再求 R2 的值． Ug＝IgRg＝500×10－6×60 V ＝3.0×10－2 V R1＝(UU1g－1)Rg＝(3.0×3.010－2－1 )×60 Ω＝5940 Ω. R1＋R2＝(UU2g－1)Rg＝(3.01×5.100－2－1)×60 Ω＝29940 Ω. R2＝24000 Ω.
A．1∶6 C．1∶3 答案：D
图2－4－6 B．1∶9 D．1∶2
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电表的改装
例2 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？
图
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解析：当 R3＝0 时，RAB 最小，RAB＝R1＝7 Ω 当 R3＝6 Ω 时，RAB 最大，R′AB＝R1＋RR2＋2RR3 3＝9 Ω 所以电阻范围为 7 Ω≤R≤9 Ω.
答案：7 Ω≤R≤9 Ω
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U
Rg
G
问1：能让3V的电压全部加在表头吗？怎么办？ 5组
问2：当被测电压是3V时，表头两端分担多大电压？
其余电压加在哪里？
3组
问3：引入的元件上分担多少电压？需要多大的电阻分压？
10组
探究2：把电流表改装成电压表。
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
【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 Rx＝UIx＝80－.46 Ω＝5 Ω Px＝URx2x＝0.8 W.