（新教材）2022版高中物理人教版必修第三册课件：11.4 串联电路和并联电路 .ppt

1、4.4. 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 问题引入：问题引入： 如果把两个电阻如果把两个电阻 R1. R2 串联或并联后看成一个电阻，你认为这个电阻跟串联或并联后看成一个电阻，你认为这个电阻跟 R1、 R2应该是怎样的关系？应该是怎样的关系？ 了解串、并联电路电阻的特点。了解串、并联电路电阻的特点。 1.1.掌握掌握串、并联电路的电流和电压特点及串、并联电路的电流和电压特点及串、并联电路电阻的计算。串、并联电路电阻的计算。 （物理观念）（物理观念） 2.2.知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电 流表流表G G（表头）改装（表头）改装 而成的。而

2、成的。（科学思维）（科学思维） 3.3.理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流 电阻的阻值。电阻的阻值。 （科学探究）（科学探究） 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养， 让我们一起让我们一起 吧！吧！ 进进 走走 课课 堂堂 ( (一）电路结构：一）电路结构：1.1.串联电路的构成串联电路的构成 如图，把两只灯泡如图，把两只灯泡顺次顺次连接在连接在 电路里，一只灯泡电路里，一只灯泡亮亮时另一只时另一只 灯泡灯泡也亮也亮。像这样把元件逐个。像这样把元件逐个 顺次连接起来，所形成

3、的电路顺次连接起来，所形成的电路 称为称为串联电路。串联电路。 【探究一：串并联电路的电流特点】【探究一：串并联电路的电流特点】 S 如图：把两只灯泡如图：把两只灯泡并列地并列地接在电接在电 路中。路中。像这样把元件并列地连接起来像这样把元件并列地连接起来 的电路，称为的电路，称为并联电路。并联电路。 2.2.并联电路的构成并联电路的构成 串 并 联 电 路 串 并 联 电 路 I I0 0=I=I1 1=I=I2 2=I=I3 3 串联电路各处的电流相等串联电路各处的电流相等 2.2.并联电路并联电路: : 并联电路的总电流等于各支路电流之和：并联电路的总电流等于各支路电流之和： （二）串并

4、联电路的电流特点（二）串并联电路的电流特点 0 1 2 3 1.1.串联电路串联电路: : I I0 0 = I = I1 1 + I + I2 2 + I + I3 3 0 1 2 3 讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？讨论：如果有更多的导体串联或并联，结论如何？ U03=U01+U12+U23 结论结论: :串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和 0 1 2 3 1.1.串联电路串联电路: : U01=01 各点的电势与各点之间的电势差有什么关系各点的电势与各点之间的电势差有什么关系? U12=12 U23=23 比较电压关系比较电压

5、关系 U03=03 （三）串并联电路的电压特点（三）串并联电路的电压特点 U=UU=U14 14=U =U25 25=U =U36 36 并联电路的总电压与各支路的电压相等并联电路的总电压与各支路的电压相等 2.2.并联电路并联电路: : 比较比较0 0、1 1、2 2、3 3点的电势关系点的电势关系 比较比较4 4、5 5、6 6点的电势关系点的电势关系 比较电压关系比较电压关系 0123 456 0 0 U 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和 1.1.串联电路串联电路: : 12 R = R +R 【互动探究】多个电阻串联呢？【互动探究】多个电阻串

6、联呢？ 12n R = R +R +R R1 R2 U U1 U2 I I I = = I I1 1=I=I2 2 （四）串并联电路的电阻特点（四）串并联电路的电阻特点 21 UUU 2 2 1 1 I U I U I U 2.2.并联电路并联电路: : 12 111 RRR 【互动探究】多个电阻并联呢？【互动探究】多个电阻并联呢？ 12 1111 n RRRR 并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 U=UU=U1 1=U=U2 2 21 III 2 2 1 1 U I U I U I 【规律总结】串、并联电路特点【规律总结】串、并联电路特点

7、 1.1.串联电路串联电路 12n RRRR 12 1111 n RRRR 2.2.并联电路并联电路 12n IIII 12n UUUU 12n IIII 12n UUUU 【思考【思考1】串联电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和，可以认串联电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和，可以认 为每个电阻从总电压中分得一部分。因此，串联电路具有为每个电阻从总电压中分得一部分。因此，串联电路具有分压作用分压作用。请。请 你证明：你证明：串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。 R 1 R 2 R 3 U 1 U 3 U 2 U 四四. .串

8、联电路的串联电路的电压的分配电压的分配特点特点 串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。 321321 3 3 2 2 1 1 33 22 11 :RRRUUU R U R U R U IRU IRU IRU 或： 【思考【思考3】n个相同电阻个相同电阻R并联的总电阻等于多少？并联的总电阻等于多少？ 【思考【思考2】如果两个阻值相差很大的电阻并联如果两个阻值相差很大的电阻并联(R1R2)，其结果有何特点？，其结果有何特点？ 两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻与与 小电阻阻值接近小电阻阻值接近。 如果是如果是串

9、联串联，情况又如何？，情况又如何？ 22 1 2 1 2 12 1 2 2 RR 00 1 R RR R R R R RR R R R 总总 总 或 或 n R R 总 【思考【思考4】如果在保持原有并联电路中如果在保持原有并联电路中支路的数目不变支路的数目不变，增大某一个增大某一个 支路中的电阻支路中的电阻，则总电阻会增大还是会减小？，则总电阻会增大还是会减小？ 并联电路中，如果保持支路数目不变，并联电路中，如果保持支路数目不变，增大增大某一个支路的电阻，则总电阻会某一个支路的电阻，则总电阻会增大增大。 增大 减小 减小增大，则若 总 总 总 R R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 R

10、1 R R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 21 21 ni i i ni 【思考【思考5】如果在原有并联电路中如果在原有并联电路中增加一条支路增加一条支路（该支路电阻不为（该支路电阻不为0），）， 则总电阻会增大还是会减小？则总电阻会增大还是会减小？ 并联电路中，如果保持原有支路不变，并联电路中，如果保持原有支路不变，增增 加支路数目加支路数目，则总电阻会，则总电阻会减小减小。 总总 总总 总 总 显然 条支路后，增加 条支路，则若原来有 RR R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 R 1 1 R 1 R 1 R 1 R 1 121 21 nn n n 【思考【思考6】并联电路

11、，干路中的总电流等于各个支路中的电流之和，因此并联电路，干路中的总电流等于各个支路中的电流之和，因此 可以认为每个电阻都从总电流中分得一部分。可见，并联电路具有可以认为每个电阻都从总电流中分得一部分。可见，并联电路具有分流分流 作用作用。请你证明：。请你证明：并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。 R1 R2 R3 I I1 I2 I3 321 321 332211 321 333 222 111 1 : 1 : 1 : RRR III RIRIRI UUU RIU RIU RIU 或： 且 例例1.由四个电阻连接成的电路如图所示由四个电阻

12、连接成的电路如图所示。R18 ，R24 ，R36 ，R43 。 (1)求求a、d之间的总电阻；之间的总电阻； (2)如果把如果把42 V的电压加在的电压加在a、d两端两端，则通过每个电阻的电流是多少则通过每个电阻的电流是多少？ 即为通过即为通过R1、R2的电流的电流。 设通过设通过R3、R4的电流分别为的电流分别为I3、I4， 则由并联电路电压相等则由并联电路电压相等，得得I3R3I4R4， 又又I3I43 A，解得解得I31 A，I42 A。 故故RadR1R2Rcd8 4 2 14 。 解析解析 (1)由题图可知由题图可知 Rcd R3R4 R3R4 6 3 63 2 。 (2)由欧姆定律

13、知由欧姆定律知 I U Rad 42 14 A 3 A， 例例2.2.（多选）（多选）如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路，如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路，A A、B B为分为分 压器的滑片放在变阻器的中央，下列判断哪些正确压器的滑片放在变阻器的中央，下列判断哪些正确( )( ) A.A.空载时输出电压为空载时输出电压为U UAB AB=U =UCD CD/2 /2 B.B.当接上负载当接上负载R R时时, ,输出电压输出电压U UAB ABU UCD CD/2 /2 C.C.负载负载R R越大，越大，U UAB AB越接近 越接近U UCD CD/2 /2 D.D.负载负载R

14、R越小，越小，U UAB AB越接近 越接近U UCD CD/2 /2 C A P B D ACAC C A P B D C A P B D R/2 R/2 ggg UI R 2. 2. 三个主要参数三个主要参数 内阻内阻: :电流计内阻电流计内阻R Rg g 量程：满偏电流量程：满偏电流 I Ig g 满偏电压：满偏电压： 3.3.电路图符号：电路图符号： G G 一、电流计一、电流计( (表头表头) ) 1.1.作用：作用： 测量微小电流和电压测量微小电流和电压 0 0 1 1 2 2 3 3 mAmA 【探究二：电压表和电流表的改装】【探究二：电压表和电流表的改装】 问题问题1 1：能让

15、：能让3V3V的电压全部加在表头吗？怎么办？的电压全部加在表头吗？怎么办？ 问题问题2 2：当被测电压是：当被测电压是3V3V时，指针应该指在哪里？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？表头两端加多大电压？其余电压加在哪里？ 0 1 2 Ug UR U G Rg R U V RV A 【探究情景】有一个电流表【探究情景】有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把它改。要把它改 装为量程为装为量程为0 03V3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内

16、阻多大？ 二、将表头改装成大量程的电压表二、将表头改装成大量程的电压表 问题问题3 3：要串联的电阻上分担多少电压？需要多大的电阻分压？：要串联的电阻上分担多少电压？需要多大的电阻分压？ 问题问题4 4：改装后的电压表内阻：改装后的电压表内阻R RV V是多大？是多大？ 问题问题5 5：改装后的表盘需：改装后的表盘需 要做怎样的改变？要做怎样的改变？ 0 1 2 3 mA 0 1 2 3 V ggg UI (RR)I （1 1）在电流计原刻度的基础上乘以（）在电流计原刻度的基础上乘以（R Rg g +R +R）即可。（）即可。（2 2）满刻度处标改）满刻度处标改 装后的量程，然后根据小格数按比

17、例等分即可。（量程和精确度）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） g R 1.原理：串联分压原理：串联分压 2.方法：串联电阻方法：串联电阻 3.再将表盘对应示数改装。再将表盘对应示数改装。 U Ig V U Rg R Ug UR Ig G ggg IRRIU)( g gg I RIU R 0 1 2 3 mA 0 1 2 3 V 总结：把电流表改装成电压表总结：把电流表改装成电压表 例例3.将一个电阻为将一个电阻为60 ，满偏电流为满偏电流为500 A的电流表表头改成如图所示的的电流表表头改成如图所示的 两个量程的电压表两个量程的电压表，量程分别为量程分别为3 V和和1

18、5 V，试求试求R1和和R2的阻值的阻值 解析：解析：3 V 电压挡的分压电阻为电压挡的分压电阻为 R1，而，而 15 V 电压挡的电压挡的 分压电阻为分压电阻为(R1R2)， 可以先求出， 可以先求出 R1和和(R1R2)， 的值， 的值， 再求再求 R2的值的值 UgIgRg50010 6 60 V 3.010 2 V R1(U1 Ug 1)Rg( 3.0 3.010 21 )60 5940 . R1R2(U2 Ug 1)Rg( 15.0 3.010 21)60 29940 . R224000 . 答案答案：5940 24000 问题问题1 1：能让：能让0.6A0.6A的电流全部通过表头

19、吗？怎么办？的电流全部通过表头吗？怎么办？ IR R=? G Rg Ig A I RA I 【探究情景】有一个电流表【探究情景】有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把它改装为。要把它改装为 量程为量程为0 00.6A0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？ 三：将表头改装成大量程的电流表三：将表头改装成大量程的电流表 IR=0.6A-0.001A=0.599A 问题问题2 2：并联的电阻上流过多少电流？需要多大的分流电阻？：并联的电阻上流过多少电流？需要

20、多大的分流电阻？ 问题问题3 3：改装后的安培表内阻：改装后的安培表内阻R RA A是多大？是多大？ IR R=? G Rg Ig I A I RA 0 0.2 0.4 0.6 A 0 1 2 3 mA （1 1）在原电流表原刻度的基础上乘以（）在原电流表原刻度的基础上乘以（1+ 1+ ）即可（）即可（2 2）满刻度处标）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。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）（量程和精确度） 问题问题5 5：若要将电流表：若要将电流表G G改装成一个量程为改装成一个量程为I Ig g的的n n倍的电流表倍的电流表A A，需要并联，

21、需要并联 多大阻值的电阻？多大阻值的电阻？ 1 n R R g 并 问题问题4 4：改装后的表盘需：改装后的表盘需 要做怎样的改变？要做怎样的改变？ gg g II R R I)1 ( g R R 1.1.原理：并联分流原理：并联分流 2.2.方法：并联电阻方法：并联电阻 3.3.再将表盘对应示数改装。再将表盘对应示数改装。 Ug A I Ug I Ig IR R Rg G gg g II R R I)1 ( g gg II RI R 0 0.2 0.4 0.6 A 0 1 2 3 mA 总结：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。总结：把小量程的电流表改装成大量程的电流表。 例例4.如图所示

22、如图所示，有一个表头有一个表头G，满偏电流满偏电流Ig500 mA，内阻内阻Rg200 ，将它改装为有将它改装为有 01 A和和010 A两种量程的电流表两种量程的电流表，求求R1、R2的阻值各为多大的阻值各为多大？ 答案答案 R120 R2180 按图所示的电路对改装后的电表进行校对校对时注意搞清楚改装后电表刻度按图所示的电路对改装后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盘每一小格表示多大的数值 四.电表的校对 例例5.有一满偏电流有一满偏电流Ig=5mA,内阻内阻Rg=400的电流表的电流表G,若把它改装成量程为若把它改装成量程为 10V的电压表的电压表,应

23、应_一个一个_的分压电阻的分压电阻,该电压表的内阻为该电压表的内阻为 _;若把它改装成量程为若把它改装成量程为3A的电流表的电流表,应应_联一个联一个 的分流的分流 电阻电阻,该电流表的内阻为该电流表的内阻为_ 答案：串答案：串 1600 2000 并并 0.668 0.667 例例6.一量程为一量程为100A的电流表的电流表,内阻为内阻为100,表盘刻度均匀表盘刻度均匀,现串联一个现串联一个9900 的的 电阻将它改装成电压表电阻将它改装成电压表,则该电压表的量程是则该电压表的量程是 V,用它来测量电压时用它来测量电压时,表盘指针位表盘指针位 置如图所示置如图所示,此时电压表的读数大小为此时

24、电压表的读数大小为 V 1 0.80 5050 1010 0 0 1 0.5 串联串联 并联并联 电路电路 应用应用 各处电流相等各处电流相等 总电压等于各总电压等于各 部分电压之和部分电压之和 总电阻等于各总电阻等于各 部分电阻之和部分电阻之和 总电流等于各总电流等于各 支路电流之和支路电流之和 各支路两端电各支路两端电 压相等压相等 总电阻倒数等于各总电阻倒数等于各 支路电阻倒数之和支路电阻倒数之和 表头表头G G 改改 装装 将将表头串联一个表头串联一个 较大电阻较大电阻 电压表电压表 电 阻 分 压 电 阻 分 压 将表头并联一将表头并联一 个较小的电阻个较小的电阻 电压表电压表 电

25、阻 分 流 电 阻 分 流 1.1.有四盏灯，接入如图所示的电路中有四盏灯，接入如图所示的电路中, , 1 1和和2 2的电阻均为的电阻均为484484, ,3 3和和4 4 的电阻均为的电阻均为1 2101 210, , 把电路接通后把电路接通后, ,四盏灯的电流之比四盏灯的电流之比I I1 1:I:I2 2:I:I3 3:I:I4 4= = 。 L1 U L2 L3 L4 答案：答案：7:5:2:77:5:2:7 2.2.用两只完全相同的电流表用两只完全相同的电流表, ,分别改装成一只量程更大的电流表和一只分别改装成一只量程更大的电流表和一只 电压表电压表, ,将它们串联起来接入电路中将它

26、们串联起来接入电路中, ,如图所示如图所示, ,此时此时( )( ) A.A.两只电表的指针偏转角相同两只电表的指针偏转角相同 B.B.两只电表的指针都不偏转两只电表的指针都不偏转 C.C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角 D.D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角 C C A V S 3.3.如图所示为一双量程电压表的示意图。已知电流表如图所示为一双量程电压表的示意图。已知电流表G G的量程为的量程为0 0 100100A,A,内阻为内阻为600600, ,则图中串联的分压电阻则图中串联的分压电阻R

27、 R1 1= = , , R R2 2= = 。 4.944.9410104 4 1 110105 5 4.如图所示是一个电流表如图所示是一个电流表、电压表两用的电路电压表两用的电路，电流表电流表G的量程是的量程是100 A，内阻是内阻是1000 .电阻电阻R10.1 ，R299 k，当双刀双掷开关合到当双刀双掷开关合到a、 b上时上时，电流表改装成什么表电流表改装成什么表？其量程是多少其量程是多少？当双刀双掷开关合到当双刀双掷开关合到c、d 上时上时，电流表改装成什么表电流表改装成什么表？其量程是多少其量程是多少？ 【解析】当开关合到【解析】当开关合到a、b上时，电路转换成图甲所示的电路，此

28、时小电上时，电路转换成图甲所示的电路，此时小电 阻阻R1与电流表与电流表G并联，并联，R1起分流作用，可作为大量程电流表使用起分流作用，可作为大量程电流表使用 根据并联电路的特点有：根据并联电路的特点有：(IIg)R1IgRg.电流表电流表 量程为量程为 IIg Rg R1 R1 0.0001 1 0000.1 0.1 A1 A. 当开关合到当开关合到 c、 d 上时， 电路变成图乙所示的电路，上时， 电路变成图乙所示的电路， 此时大电阻此时大电阻 R2与电流表与电流表 G串联，串联， R2起分压作用，起分压作用， 所以电流表所以电流表 G 改装成电压表根据串联电路的特改装成电压表根据串联电路的特 点 ， 电 压 表 量 程 为 ：点 ， 电 压 表 量 程 为 ： U Ig(Rg R2) 0.0001(100099000)V10 V. 黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂，对彩霞是伟大黎明的曙光对暗夜是彻底的决裂，对彩霞是伟大 的奠基。的奠基。 停止前进的脚步，江河就会沦为一潭死水。停止前进的脚步，江河就会沦为一潭死水。