高中物理串聯(lián)電路和并聯(lián)電路

1、4 4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 1.1.了解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接方式，了解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接方式，掌握串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點(diǎn)掌握串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點(diǎn). .2.2.掌握串、并聯(lián)電路電阻的計(jì)算掌握串、并聯(lián)電路電阻的計(jì)算. .3.3.知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表g g（表頭）改裝而成的（表頭）改裝而成的. . 4.4.了解電流表了解電流表g g（表頭）的原理，知道什么是滿偏電流和（表頭）的原理，知道什么是滿偏電流和滿偏電壓滿偏電壓. . 5.5.理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理，會(huì)求分壓理解表頭改

2、裝成常用電壓表和電流表的原理，會(huì)求分壓電阻和分流電阻的阻值電阻和分流電阻的阻值. . 彩燈的連接彩燈的連接燈的連接燈的連接一、認(rèn)識(shí)電路一、認(rèn)識(shí)電路1.1.什么是電路的串聯(lián)什么是電路的串聯(lián)? ?把幾個(gè)導(dǎo)體元件依次首尾相連的方式。把幾個(gè)導(dǎo)體元件依次首尾相連的方式。把幾個(gè)導(dǎo)體元件的一端連在一起，另一端也連在一起把幾個(gè)導(dǎo)體元件的一端連在一起，另一端也連在一起, ,然后然后2.2.什么是電路的并聯(lián)什么是電路的并聯(lián)? ?把兩端接入電路的方式。把兩端接入電路的方式。串聯(lián)和并聯(lián)的判別串聯(lián)和并聯(lián)的判別i i0 0=i=i1 1=i=i2 2=i=i3 3 串聯(lián)電路各處的電流相等串聯(lián)電路各處的電流相等2.2.并聯(lián)

3、電路并聯(lián)電路: : 并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和二、電流特點(diǎn)二、電流特點(diǎn)01231.1.串聯(lián)電路串聯(lián)電路: :i i0 0 = i= i1 1 + i+ i2 2 + i+ i3 30123 討論：如果有更多的導(dǎo)體串聯(lián)或并聯(lián)，結(jié)論如何？討論：如果有更多的導(dǎo)體串聯(lián)或并聯(lián)，結(jié)論如何？串聯(lián)電路的電流串聯(lián)電路的電流并聯(lián)電路的電流并聯(lián)電路的電流u03=u01+u12+u23結(jié)論結(jié)論: :串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路三、電壓特點(diǎn)三、電壓特點(diǎn)01231.1.串聯(lián)電路串聯(lián)電路: :u01=01各點(diǎn)的電勢(shì)與各點(diǎn)之間的電勢(shì)差有什么關(guān)系

4、各點(diǎn)的電勢(shì)與各點(diǎn)之間的電勢(shì)差有什么關(guān)系?u12=12u23=23比較電壓關(guān)系比較電壓關(guān)系u03=03電壓之和電壓之和u=uu=u1 1=u=u2 2=u=u3 3 并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等2.2.并聯(lián)電路并聯(lián)電路: :比較比較0 0、1 1、2 2、3 3點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系比較比較4 4、5 5、6 6點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系點(diǎn)的電勢(shì)關(guān)系比較電壓關(guān)系比較電壓關(guān)系討論：如果有更多的導(dǎo)體串聯(lián)或并聯(lián)，結(jié)論如何？討論：如果有更多的導(dǎo)體串聯(lián)或并聯(lián)，結(jié)論如何？0123 456 0 0u串聯(lián)電路的電壓串聯(lián)電路的電壓并聯(lián)電路的電壓并聯(lián)電路的電壓串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電

5、路電阻之和串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和四、電阻特點(diǎn)四、電阻特點(diǎn)1.1.串聯(lián)電路串聯(lián)電路: :12u = u +u12uuu=+iii1212uuu=+iii12r = r +r討論：多個(gè)電阻串聯(lián)呢？討論：多個(gè)電阻串聯(lián)呢？12nr = r +r +rr1r2uu1u2i2.2.并聯(lián)電路并聯(lián)電路: :12iii12iiiuuu1212iiiuuu12111rrr討論：多個(gè)電阻并聯(lián)呢？討論：多個(gè)電阻并聯(lián)呢？121111nrrrr并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和五、串、并聯(lián)電路特點(diǎn)五、串、并聯(lián)電路特點(diǎn)1.1.串聯(lián)電路串聯(lián)電路12nrrr

6、r121111nrrrr2.2.并聯(lián)電路并聯(lián)電路12niiii12nuuuu12niiii12nuuuu串并聯(lián)電路串并聯(lián)電路gggui r2. 2. 三個(gè)主要參數(shù)三個(gè)主要參數(shù)內(nèi)阻內(nèi)阻: :電流計(jì)內(nèi)阻電流計(jì)內(nèi)阻r rg g量程：滿偏電流量程：滿偏電流 i ig g滿偏電壓滿偏電壓u ug g：3.3.電路圖符號(hào)：電路圖符號(hào)：g g六、電流計(jì)六、電流計(jì)(表頭表頭)1.1.作用：作用： 測(cè)量微小電流和電壓測(cè)量微小電流和電壓0 01 12 23 3mama 例例1.1.有一個(gè)電流表有一個(gè)電流表g g，內(nèi)阻，內(nèi)阻r rg g=30=30，滿偏電流，滿偏電流i ig g=1 ma.=1 ma.要要把它改裝

7、為量程把它改裝為量程0 00.6 a0.6 a的電流表，要并聯(lián)多大的電阻？改的電流表，要并聯(lián)多大的電阻？改裝后的電流表內(nèi)阻多大？裝后的電流表內(nèi)阻多大？七、電流表七、電流表在表頭上在表頭上并并聯(lián)聯(lián)一個(gè)阻值一個(gè)阻值較小較小的電阻的電阻r r并并=0.050=0.050 r ra a=0.050=0.050auiirr=r=若若i =nii =nig g (n(n為放大倍數(shù)為放大倍數(shù)) )giigrgri-ig則則r=r=grn 1r并即：即：電流表的改裝電流表的改裝如圖：由如圖：由 (i-i(i-ig g) r= i) r= ig g r rg ggggi riigggggi rr(nii )n1

8、 練習(xí)練習(xí)1.1.如圖所示是一個(gè)雙量程電流表，如圖所示是一個(gè)雙量程電流表，i ig g=0.5 ma=0.5 ma，r rg g=200 =200 ，計(jì)算，計(jì)算r r1 1和和r r2 2的阻值的阻值. .gr2r1 i2 10 mai1 1 ma解：解：（r r1 1+r+r2 2） (i(i1 1-i-ig g) = i) = ig g r rg g r r1 1+r+r2 2=i=ig g r rg g(i(i1 1-i-ig g)= 100)= 1000.5 =200 0.5 =200 i ig g （r rg g+ r+ r2 2）=(i=(i2 2-i-ig g) r) r1 1

9、（r rg g+r+r2 2）=(i=(i2 2-i-ig g) r) r1 1i ig g=19r=19r1 1 r r1 1=20 =20 r r2 2=180 =180 八、電壓表八、電壓表例例2.2.有一個(gè)電流表有一個(gè)電流表g g，內(nèi)阻，內(nèi)阻r rg g=30=30，滿偏電流，滿偏電流i ig g=1 ma.=1 ma.要把要把它改裝為量程它改裝為量程0 03 v3 v的電壓表，要串聯(lián)多大的電阻？改裝后的電壓表，要串聯(lián)多大的電阻？改裝后的電壓表內(nèi)阻多大？的電壓表內(nèi)阻多大？在表頭在表頭串聯(lián)串聯(lián)一個(gè)一個(gè)阻值較大阻值較大的電阻的電阻r r串串=2.97=2.9710103 3 rv=3.00

10、 k rv=3.00 kigrgruguruvuggguuurr令：令：u=nuu=nug g則有則有(1)gggguurrnruguugu-ugrgr由：由： 若改裝成一個(gè)量程為若改裝成一個(gè)量程為u ug g的的n n倍的電壓表，需要串聯(lián)電阻倍的電壓表，需要串聯(lián)電阻的阻值為的阻值為1grnr電壓表的改裝電壓表的改裝電流表改為電壓表電流表改為電壓表電路圖如圖所示電路圖如圖所示:r1gvrs改裝電壓表的電路圖改裝電壓表的電路圖v v 為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，為標(biāo)準(zhǔn)電壓表，r r為滑動(dòng)變阻器（分壓式接法），為滑動(dòng)變阻器（分壓式接法），虛線框中為改裝電壓表虛線框中為改裝電壓表. . 改變變阻器改變變阻器r r

11、的滑片位置，使的滑片位置，使 v v 的示數(shù)分別為的示數(shù)分別為0.5 v0.5 v、1.0 v1.0 v、 1.5 v1.5 v、2.0 v2.0 v核對(duì)改裝電壓表的示數(shù)是否正核對(duì)改裝電壓表的示數(shù)是否正確，并算出改裝的電壓表滿刻度時(shí)的百分誤差確，并算出改裝的電壓表滿刻度時(shí)的百分誤差. . 例如：改裝的電壓表滿刻度例如：改裝的電壓表滿刻度3 v3 v時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)電壓表 v v 的讀數(shù)的讀數(shù)為為3.1 v3.1 v，則百分誤差，則百分誤差3.1 3.0100%3.2%3.1電流表改裝為電壓表全過(guò)程電流表改裝為電壓表全過(guò)程 九、電流表和電壓表的讀數(shù)九、電流表和電壓表的讀數(shù)讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線垂直

12、于刻度表面，并要估讀讀數(shù)時(shí)應(yīng)使視線垂直于刻度表面，并要估讀. . 具體估具體估讀方法如下：讀方法如下：(1) (1) 量程為量程為3 v3 v和和3 a3 a的電壓表和電流表，其最小分度的電壓表和電流表，其最小分度為為0.1 v0.1 v和和0.1 a, 0.1 a, 讀數(shù)要估讀到最小分度的下一位讀數(shù)要估讀到最小分度的下一位. . (2) (2) 量程為量程為0.6 a0.6 a的電流表，其最小分度為的電流表，其最小分度為0.02 a, 0.02 a, 讀讀數(shù)要估讀到最小分度，即不足半格的略去，超過(guò)半格的要數(shù)要估讀到最小分度，即不足半格的略去，超過(guò)半格的要按半格讀出，因此最后讀數(shù)如果以安培為單

13、位，小數(shù)點(diǎn)后按半格讀出，因此最后讀數(shù)如果以安培為單位，小數(shù)點(diǎn)后面有兩位，尾數(shù)可能為面有兩位，尾數(shù)可能為0 0、1 1、2 2、33(3) (3) 量程為量程為15 v15 v的電壓表，其最小分度為的電壓表，其最小分度為0.5 v, 0.5 v, 讀數(shù)讀數(shù)要估讀到最小分度，因此最后讀數(shù)如果以伏特為單位，小要估讀到最小分度，因此最后讀數(shù)如果以伏特為單位，小數(shù)點(diǎn)后面只有一位，尾數(shù)為數(shù)點(diǎn)后面只有一位，尾數(shù)為0 0、1 1、2 2、3 3、4 4 十、限流和分壓電路的選取十、限流和分壓電路的選取 1.1.限流式限流式 esrabprxxxreerr圖中變阻器起限流作用，求圖中變阻器起限流作用，求待測(cè)電阻

14、待測(cè)電阻r rx x的電壓可的電壓可調(diào)范圍調(diào)范圍限流式電路的特點(diǎn)限流式電路的特點(diǎn):（1 1）電壓不能從零開(kāi)始調(diào)節(jié)）電壓不能從零開(kāi)始調(diào)節(jié), ,調(diào)節(jié)范圍較小調(diào)節(jié)范圍較小. .但電路結(jié)構(gòu)但電路結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單較為簡(jiǎn)單. .（2 2）電能損耗較小）電能損耗較小. .2.2.分壓式分壓式 圖中變阻器起分壓作用，求圖中變阻器起分壓作用，求待測(cè)電阻待測(cè)電阻r rx x的電壓可調(diào)范圍的電壓可調(diào)范圍0 eesprxrab分壓式電路的特點(diǎn)分壓式電路的特點(diǎn): （1 1）電壓可以從零開(kāi)始調(diào)節(jié)到電源電動(dòng)勢(shì)）電壓可以從零開(kāi)始調(diào)節(jié)到電源電動(dòng)勢(shì), ,調(diào)節(jié)范圍較調(diào)節(jié)范圍較大大. . 但電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜但電路結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜. .（2

15、2）電能損耗較大）電能損耗較大. .限流式限流式 分壓式分壓式 可調(diào)范圍可調(diào)范圍變阻器變阻器電能損耗電能損耗xxre er +r0 e較大阻值較大阻值較小阻值較小阻值較小較小較大較大r r10r10rx x，應(yīng)選擇限流式電路，應(yīng)選擇限流式電路r r10r10rx x，應(yīng)選擇分壓式電路，應(yīng)選擇分壓式電路若實(shí)驗(yàn)要求若實(shí)驗(yàn)要求電壓從零開(kāi)始變化電壓從零開(kāi)始變化，應(yīng)選擇分壓式電路，應(yīng)選擇分壓式電路如無(wú)此要求，則如無(wú)此要求，則十一、電阻的測(cè)量（伏安法十一、電阻的測(cè)量（伏安法 ） uri 用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓用電壓表測(cè)出電阻兩端的電壓u u，用電流表測(cè)出通，用電流表測(cè)出通過(guò)電阻的電流過(guò)電阻的電流i i

16、，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻，利用部分電路歐姆定律可以算出電阻的阻值的阻值r r1.1.伏安法測(cè)電阻的兩種電路伏安法測(cè)電阻的兩種電路 avravr 因?yàn)殡娏鞅怼㈦妷罕矸謩e有分壓、分流作用因?yàn)殡娏鞅?、電壓表分別有分壓、分流作用,所以兩種方所以兩種方法測(cè)量電阻法測(cè)量電阻都有誤差都有誤差電流表電流表接在電壓表兩接線柱接在電壓表兩接線柱外外側(cè)，通常叫側(cè)，通常叫“外接法外接法”電流表電流表接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫接在電壓表兩接線柱內(nèi)側(cè)，通常叫“內(nèi)接法內(nèi)接法” 2.2.伏安法測(cè)電阻的誤差分析伏安法測(cè)電阻的誤差分析 （1 1）電流表外接法）電流表外接法 電壓表示數(shù)電壓表示數(shù)電流表示數(shù)電流表示數(shù)測(cè)

17、量值偏小，適于測(cè)量小阻值電阻測(cè)量值偏小，適于測(cè)量小阻值電阻 .vruuarvriiiivauri測(cè)說(shuō)明：說(shuō)明：誤差來(lái)源于電壓表的分流，分流越小，誤差越誤差來(lái)源于電壓表的分流，分流越小，誤差越小所以該電路小所以該電路適合測(cè)量小阻值電阻適合測(cè)量小阻值電阻，即，即vrrrruri真avrxu總總urua外接法外接法 內(nèi)接法內(nèi)接法 誤差來(lái)源誤差來(lái)源 測(cè)量結(jié)果測(cè)量結(jié)果 適用條件適用條件 伏特表的分流伏特表的分流 電流表的分壓電流表的分壓 r r真真r r測(cè)測(cè) r r真真r r測(cè)測(cè) rrrra a rrrrrx x知，應(yīng)選外接法知，應(yīng)選外接法24.5avr r 先確定測(cè)量電路先確定測(cè)量電路15xpar額定

18、電流額定電流i im m= 0.45a= 0.45a，應(yīng)選電流表，應(yīng)選電流表a a1 18xprv額定電壓額定電壓u um m= 2.8v= 2.8v，應(yīng)選電壓表，應(yīng)選電壓表v v1 1由由r=100r=10010r10rx x知，應(yīng)選擇限流式電路知，應(yīng)選擇限流式電路再確定控制電路再確定控制電路其電路圖如圖所示其電路圖如圖所示. .【解析】【解析】ra.4:2:1 b.2:1:1a.4:2:1 b.2:1:1c.3:2:1 d.c.3:2:1 d.以上都不對(duì)以上都不對(duì)r1r1r2r3r3abcda ar2r3r3abcdr1r1r2abcd100v20v40v40v100v50v25v25v1

19、.1.如圖所示電路如圖所示電路, ,當(dāng)當(dāng)abab兩端接入兩端接入100 v100 v電壓時(shí)電壓時(shí),cd,cd兩端電壓兩端電壓為為20 v,20 v,當(dāng)當(dāng)cdcd兩端接入兩端接入100 v100 v電壓時(shí)電壓時(shí),ab,ab兩端電壓為兩端電壓為50 v,50 v,則則r r1 1:r:r2 2:r:r3 3為為( )( )【解析】【解析】2.2.如圖所示電路中如圖所示電路中, r, r1 1=20 =20 , , r r2 2=40 , r=40 , r3 3=60 ,=60 ,r r4 4=20 , r=20 , r5 5=40 ,=40 ,則下列說(shuō)法正確的是則下列說(shuō)法正確的是 ( ) ( )a

20、.a.若若u uabab=140 v,c=140 v,c、d d端開(kāi)路端開(kāi)路, ,則則u ucdcd=84 v=84 vb.b.若若u uabab=140 v,c=140 v,c、d d端開(kāi)路端開(kāi)路, ,則則u ucdcd=140 v=140 vc.c.若若u ucdcd=140 v,a=140 v,a、b b端短路端短路, ,則通過(guò)則通過(guò)r r1 1的電流為的電流為0.6 a0.6 ad.d.若若u ucdcd=140 v,a=140 v,a、b b端短路端短路, ,則通過(guò)則通過(guò)r r3 3的電流為的電流為0.4 a0.4 ar r1 1r r4 4r r3 3r r2 2r r5 5a a

21、b bc cd dacdacd3.3.有四盞燈，接入如圖所示的電路中有四盞燈，接入如圖所示的電路中, , 1 1和和2 2的電阻均的電阻均為為484484,3 3和和4 4的電阻均為的電阻均為1210, 1210, 把電路接通后把電路接通后, ,四盞四盞燈的電流之比燈的電流之比i i1 1:i:i2 2:i:i3 3:i:i4 4= = . .l1ul2l3l47:5:2:77:5:2:7a.0a.010 v 10 v b.0b.020 v20 vc.10 vc.10 v20 v 20 v d.20 vd.20 v30 v30 v4.4.在圖中，在圖中，abab間的電壓為間的電壓為30 v30

22、 v，改變滑動(dòng)變阻器觸頭的位置，改變滑動(dòng)變阻器觸頭的位置，可以改變可以改變cdcd間的電壓，間的電壓，u ucdcd的變化范圍是的變化范圍是( )( )rvrrabcdc ca.a.保持保持r r2 2不變不變, ,增大增大r r1 1b.b.增大增大r r1 1 , ,減小減小r r2 2c.c.保持保持r r2 2不變不變, ,減小減小r r1 1d.d.增大增大r r2 2 , ,減小減小r r1 15.5.如圖所示，電流表如圖所示，電流表g g的內(nèi)阻不可忽略不計(jì)，的內(nèi)阻不可忽略不計(jì)，r r1 1、r r2 2是兩個(gè)是兩個(gè)可變電阻，當(dāng)可變電阻，當(dāng)a a、b b間的電壓為間的電壓為4 v4

23、 v時(shí)，電流表的指針時(shí)，電流表的指針g g剛好滿剛好滿偏，當(dāng)偏，當(dāng)a a、b b間的電壓為間的電壓為3 v3 v時(shí)，如果仍要使電流表時(shí)，如果仍要使電流表g g的指針滿的指針滿偏，下列方法中可行的是偏，下列方法中可行的是( )( )ababr1r2agb6.6.用兩只完全相同的電流表用兩只完全相同的電流表, ,分別改裝成一只量程更大分別改裝成一只量程更大的電流表和一只電壓表的電流表和一只電壓表, ,將它們串聯(lián)起來(lái)接入電路中將它們串聯(lián)起來(lái)接入電路中, ,如如圖所示圖所示, ,此時(shí)此時(shí)( )( )a.a.兩只電表的指針偏轉(zhuǎn)角相同兩只電表的指針偏轉(zhuǎn)角相同b.b.兩只電表的指針都不偏轉(zhuǎn)兩只電表的指針都不

24、偏轉(zhuǎn)c.c.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角電流表指針的偏轉(zhuǎn)角小于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角d.d.電流表指針的偏轉(zhuǎn)角大于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角電流表指針的偏轉(zhuǎn)角大于電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角c cavs7.7.如圖所示電流表和電壓表的讀數(shù)分別為如圖所示電流表和電壓表的讀數(shù)分別為10 v10 v和和0.1 a,0.1 a,電壓電壓表內(nèi)阻為表內(nèi)阻為500,500,那么待測(cè)電阻那么待測(cè)電阻r r的測(cè)量值比真實(shí)值的測(cè)量值比真實(shí)值 , ,測(cè)測(cè)量值為量值為 , ,真實(shí)值為真實(shí)值為 . .小小100100125125avrcd8.8.一個(gè)未知電阻一個(gè)未知電阻, ,無(wú)法估計(jì)其電阻值無(wú)法估計(jì)其電阻值, ,某同學(xué)用伏安法測(cè)某同學(xué)用伏安法測(cè)量此電阻量此電阻, ,用如圖用如圖(a)(a)、(b)(b)兩種電路各測(cè)一次兩種電路各測(cè)一次, ,用用(a)(a)圖所測(cè)圖所測(cè)數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)為3.0 v3.0 v、3.0 ma,3.0 ma,用用(b)(b)圖測(cè)得的數(shù)據(jù)是圖測(cè)得的數(shù)據(jù)是2.9 v2.9 v、4.0 ma,4.0 ma,由此可知由此可知, ,用用 圖測(cè)得圖測(cè)得r rx x的誤差較小的誤差較小, ,測(cè)量值測(cè)量值r rx x= = . .（a a）1000 10