高中物理新人教版选修-系列课件1第二章恒定电流第四节串联电路和并联电路2教学目标教学目标 （一）知识与技能（一）知识与技能1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。电流和电压特点。2、掌握电组的串并联的计算。、掌握电组的串并联的计算。3、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。（表头）改装而成的。4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。满偏电压。5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分、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。压电阻和分流电阻的阻值。（二）过程与方法（二）过程与方法知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应成的。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。用所学物理知识解决实际问题的能力。3（三）情感、态度与价值观（三）情感、态度与价值观 通过本节课的教学活动，要培养学生的通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。物理知识应用到实际中去。教学重点教学重点 熟练掌握串并联电路的特点；电组的串熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。并联的计算。教学难点教学难点 表头表头G改装成大量程电压表改装成大量程电压表V和电流表和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。教学方法教学方法 自学引导、讲授法自学引导、讲授法教学用具教学用具 投影片、多媒体辅助教学设备投影片、多媒体辅助教学设备4一、认识电路一、认识电路1.1.什么是电路的串联什么是电路的串联? ?把几个导体元件依次把几个导体元件依次首尾相连首尾相连的方式的方式把几个元件的把几个元件的一端连在一起另一端也连在一端连在一起另一端也连在一起一起, ,然后把然后把两端接入电路两端接入电路的方式的方式2.2.什么是电路的并联什么是电路的并联? ?5I0 = I1 = I2 = I3串联电路串联电路各处各处的电流相同的电流相同2.2.并联电路并联电路: :并联电路的总电流等于各支路的电流之和并联电路的总电流等于各支路的电流之和二、电流特点二、电流特点01231.1.串联电路串联电路: :I0 = I1 + I2 + I3+01236U=UU=U1 1+U+U2 2+U+U3 3三、电压特点三、电压特点串联电路串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和两端的总电压等于各部分电路电压之和2.2.并联电路并联电路: :1.1.串联电路串联电路: :U=UU=U1 1=U=U2 2=U=U3 3并联电路并联电路的总电压与各支路的电压相等的总电压与各支路的电压相等U UR R1 1R R2 2R R3 3U UU U1 1U U2 2U U3 30123R R1 1R R2 2R R3 3107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三、电阻特点三、电阻特点1.1.串联电路串联电路: :讨论：多个电阻串联呢？讨论：多个电阻串联呢？R1R2UU1U2I81.1.串联电路串联电路: :2.2.并联电路并联电路: :UR2R1II1I2讨论：多个电阻并联呢？讨论：多个电阻并联呢？并联电路的总电阻的倒数等于各支路并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻电阻的倒数之和的倒数之和三、电阻特点三、电阻特点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91.1.串联电路串联电路: :2.2.并联电路并联电路: :讨论：讨论：nn个相同电阻个相同电阻(R(R1 1) )串联或并联串联或并联, ,其总电阻其总电阻R=R=？不同阻值的电阻串联不同阻值的电阻串联, ,总电阻与其中最大电阻有何关系总电阻与其中最大电阻有何关系? ? 不同阻值的电阻并联不同阻值的电阻并联, ,总电阻与其中最小电阻有何关系总电阻与其中最小电阻有何关系? ?并联电路中并联电路中, ,某一电阻增大某一电阻增大, ,总电阻如何变总电阻如何变? ?混联电路中混联电路中, ,某一电阻增大某一电阻增大, ,总电阻如何变？总电阻如何变？RR1 1和和R R2 2并联后并联后R=R=？( (若若R R1 1远大于远大于R R2 2，R=R=？) )三、电阻特点三、电阻特点10四、串并联电路特点四、串并联电路特点1.1.串联电路串联电路2.2.并联电路并联电路11如图所示电路如图所示电路,当当ab两端接入两端接入100V电压时电压时,cd两端为两端为20V,当当cd两端接入两端接入100V电压时电压时,ab两两端电压为端电压为50V,则则R1:R2:R3为为( )A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不对以上都不对R1R1R2R3R3abcdAR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V12如图所示电路中如图所示电路中, R1=20, R2=40, R3=60, R4=20, R5=40,则下列说法正确的是则下列说法正确的是 ( )A.若若UAB=140V,C、D端开路端开路,则则UCD=84VB.若若UAB=140V,C、D端开路端开路,则则UCD=140VC.若若UCD=104V,A、B端短路端短路,则通过则通过R1的电流为的电流为0.6AD.若若UCD=104V,A、B端短路端短路,则通过则通过R3的电流为的电流为0.4AR1R4R3R2R5ABCDACDR1R4R3R2R5ABCD13有四盏灯，接入如图的电路中有四盏灯，接入如图的电路中, 1和和2的的电阻均为电阻均为484,3和和4的电阻均为的电阻均为1210, 把电把电路接通后路接通后,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= .L1UL2L3L47:5:2:7142. 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U Ug g3.3.电路图符号：电路图符号：G G五、电流计五、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 01 12 23 3mAmA15六、电压表六、电压表 例例1:1:有一个电流表有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把它改装为量程为。要把它改装为量程为0 03V3V的电压表，的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？IgRgRVU在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻R R串串=2.97X10=2.97X103 3 Rv=3.0K Rv=3.0KUgURU16六、电压表六、电压表IgRgRVU在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻UgURU17 例例2.2.有一个电流表有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把把它改装为量程为。要把把它改装为量程为0 00.6A0.6A的电流的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？大？UIRgIgIRRAUI七、电流表七、电流表在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻R R并并=0.050=0.050 R RA A=0.050=0.05018UIRgIgIRRAUI七、电流表七、电流表在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻191 1）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U Ug g的的n n倍的电压表倍的电压表V V，需要串联电阻的阻值为，需要串联电阻的阻值为2 2）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，需要并联的电，需要并联的电阻的阻值为阻的阻值为小小 结结20 八、电流表和电压表的读数八、电流表和电压表的读数读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读读数时应使视线垂直于刻度表面，并要估读. . 具具体估读方法如下：体估读方法如下：(1) (1) 量程为量程为3 V3 V和和3 A3 A的电压表和电流表，其最小分的电压表和电流表，其最小分度为度为0.1 V0.1 V和和0.1 A, 0.1 A, 读数要估读到最小分度的十分之一读数要估读到最小分度的十分之一. . (2) (2) 量程为量程为0.6 A0.6 A的电流表，其最小分度为的电流表，其最小分度为0.02 A, 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，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，尾数可能为小数点后面有两位，尾数可能为0 0、1 1、2 2、3 3(3) (3) 量程为量程为15 V15 V的电压表，其最小分度为的电压表，其最小分度为0.5 V, 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，尾数为单位，小数点后面只有一位，尾数为0 0、1 1、2 2、3 3、4 4 21一平行板电容器一平行板电容器C,极板是水平放置的极板是水平放置的,它和它和三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路三个可变电阻及电源连接成如图所示的电路,今今有一质量为有一质量为m的带电液滴悬浮在两极板之间静止的带电液滴悬浮在两极板之间静止不动不动,要想使液滴上升可采用的办法是要想使液滴上升可采用的办法是( )A.增大增大R1B.增大增大R2C.增大增大R3D.减小减小R2R1R2R3CCD22如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路路,A、B为分压器的滑片放在变阻器的中央为分压器的滑片放在变阻器的中央,下列下列判断哪些正确判断哪些正确( )A.空载时输出电压为空载时输出电压为UAB=UCD/2B.当接上负载当接上负载R时时,输出电压输出电压UABUCD/2C.负载负载R越大越大,UAB越接近越接近UCD/2D.负载负载R越小越小,UAB越接近越接近UCD/2CAPBDABCCAPBDCAPBDR/2R/223九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 1.1.限流式限流式 EsRABPRx图中变阻器起限流作用，求图中变阻器起限流作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围 限流式电路的特点限流式电路的特点: :1.1.电压不能从零开始调节电压不能从零开始调节, ,调节范围较小调节范围较小. . 但电路结构较为简单但电路结构较为简单. .2.2.电能损耗较小电能损耗较小. .242.2.分压式分压式 图中变阻器起分压作用，求图中变阻器起分压作用，求待测电阻待测电阻R Rx x的的电压可调范围电压可调范围分压式电路的特点分压式电路的特点: :1.1.电压可以从零开始调节到电源电动势电压可以从零开始调节到电源电动势, ,调节范调节范围较大围较大. . 但电路结构较为复杂但电路结构较为复杂. .2.2.电能损耗较大电能损耗较大. .EsPRxRAB九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 25限流式限流式 分压式分压式 可调范围可调范围变阻器变阻器电能损耗电能损耗九、限流和分压电路的选取九、限流和分压电路的选取 较大阻值较大阻值较小阻值较小阻值较小较小较大较大R R10R10Rx x，应选择限流式电路应选择限流式电路R R10R10Rx x，应选择分压式电路应选择分压式电路若实验要求若实验要求电压从零开始变化电压从零开始变化，应选择分压式电路，应选择分压式电路如无此要求，即如无此要求，即26有有一一满满偏偏电电流流Ig=5mA,内内阻阻Rg=400的的电电流流表表G,若若把把它它改改装装成成量量程程为为10V的的电电压压表表,应应 一一个个 的的分分压电阻阻,该电压表表的的内内阻阻为 ;若若把把它它改改装装成成量量程程为为3A的的电电流流表表,应应 联联一一个个 的分流的分流电阻阻,该电流表的内阻流表的内阻为 。串串并并160020000.6680.66727一量程为一量程为100A的的电流表流表,内阻内阻为100,表表盘刻度均匀刻度均匀,现串串联一个一个9900 的的电阻将它改阻将它改装成装成电压表表,则该电压表的量程是电压表的量程是 V,用用它来它来测量量电压时,表表盘指指针位置如位置如图所示所示,此此时电压表的表的读数大小数大小为 V10.80505010010010.528十、电阻的测量十、电阻的测量 用电压表测出电阻两端的电压用电压表测出电阻两端的电压U U，用电流表，用电流表测出通过电阻的电流测出通过电阻的电流I I，利用部分电路欧姆定律，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值可以算出电阻的阻值R R， 伏安法伏安法 29伏安法测电阻的两种电路伏安法测电阻的两种电路 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱外外侧，侧，通常叫通常叫“外接法外接法” 电流表电流表接在电压表两接线柱接在电压表两接线柱内内侧，侧，通常叫通常叫“内接法内接法” AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻因此两种方法测量电阻都有误差都有误差十、电阻的测量十、电阻的测量 30伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法 电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻 .说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路适合测量小电阻，即十、电阻的测量十、电阻的测量 32电阻的测量电阻的测量 外接法外接法 内接法内接法 误差来源误差来源 测量结果测量结果 测量条件测量条件 伏特表的分流伏特表的分流 电流表的分压电流表的分压 R R真真R R测测 R R真真R R测测 RRRRA A RRRRV V 伏安法测电阻伏安法测电阻33伏安法测电阻电路选择伏安法测电阻电路选择 若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则和电压表的内阻，则当当时，选用电流表内接法时，选用电流表内接法时，选用电流表外接法时，选用电流表外接法当当十、电阻的测量十、电阻的测量 用外接法用外接法即即用内接法用内接法34用伏安法测量某电阻用伏安法测量某电阻RxRx的阻值的阻值, ,现有实验器材如下现有实验器材如下: :A.A.待测电阻待测电阻R Rx x：范围在：范围在5 588，额定功率，额定功率1W1WB.B.电流表电流表A A1 1：量程：量程0 00.6A0.6A（内阻（内阻0.20.2）C.C.电流表电流表A A2 2：量程：量程0 03A3A（内阻（内阻0.050.05）D.D.电压表电压表V V1 1：量程：量程0 00.6A0.6A（内阻（内阻3K3K）E.E.电流表电流表V V1 1：量程：量程0 00.6A0.6A（内阻（内阻1515）F.F.滑动变阻器滑动变阻器R R：0 0100100G.G.蓄电池：电动势蓄电池：电动势12V12VH.H.导线，电键导线，电键. .为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选选 ，电压表应选，电压表应选 ，并画出电路图。，并画出电路图。35由由 R Rx x知，应选外接法知，应选外接法先确定测量电路先确定测量电路额定电流额定电流I Im m= 0.45A= 0.45A，应选电流表，应选电流表A A1 1额定电压额定电压U Um m= 2.8V= 2.8V，应选电压表，应选电压表V V1 1由由R=100R=10010R10Rx x知，应选择限流式电路知，应选择限流式电路再确定控制电路再确定控制电路其电路图如图所示。其电路图如图所示。分析：分析：36A.010V B.020VA.010V B.020VC.1020V D.2030VC.1020V D.2030V在图中在图中,AB,AB间的电压为间的电压为30V,30V,改变滑动变阻器改变滑动变阻器触头的位置触头的位置, ,可以改变可以改变CDCD间的电压间的电压,U,UCDCD的变化范的变化范围是围是( )( )RVRRABCDC C37如图所示如图所示R R1 1=6=6, R, R2 2=3=3 R R3 3=4=4,A,A、B B两点两点电压电压U UABAB=12V,C=12V,C1 1、C C2 2的电容分别为的电容分别为2 2F F和和1 1F,F,则则它们带电荷量分别为它们带电荷量分别为 和和 . .1.44X101.44X10-5-5C CR1R2R3C2C2AB4.8X104.8X10-6-6C C38A.A.保持保持R R2 2不变不变, ,增大增大R R1 1B.B.增大增大R R1 1 , ,减小减小R R2 2C.C.保持保持R R2 2不变不变, ,减小减小R R1 1D.D.增大增大R R2 2 , ,减小减小R R1 1如图所示，电流表如图所示，电流表G G的内阻不可忽略不计，的内阻不可忽略不计，R R1 1、R R2 2是两个可变电阻，当是两个可变电阻，当a a、b b间的电压为间的电压为4V4V时，电流表的时，电流表的指针指针G G刚好满偏，当刚好满偏，当a a、b b间的电压为间的电压为3V3V时，如果仍要使时，如果仍要使电流表电流表G G的指针满偏，下列方法中可行的是的指针满偏，下列方法中可行的是( )( )ABABR1R2aGb39四个电阻四个电阻R R1 1、R R2 2 、R R3 3、R R4 4如图所示连接如图所示连接, ,若若R R1 1=R=R2 2=R=R3 3=R=R4 4=2=2, ,且且R R1 1两端的电压为两端的电压为4V,4V,求求: :(1)(1)电路的总电阻电路的总电阻.(2).(2)电阻电阻R R2 2两端的电压两端的电压R R总总=1.2=1.2R1R2abR3R4cdR1R3R2R4abcdU U2 2=6V=6V40A.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, ,分别改装成一只分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表量程更大的电流表和一只电压表, ,将它们串联起将它们串联起来接入电路中来接入电路中, ,如图所示如图所示, ,此时此时( )( )C CAVs41如图所示电流表和电压表的读数分别为如图所示电流表和电压表的读数分别为10V10V和和0.1A,0.1A,电压表内阻为电压表内阻为500500, ,那么待测电阻那么待测电阻R R的测的测量值比真实值量值比真实值 , ,测量值为测量值为 , ,真实值为真实值为 . .小小100100125125AVRcd42一个未知电阻一个未知电阻, ,无法估计其电阻值无法估计其电阻值, ,某同学用某同学用伏安法测量此电阻伏安法测量此电阻, ,用如图用如图(a)(b)(a)(b)两种电路各测两种电路各测一次一次, ,用用(a)(a)图所测数据为图所测数据为3.0V3.0V、3.0mA,3.0mA,用用(b)(b)图图测得的数据是测得的数据是2.9V2.9V、4.0mA,4.0mA,由此可知由此可知, ,用用 图图测得测得R Rx x的误差较小的误差较小, ,测量值测量值R Rx x= = . .（a a）10001000AVAVRxRx(a)(a)(b)(b)43如图所示为一双量程电压表的示意图如图所示为一双量程电压表的示意图. .已知已知电流表电流表G G的量程为的量程为01000100A,A,内阻为内阻为600600, ,则图则图中串联的分压电阻中串联的分压电阻R R1 1= = , R, R2 2= = GR1R2+5V15V4.94X104.94X104 410105 544如图所示如图所示, ,电路由电流计与四个电阻连接电路由电流计与四个电阻连接而成而成. .电流计内阻电流计内阻R Rg g=80=80, ,满偏电流满偏电流I Ig g=1mA. =1mA. R R1 1=10=10 ,R,R2 2=10=10 ,R,R3 3=194=194 ,R,R4 4=790=790. .若使若使用用1212接线柱电路可做接线柱电路可做 表表. .量程为量程为 . .若使用若使用1313可做可做 表表. .量程为量程为 . .若若使用使用1414接线柱电路可做接线柱电路可做 表表. .量程为量程为 . .若使用若使用1515可做可做 表表. .量程为量程为 . .R1R21R3R42345电流电流电流电流电压电压电压电压5mA5mA10mA10mA1V1V5V5V45