高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路背景图ppt课件

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路背景图ppt课件，共53页。PPT课件主要包含了处处相等，R1+R2++Rn，倒数之和，答案AC，答案D，学会审题，探究四伏安法测电阻，答案A，答案ABC，答案C等内容，欢迎下载使用。
4　串联电路和并联电路
知识点一　串、并联电路中的电流和电压
答案:车灯突然不亮了,但车继续行驶,所以车灯和电动机是并联的.流经电动机的电流和流经车灯的电流不相等,电压相等.
1.如图所示,遥控车在行驶的过程中,车灯突然不亮了,但车继续行驶,车灯和电动机是如何连接的?流经电动机的电流和流经车灯的电流是否相等?电压呢?
2.串、并联电路中的电流特点:串联电路中的电流 ,并联电路的总电流等于各支路电流 .3.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 .4.并联电路的总电压与各支路电压 .
知识点二　串、并联电路中的电阻
1.在同一电路中,串联接入的相同灯泡越多,灯泡亮度越暗;并联接入的相同灯泡增多,每个灯泡的亮度几乎不变.试分析其原因.
知识点三　电压表和电流表的电路结构
1.小量程电流表(表头)包含哪三个参数?三个参数之间有什么关系?
答案:三个参数:内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug.三者之间的关系为Ug=IgRg.
2.图甲是学生用的电压表,该电压表的量程有哪几个?图乙中电压表的读数是多少?电压表是怎样由小量程电流表(表头)改装而成的?
3.图甲是学生用的电流表,该电流表的量程有哪几个?图乙中电流表的读数是多少?电流表是怎样由小量程电流表(表头)改装而成的?
1.串联电路两端的总电压一定比该电路中某一用电器两端的电压高.(　　)2.并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大.(　　)3.电路中电阻的个数越多,电路的总电阻越大.(　　)4.两个电阻并联,如果一个电阻增大(另一个电阻不变),则总电阻减小. (　　)5.将小量程电流表改装成电压表需要并联一个电阻.(　　)6.电流表中并联的电阻的作用是分去一部分电压.(　　)
探究一　串、并联电路中的规律
如图甲所示,电阻R1、R2、R3组成串联电路.如图乙所示,电阻R1、R2、R3组成并联电路.
1.串联电路中电流为什么处处相等?各电阻两端电压与电阻存在怎样的关系?
2.串联电路两端的总电压U为什么等于各电阻两端电压之和?
答案:题图甲中,如果以φ0、φ1、φ2、φ3分别表示电路中0、1、2、3各点的电势 ,以U01、U12、U23、U03分别表示0与1、1与2、2与3 、0与3之间的电势差,有U01=φ0-φ1,U12=φ1-φ2,U23=φ2-φ3,所以U01+U12+U23=φ0-φ3=U03,即串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.
3.如何证明串联电路总电阻等于各电阻之和?
答案:电阻串联起来接入电路,作为一个整体,它相当于一个电阻R,由于U03=U01+U12+U23,即IR=IR1+IR2+IR3,故R=R1+R2+R3,即串联电路总电阻等于各电阻之和.
4.为什么并联电路总电流等于各支路电流之和?
答案:题图乙中,只有在相同时间内流过干路0点的电荷量等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和,才能保证电路中各处的电荷的分布不变,因此有I=I1+I2+I3,即并联电路总电流等于各支路电流之和.
5.为什么并联电路的总电压等于各支路电压?各支路的电流与电阻存在怎样的关系?
答案:题图乙中,不考虑导线的电阻,0、1、2、3各点之间没有电势差,它们具有相同的电势.同样,几个电阻右边的电势也相同,因此U=U1=U2=U3,即并联电路总电压与各支路电压相等.根据欧姆定律和并联电路电压关系知,I1R1=I2R2=I3R3,即并联电路各支路的电流与电阻成反比.
6.如何证明并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和?
2.串、并联电路总电阻的比较.
【典例1】(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω.另有一输出电压为100 V的测试电源,则(　　)
A.当用导线连线cd两端时,ab之间的等效电阻是40 ΩB.当用导线连线ab两端时,cd之间的等效电阻是40 ΩC.当ab两端接测试电源时,cd两端的电压为80 VD.当cd两端接测试电源时,ab两端的电压为80 V
【典例2】由四个电阻连接成的电路如图所示,其中R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω.
(1)求a、d之间的总电阻.(2)如果把42 V的电压加在a、d两端,则通过每个电阻的电流是多少?
答案:(1)14 Ω　(2)3 A　3 A　1 A　2 A
处理简单混联电路的方法(1)明确电路的连接方式,画出等效电路图.(2)准确地利用串、并联电路的基本规律、特点.(3)灵活地选用恰当的公式进行计算.
探究二　电压表和大量程电流表的改装
如图所示,有一个表头,其内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=1 mA.
1.若要把它改装成量程为0~3 V的电压表.(1)能让3 V的电压全部加在表头两端吗?如果不能,应该怎么办?
(2)要串联的电阻分担多少电压?其电阻是多大?改装后的电压表内阻RV是多大?改装后的表盘需要做怎样的改变?
2.若要把该表头改装成量程为0~0.6 A的电流表.(1)能让0.6 A的电流全部通过表头吗?如果不能,应该怎么办?
(2)并联的电阻中流过的电流多大?其电阻是多大?改装后的电流表内阻RA是多大?改装后的表盘需要做怎样的改变?
1.电压表、电流表的改装及其特点.
2.电表的校对.按如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.
【典例3】把表头改装成大量程电流表时,下列说法正确的是(　　)A.改装原理为并联电阻能增大通过表头的电流B.改装后,表头本身允许加的电压增大了C.改装后,表头自身的电阻减小了D.改装后使用时,表头本身的参量都不改变,整个并联电路允许通过的电流增大了
解析:本题考查电表的改装原理.把表头改装成大量程的电流表时,只是并联了一个分流电阻,使整个并联电路允许通过的电流增大,但表头的各参量都不变,故选项A、B、C错误,选项D正确.
(1)当S1和S2均断开时,改装成的是什么表?量程为多大?(2)当S1和S2均闭合时,改装成的是什么表?量程为多大?
答案:(1)电压表　1 V　(2)电流表　1 A
探究三　滑动变阻器的两种接法
如图所示的电路中,U=120 V,滑动变阻器R2的最大值为200 Ω,R1=100 Ω.
1.当滑片滑动至R2的中点时,如何计算ab两端的电压?
2.滑片从滑动变阻器的最下端滑到最上端的过程中,ab两端的电压如何变化?取值范围是多少?
答案:图甲中,当滑片在滑动变阻器的最下端时,ab两端的电压为Uab=120 V,当滑片在滑动变阻器的最上端时,ab两端的电压为Uab=40 V.所以,滑片从滑动变阻器的最下端滑到最上端的过程中,ab两端的电压减小,ab两端电压的取值范围为40~120 V.图乙中,当滑片在滑动变阻器的最下端时,ab两端的电压为Uab=0,当滑片在滑动变阻器的最上端时,ab两端的电压为Uab=120 V.滑片从滑动变阻器的最下端滑到最上端的过程中,ab两端的电压增大,ab两端电压的取值范围为0~120 V,也就是说ab两端可获得0和U之间的任意电压.
3.滑片从滑动变阻器的最下端滑到最上端的过程中,图甲和图乙中流过R1的电流的取值范围分别是多少?
4.在图甲、乙中,滑动变阻器在电路中的接法分别是什么?要使被测电阻两端的电压从0开始变化,应该采用滑动变阻器的哪种接法?
答案:图甲中滑动变阻器的接法是限流式接法,图乙中滑动变阻器的接法是分压式接法.要使被测电阻两端的电压从0开始变化,应该采用分压式接法.
1.两种接法的选择.(1)滑动变阻器必须使用分压式接法的几种情况:①要求电压表能从0开始读数;②待测电阻Rx≫Rm(滑动变阻器的最大阻值)时;③采用限流式接法,电路中的最小电流仍超过电路中电表、电阻允许通过的最大电流.(2)通常情况下,限流式电路结构简单、耗能少.滑动变阻器的最大阻值和用电器的阻值差不多且不要求电压从0开始变化,应优先使用限流式接法.
2.滑动变阻器两种接法中的连线特点.(1)限流式接法一般滑动变阻器只接入“一下一上”两个接线柱,即将瓷筒上的一个接线柱和金属杆上的一个接线柱连入电路.(2)分压式接法中滑动变阻器必须有三个接线柱接入电路,且是“两下一上”,即将滑动变阻器瓷筒上的两个接线柱和金属杆上的任意一个接线柱接入电路,滑动变阻器的任何部分不会被短接.
【典例5】如图所示,滑动变阻器R1的最大阻值是200 Ω,R2=300 Ω,A、B两端的电压UAB=8 V.(1)当S断开时,移动滑片P,R2两端的电压的变化范围是多少?(2)当S闭合时,移动滑片P,R2两端的电压的变化范围是多少?
答案:(1)4.8~8 V　(2)0~8 V
一同学设计了如下两种电路图测量一待测电阻R的阻值.
1.这两种电路测量电阻的原理是什么?图甲、乙分别是电流表的哪种接法?
2.按甲、乙两种电路进行实验,得到的电阻的测量值分别为R1、R2.已知电阻的真实值为R真.两种方式得到的测量值和真实值之间有什么关系?
3.产生误差的主要原因是什么?
答案:图甲中电压表分流、图乙中电流表分压,是产生误差的主要原因.
4.电流表的内阻约为0.05 Ω,电压表的内阻约为3 kΩ,若被测电阻R的阻值约为1 Ω,采用哪种电路测量电阻误差会比较小?当被测电阻的阻值约为1 kΩ时又如何?
(3)试触法:如图所示,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,应选外接法.
【典例6】如图所示,用电压表和电流表测电阻,Rx为待测电阻,如果电压表的读数是3.50 V,电流表的读数是10.0 mA,电压表的内阻是1.50 kΩ,电流表的内阻是10 Ω,那么Rx的真实值为(　　)A.457 Ω　　　　B.350 ΩC.360 Ω D.1 200 Ω
1.(多选)下列说法正确的是(　　)A.一个电阻和一根理想导线并联,总电阻为0B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小
2.如图所示,A、B间的电压恒为U,在滑动变阻器的滑片P逐渐向上移动的过程中,灯泡上的电压值(　　)A.一直为U B.一直为0C.逐渐增大到UD.逐渐增大到0
3.如图所示,三个完全相同的电阻,阻值R1=R2=R3,接在电路中,则它们两端的电压之比为(　　)
A.1∶1∶1 B.1∶2∶2 C.1∶4∶4 D.2∶1∶1
4.(多选)甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图,下列说法正确的是(　　)
A.甲图的接法叫电流表外接法,乙图的接法叫电流表内接法B.甲中R测>R真,乙中R测