人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路图文ppt课件

这是一份人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路图文ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了知识回顾，本节要点，RR1+R2，UU1+U2，II1+I2，串联电路，并联电路，拓展1混联电路，拓展2，小试牛刀等内容，欢迎下载使用。

电路连接方式1、串联：把几个导体元件依次首尾相连的方式2、并联：把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式
已知：初中基础知识已经告诉我们一部分关于串联电路、并联电路的特点需求：①在初中知识的基础上再结合高中知识进行进一步分析，思考一下初中与高中串、并联电路中，电流、电压和电阻之间的规律有何联系和不同。②认识串并联电路的本质以及特点
一：串、并联电路的特点
①串联电路中的电流处处相等
I0 = I1 = I2 = I3
证明：恒定电流电路中各处电荷分布稳定，保持不变（任何位置的电荷量不会越来越多或越来越少），可以看出，通过0、1、2、3处的电荷量必然相等，所以在时间t内有
q0=q1=q2=q3
I0=I1=I2=I3
②并联电路的总电流等于各支路电流之和
I0 = I1 + I2 + I3
证明：要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于流过各支路1、2、3各点的电荷量之和，由此可知
q0=q1+q2+q3
I0=I1+I2+I3
串、并联电路中电流的分配关系①串联电路中电流处处相等②并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比．推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，U1＝U2＝…＝Un，所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U.
①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和
串联电路中，以φ0、φ1、φ2、φ3表示电路中0、1、2、3各点的电势，以U01、U12、U23、U03表示各点之间的电势差
U01 =φ0 – φ1 ；U12 =φ1 – φ2 ；U23 =φ2 – φ3 ；U03 =φ0 – φ3 ；
U01 + U12 + U23 = (φ0 – φ1) +(φ1 – φ2 ) +( φ2 – φ3 )= φ0 – φ3
U01 + U12 + U23 = U03
②并联电路的总电压与各支路电压相等。
在不考虑导线电阻的情况下：左边：φ0 = φ1 = φ2 = φ3 ；右边：φ0’= φ1’= φ2’= φ3’
φ0 – φ0’= φ1 – φ1’= φ2 – φ2’= φ3 –φ3’
U总 = U1 = U2 = U3
串、并联电路中电压的分配关系①并联电路中电压处处相等②串联电路中通过各电阻的两端的电压跟它们的阻值成正比．推导：在串联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，I1＝I2＝…＝In,所以有：
①串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
当两个电阻串联至电路时，若将其看为一个整体，则此时的电阻为R，此时的电压为U，则有：
②并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
当两个电阻并联至电路时，若将其看为一个整体，则此时的电阻为R，此时的电压为U，则有：
串、并联电路中电阻的关系
思考1：如果增大其中一个电阻的阻值，R总会如何变化？
思考2：如果在原串联电路上再串一个（或者在原并联电路上再并一个），R总会如何变化？
串联：Rx R总 并联：Rx R总
串联：再串一个， R总 并联：再并一个， R总
简记：越串越大；越并越小
不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大（减少），总电阻就增大（减少）。
串、并联电路总电阻的比较
应用：限流电路和分压电路
我们在使用串联和并联电路的时候，往往使用的是他们的分流和分压作用。例如：研究一个导体两端的电压和电流关系的时候，我们需要多次试验，即多次改变电阻R两端的电压。为达到多次改变电压的目的，这时候我们需要引入控制电路：
一般控制电路分为：限流电路和分压电路
①限流式（滑动变阻器与测量电阻串联）
限流式：滑动变阻器主要作用为限制电流在此电路中，滑动变阻器通过改变自身接入电路的阻值，进而影响电路的总电流。从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得到多组数据。
RAP为滑变接入电路电阻RBP为滑变未接入电路电阻
思考：滑片P在移动过程中，待测电阻RX的电压和电流该如何变化？
当滑片P处于A端：滑变接入阻值RP=0;待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流
当滑片P处于B端：滑变接入阻值RP=Rmax；待测阻值所分电压最小，为 ；待测电阻的电流
②分压式（滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后，再与另一部分滑变剩余电阻串联）
分压式：滑动变阻器的主要作用为分压此电路中，滑变通过改变自身与并联电路串联部分的电阻，达到改变待测电阻分得电压从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得到多组数据。
当滑片P处于A端：滑变全部阻值Rmax与Rx并联(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流
当滑片P处于B端：滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路(RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)待测阻值所分电压最小，为0；待测电阻的电流为0
1、混联电路：若电路中既有串联电路又有并联电路，我们称其为混联电路。如图为一简单的混联电路：L2和L3并联，之后与L1、L4串联。若此时将L2和L3等效为一个电阻，那么整个电路可以看成是三个电阻串联，他们之间满足串联电路规律；其中L2和L3并联部分遵循并联电路的规律。
2、特点：混联电路中任意一个电阻增大或减小，总电阻也会随之增大而减少。
3、处理简单混联电路的方法：①准确判断电路的连接方式，画出等效电路图②准确利用串、并联电路的基本规律和特点③选用恰当的物理公式计算
4、电路的简化原则：①无电流的支路，简化时可以去掉②等电势的各点，简化时可合并③理想导线可任意调节长度④理想电压表可视为断路，理想电流表可视为短路⑤电压稳定时电容器可视为断路
如图所示,由于当 时,RAB最大,即当P由a到b时,RAB是先增大后减小。
两并联支路电阻值的和不变,当一个支路的阻值减小到和另一支路的阻值相等时,两支路的并联总电阻最大。
注意:上述结论成立的条件是0≤|R1-R2|例1、在图中，AB 间的电压为30V， 改变滑动变阻器触头的位置，可以改变 CD 间的电压，UCD 的变化范围是( )A、0 ~ 10 V B、 0 ~ 20 VC、10 ~ 20 V D、 20 ~ 30 V
二：电压表和电流表的电路结构
无论是电压表还是电流表，都是由小量程的电流表（表头），改装而成的。从电路的角度来看，表头也是一个用电器，也有电阻，会遵从欧姆定律。
①内阻:电流计内阻Rg
②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流
③满偏电压Ug：电流满偏时,其两端的电压
（1）作用：测量微小电流和电压
表头的满偏电流 Ig、满偏电压Ug都很小，现实中不能用表头测量实际电流、电压的大小。
若需要测较大的电流或者电压，则需要将表头进行改装成电流表或者电压表。
①结构：表头串联一个大电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电压表。②原理：串联一个大电阻，分担一部分电压 （R起分压作用）③ 改装后的电压表量程U：当G表满偏时电压表两端的电压值④改装后的电压表刻度盘：将量程U按总刻度均分
1、将表头改装成大量程电压表
2、将表头改装成大量程电流表
①结构：表头并联一个小电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电流表。②原理：并联一个小电阻，分担一部分电流 （R起分流作用）③ 改装后的电流表量程I：当G表满偏时电流表通过的电流值④改装后的电流表刻度盘：将量程I按总刻度均分
注意：分压电阻越大，改装成的电压表量程越大；分流电阻越小，改装成的电流表量程越大；表头完改装前后，表头的满偏电流、满偏电压、内阻都不变。
1、由4个电阻连接成的混联电路如图所示：R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω.(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，通过每个电阻的电流是多少？
2、有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig＝1 mA，表头电阻Rg＝20 Ω，若改装成一个量程为3 V的电压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别(　　)A．串联一个2 980 Ω的电阻和并联一个0.033 Ω的电阻B．并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.033 Ω的电阻C．串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻D．并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻
3、如图，有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0 ～ 3V，当使用A、C两个端点时，量程为0 ～ 15V，已知电流表的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA，求电阻R1 、R2的阻值？
①接A、B时，串联R1 ，由串联电路的特点得： RAB＝ Rg + R1  
得：R1 =2.5×103Ω
②接A、C时，串联R1和R2 ，RAC＝ Rg + R1 + R2  
得：R2 =1.2×104Ω
4、如图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ Ω.(1)当S1和S2均断开时，改装成的是什么表？量程多大？(2)当S1和S2均闭合时，改装成的是什么表？量程多大？