資源簡介

(共38張PPT)
11.4 串聯電路和并聯電路（共2課時）
課時1——基本規律
學習目標
1.分析得出串聯和并聯電路電流、電壓的關系式，并理解其含義，體會嚴謹的科學推理過程。
2.依據電流和電壓的關系，推導得到串聯和并聯電路的總電阻的表達式，體會等效思想在物理中的應用。
⑴各個元件依次首尾連接構成的電路，稱為串聯電路；
×
回顧：什么是串聯電路？什么是并聯電路？
一、 串聯和并聯電路的電流
⑵各個元件一端連接在一起，另一端也連接在一起，構成的電路，稱為并聯電路。
R1
R2
R3
根據電阻公式 ，如果把兩個電阻R1、R2 串聯（或并聯）后看成一個電阻，這個電阻跟原電阻有什么關系？
R1
R2
R=
R=
R1
R2
R3
導入新課
推廣：n個電阻串聯時，則有
1.串聯電路
R = R1 + R2 +˙˙˙+ Rn
R1
R2
U1
U2
U
I
思考: R比其中任一個導體的電阻R1和R2都要大，根據電阻定律可以怎樣 形象理解這一點？
串聯電路的電阻
R
U
I
等效
U=U1+U2
R=R1+R2
分析：
串聯電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。
結論
1.串聯電路的電流
分析：對于恒定電流，由于在相等時間內通過串聯電路中各個位置的電荷量
相同，則有
q0 = q1 = q2 = q3
0
1
2
3
I0 = I1 = I2 = I3
串聯電路中的電流，處處相等
結論
U01=φ0－φ1
U12=φ1－φ2
U23=φ2－φ3
0
1
2
3
φ0
φ1
φ2
φ3
思考：在外電路中，沿電流方向電勢逐漸降低，請你從電勢出發，推導出0、3之間的電勢差與0、1， 1、2， 2、3間電勢差的關系。
1.串聯電路的電壓
串聯電路的電壓
U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03
串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。
結論
分析：
U:U1:U2：┈ =R:R1:R2┈
問題：串聯電路兩端總電壓等于各個電阻兩端電壓之和，每個電阻從總電壓中分得一部分電壓，串聯電路具有分壓作用。
試證明，串聯電阻分壓與其電阻成正比。
R1
R2
U1
U2
U
分析：
串聯電路的電壓分配規律
串聯電路中，每個電阻分得的電壓與其電阻成正比。
結論
串聯電路中，設總電壓不變，當R2增大，每個電阻分得的電壓如何變化？
滑動變阻器的限流接法
1. 在圖 11.4-7 的電路中，A、B 之間的電壓為 U，定值電阻的阻值為 R，滑動變阻器的最大阻值為 R1。在滑動變阻器的滑動端移動過程中，R 兩端電壓 UR 的變化范圍是多少？
U=U1=U2=U3
φ0 =φ1 =φ2 = φ3
φ4 =φ5 =φ6 =φ0′
1.并聯電路的電壓
思考: 導線的電阻可以認為是0，因此任意導線兩端沒有電勢差。據此，你可以得出并聯電路的電壓關系嗎？
1
2
3
4
5
6
0
0′
U
分析：
并聯電路的總電壓與各支路的電壓相等。
結論
2.并聯電路的總電阻
R1
R2
I1
I2
I
U
思考：幾個電阻并聯起來，可以等效為一個電阻，稱為并聯電路的總電阻。
請推導出總電阻與各個電阻的關系。
R
U
I
等效
并聯電路總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數之和。
結論
分析：
1
2
3
0
0′
3.并聯電路的電流
q0 = q1 + q2+ q3
分析：對于恒定電流，在相等時間內通過干路的電荷量等于各個支路
的電荷量之和，則有
I0 = I1 + I2 + I3
并聯電路的總電流，等于各個支路中的電流之和。
結論
R1
R2
R3
I1
I2
I3
問題：并聯電路，干路中的總電流等于各個支路中的電流之和，每個支路都從總電流中分得一部分，并聯電路具有分流作用。
試證明，并聯電阻分流與電阻成反比。
探究：并聯電路的電流的分配規律
，則有
分析：
并聯電路中，每個支路分得的電流與其電阻成反比。
結論
并聯電路中，設總電壓不變，當R2增大，電路中總電流如何變化，每個電阻分得的電流如何變化？
滑動變阻器的分壓接法
圖 11.4-9 的電路常被叫作分壓電路，當 A、B 之間的電壓為 U 時，利用它可以在 C、D 端獲得 0 和 U 之間的任意電壓。試說明其中的道理。
思考1: R1和R2并聯后R=
⑴由 可知，R比其中任一個導體的電阻R1和R2都要小，根據電阻定律可以怎樣形象理解這一點？
⑵如果兩個阻值相差很大的電阻并聯(設R1>>R2)，其總阻值與哪個電阻接近？
探究：并聯電路常用結論
R并＜Rmin，且兩個阻值相差很大的電阻并聯時總電阻與小電阻阻值接近。
結論
分析：
思考2: n個相同電阻R并聯的總電阻等于多少？
思考3; 如果在保持原有并聯電路中支路的數目不變，增大某一個支路中的電阻，則總電阻會增大還是會減?。?br/>( )
R總
結論
并聯電路中，如果保持支路數目不變，增大某一個支路的電阻，則總電阻會增大。
結論
分析：
思考4：如果在原有并聯電路中增加一條支路（該支路電阻不為0），則總電阻會增大還是會減?。?br/>增加1條支路后，則有
若原來有n條支路，則有
并聯電路中，如果保持原有支路不變，增加支路數目，則總電阻會減小。
結論
分析：
例題1 由四個電阻連接成的電路如圖所示,R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω。
⑴求a、d之間的總電阻；
⑵如果把42V的電壓加在a、d兩端，則通過每個電阻的電流是多少？
故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8Ω＋4Ω＋2Ω＝14Ω。
設通過R3、R4的電流分別為I3、I4，則由并聯電路電壓相等，
得 I3R3＝I4R4，
又 I3＋I4 =3A，解得I3＝1A，I4＝2A。
即為通過R1、R2的電流。
解析：
例題2 儀器中常用兩個阻值不同的可變電阻來調節電路的電流，一個作粗調，一個作細調，這兩個變阻器可以按圖甲串聯起來或按圖乙并聯起來再接入電路。已知R1阻值較大，R2阻值較小，則 （ ?。?br/>A．圖甲中R2作粗調 B．圖甲中R1作細調
C．圖乙中R2作粗調 D．圖乙中R2作細調
C
串聯 并聯
電路
I
U
R
串并聯電路的規律總結
課堂小結
課時2 ——電表改裝
1.通過建立簡化模型，應用串、并聯電路規律分析電流表及電壓表的改裝原理。
2.理解理想電表是一種科學抽象的產物，進一步體會理想化模型的思想方法。
學習目標
導入新課
通過前面的學習，我們知道實驗室的電表都是雙量程的，這些電表雖然量程不同，但是都是由一個小量程的電流表改裝而成的。
改裝的秘密是什么呢？
1.電路圖符號
G
或
一、認識檢流計（俗稱表頭）
2.表頭本質：
3.三個主要參數
三個參數關系：
是一個電阻，能指示通過自身的電流大小。
⑵滿偏電流Ig：
指針偏轉到最大刻度時的電流Ig
電流計內阻Rg
⑴表頭內阻：
⑶滿偏電壓Ug：
滿偏電流時，加在它兩端的電壓
Ug=IgRg
G
Rg
Ig
Ug
Ig
Ug
Rg
建立模型
二、電流計（表頭）改裝成大量程電壓表
問題1 有一個電流表G，內阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。用它能否測量電壓？用它測量的最大電壓是多少？
G
U=IRg
U
R
分析：
滿偏電壓（量程）
Ug=IgRg=30mV
電壓測量值
問題2 有一個電流表G，內阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。請你設計一個改裝方案， 用它能夠測量 3V 的電壓。
Rg
Ig
G
U
R
U
V
RV
⑴電阻R的作用：
分壓作用，R又稱分壓電阻
⑵計算電阻R的阻值
法1 歐姆定律
法2 串聯分壓
U=Ig(Rg+R)
問題3 改裝后的電壓表內阻是多少？
求新表內阻思路
問題4 用這個改裝后的電壓表直接讀數，表盤上的刻度應該標度電壓，刻度會是
均勻的嗎？
Rg
G
R
0
1
mA
0
1
2
3
1mA換為3V
mA符號換為V
IR
R=
問題1 有一個電流表G，內阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。請你設計一個改裝方案， 用它能夠測量 0.6A 的電流。
G
Rg
Ig
I
三、電流計（表頭）改裝成大量程電流表
A
I
RA
⑴電阻R的作用：
分流作用，R又稱分流電阻
⑵計算電阻R的阻值
法1 歐姆定律
法2 并聯分流
求電流表內阻思路
問題2 改裝后的電流表內阻是多少？
問題3 用這個改裝后的電流表直接讀數，表盤需要重新標度，刻度會是均勻
的嗎？請說出理由和表盤更改方案。
1.有一滿偏電流Ig=5mA，內阻Rg=400Ω的電流表G，若把它改裝成量程為10V的電壓表，應____（串聯 并聯）一個____Ω的分壓電阻，該電壓表的內阻為____Ω；
若把它改裝成量程為3A的電流表，應____（串聯 并聯）一個____Ω的分流電阻，該電流表的內阻為____Ω。
答案：串 1600 2000 并 0.668 0.667
課堂評價
電流表的內接法與外接法
3. 圖 11.4-10 畫出了用電壓表、電流表測量導體電阻的兩種電路圖。圖中電壓表的內阻為1kΩ，電流表的內阻為0.1Ω，被測導體 R的真實電阻為87.4Ω。測量時，把電壓表示數和電流表示數之比作為電阻的測量值。
如果不考慮實驗操作中的偶然誤差，按甲、乙兩種電路進行實驗，得到的電阻測量值各是多少？你能從中得出什么結論？
改裝電壓表 改裝電流表
電路
R的作用
R的計算
電表的 總電阻
分壓
分流
課堂小結
n：
量程擴大的倍數
要點二　伏安法測電阻中電流表的兩種接法
項目 內接法 外接法
電路圖
誤差原因 電流表的分壓作用 電壓表的分流作用
某同學利用電流表和電壓表測定電阻Rx的阻值，設計了圖甲和圖乙兩個實驗電路。已知電流表的內阻約為0.125 Ω，電壓表的內阻約為3 kΩ，Rx的阻值約為5 Ω。
(1)為減小系統誤差,應該選擇的實驗電路是　　　　(選填“圖甲”或“圖乙”)。
(2)請從誤差分析的角度,說明選擇的理由:　　　　　　　　
G
R1
R2
－
3V
15V
2.有一個表頭G，滿偏電流Ig=1mA，內阻Rg=100Ω，用它改裝為有3V和15V兩種量程的電流表。求：R1、R2的阻值各為多大？
思考：你知道哪個量程大嗎？
解法1：利用歐姆定律
解法2：直接利用公式關系
由
由
U1
U2
3.如圖所示，有一個表頭G，滿偏電流Ig＝500mA，內阻Rg＝200Ω，將它改裝為有0～1A和0～10A兩種量程的電流表，求R1、R2的阻值各為多大？
思考：你知道哪個量程大嗎？
答案　R1＝20Ω　R2＝180Ω
>
，
解析1：由歐姆定律可得：
解析2：由公式可得：
10A
1A
-
I1
I2
2.弄清不同量程，電阻連接方式
1.無論電壓表還是電流表，滿量程是表頭中的電流為Ig
小結
關鍵點

展開更多......

收起↑