高二物理魯科版選修3-1課件：第1部分 第3章 第4節(jié)《串聯(lián)電路和并聯(lián)電路》

歡迎進(jìn)入物理課堂 1 串聯(lián)電路中各處的電流相等 總電壓等于各部分電壓之和 2 并聯(lián)電路中 各支路的電壓相等 總電流等于各支路電流之和 3 電壓表是利用串聯(lián)電路的分壓作用 由小量程電流計(jì)串聯(lián)電阻改裝而成 4 電流表是利用并聯(lián)電路的分流作用 由小量程電流計(jì)并聯(lián)電阻改裝而成的 自學(xué)教材 1 串聯(lián)電路的基本特點(diǎn) 1 在串聯(lián)電路中 各處的電流 即 2 串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓 即U 相等 I1 I2 In 之和 U1 U2 Un 2 串聯(lián)電路的性質(zhì)如圖3 4 1所示 圖3 4 1 3 電流表改裝成電壓表將電流表的示數(shù)根據(jù)歐姆定律U IR換算成電壓值 可直接用于測 如果給小量程電流表一個分壓電阻 就可以用來量度較大的電壓 因此電壓表就是一個串聯(lián)了分壓電阻的電流表 電壓 串聯(lián) 重點(diǎn)詮釋 1 對串聯(lián)電路的深化理解 1 串聯(lián)電路的各處電流相等 是電荷守恒定律的體現(xiàn) 2 串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電壓之和 是能量守恒定律的體現(xiàn) 2 將小量程電流計(jì)改裝成大量程的電壓表 1 改裝原理 將電流計(jì)的示數(shù)根據(jù)歐姆定律U IR換算成電壓值 只是量程Ug很小 如果給小量程電流計(jì)串聯(lián)一個較大的分壓電阻 就可以用來測量較大的電壓 因此電流計(jì)就變成了一個串聯(lián)了分壓電阻的電壓表 1 電阻R1 R2 R3串聯(lián)在電路中 已知R1 10 R3 5 R1兩端的電壓為6V R2兩端的電壓為12V 則下列判斷錯誤的是 A 電路中的電流為0 6AB 電阻R2的阻值為20 C 三只電阻兩端的總電壓為21VD 電阻R3消耗的電功率為3 6W 解析 串聯(lián)電路中電流處處相等 所以I I1 U1 R1 0 6A 所以A對 又串聯(lián)電路中導(dǎo)體兩端電壓和導(dǎo)體電阻成正比 即U1 U2 U3 R1 R2 R3 所以R2 20 U3 3V B對 又串聯(lián)電路的總電壓等于各支路電壓之和 所以U U1 U2 U3 21V C對 P3 I2R3 1 8W 所以D錯 答案 D 自學(xué)教材 1 并聯(lián)電路 1 并聯(lián)電路 如果將電路中的元件逐個并列地連接起來 這個電路就是電路 2 并聯(lián)電路的基本特點(diǎn) 并聯(lián)電路中各支路的電壓 即U 并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和 即I 并聯(lián) U1 U2 Un I1 I2 In 相等 2 把小量程的電流表改裝成大量程的電流表給小量程的電流表一個較小電阻就可以用來量度較大的電流 即擴(kuò)大了電流表的量程 并聯(lián) 重點(diǎn)詮釋 1 對并聯(lián)電路的深化理解 1 并聯(lián)電路中各支路的電壓相等 體現(xiàn)了電場力做功大小與路徑無關(guān) 由始末點(diǎn)的電勢差決定 2 并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和 是電荷守恒定律的體現(xiàn) 2 小量程電流表改成大量程電流表 1 改裝原理 給小量程的電流計(jì)并聯(lián)一個分流電阻 就可以用來測量一個較大的電流 也就擴(kuò)大了電流計(jì)的量程 圖3 4 2 2 三個電阻之比為R1 R2 R3 1 2 5 將這三個電阻并聯(lián) 則通過這三支路的電流I1 I2 I3為 A 1 2 5B 5 2 1C 10 5 2D 2 5 10 答案 C 自學(xué)教材 1 混聯(lián)電路串聯(lián)之中有 并聯(lián)之中有的電路 2 方法不管混聯(lián)電路多復(fù)雜 大都可以簡化為電路和電路 并聯(lián) 串聯(lián) 串聯(lián) 并聯(lián) 重點(diǎn)詮釋 1 混聯(lián)電路的處理方法 1 對于簡單電路 可直接分析計(jì)算 2 對于較復(fù)雜的電路 需先將復(fù)雜電路適當(dāng)簡化 畫出等效電路圖 結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn)進(jìn)行分析 計(jì)算 2 電路化簡原則 1 無電流的支路化簡時可去除 2 等電勢的各點(diǎn)化簡時可合并 3 理想導(dǎo)線可任意長短 4 理想電流表可認(rèn)為短路 理想電壓表可認(rèn)為斷路 5 電壓穩(wěn)定時電容器可認(rèn)為斷路 3 常用等效簡化方法 1 電流分支法 先將各結(jié)點(diǎn)用字母標(biāo)上 判定各支路元件的電流方向 若原電路無電流 可先假設(shè)加上電壓形成電流后判斷 按電流流向 自左到右將各元件 結(jié)點(diǎn) 分支逐一畫出 將畫出的等效圖加工整理 2 等勢點(diǎn)排列法 將各結(jié)點(diǎn)用字母標(biāo)出 判定各結(jié)點(diǎn)電勢的高低 若原電路未加電壓 可先假設(shè)加上電壓后判斷 將各結(jié)點(diǎn)電勢高低自左到右排列 再將各結(jié)點(diǎn)之間的支路畫出 將畫出的等效圖加工整理 圖3 4 3 3 試畫出圖3 4 3中的等效電路圖 解析 假設(shè)電流的流向從A流向D 則電路中的等電勢點(diǎn)為A B 電勢從高到低為AB C D 觀察電路 R2 R3接在AB與C之間 R1接在AB與D之間 R4接在C與D之間 故等效電路圖如圖所示 答案 見解析圖 例1 兩個用電器的額定電壓都是6V 額定電流分別是0 1A和0 3A 1 把這兩個用電器并聯(lián)后接在電壓為8V的電路中 要使它們正常工作 應(yīng)附加多大電阻 怎樣連接 功率至少需多大 2 如果把它們串后接在12V的電路上 要使它們正常工作應(yīng)該怎樣做 審題指導(dǎo) 解此題要根據(jù)兩用電器的額定電壓值和電流值 利用串聯(lián)分壓和并聯(lián)分流的原理進(jìn)行設(shè)計(jì) 答案 1 5 串聯(lián)0 8W 2 應(yīng)該并聯(lián)在R1兩端一個分流電阻 其阻值為30 用電器正常工作的條件是加在它們兩端的電壓必須是額定電壓 或通過它們的電流必須是額定電流 若電源電壓不滿足要求 就要用學(xué)過的串并聯(lián)知識進(jìn)行電路整合 上題中若兩用電器組成串聯(lián)電路 則加在電路兩端的電壓最大是多少 兩用電器都能正常工作嗎 答案 8V額定電流為0 3A的用電器不能正確工作 例2 有一滿偏電流Ig 1mA 內(nèi)阻Rg 100 的小量程電流表 求 1 把它改裝成滿偏電壓U 10V的電壓表需串聯(lián)的電阻 2 把它改裝成滿偏電流I 0 6A的電流表需并聯(lián)的電阻 審題指導(dǎo) 根據(jù)串并聯(lián)電路的關(guān)系 改裝時應(yīng)注意 1 改裝后的電壓表的量程U等于電流表的滿偏電流Ig與電壓表內(nèi)阻 Rg Rx 的乘積 2 改裝成電流表時 IgRg等于 I Ig 和并聯(lián)的分流電阻R的乘積 I Ig Rx 答案 1 9900 2 0 17 圖3 4 4 如圖3 4 4所示是一個電流表 電壓表兩用的電路 電流表G的量程是100 A 內(nèi)阻是1000 電阻R1 0 1 R2 99k 當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)合到a b上時 電流表改裝成什么表 其量程是多少 當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)合到c d上時 電流表改裝成什么表 其量程是多少 解析 當(dāng)開關(guān)合到a b上時 電路轉(zhuǎn)換成如圖甲所示的電路 此時小電阻R1與電流表G并聯(lián) R1起分流作用 可作為大量程電流表使用 答案 電流表1A電壓表10V 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來學(xué)校和回家的路上要注意安全