1、物理学家费尔德曾指出:物理学家费尔德曾指出: 当你领悟一个出色的公式时,你会得到当你领悟一个出色的公式时,你会得到 如同听巴哈的乐曲一样的感受。如同听巴哈的乐曲一样的感受。 判天地之美,析万物之理 3 电阻的串联、并联及其应用 研究电阻的串联与并联 活动一 问题1 串并联电路的电流、电压、功率各自有 什么特点? 串联并联 电流 电压 电阻 电压(电流) 分配 功率分配 复杂的电路称为混联电路,如何分析和计算复 杂电路呢? 问题2 将复杂电路的某些部分等效为一个“大电阻 ”即等效电阻,再应用上述串并联电路的知 识将其逐步化简。 化简复杂电路有哪些方法? 问题3 1支路电流法:电流是分析电路的核心
2、。从电源 正极出发,顺着电流的走向,由高电势向低电势 经各电阻绕外电路一周至电源负极,凡是电流无 分叉的依次流过的电阻均为串联,凡是电流有分 叉的分别流过的电阻均为并联,绕行过程中电流 不重复经过同一用电器。 如图甲电路中有5个电阻,请将其化简 成规范电路。 例题1 R2 R1 R5 R4 R3 图甲 R2R3 R1 R4 R5 图乙 2等势点合并法:在较复杂的混联电路中,有相 当一部分的点是等势点把所有的等势点合并为 一个点,或画在一条线段上可以等效改变电路 的形式,使之易于分析出电阻的串并联关系等 势点合并法又叫节点法 化简复杂电路的方法 如图甲所示的电路,将其化简成规范电 路 例题2 R
3、1 R2 R3 R4 R5 R6 图甲 A A B B CC 图乙 ABC R1 R4 R2 R5 R3 R6 化简复杂电路遵循哪些原则? 问题4 1无电流的支路去除; 2同一理想导线上的各点可以合并; 3理想导线可以任意改变其长短和形状; 4理想电流表可以认为短路,理想电压表可以认为断路; 5电容器在电路达到稳定时,可看成开路,分析直流电流 与电压时可去除; 6凡是电势相等的点,既可看成两点间用导线直接相连, 也可以看成两点开路 电压表和电流表的改装 现实生活中人们要测量不同范围的电压值或电 流值,也就是说需要不同量程的电压表和电流表。 在实际生产中,通常只提供某一规格的灵敏的电流 表(俗称
4、“表头”),如何用它改装成不同量程的 电压表和电流表呢? 活动二 问题1 电压表的改装 G Rg IgR UgUR U V Ig 图甲 改装后的电压表总内阻 为 附加电阻 电流表的改装 G Ig IR I R A I 图乙 改装后的电流表总内阻 为 附加电阻 什么是理想的电表?理想电压表和理想 电流表在电路中分别相当于什么? 问题2 不考虑电表内阻对电路的影响,这样的电表 称为理想表,理想电压表内阻无穷大,接入电路 后此处相当于断路;理想电流表内阻为零,接入 电路后此处相当于理想导线。一般在电路分析与 计算时若不作特别交待,均将电表视为理想电表 。 实际电表不可能是理想电表,接入电路 时会对原
5、电路产生什么样的影响? 问题3 实际电流表的内阻并不为零,电压表的内阻 也并非无穷大,它们接入电路后对电路有影响, 使得电路中的电流、电压将重新分配所以,我 们应将电流表看作可读出自身电流的一个电阻, 电压表看作可读出自身电压的一个电阻 如图所示的两种电路,电源相同(不计电源内阻),各电阻 器的阻值相等,各电流表的内阻相等且不可忽略不计电流表 A1、A2、A3和A4读出的电流值分别为I1、I2、I3和I4,下列关系 正确的是 ( ) 例题 BD 认识限流电路和分压电路 在许多物理实验和实际生产中,常常需要使电流或电压 在一定范围内连续变化。例如为了测定一个元件的伏安特性 ,就需要连续调节加在该
6、在元件两端的电压。滑动变阻器在 这些电路中起到了重要的调节作用,那么滑动变阻器在电路 中一般有几种接法? 活动三 问题1 活动三 滑动变阻器两种接法对比 虽然限流接法和分压接法都能控制调节 负载的电流和电压,但在相同条件下调节效 果不同,实际应用中应如何选择接法呢? 问题2 1通常情况下(满足安全条件),由于限流接法电 路能耗小,电路结构简单,因此应优先考虑 分压电路和限流电路的选择 2在下列情况下必须采用分压接法: 实验要求某部分电路的电压或电流从零开始连 续调节,只有分压接法才满足(如描绘小灯泡的伏安 特性曲线) 伏安法测电阻实验中,当滑动变阻器的阻值远 小于待测电阻时,若采用限流接法,待
7、测电阻中的电 流(或电压)变化很小,不利于多次测量取平均值或用 图像法处理数据,此时应选择分压接法 若采用限流电路时发现电路中最小电流仍超过 用电器额定电流时,必须改用分压接法 伏安法测电阻 学习伏安法测电阻 活动四 问题1 在电学实验中经常需要知道电阻值,我们 可以利用哪些电学仪器设计一个方便而又精确 的测定电阻的实验呢? 在伏安法测电阻的实验中,哪些因素会使实验 结果产生误差呢? 问题2 在测电阻实验中,由于需要用电表测量,而实 际电表不可能是理想表,故电表内阻会使实验造成 误差。 问题3 在测电阻实验中的误差是不可以避免的,如何 尽量减小实验的误差呢? 伏安法测电阻 1电流表外接法: R
8、x RVIV Ix U测 I测 V A 适宜于测量阻值较小的电阻 伏安法测电阻 2电流表内接法: RA U测 Rv UAUx I测 V A 适宜于测量阻值较大的电阻 在伏安法测电阻的实验中,如何根据被 测电阻的大概阻值和电表内阻合理选择电流 表外接法和电流表内接法? 问题4 1 估算法: 2 比值比较法: 3 试触法: 如图甲所示为用伏安法测定一个定值电阻阻值的实验所需器材,器材 规格如下: (1)待测电阻Rx(约100) (2)直流毫安表(量程0-20mA,内阻约50) (3)直流电压表(量程0-3V,内阻约5k) (4)直流电源(输出电压6V,内阻不计) (5)滑动变阻器(阻值范围0-15,允许最大电流1A) (6)开关1个,导线若干 根据器材规格按实验要求, 画出实验电路图, 并在本题的实物图上连线 例题 小结 问题1 化简复杂电路有哪些方法?遵循哪些原则 ? 问题2如何改装电压表?怎样根据其量程 计算需要的附加电阻? 问题3如何改装电流表?怎样根据其量程 计算需要的附加电阻? 问题4 限流电路和分压电路的区别?如何根据需 要在实验电路中合理选择这两种电路? 问题5伏安法测电阻的误差分析?