1、2.4 2.4 串联电路和并联电路串联电路和并联电路 泸源中学泸源中学 高二物理组高二物理组 柴新艳柴新艳讨论：讨论：以两个电阻的串并联电路为例，写出串联电路以两个电阻的串并联电路为例，写出串联电路和并联电路的和并联电路的电流、电压、电阻的关系电流、电压、电阻的关系，及，及串联电路串联电路电压和电阻的关系、并联电路电流与电阻电压和电阻的关系、并联电路电流与电阻的关系的关系。一、串并联电路特点一、串并联电路特点串联电路串联电路 1、电流关系、电流关系nIIIII321 2、电压关系、电压关系nUUUUU321nRRRRR3213、电阻关系、电阻关系4、串联分压关系、串联分压关系串联分压成正比串联
2、分压成正比nnRRRRUUUU:321321：总URRRU2111总URRRU21221、电流关系：、电流关系：nIIIII321并联电路并联电路2、电压关系：、电压关系：nUUUU3213、电阻关系：、电阻关系：nRRRRR11111321越串越大，越并越小越串越大，越并越小4、并联分流关系、并联分流关系nnRRRRIIII1:1:1:1:321321总IRRRI2121总IRRRI2112问题：一个问题：一个T T形电路如图所示，电路中的电阻形电路如图所示，电路中的电阻R R1 1=10=10，R R2 2=120=120，R R3 3=40=40 ，电动势为，电动势为100V100V，内
3、阻不计，则，内阻不计，则（）A A、当、当abab两端接通测试电源时，两端接通测试电源时，cdcd两端的电压为两端的电压为80V80VB B、当、当cdcd两端接通测试电源时，两端接通测试电源时，abab两端的电压为两端的电压为80V80VC C、当、当abab端短路时，端短路时，cdcd之间的等效电阻是之间的等效电阻是4040 D D、当、当cdcd端短路时，端短路时，abab之间的等效电阻是之间的等效电阻是4040 abcdR R1 1R R2 2R R3 3abcdR R1 1R R2 2R R3 3（1 1）电阻）电阻R1=10R1=10，R2=120R2=120，R3=40R3=40
4、 ，电动势，电动势为为100V100V，内阻不计，当，内阻不计，当abab两端接通测试电源时，等两端接通测试电源时，等效电路图如何？总电阻如何？效电路图如何？总电阻如何？cdcd端电压如何？端电压如何？cdUabR R1 1R R3 3cdU（2 2）电阻）电阻R1=10R1=10，R2=120R2=120，R3=40R3=40 ，电动势，电动势为为100V100V，内阻不计，当，内阻不计，当cdcd两端接通测试电源时，等两端接通测试电源时，等效电路图如何？总电阻如何？效电路图如何？总电阻如何？cdcd端电压如何？端电压如何？cdR R2 2abR R1 1R R3 3（3 3）电阻）电阻R1
5、=10R1=10，R2=120R2=120，R3=40R3=40 ，电动势，电动势为为100V100V，内阻不计，当，内阻不计，当abab端短路时，等效电路图如端短路时，等效电路图如何？何？cdcd间等效电阻如何电阻如何？间等效电阻如何电阻如何？abcdR R1 1R R2 2R R3 3（4 4）电阻）电阻R1=10R1=10，R2=120R2=120，R3=40R3=40 ，电动势，电动势为为100V100V，内阻不计，当，内阻不计，当cdcd端短路时，等效电路图如端短路时，等效电路图如何？何？abab之间等效电阻如何？之间等效电阻如何？abcdR R1 1R R2 2R R3 3练习、现
6、有练习、现有20 、30 两个电阻，两个电阻，将它们接在电路中，总电阻最大是多少？将它们接在电路中，总电阻最大是多少？最小是多少？最小是多少？巩固训练巩固训练1 1、如图所示的电路图中，电源电压、如图所示的电路图中，电源电压保持保持15V15V不变，滑动变阻器的阻值范围是不变，滑动变阻器的阻值范围是0 01010 ，灯泡的电阻为，灯泡的电阻为5 5 ，试求电流表和电，试求电流表和电压表的示数的变化范围压表的示数的变化范围.AVSPab巩固训练巩固训练2、如图所示电路，如图所示电路，R1=2，R23，R34.（1）如已知流过电阻）如已知流过电阻R1的电流的电流I1=3A，则干路，则干路电流多大？
7、电流多大？（2）如果已知干路电流）如果已知干路电流I=3A，流过每个电阻，流过每个电阻的电流多大？的电流多大？1R2R3RIAB巩固训练巩固训练3、有四盏灯，接入如图的电路中、有四盏灯，接入如图的电路中,1和和2的电阻均为的电阻均为484,3和和4的电阻均为的电阻均为1210,把电路接通后把电路接通后,四盏灯的电流之比四盏灯的电流之比I I1 1:I:I2 2:I:I3 3:I:I4 4=.L1UL2L3L4归纳小结归纳小结 并联电路并联电路串联电路串联电路nIIIII321电流关系电流关系nUUUUU321电压关系电压关系nRRRRR321电阻关系电阻关系nIIIII321电流关系电流关系n
8、UUUU321电压关系电压关系nRRRRR11111321电阻关系电阻关系串联分压成正比，并联分流成反比串联分压成正比，并联分流成反比1、三个阻值都是、三个阻值都是2 的电阻，它们任意连接，组成电路，的电阻，它们任意连接，组成电路，总电阻值可能为总电阻值可能为 ()A、0.5 B、3 C、4 D、6 目标检测目标检测2、如图所示电路，、如图所示电路，R0为定值电阻，为定值电阻，R为滑动变阻器，滑为滑动变阻器，滑片片C滑动时，电路的电阻发生变化，以下情况正确的是滑动时，电路的电阻发生变化，以下情况正确的是（）A、C向左滑动，总电阻变小向左滑动，总电阻变小B、C向右滑动，总电阻变小向右滑动，总电阻
9、变小C、C滑动到最左端时，总电阻为滑动到最左端时，总电阻为R0D、C滑动到最右端时，总电阻为零。滑动到最右端时，总电阻为零。0RRC3 3、如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路、如图所示是将滑动变阻器作为分压器用的电路,A,A、B B为分压器的滑片放在变阻器的中央为分压器的滑片放在变阻器的中央,下列判断哪些正下列判断哪些正确确()()CAPBDCAPBDCAPBDA A、空载时输出电压为、空载时输出电压为B B、当接上负载、当接上负载R R时时,输出电压输出电压C C、负载、负载R R越大越大,U,UABAB越接近越接近D D、负载、负载R R越小越小,U,UABAB越接近越接近2CDAB
10、UU2CDABUU2CDU2CDU作业作业如图所示的电路中，如图所示的电路中，R1=8，R2=4，R3=6，R4=3。（1）求电路中的总电阻）求电路中的总电阻（2）当加在电路两端的电压）当加在电路两端的电压U=42V时，通过每个电时，通过每个电阻的电流是多少？阻的电流是多少？UR1R2R3R42 2、在图所示的电路中，电压、在图所示的电路中，电压U=12U=12伏，伏，R Rl l是是5 5欧，欧，R R2 2是是1010欧，当欧，当R R1 1的滑动触点滑动的滑动触点滑动时，电压表的读数将发生变化，读数的范时，电压表的读数将发生变化，读数的范围是围是_至至_VR1R2U二、复杂电路的分析二、
11、复杂电路的分析方法方法一、电路简化原则一、电路简化原则（1）无电流支路可以直接去掉）无电流支路可以直接去掉（2）导线可以任意伸缩，节点可沿导线移动）导线可以任意伸缩，节点可沿导线移动（3）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断）理想电流表可认为短路，理想电压表可认为断路路（4）电压稳定时，电容器可认为断路）电压稳定时，电容器可认为断路（5）等势点可合并。）等势点可合并。已知已知R1=R2=R3=R4=R,计算计算A、B间的总电阻。间的总电阻。R R4 4R R3 3R R2 2R R1 1A AB BC CD DE EF F答案：答案：RAB=4R/3R1R2R3R4AB.二、化简方法二、化
12、简方法1、电流分支法、电流分支法（1）将各节点用字母标上）将各节点用字母标上（2）判定各支路元件的电流方向）判定各支路元件的电流方向（3）按电流方向，自左向右（或自上向下）将各元）按电流方向，自左向右（或自上向下）将各元件、节点分支逐一画出。件、节点分支逐一画出。（4）将画出的等效图加工整理）将画出的等效图加工整理 由由5个个1电阻连成的如图电阻连成的如图1所示的电路，导线的所示的电路，导线的电阻不计，则电阻不计，则A、B间的等效电阻为间的等效电阻为_。答案：总电阻为答案：总电阻为0.5。举一反三举一反三 如下图所示，设如下图所示，设R1=R2=R3=R4=R，求开关，求开关S闭合和开启时的闭
13、合和开启时的AB两端的电阻比？两端的电阻比？练练 习习2、节点电势法、节点电势法（1）将各节点用字母标上）将各节点用字母标上（2）判定各节点电势的高低）判定各节点电势的高低（3）将各节点按电势高低自左向右（或自上向下）将各节点按电势高低自左向右（或自上向下）一次排列，再将各节点之间的支路画出。一次排列，再将各节点之间的支路画出。（4）将画出的等效电路图加工整理。）将画出的等效电路图加工整理。答案：两次电阻比为答案：两次电阻比为5/6.RAB=R/3RAB=2R/5例例3.已知每个电阻的电流已知每个电阻的电流I1I2I3，求求 两表的读数两表的读数。ABR1R2R3A1A2结点电流原理：流结点电
14、流原理：流入某个结点的电流入某个结点的电流强度等于流出该点强度等于流出该点电流大小。电流大小。A1电流表示数为电流表示数为I2+I3A2电流表示数为电流表示数为I1+I2作业作业1：画下图的等效电路：画下图的等效电路(各电阻相等各电阻相等)。2.如图，画等效电路。如图，画等效电路。A、D接电源时接电源时A、B接电源时接电源时ABCDR2R1R4R33.画下图的等效电路。画下图的等效电路。ABR1R4R3R5R2R6R71.电流计电流计G俗称表头俗称表头G2.电流计的几个基本数据：电流计的几个基本数据：满偏电流满偏电流Ig 表头内阻表头内阻Rg 满偏电压满偏电压Ug三者满足关系：三者满足关系：U
15、g=Ig RgURI 例例1:1:有一个电流表有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把它改装为量程为。要把它改装为量程为0 03V3V的电压表，的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻IgRgRVUUgURUR=2.97 k Rv=3.0 k1 1、电压表、电压表IgRgRVU在表头在表头串联串联一个一个阻值较大阻值较大的电阻的电阻UgURUgggIRIURggRIUgRnR)1(ggRUU)1(电路图如图所示:R1G
16、VRS校准电压表的电路图V 为标准电压表，R为滑动变阻器（分压式接法），虚线框中为改装电压表.例例2.2.有一个电流表有一个电流表G G，内阻，内阻R Rg g=30=30，满偏电流，满偏电流I Ig g=1mA=1mA。要把把它改装为量程为。要把把它改装为量程为0 00.6A0.6A的电流的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？多大？在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻UIRgIgIRRAUIR=0.050 RA=0.050AUI2 2、电流表、电流表在表头上在表头上并联并联一个阻值一个阻值较小较小的电阻的电阻RII
17、RIggg)(gggRIIIR1nRRgUIRgIgIRRR1GVRSA电流表校准电路改装电压表改装电流表电路R的作用R的计算电表的总电阻串联电路串联电路并联电路并联电路分压分压分流分流gggRIIIRggRIURRRRgVRRRRRggA归纳小结归纳小结1、一个电压表的电阻为、一个电压表的电阻为10K，最大量程为，最大量程为3.0V，刻度盘分为，刻度盘分为30个刻度，改装成量程为个刻度，改装成量程为30V的电压表，应的电压表，应 联一个联一个 K的电阻，的电阻，此时刻度盘每个刻度表示此时刻度盘每个刻度表示 V，新的电压表，新的电压表的内电阻为的内电阻为 K。2、有一个电压表的量程为有一个电压
18、表的量程为3V，内电阻为，内电阻为2500，现在给电压表再串联一个现在给电压表再串联一个7500的定值电阻，的定值电阻，然后用来测量某段电路的电压时，发现指针偏然后用来测量某段电路的电压时，发现指针偏转了满刻度的转了满刻度的3/4，则该被测电路的电压为，则该被测电路的电压为 V，加在电压表两端的电压为，加在电压表两端的电压为 V。目标检测目标检测1、有两个量程的电压表，当使用、有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为两个端点时，量程为10V，当使用，当使用a、c 两个端两个端点时，量程为点时，量程为100V。已知表头内阻为。已知表头内阻为Rg=500，满偏电流为满偏电流为Ig=1mA
19、，求电阻，求电阻R1、R2的值。的值。目标检测目标检测2、有两个量程的电流表，当使用、有两个量程的电流表，当使用a、b两个端点时，量程为两个端点时，量程为1A，当使用，当使用a、c 两个两个端点时，量程为端点时，量程为0.1A。已知表头内阻为。已知表头内阻为Rg=200，满偏电流为，满偏电流为Ig=2mA，求电阻，求电阻R1、R2的值。的值。作业：如图所示,电路由电流计与四个电阻连接而成.电流计内阻Rg=80,满偏电流Ig=1mA.R1=10,R2=10,R3=194,R4=790.若使用12接线柱电路可做 表.量程为 .若使用13可做 表.量程为 .若使用14接线柱电路可做 表.量程为 .若
20、使用15可做 表.量程为 .R1R21R3R4234546四、限流电路与四、限流电路与分压电路分压电路471 1、滑动变阻器的结构如图所示，、滑动变阻器的结构如图所示，A A、B B是绕在绝缘桶上的两个端是绕在绝缘桶上的两个端点，点，C C、D D是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片是金属杆的两个端点。电阻丝上能够与滑片P P接触的地接触的地方，绝缘漆已被刮去，使滑片方，绝缘漆已被刮去，使滑片P P能把金属杆与电阻丝连接起来。能把金属杆与电阻丝连接起来。A AB BD DC CP P2 2、把、把A A和和C C接线柱接入电路中，当滑片接线柱接入电路中，当滑片P P由由B B向向A A移动时
21、，接入电移动时，接入电路的电阻将由大变小。这是为什么？路的电阻将由大变小。这是为什么？3 3、你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片、你是否可以设计出另外几种连接方案，使滑片P P移动时，接移动时，接入电路的电阻由大变小？入电路的电阻由大变小？滑动变阻器滑动变阻器48（一）、滑动变阻器的（一）、滑动变阻器的使用使用ABCD串联串联限流限流电路电路并联分压电路并联分压电路分压分压器器滑动变阻器的滑动变阻器的两种主要连接方式：两种主要连接方式：RXRA BC(D)RXR两种接法均可起到调压，限流作用，两种接法均可起到调压，限流作用，但调节范围不同，功率损耗也不同但调节范围不同，功率损耗也不同 1
22、.限流式 EsRABPRxEERRRxx 限流式电路的特点:1.电压不能从零开始调节,调节范围较小.但电路结构较为简单.2.电能损耗较小.图中变阻器串联在电路中起限流作用待测电阻Rx的电压可调范围待测电阻Rx的电流可调范围xxRERRE2.分压式 E0分压式电路的特点:1.电压可以从零开始调节到电源电动势,调节范围较大.但电路结构较为复杂.2.电能损耗较大.EsPRxRAB图中变阻器起分压作用待测电阻Rx的电压可调范围待测电阻Rx的电流可调范围xRE0限流式 分压式 电压可调范围电能损耗限流和分压电路的选取限流和分压电路的选取 EERRRxxE0较小较大电流可调范围xRE0 xxRERREEs
23、RABRxEsRxRAB串、并联串、并联关系不同关系不同分压电分压电路调节路调节范围大范围大分压电分压电路调节路调节范围大范围大52限流和分压电路的选取限流和分压电路的选取 限流式 分压式 EsRABRxEsRxRAB电电路路说说明明1、限流电路耗能小，电路简单，在安全前提下应优、限流电路耗能小，电路简单，在安全前提下应优先考虑。先考虑。2、三种情况下必须采用分压接法：、三种情况下必须采用分压接法：（1）要求电压从零开始连续变化；）要求电压从零开始连续变化；（2）电路允许的最大电流很小；）电路允许的最大电流很小；（3）滑动变阻器的电阻远小于待测电阻。）滑动变阻器的电阻远小于待测电阻。53五、电
24、阻的测量五、电阻的测量 用电压表测出电阻两端的电压U，用电流表测出通过电阻的电流I，利用部分电路欧姆定律可以算出电阻的阻值R，IUR 1.伏安法 2.伏安法测电阻的两种电路 电流表接在电压表两接线柱外侧，通常叫“外接法”电流表接在电压表两接线柱内侧，通常叫“内接法”AVRAVR 因为电流表、电压表分别有分压、分流作用,因此两种方法测量电阻都有误差3.伏安法测电阻的误差分析 电流表外接法 电压表示数电流表示数测量值偏小，适于测量小阻值电阻.RAUURVRAIIIIAVIUR测说明：说明：误差来源于电压表的分流，分流越小，误差越小所以该电路适合测量小电阻，即VRR RRIUR真3.伏安法测电阻的误
25、差分析 电流表内接法 RARVURUURAIIAVIUR测电压表示数电流表示数测量值偏大,适于测量大阻值电阻.说明：说明：误差来源于电流表的分压，分压越少，误差越小所以该电路适合测量大电阻，即ARR AVRRRIUR真4.伏安法测电阻电路选择（1)、若已知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则当xVAxRRRR时，选用电流表内接法xVAxRRRR时，选用电流表外接法当VARRRx 用外接法即VAxRRR 用内接法（2)、若不知待测电阻的大约值，电流表的内阻和电压表的内阻，则用试接法60AVR按图接好电路，让电压表的一根接线柱固定接按图接好电路，让电压表的一根接线柱固定接好，另一接线柱
26、好，另一接线柱P先后与先后与a、b处接触下。处接触下。若电压表的示数变化较大，而电流变的示数变若电压表的示数变化较大，而电流变的示数变化较小，化较小，若电流表的示数变化较大，而电压变的示数变若电流表的示数变化较大，而电压变的示数变化较小，化较小，则用外接法则用外接法则用内接法则用内接法Pab611.现在想用伏安法测电阻，若伏特表、电流表、电阻的阻值（估计值）为以下值，选择哪种接法？（1）RV=20000 RA=1 R=30（2）RV=5000 RA=0.1 R=200电流表电流表 外接法外接法电流表电流表 内接法内接法如图所示电流表和电压表的读数分别为10V和0.1A,电压表内阻为500,那么
27、待测电阻R的测量值比真实值 ,测量值为 ,真实值为 .AVRcd一个未知电阻,无法估计其电阻值,某同学用伏安法测量此电阻,用如图(a)(b)两种电路各测一次,用(a)图所测数据为3.0V、3.0mA,用(b)图测得的数据是2.9V、4.0mA,由此可知,用 图测得Rx的误差较小,测量值Rx=.AVAVRxRx(a)(b)64试验：试验：利用利用“伏安法伏安法”测导体的测导体的电阻电阻三、实验步骤三、实验步骤1 1、器材的选择、器材的选择器材种类器材种类选取原则选取原则唯一性器材电源，导线，开关等滑动变阻器安全：电路电流不能超过其额定电流，方便：电阻越小操作越方便。安培表、伏特表的选择安全：电路
28、电流不能超过表量程，电 压不能超过表量程；精确：电路电流、电压尽可能指、表满量程的1/2到2/3；2 2、试验电路的选择、试验电路的选择“外小内大外小内大”3 3、控制电路的选、控制电路的选择择“能限则限，当限流法三个无法时选分压能限则限，当限流法三个无法时选分压”65试验：试验：利用利用“伏安法伏安法”测导体的测导体的电阻电阻4 4、电路的连接（、电路的连接（1 1）使用限流法实物连图步骤：使用限流法实物连图步骤：被测电路步骤：步骤：1，2，3，注意注意1、表的正负勿接反；量程勿接错。、表的正负勿接反；量程勿接错。2、滑动变阻器在电路接通前应将滑片、滑动变阻器在电路接通前应将滑片滑在滑在 位
29、置，以保护电路。位置，以保护电路。66试验：试验：利用利用“伏安法伏安法”测导体的测导体的电阻电阻4 4、电路的连接（、电路的连接（2 2）使用分压法实物连图步骤：使用分压法实物连图步骤：被测电路步骤：步骤：1，2，3，注意注意1、表的正负勿接反；量程勿接错。、表的正负勿接反；量程勿接错。2、滑动变阻器在电路接通前应将滑、滑动变阻器在电路接通前应将滑片滑在片滑在 位置，以保护电路。位置，以保护电路。67试验：试验：利用利用“伏安法伏安法”测导体的测导体的电阻电阻【考题举例考题举例】【例1】测一个阻值约为25 k的电阻,备有下列器材:A.电流表（量程100A,内阻2 k）B.电流表（量程700A
30、,内阻300）C.电压表（量程15 V,内阻100 k）D.电压表（量程50 V,内阻500 k）E.直流稳压电源（电动势15 V,允许最大电流1 A）F.滑动变阻器（最大电阻1 k,额定功率1 W）G.电键、导线若干（1）电流表应选 ,电压表应选 .（2）画出测量Rx的原理图.解析：解析：当滑动变阻器滑至0时，电路有最大的电流。AAREIx6002500015maxBC 伏安法测电阻实验举例伏安法测电阻实验举例 用伏安法测量某电阻Rx的阻值,现有实验器材如下:A.待测电阻Rx：范围在58，额定功率1WB.电流表A1：量程00.6A（内阻0.2）C.电流表A2：量程03A（内阻0.05）D.电
31、压表V1：量程03V（内阻3K）E.电压表V2：量程015V（内阻15K）F.滑动变阻器R：0100G.蓄电池：电动势12VH.导线，电键.为了较准确的测量，并保证器材安全，电流表应选 ，电压表应选 ，并画出电路图。69试验：试验：描绘小灯泡的伏安特性曲描绘小灯泡的伏安特性曲线线例2、某学生用如下图甲所示的器材做“描绘小灯泡的伏安特性曲线”的实验，小灯泡标有“3.8 V，1 W”的字样，电池组电动势为4.5 V（内阻不计），滑动变阻器有两种规格：R1标有“10，2 A”，R2标有“100，20 mA”测量时要求小灯泡两端的电压从零开始，并测多组数据(1)滑动变阻器应选用 【考题举例考题举例】描绘小灯泡的伏安特性曲线实验举例描绘小灯泡的伏安特性曲线实验举例(2)开始实验前他的实物接线如下图甲所示，请指出该学生实物接线中的错误有哪些？a ；b ；c ；d
