1、第4讲串联电路和并联电路目标定位1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点.2.掌握电阻串、并联的计算.3.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理,并会进行有关计算一、串联电路的分压作用和电压表1串联电路:如果将电路中的元件逐个顺次串接起来,这个电路就是串联电路2串联电路的特点:串联电路中,电流处处相等;串联电路的总电压等于各部分电压之和,串联电路的总电阻为各电阻阻值之和3小量程电流表G(“表头”)的三个参数:(1)电流表的内阻Rg:在几百欧到几千欧之间(2)满偏电流Ig:指针偏转到最大刻度时的电流,一般在几十微安到几毫安之间(3)满偏电压UgIgRg.4电压表的改装原理:给“表头”串
2、联一个电阻想一想串联电路中某一电阻的阻值增大时,总电阻如何变化?答案串联电路总电阻等于各电阻阻值之和,所以其中一个阻值增大时,其总电阻增大二、并联电路的分流作用和电流表1并联电路:如果将电路中的元件逐个并列地连接起来,这个电路就是并联电路2并联电路的特点:并联电路中各支路的电压相等;并联电路的总电流等于各支路电流之和;并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和3电流表的改装原理:给“表头”并联一个电阻想一想已知某一电流表G的满偏电流为几十毫安,我们可不可以用它来测量小灯泡的额定电流?答案不能,小灯泡的额定电流远大于几十毫安,所以用该电流表测量的话,会烧毁电流表三、混联电路在实际电路中,常常是
3、串联电路之中有并联,并联之中有串联,这种电路称之为混联电路.一、串联电路的分压作用和电压表1串联电路的特点(1)电流相等,即II1I2I3In.(2)总电压等于各部分电压之和,即UU1U2U3Un.2串联电路的三个重要性质(1)串联电路的等效总电阻RR1R2R3Rn.(2)电压分配关系:I.(3)功率分配关系:I2.3电压表的改装“表头”的满偏电压和满偏电流一般都很小,测量较大的电压时要串联一个电阻把它改装成电压表,电路结构如图1所示:图1根据串联电路的特点:UIg(RRg),所以串联的电阻的阻值:RRg改装后的电压表的内阻RVRgR例1一盏弧光灯的额定电压是40V,正常工作时的电流是5A,它
4、接入电压恒为220V的照明线路上,串联一个阻值为多大的电阻才能使它正常工作?答案36解析设串联电阻上分配到的电压为U2,根据串联电路电压的特点得,即所以R236.例2有一电流表G,内阻Rg10,满偏电流Ig3mA.要把它改装成量程为03V的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?答案9901000解析(1)由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.03V改装成量程为03V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压URUUg2.97V所以分压电阻R990改装后电压表的内阻RVRgR1000.二、并联电路的分流作用和电流表1并联电路的特点(1)总电压与各支路电压相等,即UU1U2U3
5、Un.(2)总电流等于各支路电流之和,即II1I2I3In.2并联电路的三个重要性质(1)总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和,即.(2)通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1I2R2InRnU.(3)并联电路的功率分配关系:P1R1P2R2PnRnU2.3电流表的改装“表头”的满偏电流都很小,测量较大的电流时要并联一个电阻把它改装成大量程的电流表电路结构如图2所示图2根据并联电路的特点:IgRg(IIg)R,可得:RRg改装后的电流表的内阻为RA.例3如图3所示的电路中,R12,R23,R34.图3(1)电路的总电阻是多少;(2)若流过电阻R1的电流I13A,则通过R2、R3的电
6、流分别为多少;(3)干路电流为多少答案(1)(2)2A1.5A(3)6.5A解析(1)根据并联电路的特点电路中,所以R总.(2)由I1R1I2R2I3R3,所以I22A,I31.5A.(3)干路电流II1I2I3(321.5) A6.5A.例4有一电流表G,内阻Rg10,满偏电流Ig3mA.要把它改装成量程为00.6A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?答案见解析解析改装成量程为00.6A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R的分流IRIIg0.597A所以分流电阻R0.05改装后电流表的内阻RA0.05借题发挥关于电表改装,要分清改装成电压表还是改装成电流表,然后再结合电
7、路知识及部分电路欧姆定律加以解决(1)先明确小量程电流表G的两个参数:Ig、Rg,并算出满偏电压UgIgRg.(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压,它的阻值用它分担的电压(改装后的电压表量程减去Ug)除以最大电流(即Ig)确定改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流,它的阻值用它两端的电压(即“表头”的Ug)除以通过它的电流(即改装后的电流表量程减去Ig)确定三、混联电路1对于混联电路,首先把它们简化为串联或并联电路2串、并联电路几个常用的结论:(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻;并联电路的总电阻小于并联电路中最小的电阻(2)无论串联电路还是并联电路,电路中任意电阻的阻值增大,电路总电阻都增大(3)并联电路支路增多时,无论增加的支路电阻多大,并联电路的总电阻都减小例5由四个电阻连接成的电路如图4所示R18,R24,R36,R43.图4(1)求a、d之间的总电阻;(2)如果把42V的电压加在a、d两端,则通过每个电阻的电流是多少答案见解析解析(1)由题图可知Rcd2.故RadR1R2Rcd84214.(2)由欧姆定律知IA3A,即为通过R1、R2的电流设通过R3、R4的电流分别为I3、I4,则由并联电路电压相等,得I3R3I4R4,又I3I43A,解得I31A,I42A.