高中物理选修3-1-串并联电路-电表的改装
高二物理 第二章实验探究电表的改装问题知识精讲 人教新课标版选修3-1
高二物理第二章实验探究电表的改装问题人教新课标版选修3－1一、学习目标：1. 掌握串、并联电路的电流与电压的特点。
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将电流表改装成电压表的原理，并会进展相关的计算。
二、重点、难点：重点：串、并联电路的分析与计算。
难点：电表的改装原理与相关的计算。
内容和要求考点细目出题方式串联电路的根本特点和性质串联电路的根本特点选择、填空题串联电路的性质并联电路的根本特点和性质并联电路的根本特点并联电路的性质选择、填空题电表的改装把小量程的电流表改装成大量程的电流表的原理与并联电阻的计算选择、实验题将电流表改装成电压表的原理与分压电阻的计算串联电路和并联电路电流特点电压特点电阻特点电压表和电流表串联电路各处的电流相等并联电路的总电流等于各支路电流之和串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和并联电路的总电压与各支路电压相等串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和表头（G）：小量程的电流表电表的改装改装成电压表：需和表头串联一个分压电阻改装成电流表：需和表头并联一个分流电阻知识点一：串、并联电路的根本特点与性质例 1. 如下列图电路中，各电阻阻值已标出，当输入电压V110UAB=时，输出电压=CDU____________V。
解析：对网络电路的电阻、电流、电压或功率的计算，关键是对电路的结构进展正确的分析。
此题中，电阻9R与电阻R串联后与电阻⎪⎭⎫⎝⎛R910并联，再与电阻10R串联，接在电压ABU之间。
E、F之间电阻RR910)R9R(R910)R9R(REF=++⋅+=E、F之间电压V10V110RR10RURR10RUABEFEFEF=⨯+=⋅+=如此C、D之间电压V1V10101URR9RUUEFGHCD=⨯=⋅+==答案：1变式1：例：某一网络电路中的局部电路如下列图，I=3A ，I 1=2A ，R 1=10Ω，R 2=5Ω，R 3=30Ω，如此如下结论正确的答案是〔 〕A. 通过R 3的电流为0.5A ，方向从a →bB. 通过R 3的电流为0.5A ，方向从b →aC. 通过电流表的电流为0.5A ，电流表“+〞接线柱在右边D. 通过电流表的电流为1.5A ，电流表“+〞接线柱在左边答案：B变式2：母题迁移：由4个电阻连接成的混联电路如下列图，R 1=8Ω，R 2=4Ω，R 3=6Ω，R 4=3Ω；〔1〕求a 、d 之间的总电阻。
高三物理高考详解详析知识点分析：串并联电路 电表的改装
串并联电路 电表的改装一、串并联 1、串联I 1 ＝ I 2 R ＝ R 1 + R 2 U ＝ U 1 + U 2 2、并联I 1 + I 2 ＝ I U 1 ＝ U 2⇒+=21111R R R （1）2121R R R R R +=(2) 总电阻小于任何一个电阻 （3）某一个电阻变大，总电阻变大 （4）某一支路断路，总电阻变大 （5）某一支路短路，总电阻为零3、分压器（1） 分清负载和空载时的输出电压U CD（2） CD 间接入电阻的大小和多少对输出电压的影响 （3） p 在中点时的输出电压U CD4、电源的串联和并联【例1】 已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ，60W ”和“110V ，100W ”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路？BA. B. C. D.【例2】 实验表明，通过某种金属氧化物制成的均匀棒中的电流I 跟电压U 之间遵循I =kU 3的规律，其中U 表示棒两端的电势差，k =0.02A/V 3。
现将该棒与一个可变电阻器R 串联在一起后，接在一个内阻可以忽略不计，电动势为6.0V 的电源上。
求：（1）当串联的可变电阻器阻L 1 L 2R LR C D值R 多大时，电路中的电流为0.16A ？（2）当串联的可变电阻器阻值R 多大时，棒上消耗的电功率是电阻R 上消耗电功率的1/5？解：画出示意图如右。
（1）由I =kU 3和I =0.16A ，可求得棒两端电压为2V ，因此变阻器两端电压为4V ，由欧姆定律得阻值为25Ω。
（2）由于棒和变阻器是串联关系，电流相等，电压跟功率成正比，棒两端电压为1V ，由I =kU 3得电流为0.02A ，变阻器两端电压为5V ，因此电阻为250Ω。
【例3】 图为分压器接法电路图，电源电动势为E ，内阻不计，变阻器总电阻为r 。
闭合电键S 后，负载电阻R 两端的电压U随变阻器本身a 、b 两点间的阻值R x 变化的图线应最接近于右图中的哪条实线A.①B.②C.③D.④解：当R x 增大时，左半部分总电阻增大，右半部分电阻减小，所以R 两端的电压U 应增大，排除④；如果没有并联R ，电压均匀增大，图线将是②；实际上并联了R ，对应于同一个R x 值，左半部分分得的电压将比原来小了，所以③正确，选C 。
高中物理选修3-1串并联电路、电压表电流表的改装
串并联电路、电压表、电流表【学习目标】1．掌握串、并联电路的特点，并能熟练地识别电路中元件之间的连接关系，能够运用串并联的规律理解计算电表的改装。
2．识别电路中各元件的连接关系，画出简明的等效电路图，以及电流表、电压表、电容等对电路的影响。
【要点梳理】要点一、串联电路的特点和性质1．基本特点（1）在串联电路中，各处的电流相等，即123nI I I I I=====．（2）串联电路的总电压等于各部分电压之和，即123nU U U U U=++++.（3）串联电路的等效总电阻为各电阻值之和，即123nR R R R R=++++．2．性质（1）串联电路的电压分配关系：各个电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即312123.nnU UU UIR R R R=====或123123=U:U:U R:R:R.其中：111232212333123=++=++=++RU U,R R RRU U,R R RRU U.R R R（2）串联电路的功率分配关系：各个电阻消耗的功率跟它们的阻值成正比，即2312123.nnP PP PIR R R R=====或：123123=P:P:P R:R:R要点进阶：○1n个相同的电阻R串联后的总电阻=R nR总.○2串联电路的总电阻大于其中任一部分电路电阻。
○3串联电路的每个电阻R都分担了一部分电压，串联电路的这种作用叫作分压作用，起分压作用的电阻叫作分压电阻。
要点二、并联电路的特点和性质1．基本特点（1）并联电路中各支路的电压相等，即123nU U U U U=====．（2）并联电路的总电流等于各支路电流之和，即123nI I I I I=++++．（3）并联电路的等效总电阻R与各支路的电阻123,nR R R R、、的关系是：12311111nR R R R R=++++．2．性质（1）并联电路的电流分配关系：各支路电流跟它们的电阻成反比，即112233n nI R I R I R I R U=====.或：123123111=I:I:I::R R R.（2）并联电路的功率分配关系：各支路电阻消耗的功率跟它们的电阻成反比，即2112233n nP R P R P R P R U=====.或：123123111=P:P:P::R R R.要点进阶：○1n个相等的电阻R并联后的总电阻=RRn总．○2并联电路的总电阻小于其中最小的电阻。
高中物理 电表的改装(人教版选修3-1电路) 教学设计：
电表的改装（人教版选修3-1电路）考点分析：电表改装的知识是电学实验考查的一个重要知识点，在近三年高考中都有涉及，2017年1卷，2018年2卷，2019年1卷（10分）。
本节重点：掌握电表改装的原理，如何改装，改装后的特点，学会应用电表改装解决问题。
教学过程：1、课前探讨完成作业把电流表○G（量程I g,内阻R g)改装成大量程的电流表和电压表2、课堂上分二组学生上台讲解上表中相关知识点，结合学生的讲解师生共同总结相关的规律。
3.知识应用------高考题赏析（讲练结合）：第一题：（全国I卷）2017年2323．某同学研究小灯泡的伏安特性，所使用的器材有：小灯泡L（额定电压3.8 V，额定电流0.32 A）；电压表○V（量程3 V，内阻3 kΩ）；电流表○A（量程0.5 A，内阻0.5 Ω）固定电阻R0（阻值1 000 Ω）；滑动变阻器R（阻值0~9.0 Ω）；电源E（电动势5 V，内阻不计）；开关S；导线若干。
实验要求能够实现在0~3.8 V的范围内对小灯泡的电压进行测量，画出实验电路原理图。
请讨论：本题是否用到电表改装的知识，如用，则如何选元件改装？（限时训练）：第二题：（全国II卷）2018年9某同学组装一个多用电表。
可用的器材有：微安表头（量程100内阻900）；电阻箱R1（阻值范围0999.9）；电阻箱R2（阻值范围099 999.9）；导线若干。
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表，在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。
组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。
回答下列问题：（1）在虚线框内画出电路图并标出R1和R2，其中·为公共接线柱，a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱___________。
（2）电阻箱的阻值_____________;R2=____________（保留到个位）4.课外作业：第三题：（全国I卷）2019年23某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。
高中物理人教版选修3-1 第二章 第四节 串联电路和并联电路
并联电路的电流、电压、电阻关系
不同阻值的电阻并联，总电阻与其中最小电阻有何关系？ R总<Rmin 并联电路中,某一电阻增大，总电阻如何变化？ R我们在实验室做电学实验用于连接电路的导线都是用多芯铜丝做成的, 是什么道理?
多芯导线连接电路时,相当于多个相同的电 阻并联,使电路中的总电阻减小。
当Rx=0 时Ucd =0；当Rx=R 时Ucd =U。 所以Ucd 可以取0至U 的任意值。
并联电路的电流、电压以及电阻有什么特点？
并联电路的性质
知道并联电路的电压、电流、电阻关系。 知道并联电路电阻小于各支路的。 知道并联电路中某个电阻增大，总电阻增大。
并联电路的电流、电压、电阻关系
电流关系： 电路各处的电荷量的 分布保持恒定不变
复杂电路的识别与等效变换
掌握混连电路的电压、电流处理方法。 掌握电流分支法和节点电压法化简电路。
混连电路
任意一种混联电路
电流特点
电压特点
某一电阻增大，总电阻如何变？ 电阻特点 总阻值变大
混连电路
任意另一种混联电路
电流特点 电压特点
某一电阻增大，总电阻如何变？ 总阻值变大
电阻特点
混连电路
混联电路中，某一电阻增大，总电阻的变化情况是否与电路连接方式有关？ 对于串联电路和并联电路，某电阻增大，其总电阻都变大。 不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大。
...
而
问题与练习
在下左图中，电压之比 与电阻之比
有什么关系？
下右图的电路常称分压电路，当a、b 间的电压为U 时，利用它可以在c、d 端获 得0和U 之间的任意电压。试说明其中的道理。
问题与练习
(1)
=
(2）设负载电阻为R0，变阻器下部分电阻未Rx，电路结构为R0与 Rx并联后，再与(R-Rx)串联，由串、并联电路的特点可得
人教版高中物理选修3-1谈电压表与电流表的改装1
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作谈电压表与电流表的改装电流表和电压表做为一个电学中的基本测量工具在高中阶段经常被我们所用。
在高考试卷中，大多数题目都是因为电表的接入导致了电路的变化以及由此而引起的测量误差。
要想从根本上解决这些问题，必须弄清楚电表的结构和工作原理：1、电表的结构和工作原理常用的电流表和电压表都是由量程较小的灵敏电流计（俗称表头G）改装而成的。
主要结构是永磁铁和放入其中的可转动的线圈及固定刻度盘组成。
工作原理:是当线圈中通入电流时，线圈在磁场力的作用下带着指针一起偏转。
电流越大，指针偏转的角度越大，即指针偏转的角度与通过线圈的电流成正比。
其数值通过指针指示刻度盘上的刻度来确定。
（刻度盘上的刻度是均匀的）2、灵敏电流计（俗称表头）的三个参数①表头的内阻Rg：组成表头的元件的电阻，主要为线圈的电阻。
②表头的满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时流经表头的电流。
③表头的满偏电压Ug：表头通过满偏电流Ig时，加在表头两端的最大电压，由欧姆定律知Ug = IgRg。
3、电压表和电流表改装的原理：分别为电路的串联分压原理和并联分流原理。
4、电压表和电流表量程的定义：电压表的量程：当通过表头的电流为Ig，表头两端的电压为Ug时，指针指示的刻度盘的最大电压值。
电流表的量程：当表头通过的电流为Ig，指针指示的刻度盘上的电流的最大值.5、电压表的改装过程：①改装前，如图1所示②电压表改装中，如图2所示说明：由欧姆定律知：Ug = IgRg令电压表量程扩大的倍数为n则：n = U/U g ----（1）由串联电路的特点得：U = IgRg + IgR -----（2）联立（1）（2）解得：R =（n-1）Rg （R为分压电阻）即电压扩大量程的倍数为n时，需要串联的分压电阻R=（n-1）Rg③电压表改装后，如图3所示。
说明：Rv=Rg+R、 U=Ug+U R此时指针指在刻度盘的最大值，刻度盘上的每一个刻度都变为原来的n倍，需要重新标识。
高二物理选修3-1《恒定电流》考点——电流表改装
电流表改装1、表头：小量程电流表，在电路图中用G 表示。
2、表头三个参数：（1）电流表的内阻：电流表G的电阻gR叫做电流表的内阻。
（2）满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流gI。
（3）满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压gU。
一、表头改装大量程的电压表（1）措施：给表头串联一个电阻，使其分压（2）改装电路图：（3）串联电阻的阻值根据欧姆定律RUI=得gggggIRIUIUUR-=-=（4）改装后电压表的总内阻：【例题】有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA.要把它改装成量程为0～3 V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？由题意知电流表G的满偏电压U g＝I g R g＝0.03 VgvRRR+=改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压U R＝U－U g＝2.97 V所以分压电阻阻值R＝U gI g＝2.970.003Ω＝990 Ω改装后电压表的内阻R V＝R g＋R＝1 000 Ω.【针对习题】一只电流表的满偏电流I g＝2 mA，内阻R g＝500 Ω，把它改装成量程为0～3 V的电压表，下列说法中正确的是()A.需串联一个1 500 Ω的电阻B.需串联一个1 000 Ω的电阻C.需并联一个1 000 Ω的电阻D.改装后，电压表的内阻为1 000 Ω二、表头改装大量程的电流表（1）措施：给表头串联一个电阻，使其分压（2）改装电路图：（4）并联电阻阻值：I g R g＝(I－I g)RR＝I gI－I gR g（5）改装后电流表的总内阻：R A＝RR g R＋R g【例题】有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA，要把它改装成量程为0～0.6 A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？改装成量程为0～0.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R2的分流I R＝I－I g＝0.597 A所以分流电阻R2＝U gI R≈0.05 Ω改装后电流表的内阻R A＝R g R2R g＋R2≈0.05 Ω【针对习题】1、一个电流表的内阻R A为0.18 Ω，最大量程为10 A，刻度盘分为100个刻度。
教科版高中物理选修3-1《2.3 电阻的串联、并联及电表的改装》课件 (共18张PPT)
U
Ug
UR
V
G
Ig Rg R
U
❖ 特别提醒：
❖ 表头改装为大量程电压表时没有改变表头G的
满偏电流Ig、满偏电压Ug、内阻Rg，即改装后 电表达到满量程时，表头的电流、电压仍为Ig、 Ug，电阻Rg也没变，只是表头与分压电阻总 的电压比表头分得的电压变大了．
例．一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，
3.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻 为_零__
4.若几个不同的电阻并联，总电阻_小__于__其__中__最__小__的__电__阻_
5.支路越多，总电阻越_小__
6.无论串联还是并联，任一电路电阻变大（其它电阻 不变），总电阻_变___大_
思考：
1、电压一定时，在电路中串联一个电阻R后， 串联电阻R起到了什么作用？
教科版高中物理选修3-1 第二章：直流电路
电阻的串联、并联及其应用 第一课时
1.掌握串联、并联电路中电流、电压、电阻的特 点，能对简单的混联电路进行计算和分析（重点）
2.知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电 流表G（表头）改装而成的
3.会根据串联、并联的知识改装电压表和电流表 （难点）
一、基本电路：
❖ 串联：把各个电阻依次首尾相连接入电路
0
1
2
3
❖ 并联：把各个电阻并列地连接在一起接入电路
I1 I2
I3
R1 R2
R3
U
活动：观察上面两种电路，分别分析出两种电路的
电流、电压、电阻的关系。
1、电阻的串联
U
U1
U2
U3
O R1 1 R2 2 R3
连 接
性质
数学表达式
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选修 3-1 恒定电流
4
上节回放
串联电路与并联电路
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选修 3-1 恒定电流
1 电流表G
表盘刻度
（1）构造：
内1
2
（（②①③32））量满内主作程偏阻要用:电满:参：电压偏测数流：电量：计U流微g内小=I阻gI部结构剖面图电gRR流gg0 和理表可流电G解以的m压A是：读电一电出阻3个流电
R1 = 9.5kΩ R2 = 90kΩ
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练习与思考
选修 3-1 恒定电流
有一个电流表 G，内阻 Rg = 30 Ω， 满偏电流Ig = 1mA。如何用该电流 表来测量最大电流为 0.6 A 的电流？
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选修 3-1 恒定电流
3 电流表A
Ig Rg
I = 0.6A
?
RA ≈ 0.050Ω
等效
IA UA
分分流流R 电=0.5阻I9I-9：gIAgRIRg=Rgg0==.0(n5RI-0g-1ΩIg)R
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练习与思考
选修 3-1 恒定电流
一个电流表的内电阻为0.18 kΩ，最大 量程为10A，刻度盘分为100个刻度，
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练习与思考
选修 3-1 恒定电流
有一电流表G，内阻 Rg = 30Ω， 满偏电流 Ig = 1mA (1) 其满偏电压Ug = __0_._0_3_V__V； (2) 能否用它来测量最大电压为 3V 的电路的电压？
(3) 如果非用它完成(2)之 要求，如 何办到？
改装成量程为100A的电流表，应_并___ 联一个__2_0__Ω的电阻，此时刻度盘每 个刻度表示__1___A，新的电流表的内 电阻为 18 Ω。
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选修 3-1 恒定电流
有两个量程的电流表，当使用a、b 两个端点时，量程为1A，当使用a 、 c 两个端点时，量程为 0.1A。已知 表头内阻为Rg = 200Ω，满偏电流为 Ig = 2mA，求电阻 R1、R2的值。
1. 用同一个小量程电流表G分别改装
成电流表 A、电压表 V，则 G、A、
V的内电阻 RG、RA 、RV 之间的关
系为
（B）
A．RG < RA < RV
B．RA< RG < RV
C．RV<RA < RG
D．RA< RV < RG
南京化学工业园区·.有一个电压表的量程为3V，内电 阻为2500Ω，现在给电压表再串联 一个7500Ω的定值电阻，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3/4，则该被测 电路的电压为 V9，加在电压 表两端的电压为 2V.。25
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选修 3-1 恒定电流
3.有一个电流表量程为0.3A，内电 阻为150Ω，现在给电流表并联一 个30Ω的定值电阻，然后用来测
量某段电路的电流时，发现指针 偏转了满刻度的1/3，则该被测电 路的电流为 1.6 A，通过电流表 的电流为 0.1 A。
多量程电压是如何制作的？
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选修 3-1 恒定电流
图示是两个量程的电压表，当使用a、
b两个端点时，量程为0-10V；当使用
a、c两个端点时，量程为0-100V。已
知电流表内阻Rg= 500Ω，满偏电流为 1 mA。求分压电阻R1、R2。
R1 R2
a Rg
b
c
10V 100V
思考与归纳
选修 3-1 恒定电流
电压表是通过串联分压的方式来提高电 流表G的电压量程的 电压表实质上就是一个电高内阻的电表， 且最大电流较小
电压表分压电阻R = ( n - 1)Rg
如果要提高一个电压表分压的量程怎么 办？
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选修 3-1 恒定电流
一个电压表的电阻为10 kΩ，最大量 程为3.0V，刻度盘分为 30 个刻度， 改装成量程为30V的电压表，应_串__ 联一个__9_0__ KΩ的电阻，此时刻度 盘每个刻度表示 ___1__V，新的电压 表的内电阻为___1_0_0_ kΩ。
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思考与归纳
选修 3-1 恒定电流
改装电压表 电路 串联电路 R的作用 分压
R的计算 R (n 1)Rg
电表的 总电阻 RV Rg R
改装电流表 并联电路
分流
R
1 (n 1)
Rg
RA
Rg R Rg R
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综合应用
选修 3-1 恒定电流
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选修 3-1 恒定电流
4. 把两只完全相同的小量程电流表改
装成不同量程的电压表，串联后去
测某电路两端的电压时 C( D )
A.两只电压表的示数相同
B.两只电压表的指针偏转角大小相同
C.两只电流表示数和指针偏转角大小 都相同
D.被测电路两端的电压等于两电压表 示数之和
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选修 3-1 恒定电流
2 电压表V
R = 2.97×103 Ω
0.0U3gV
Ig Rg
U= 3V?
分压 2.97 V 3kΩ
V
等效
UV
分压电阻： R = ( n - 1)Rg
R=
U - IgRg Ig
= —UIg
- Rg = (
—U Ug
-
1)Rg
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