11.4 串联电路和并联电路-2021-2022学年高二物理精讲精练（新人教版必修第三册）

11.4 串联电路和并联电路 考点精讲 考点1：对串、并联电路的理解 1．串联电路、并联电路总电阻的比较 串联电路的总电阻R总 并联电路的总电阻R总 不同点 n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nR n个相同电阻R并联，总电阻R总＝ R总大于任一电阻阻值 R总小于任一电阻阻值 一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻 一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻 相同点 多个电阻无论串联还是并联，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小 2.串、并联电路中，电压和电流的分配关系 （1）串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比 推导：在串联电路中，由于U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，I＝I1＝I2＝…＝In，所以有 ＝＝…＝＝＝I。 （2）并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比 推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，U1＝U2＝…＝Un，所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。 【例1】　由四个电阻连接成的电路如图所示。R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。 (1)求a、d之间的总电阻； (2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？ 【分析】(1)分清四个电阻的串、并联关系。 (2)流过R3和R4的电流与其电阻值成反比。 【解析】　(1)由题图可知Rcd＝＝ Ω＝2 Ω。 故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω。 (2)由欧姆定律知I＝＝ A＝3 A， 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I3R3＝I4R4； 又I3＋I4＝3 A，解得I3＝1 A，I4＝2 A。 【变式训练】 上例中，如果将1 A的电流通过a、d电路，则每个电阻两端的电压分别是多少？a、d之间的总电压是多少？ 【解析】　U1＝IR1＝8 V U2＝IR2＝4 V U3＝U4＝IRcd＝2 V Uad＝U1＋U2＋U3＝14 V。 【技巧与方法】 解决简单混联电路的方法 1 准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图。 2 准确地利用串、并联电路的基本规律、特点。 3 灵活地选用恰当的物理公式进行计算。 【针对训练】 训练角度1：串联电路中电压分配关系 1．(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中。已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则(　　) A．电路中的电流为0.6 A B．电阻R2的阻值为20 Ω C．三只电阻两端的总电压为21 V D．电阻R3两端的电压为4 V 【解析】ABC　电路中电流I＝＝A＝0.6 A，A正确；R2阻值为R2＝＝ Ω＝20 Ω，B正确；三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝21 V，C正确；电阻R3两端的电压U3＝IR3＝0.6×5 V＝3 V，D错误。 训练角度2：并联电路中电流分配关系 2．如图所示电路，电压保持不变，当开关S断开时，电流表的示数为0.6 A，当S闭合时，电流表的示数为0.9 A，则两电阻阻值之比R1∶R2为(　　) A．1∶2　　　 B．2∶1 C．2∶3 D．3∶2 【解析】A　由题意知，当S断开时，电流表示数I1＝0.6，则R1＝，当S闭合时，I总＝I1＋I2，I2＝I总－I1＝0.3 A，则R2＝，所以R1∶R2＝1∶2，A正确。 考点2：电压表和电流表的改装 1．两表改装对比 改装成电压表V 改装成电流表A 内部电路 扩大后的量程 U I 电阻R的作用 分压 分流 电阻R 的数值 R＝－Rg＝(n－1)Rg R＝＝ 电表的 总电阻 RV＝Rg＋R＝ RA＝＝ 2.电表改装问题的四点提醒 (1)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头看成一个电阻Rg即可。 (2)无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变。 (3)由改装后电压表的内阻RV＝R串＋Rg＝nRg可知，电压表量程越大，其分压电阻R越大，电压表内阻RV越大。 (4)由改装后电流表的内阻RA＝＝(其中n＝)可知，电流表的量程越大，其分流电阻R并越小，电流表的内阻RA越小。 【例2】　有一电流表G，内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA。 (1)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？ (2)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？ 【解析】　(1)由题意知电流表G的满偏电压 Ug＝IgRg