第三章 第四节 电阻的串联和并联-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第三册同步全程学习全书word（粤教版）

第四节　电阻的串联和并联 [课标引领] 学业质量水平要求 合格性考试 1.了解串、并联电路的连接方式以及电流、电压和电阻之间的关系。 2.了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。 3.会计算改装电表的电阻 选择性考试 1.掌握串、并联电路的相关计算。 2.理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值 一、电阻的串联和并联 　夜晚,城市的高大建筑物上张灯结彩,这些灯忽明忽暗,闪烁不停,把城市打扮得分外美丽,如图所示。如果一串灯中的一个灯泡损坏后,整串灯就不亮了,为什么一个灯泡损坏后整串灯就不亮了呢? 答案:因为它们是串联关系。 1.定义 (1)串联电路:把几个导体(用电器)依次首尾连接,接入电路的连接方式,如图甲所示。 (2)并联电路:把几个导体(用电器)的一端连在一起,另一端也连在一起,再将两端接入电路的连接方式,如图乙所示。 2.串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流 各处电流相等:I=I1=I2=…=In 总电流等于各支路电流之和:I=I1+I2+…+In 电压 总电压等于各部分电压之和:U=U1+U2+…+Un 各支路两端电压相等:U=U1=U2=…=Un 总电阻 总电阻等于电路中各电阻之和:R=R1+R2+…+Rn 总电阻的倒数等于电路中各电阻的倒数之和:=++…+ 二、电流表和电压表 1.表头 小量程的电流表,符号为 G,简称表头。 2.表头的三个参数 满偏电流Ig、满偏电压Ug、表头内阻Rg,根据欧姆定律,三个参数之间的关系是 Ug=IgRg。 3.改装 (1)电压表改装:测量较大的电压时,将表头上串联一个较大的电阻,就改装成了电压表,如图所示。 (2)电流表改装:测量较大的电流时,将表头上并联一个较小的电阻,就改装成了量程较大的电流表,如图所示。 1.判断 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意电阻。(　√　) (2)并联电路中某电阻变大时,总电阻减小。(　×　) (3)若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后,分流电阻和电流表两端的电压相等。(　√　) 2.如图所示,R1=2 Ω,R2=3 Ω,滑动变阻器最大值R3=5 Ω,则当滑动变阻器的滑片P从a滑到b的过程中,电流表示数的最小值为多少? 解析:设滑片上部分电阻为x,则下部分为5 Ω-x 总电阻R= 由数学知识可知当2 Ω+x=8 Ω-x,即x=3 Ω时,R最大,此时Rmax= Ω=2.5 Ω 电流表示数的最小值Imin== A=2 A。 答案:2 A 探究点一　对串、并联电路的分析 　仔细观察下列图片,恒定电流电路中电荷分布稳定,试利用电荷守恒定律分析如图甲串联电路和图乙并联电路的电流关系。 答案:恒定电流电路中电荷分布稳定,即任何位置的电荷都不可能越来越少或越来越多。再根据电荷守恒定律,图甲串联电路中0、1、2、3各点相同时间t内通过的电荷量必然相等,根据I=得I0=I1=I2=I3,即串联电路中各处的电流相等。同理分析可知,图乙并联电路中时间t内流过0点的电荷量一定等于时间t内流过支路1、2、3点的电荷量之和,根据I=得I0=I1+I2+I3,即并联电路的总电流等于各支路电流之和。 1.串、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] (2021·广东广州期中)如图所示,R1=2 Ω,R2=10 Ω,R3=10 Ω,A、B两端接在电压恒定的电源上,则(　D　) A.S闭合时,R1与R2的电压之比为1∶5 B.S闭合时通过R1与R2的电流之比为1∶2 C.S断开与闭合两种情况下,电阻R1两端的电压之比为2∶1 D.S断开与闭合两种情况下,电阻R2两端的电压之比为7∶6 解析:由图可知,R2与R3并联且电阻相等,S闭合时,则有I2=I3,即有I1=2I