第十一章 电路及其应用 4 串联电路和并联电路-【金版教程】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册创新导学案word（人教版2019）

4．串联电路和并联电路 1．掌握串、并联电路中的电流、电压和电阻特点。2.掌握串、并联电路的相关计算。3.了解小量程电流表(表头)，知道什么是满偏电流和满偏电压。4.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　串、并联电路的特点 串联电路 并联电路 电流 电流处处相等 总电流等于各支路电流之和 电压 总电压等于各部分电路两端电压之和 总电压与各支路电压相等 电阻 总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即＝＋＋…＋ 二　电压表和电流表的电路结构 1．小量程电流表(表头)的三个参数 2．电压表的改装 3．电流表的改装 判一判 (1)串联电路的总电阻大于电路中任意电阻。(　　) (2)并联电路的总电阻小于电路中任意电阻。(　　) (3)串联电路中有一电阻变大，总电阻变大。(　　) (4)并联电路中某电阻变大时，总电阻减小。(　　) (5)表头串联电阻越大，电压表的量程越大。(　　) (6)表头并联电阻越大，电流表的量程越大。(　　) 提示：(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)√　(6)× 探究1　串、并联电路中的电流、电压和电阻 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：恒定电流电路中各处电荷分布稳定，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中的电流关系。 提示：(1)恒定电流电路中各处电荷分布稳定，即任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少。再根据电荷守恒定律，在图甲的串联电路中，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量必然相等，根据I＝得I0＝I1＝I2＝I3，即串联电路中的电流处处相等。 (2)同理分析可知，在图乙的并联电路中，相同时间内流过干路0点的电荷量等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和，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。 活动2：电路导体中的恒定电场与静电场类似，试利用电势差(电压)与电势的关系，分析如图甲串联电路和图乙并联电路中的电压关系。 提示：(1)在图甲的串联电路中，如果以φ0、φ1、φ2、φ3分别表示电路中0、1、2、3各点的电势，以U01、U12、U23、U03分别表示0与1、1与2、2与3、0与3之间的电势差(电压)，由电势差跟电势的关系可知U01＝φ0－φ1，U12＝φ1－φ2，U23＝φ2－φ3，因此U01＋U12＋U23＝φ0－φ3＝U03，即串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 (2)在图乙的并联电路中，不考虑导线的电阻，0、1、2、3各点之间没有电势差，它们具有相同的电势。同样，几个电阻右边的电势也相同。因此，并联电路的总电压与各支路电压相等。 活动3：电阻串联或并联起来接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻R，试利用上述活动的结论导出串联电路和并联电路的总电阻。 提示：(1)参考图甲可知，串联电路中，I＝I1＝I2＝I3，U＝U1＋U2＋U3，所以＝＋＋，再根据R＝，得R＝R1＋R2＋R3。即串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。 (2)参考图乙可知，并联电路中，I＝I1＋I2＋I3，U＝U1＝U2＝U3，所以＝＋＋，再根据R＝，得＝＋＋。即并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。 1．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。 (2)并联电路中，通过各支路电阻的电流跟它的阻值成反比。 2．串、并联电路总电阻的比较 (1)电阻越串越大，越并越小。 (2)比较表格 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，R总＝nR n个相同电阻R并联，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 3.滑动变阻器两种接法的比较 限流接法 分压接法 对比说明 电路图 串、并联关系不同 负载Rx上电压的调节范围 ≤U≤E 0≤U≤E 分压接法的调节范围大　　 负载Rx上电流的调节范围 ≤I≤ 0≤I≤ 分压接法的调节范 围大 闭合S前触头的位置 b端 a端 都是为了保护电路 元件 适用情况 负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R0相差不多，且Rx的电压、电流不要求从零调起 (1)要求负载上电压或电流变化范围较大，或从零开始连续可调； (2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R0 — 注：E是电源提供的电压。 例1　在如图所示的电路中，三个电阻的阻值均