(讲义)第3章 第4节 串联电路和并联电路-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册(鲁科版2019)

第4节　串联电路和并联电路 学习任务 1．知道串联电路、并联电路的电阻、电压、电流的特点，会用分压和分流原理将电流计改装成电压表和电流表。 2．掌握串、并联电路和简单的混联电路，能进行相关计算，也能进行电表改装的有关计算，提高解决问题的能力。 3．能够根据实际情况设计可行方案对电表改装，学会与他人合作交流，提升探究创新能力。 4．通过用串、并联关系改装电表，提升科学探索能力，体会电的使用对人类生活和社会发展的影响。 知识点一　串联电路的分压作用 1．串联电路的特点 (1)电流特点：在串联电路中，各处的电流相等。 (2)电压特点：串联电路的总电压等于各部分电压之和。 (3)电阻特点：串联电路的等效总电阻等于各电阻阻值之和。 (4)电压和电阻的关系特点：串联电路中各电阻两端的电压与其阻值成正比。 2．串联电路的分压作用：串联电路中的每一个电阻都要分担一部分电压，电阻越大，它分担的电压就越多。 3．电压表的改装 (1)电流计的参数：满偏电流，电流计内阻，满偏电压。 实验室中常用的电压表由小量程的电流计改装而成。在改装后的电压表中，电流计称为表头。 如图所示，电流计的指针达到最大刻度时的满偏电流Ig一般在几十微安到几毫安之间，而电流计的内阻(即电流计自身电阻)Rg，在几百欧到几千欧之间，对应的满偏电压Ug＝Ig·Rg一般很小。如果直接用电流计去测量较大的电压，电流计很容易被烧坏，这时必须给它串联一个较大的分压电阻R，R的阻值越大，分担的电压UR也就越多。经过这样改装的电流计就是常见的电压表，可测量较大的电压(U＝Ug＋UR)。 　电流表改装成电压表以后，此时表头电阻与串联的电阻之和为电压表的总内阻。 1．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)串联电路中总电阻大于任何一个电阻。 (√) (2)两个电阻串联，如果再串联上一个电阻，总电阻增大。 (√) (3)电流计改装成电压表时是串联一个电阻。 (√) 知识点二　并联电路的分流作用 1．并联电路的特点和性质 电流 总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In 电压 各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻 总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即＝＋＋…＋ 电流分配关系 I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝U 功率分配关系 P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝U2 2．把小量程的电流表改装成大量程的电流表 给小量程的电流计并联一个较小电阻就可以用来测量较大的电流，即扩大了电流表的量程。 　因并联小电阻，此小电阻分担的电流大，使总电流变大很多，因而改装成了大量程的电流表。 2．思考辨析(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。 (√) (2)两个电阻并联时，其中一个电阻增大，则总电阻变小。 (×) 3．填空 如图所示的电路中，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，则电路的总电阻是 Ω。 如图甲为电流表，图乙为电压表， 甲　　　　　　　　乙 试探究：(1)同一电压表15 V量程内阻为3 V量程内阻的多少倍？ (2)同一电流表3 A量程内阻为0.6 A量程内阻的多少倍？ 提示：(1)5倍 (2) 考点1　串、并联电路的理解及应用 1．串、并联电路的两个规律 (1)串联电路中导体两端的电压与导体电阻的阻值成正比，即U1∶U2∶U3＝R1∶R2∶R3。 (2)并联电路中的各支路电流之比等于各支路电阻的反比，即I1∶I2＝R2∶R1。 2．串、并联电路总电阻的比较 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 【典例1】　(多选)一个T形电路如图所示，电路中的电阻R1＝10 Ω，R2＝120 Ω，R3＝40 Ω。另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计，则(　　) A．当CD端短路时，AB之间的等效电阻是40 Ω B．当AB端短路时，CD之间的等效电阻是40 Ω C．当AB两端接通测试电源时，CD两端的电压为80 V D．当CD两端接通测试电源时，AB两端的电压为80 V 思路点拨：(1)“短路”时相当于用导线相连。测“电压”时，相当于“断路”。 (2)画出等效电路图，灵活应用串、并联特点。 AC　[当CD端短路时，等效电路如图甲所示，R123＝R1＋＝40 Ω，选项A正确；同理可得选项B错误； 甲　　　　　　　　　乙 当AB两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示