第11章 第4节 串联电路和并联电路（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（人教版2019）

第4节　串联电路和并联电路(赋能课—精细培优科学思维) 课标要求 层级达标 了解串、并联电路电阻的特点。 学考 层级 1.分析得出串联和并联电路电流、电压的关系，并理解其含义，体会严谨的推理过程。 2.掌握串并联电路电流、电压的关系，能计算串并联电路的总电阻。 选考 层级 应用串并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理。 一、串、并联电路中的电流、电压和电阻关系 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．串联电路和并联电路的比较 串联电路 并联电路 电流 各处电流相等，即I＝I1＝I2＝… 总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋… 电压 总电压等于各部分电路两端电压之和，即U＝U1＋U2＋… 各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝… 电阻 总电阻等于各部分电路电阻之和，即R＝R1＋R2＋… 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G(表头)的三个参量 2．电表改装原理 (1)电压表改装：将表头串联一个较大电阻，如图所示： (2)电流表改装：将表头并联一个较小电阻，如图所示： 　　 改装后的电流表或电压表示数达到满偏时，流过表头G的电流大小与满偏电流Ig相同。 [微情境·大道理] 1.每年春节期间，大街小巷的树上都挂满了装饰用的串串小彩灯，当夜幕降临的时候，火树银花，非常好看。这些小彩灯的额定电压一般只有几伏，但接在220 V的家用照明电路上。 试对以下结论作出判断。 (1)这些小彩灯是串联连接。(√) (2)这些小彩灯是并联连接。(×) (3)这些小彩灯的电压是相等的。(√) (4)若每个小彩灯的电阻为R，则这样的n个小彩灯连接后的总电阻为。(×) 2．“并联电路的总电阻小于任一支路的电阻”这一说法是否正确，为什么？ 提示：正确。由＝＋＋…＋知，>，因此R<Rx，即并联电路的总电阻小于任一支路的电阻。 3．实验室中的电流表和电压表一般有两个量程，均是由小量程的电流表改装而成的，试对以下说法作出判断。 (1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流。(×) (2)改装后电压表的量程越大，其串联的分压电阻就越大。(√) (3)若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压。(×) (4)若将电阻并联在电流表上改装成大量程的电流表后，增大了原电流表的满偏电压。(×) 强化点(一)　串、并联电路的分析与计算 [要点释解明] 1．关于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们的阻值成正比，即＝＝…＝＝＝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，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。 2．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 [典例]　如图所示的a、d电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。 (1)求电路中的总电阻。 (2)加在电路两端的电压U＝42 V时，通过每个电阻的电流是多少？ [解题指导]　在串、并联电路的有关计算中，首先要明确各电阻的串、并联关系，然后再结合串、并联电路的特点及电流、电压分配规律和欧姆定律列式计算。 [解析]　(1)R3、R4并联后的电阻为R34，则 R34＝＝ Ω＝2 Ω R1、R2和R34串联，电路的总电阻 R＝R1＋R2＋R34＝(8＋4＋2) Ω＝14 Ω。 (2)根据欧姆定律I＝得电路中的总电流I＝3 A 由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是3 A。 设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，由并联电路的特点得I3＋I4＝3 A，＝＝ 解得I3＝1 A，I4＝2 A。 [答案]　(1)14 Ω　(2)I1＝I2＝3 A　I3＝1 A　I4＝2 A [变式拓展]　上述[典例]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？ 提示：U1＝IR1＝8 V U2＝IR2＝4 V U3＝U4＝IR34＝2 V Uad＝U1＋U2＋U3＝14 V。 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。