第11章 4.串联电路和并联电路-（课件）【赢在微点】轻松课堂2023-2024学年新教材高中物理必修 第三册（人教版）

高中物理 必修 第三册 赢在微点 轻松课堂 物理 第十一章 电路及其应用 4.串联电路和并联电路 4 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 —— —— 稳健启程 新知初步构建 课前·新知初探 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 —— —— 细研深究 萃取知识精华 课堂·合作探究 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 25 —— —— 即时训练 巩固当堂所学 随堂·达标自测 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 29 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 点击 导航 课堂·合作探究 课前·新知初探 4.串联电路和并联电路 随堂·达标自测 轻松课堂 高中物理 必修 第三册 第 ‹#› 页 赢在字里行间 1.知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点。 2.掌握串、并联电路的相关计算。 3.了解电流表(表头)的原理,了解电流表内阻、满偏电流和满偏电压的概念,并知道它们之间的关系。 4.理解电流表改装成电压表和大量程电流表的原理,会计算分压电阻和分流电阻的阻值。 节日里的彩灯,一串串一簇簇,有的挂在街道两旁的树上,有的挂在装饰物品上,拼凑出美丽的图案,绚丽多彩。生活中发现同一串小彩灯有一只坏了,其他的还是亮的。 查阅资料,弄清这些小彩灯是怎样连接的,是与家用照明电路一样并联吗?为什么同一串的小彩灯有一只坏了,其他的照常发光呢? 知|识|梳|理 一、串联电路和并联电路 　　电路 内容 串联电路 并联电路 电路图 电流关系 电路各处电流___________ I=I1=I2=I3 总电流等于各支路电流___________I=I1+I2+I3 相等 之和 电压关系 总电压等于各部分电路电压___________U=U1+U2+U3 总电压等于___________电压U=U1=U2=U3 电阻关系 总电阻等于各部分电路电阻___________ R=R1+R2+R3 总电阻的倒数等于各支路电阻的___________ =++ 之和 各支路 之和 倒数之和 IgRg 二、电压表和电流表 1.小量程电流表G(表头)的三个主要参数。 ①内阻Rg:小量程电流表G的___________。 ②满偏电流Ig:小量程电流表G指针偏转到___________时的电流。 ③满偏电压Ug:小量程电流表G通过满偏电流时,加在它两端的___________,由欧姆定律可知Ug=___________。 电阻 最大刻度 电压 2.电流表G改装成电压表和电流表。 (1)电流表改装成电压表的原理:给小量程电流表串联一个___________,就可以用来量度较大的电压。如图甲所示。 (2)大量程电流表的改装原理:给小量程电流表_______________电阻,就可以用来量度较大的电流,如图乙所示。 分压电阻 并联一个分流 × × × √ 预|习|自|检 1.判断正误(正确的画“√”,错误的画“×”) (1)在电路中的任何一个位置串联一个电阻时,电路中的总电阻一定变大。( ) (2)两并联电阻的电流与电阻成反比,两串联电阻的电压与电阻成正比。( ) (3)并联电路的总电阻一定大于每一个支路的电阻。( ) (4)电压表中的串联电阻的作用是分去一部分电流。( ) (5)电流表中的并联电阻的作用是分去一部分电压。( ) (6)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。( ) (7)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.(多选)下列说法中正确的是(　　) A.一个电阻和一根理想导线并联,总电阻为零 B.并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻 C.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻也增大 D.并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),则总电阻一定减小 答案与解析 解析　电阻与理想导线并联,电阻被导线短路,总电阻为零,A项正确;由并联电路的特点知:并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小,且任一支路的电阻增大时(其他支路不变),总电阻也增大,所以B、C两项正确,D项错误。 答案　ABC 探究一 电阻的串、并联 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.电压、电流的分配关系。 (1)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比,即===…==I。 (2)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比,即IR=I1R1=I2R2=…=InRn。 【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? 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,即通过R1、R2的电流为3 A。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。 答案　(1)14 Ω　(2)通过R1、R2的电流为3 A,通过R3的电流为1 A,通过R4的电流为2 A (1)串联电路的几个重要规律: ①分析串联电路要抓住电流不变的特点。 ②串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻;当一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻。 ③串联电路中任一电阻增大,总电阻增大。 (2)并联电路的几个重要规律: ①分析并联电路要抓住电压不变的特点。 ②并联电路的电阻小于任一个分电阻;一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。 ③并联电路中任一电阻增大,总电阻增大。 【针对训练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 答案与解析 解析　电路中的电流I== A=0.6 A,A项正确;R2阻值为R2== Ω=20 Ω,B项正确;三只电阻两端的总电压U=I(R1+R2+R3)=21 V,C项正确;电阻R3两端的电压U3=IR3=0.6×5 V=3 V,D项错误。 答案　ABC 探究二 电压表和电流表的改装 1.电表的改装。 小量程的表头G改装成电压表V 小量程的表头G改装成电流表A 内部电路 R的作用 分压 分流 扩大量 程计算 U=Ig(R+Rg) R=-Rg=(n-1)Rg 其中n= IgRg=(I-Ig)R R== 其中n= 电表的 总内阻 RV=Rg+R RA= 2.使用电表需要注意的几个问题。 (1)选用电流表、电压表时,应考虑所测电流、电压的最大值不能超出仪表的量程,以确保不损坏仪器。在实验电路中测量电流、电压时,电流表、电压表的指针偏转角度不宜过小,以减少误差。 (2)电流表并联电阻R=后,内阻很小,串联在电路中时,可作短路处理;电压表串联电阻R=(n-1)Rg后,内阻很大,当电压表并联在电路中时,可看成断路,这两种情况均可看成电表对电路无影响,即把电表视为理想的电表。 (3)当电流表和电压表不能看成理想的电表时(即表的内阻不能忽略时),电流表看成一个小电阻,其示数为流过此电阻的电流,电压表看成一个大电阻,其示数为此电阻两端的电压。 (4)电流表A与电压表V的指针偏转角度越大,相对误差越小。 【例2】　有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 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? (1)无论表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流Ig并不改变。 (2)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G看成一个电阻Rg即可,切记通过表头的满偏电流Ig是不变的。 解析　(1)由题意知电流表G的满偏电压 Ug=IgRg=0.03 V, 改装成量程为0~3 V的电压表,当达到满偏时,分压电阻R的分压UR=U-Ug=2.97 V, 所以分压电阻R== Ω=990 Ω, 改装后电压表的内阻 RV=Rg+R=1 000 Ω。 (2)改装成量程为0~0.6 A的电流表,当达到满偏时,分流电阻R的分流IR=I-Ig=0.597 A, 所以分流电阻R=≈0.05 Ω, 改装后电流表的内阻RA=≈0.05 Ω。 答案　(1)990 Ω　1 000 Ω　(2)0.05 Ω　0.05 Ω 【针对训练2】　大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表G和变阻箱R改装而成,如图是改装后的电表,已知灵敏电流表G的满偏电流为Ig,内阻为Rg,变阻箱R接入电路的阻值为R0。下列说法正确的是(　　) A.甲表是电流表,改装后的量程为 B.甲表是电流表,若增大接入电路的变阻箱R的阻值,则改装表的量程增大 C.乙表是电压表,若减小接入电路的变阻箱R的阻值,则改装表的量程增大 D.乙表是电压表,改装后的量程为IgR0 答案与解析 解析　电流表的改装需要并联一个分流电阻,故改装后甲表是电流表,改装后量程为表头G的电流满偏时通过改装表的总电流,即量程I=Ig+=,所以改装后并联的分流电阻越大,其量程越小,A项正确,B项错误;电压表的改装需要串联一个分压电阻,故改装后乙表是电压表,改装后量程为表头G的电流满偏时加在改装表两端的总电压,即量程U=IgRg + IgR0=Ig(Rg+R0),所以改装后串联的分压电阻越大,其量程越大,故C、D两项错误。 答案　A 1.已知通过三个并联支路的电流之比I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(　　) A.6∶3∶2 B.2∶3∶6 C.1∶2∶3 D.2∶3∶1 答案与解析 解析　三个并联支路的电压相等,根据欧姆定律I=得,电流I与电阻R成反比。电流之比I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则电阻之比R1∶R2∶R3=6∶3∶2,故A项正确。 答案　A 2.(多选)如图所示的电路中,电压表和电流表的读数分别为10 V和0.1 A,电流表的内阻为0.2 Ω,那么有关待测电阻Rx的下列说法正确的是(　　) A.Rx的测量值比真实值大 B.Rx的测量值比真实值小 C.Rx的真实值为99.8 Ω D.Rx的真实值为100.2 Ω 答案与解析 解析　因为电流表和Rx直接串联,所以电流表读数I'等于流过Rx的真实电流I,电压表并联在电流表和Rx串联电路的两端,故电压表读数U'大于Rx两端的真实电压U,所以Rx的测量值R'x=大于真实值Rx=,故A项正确,B项错误;Rx的真实值为Rx=== Ω=99.8 Ω,故C项正确,D项错误。 答案　AC 3.如图所示,电源内阻不计,已知R1=2 kΩ,R2=3 kΩ,现用一个内阻为6 kΩ的电压表并联在R2的两端,电压表的读数为6 V。若把它接在a、b两点间,电压表的读数为(　　) A.18 V B.12 V C.8 V D.6 V 答案与解析 解析　电压表并联在R2两端时,并联部分的电阻为= kΩ=2 kΩ,根据串联电路的分压特点可知,电源电动势为12 V;电压表并联在a、b两端时,测量的是电源的电动势,所以其示数为12 V,故B项正确。 答案　B 4.如图是有两个量程的电压表,当使用a、b两个端点时,量程为0~3 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~15 V。已知电流表的内阻Rg为100 Ω,满偏电流为1 mA,则电阻R1的阻值是___________Ω,电阻R2的阻值是___________Ω。  2 900　 12 000 解析　接a、b时,串联的电阻为R1,则有R1=-Rg= Ω-100 Ω=2 900 Ω;接a、c时,串联的电阻为R1和R2,则有R2=-Rg-R1= Ω-100 Ω-2 900 Ω=12 000 Ω。 (1)伏安法测电阻的原理。 欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法,由R=可知,用电压表测出电阻两端的电压,用电流表测出通过电阻的电流,就可求出待测电阻。 (2)选择电流表内、外接的常用方法。 ①直接比较法:当Rx≫RA时,采用内接法;当Rx≪RV时,采用外接法,即大电阻用内接法,小电阻用外接法,可记忆为“大内小外”。 ②公式计算法。 当Rx>时,用电流表内接法, 当Rx<时,用电流表外接法, 当Rx=时,两种接法效果相同。 ③试触法:适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况,如图所示,把电压表的可动接线端分别试接b、c两点,观察两电表的示数变化。若电流表的示数变化明显,说明电压表的分流作用对电路影响大,应选用内接法,若电压表的示数有明显变化,说明电流表的分压作用对电路影响大,所以应选外接法。 【快乐体验】　在伏安法测电阻的实验中,待测电阻Rx的阻值约为200 Ω,电压表V的内阻约为2 kΩ,电流表A的内阻约为10 Ω,测量电路中电流表的连接方式如图甲或图乙所示,结果由公式Rx=计算得出,式中U与I分别为电压表和电流表的示数。若将图甲和图乙中电路测得的电阻值分别记为Rx1和Rx2,则_______(填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值,且测量值Rx1________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值,测量值Rx2_________(填“大于”“等于”或“小于”)真实值。  Rx1　 大于　 小于 解析　==10,==20,故<,应该采用电流表内接法,即题图甲接法,所以Rx1更接近待测电阻的真实值。由“大内偏大,小外偏小”的结论可知电流表内接时测量值Rx1大于真实值,电流表外接时测量值Rx2小于真实值。 在电表内阻不确定的情况下,无论电流表是内接法还是外接法,都会对电阻的测量带来系统误差,但是对同一个待测电阻而言,选用两种不同的测量方法,相对误差是不一样的,所以应该本着精确的原则,尽量选择相对误差较小的测量方法。 $$