17 第3章 第4节 串联电路和并联电路-【金版新学案】2024-2025学年高中物理必修第三册同步课堂高效讲义配套课件（鲁科版2019）

第3章 恒定电流 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第4节　串联电路和并联电路 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 新知导学 · 夯实基础 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 电流计 分压 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 I1＋I2＋…＋In 之和 相等 U1＝U2＝…＝Un 倒数之和 U U2 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 并联 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 合作探究 · 素能提升 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 续表 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 随堂演练 · 对点落实 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 谢谢观看！ 第3章　恒定电流 新 知 导 学 合 作 探 究 课 时 精 练 物 理 必修 第三册 随 堂 演 练 【核心素养目标】 物理观念 知道串联电路、并联电路的特点，会用分压和分流原理将电流计改装成电压表和电流表。 科学思维 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。 科学探究 能够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。 科学态度与责任 通过用串、并联关系改装电表，体会电的使用对人类生活和社会发展的影响。 一、串联电路的分压作用 1．串联电路的特点和性质 电流 各处电流相等：即I＝I1＝I2＝…＝In 电压 总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un 总电阻 总电阻等于各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn 电压分配关系 eq \f(U1,R1) ＝ eq \f(U2,R2) ＝…＝ eq \f(Un,Rn) ＝I 功率分配关系 eq \f(P1,R1) ＝ eq \f(P2,R2) ＝…＝ eq \f(Pn,Rn) ＝I2 2.电流表改装成电压表 实验室中常用的电压表就是利用串联电路的______作用，由小量程的_________改装而成的。 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______，即I＝__________________ 电压 各支路两端电压______，即U＝__________________ 电阻 总电阻倒数等于各支路电阻____________， 即 eq \f(1,R) ＝_________________________ 电流分配关系 I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝___ 功率分配关系 P1R1＝P2R2＝…＝PnRn＝___ eq \f(1,R1) ＋ eq \f(1,R2) ＋…＋ eq \f(1,Rn) 2.把小量程的电流计改装成大量程的电流表 给小量程的电流计______一个较小电阻就可以用来量度较大的电流，即扩大了电流表的量程。 1．判断正误 (1)串联电路中总电阻大于任何一个电阻。(　　) (2)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。(　　) (3)并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。(　　) (4)两个电阻并联时，其中一个电阻增大则总电阻变小。(　　) (5)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。(　　) 答案：　(1)√　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　 2．链接实景 如图为美轮美奂的节日彩灯，请思考：这些小彩灯如果有一部分坏了，是不是所有的彩灯都要灭了呢？此时电路的总电阻比原来大还是比原来小？ 提示：　是并联连接的，这样连接的好处是不至于一个灯坏了影响其他灯的正常工作 。一个灯坏了，并联电阻的个数减少，总电阻增大。 知识点一　对串、并联电路的理解 如图所示，图甲为电阻R1、R2、R3组成的串联电路；图乙为电阻R1、R2、R3组成的并联电路。 (1)图甲中总电压U与各电阻两端电压UR1、UR2、UR3存在怎样的关系？各电阻两端电压与电阻存在怎样的关系？ (2)图乙中总电流I与各支路电流I1、I2、I3存在怎样的关系？各支路的电流与电阻存在怎样的关系？ 提示：　(1)U＝UR1＋UR2＋UR3各电阻两端电压与电阻成正比。 (2)I＝I1＋I2＋I3　各支路的电流与电阻成反比。 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＝ eq \f(R,n) R总大于任一电阻的阻值 R总小于任一电阻的阻值 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 (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：　解此题按以下思路 (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＋ eq \f(R2R3,R2＋R3) ＝ 40 Ω，选项A正确；同理可得选项B错误； 当AB两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得I＝ eq \f(E,R1＋R3) ＝ eq \f(100,10＋40) A＝2 A，所以UCD＝IR3＝80 V，故选项C正确；同理可得选项D错误。] eq \a\vs4\al(方法技巧) 处理串联、并联电路及混联电路问题的方法 (1)准确地画出等效电路图。 (2)利用串联、并联电路的特点和性质进行分析。 (3)灵活选用恰当的公式进行计算。　　 针对练1.如图所示电路中，已知R1＝R2＝R3，当在AB间接入电源后流过R1、R2、R3的电流比为(　　 ) A．2∶1∶1 B．1∶1∶1 C．2∶2∶1 D．1∶1∶2 B　[画出等效电路图如图所示，故当AB间接入电源后，R1、R2、R3是并联关系，因为R1＝R2＝R3，所以流过它们的电流相等。] 针对练2.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＝ eq \f(R3R4,R3＋R4) ＝ eq \f(6×3,6＋3) Ω＝2 Ω。 故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω。 (2)由欧姆定律知I＝ eq \f(U,Rad) ＝ eq \f(42,14) A＝3 A， 即为通过R1、R2的电流。 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)3 A　3 A　1 A　2 A 知识点二　电表的改装与计算 实验室中的电流表和电压表都是由小量程的电流计G(表头)改装而成的，根据需要，可用来直接测量较大的电流和电压。如图有一表头G的内阻Rg＝30 Ω，满偏电流Ig＝1 mA。 (1) 上图中表头G的满偏电压是多少？ (2)从以上计算可以看出小量程的表头G两端只能测较小的电压，如何把它改装成为量程较大的电压表？试画出改装后的电路图。 (3)如果把它改装成为量程较大的电流表，应如何改装？试画出改装后的电路图。 提示：　(1)由欧姆定律可知：Ug＝IgRg＝0.03 V。 (2)小量程的表头要改装成大量程的电压表需要串联一个大阻值的分压电阻，其改装原理图如下图所示： (3)小量程的电流表要改装大量程的电流表需要并联一个小阻值的分流电阻。其改装原理图如下图所示： 1．对小量程电流计G(表头)的认识 (1)主要结构：永久磁铁和可转动的线圈。 (2)工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流成正比。 (3)表头的三个主要参数 ①内阻Rg：小量程电流计G的电阻。 ②满偏电流Ig：电流计G指针偏转到最大刻度时的电流。 ③满偏电压Ug：电流计G通过满偏电流时，加在它两端的电压。 由欧姆定律可知：Ug＝IgRg。 2．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 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 扩大量程的计算 U＝Ig(R＋Rg) R＝ eq \f(U,Ig) －Rg＝(n－1)Rg 其中n＝ eq \f(U,Ug) ＝ eq \f(U,IgRg) IgRg＝(I－Ig)R R＝ eq \f(IgRg,I－Ig) ＝ eq \f(Rg,n－1) 其中n＝ eq \f(I,Ig) 电表的总内阻 RV＝Rg＋R RA＝ eq \f(RRg,R＋Rg) 有一电流计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？ 思路点拨：　(1)搞清电流计G的主要参数。 (2)根据并联分流和串联分压原理分析计算。 解析：　(1)由题意知电流计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的电压UR＝U－Ug＝2.97 V 所以分压电阻R＝ eq \f(UR,Ig) ＝ eq \f(2.97,0.003) 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，电流电阻R′的分流IR′＝I－Ig＝0.597 A， 所以分流电阻R′＝ eq \f(Ug,IR′) ≈0.05 Ω 改装后电流表的内阻RA＝ eq \f(RgR′,Rg＋R′) ≈0.05 Ω。 答案：　(1)990 Ω　1 000 Ω　(2)0.05 Ω　0.05 Ω eq \a\vs4\al(规律总结) 电表改装问题的理解 (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。 (3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，改装后的电流表表盘上显示的是通过表头和分流电阻的总电流。　　 针对练1.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。 解析：　接a、b时，串联的电阻为R1，则有R1＝ eq \f(U1,Ig) －Rg＝ eq \f(3,0.001) Ω－100 Ω＝2 900 Ω；接a、c时，串联的电阻为R1和R2，则有R2＝ eq \f(U2,Ig) －Rg－R1＝ eq \f(15,0.001) Ω－100 Ω－2 900 Ω＝12 000 Ω。 答案：　2 900　12 000 针对练2.有一个量程为0.5 A的电流表，与阻值为1 Ω的电阻并联后通入0.6 A的电流，电流表的示数为0.4 A，若将该电流表的量程扩大为5 A，则应________联一个阻值为________ Ω的电阻。 解析：　电流表内阻Rg＝ eq \f(（0.6－0.4）×1,0.4) Ω＝0.5 Ω，当接5 A量程时，Ig′＝0.5 A，分流IR＝(5－0.5) A＝4.5 A，所以分流电阻R＝ eq \f(U′,IR) ＝ eq \f(Ig′Rg,IR) ＝ eq \f(0.5×0.5,4.5) Ω≈0.056 Ω。 答案：　并　0.056 1．把表头G改装成大量程电流表时，下列说法正确的是(　　 ) A．改装原理为并联电阻能增大通过G的电流 B．改装成电流表后，表头G本身允许加的电压增大了 C．改装后，表头G自身的电阻减小了 D．改装后使用时，表头G本身的参量都不改变，整个并联电路允许通过的电流增大了 D　[把表头G改装成大量程的电流表时，只是并联了一个分流电阻，使整体并联电路允许通过的最大电流增大，但表头的各特征量都不变，故D正确，A、B、C错误。] 2.(多选)如图所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是(　　 ) A． eq \f(U,R1) 　　　　　　　　 B． eq \f(U1,R1) C． eq \f(U2,R2) D． eq \f(U1,R1＋R2) BC　[电阻R1与R2串联，电流相等，由欧姆定律可知，I1＝ eq \f(U1,R1) ＝ eq \f(U2,R2) ＝ eq \f(U,R1＋R2) ，故B、C正确，A、D错误。] 3．已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(　　 ) A．1∶2∶3 B．3∶2∶1 C．2∶3∶6 D．6∶3∶2 D　[由欧姆定律有R＝ eq \f(U,I) ，在并联电路中，电压相等，所以有R1∶R2∶R3＝ eq \f(1,I1) ∶ eq \f(1,I2) ∶ eq \f(1,I3) ＝ eq \f(1,1) ∶ eq \f(1,2) ∶ eq \f(1,3) ＝6∶3∶2。] 4．如图所示的电路中，小量程电流表的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，R1＝900 Ω，R2＝ eq \f(100,999) Ω。 (1)当S1和S2均断开时，改装成的是________表，最大量程是________。 (2)当S1和S2均闭合时，改装成的是________表，最大量程是________。 解析：　(1)由题中电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改装所组成的表是电压表，量程为U＝Ig(Rg＋R1)＝0.001×(100＋900) V＝1 V。 (2)由题中电路图可知，当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装所组成的表是电流表，量程为：I＝Ig＋ eq \f(IgRg,R2) ＝0.001 A＋ eq \f(0.001×100,\f(100,999)) A＝1 A。 答案：　(1)电压　1 V　(2)电流　1 A $$