11.4串联电路和并联电路 课件-2025-2026学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

该高中物理课件聚焦串联电路和并联电路的电流、电压、电阻关系及电表改装原理，以“两电阻串并联总电阻与各电阻关系”设问导入，衔接电路基础概念，搭建从规律推导到电表改装应用的学习支架。 其亮点在于通过科学推理（推导串并联电阻公式）和模型建构（等效电阻），结合实例（表头改装计算）与表格总结（总电阻变化规律）。培养学生物理观念与科学思维，助学生理解规律本质，教师可直接用于教学提升效率。

第4节 串联电路和并联电路 第十一章 电路及其应用 如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，你认为这个电阻跟R1、R2应该是怎样的关系? R2 R1 R1 R2 1.分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程。 2. 依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。 3.掌握小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理，并能根据串、并联电路的知识进行有关计算。 学习目标 串联电路的特点 串联电路：把几个导体元件依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联。 并联电路：把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路，这样的连接方式叫并联。 新知学习 1.串、并联电路中的电流 I0 = I1 = I2 = I3 串联电路中电流处处相等： 0 1 2 3 （1）串联电路: 由于恒定电流电路中，电荷的定向移动处于动态平衡中，在相等时间内通过串联电路中各个位置的电荷量一定相同。这就是说： 新知学习 （2）并联电路: 并联电路的总电流等于各支路电流之和： I0 = I1 + I2 + I3 0 1 2 3 由于恒定电流电路中，电荷的定向移动处于动态平衡中，在相等时间内通过串联电路中各个位置的电荷量一定相同。这就是说： 新知学习 2.串、并联电路中的电压 （1）串联电路 思考：各点的电势与各点之间的电势差有什么关系? U01=φ0－φ1 U12=φ1－φ2 U23=φ2－φ3 U03=φ0－φ3 U03=U01+U12+U23 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和 新知学习 （2）并联电路 思考：比较0、1、2、3点的电势关系?比较4、5、6点的电势关系? φ0=φ1=φ2=φ3 φ4=φ5=φ6 U=U1=U2=U3 并联电路的总电压与各支路的电压相等 新知学习 3.串、并联电路中的电阻 （1）串联电路 R1 R2 U U1 U2 I 总电阻等于各部分电路电阻之和 (总电压等于各部分电压之和) (等式两边同除以电流I) (电流处处相等I1 = I2 = I) R= ∵U=U1+U2 ∴ R1 R2 R = + +···+Rn 新知学习 思考：串联电路两端的总电压等于各个电阻两端的电压之和，可以认为每个电阻从总电压中分得一部分。因此，串联电路具有分压作用。请你证明：串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。 R1 R2 R3 U1 U3 U2 U 结论：串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。 新知学习 （2）并联电路 U R2 R1 I I1 I2 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和 （总电流等于各支路的电流之和） （两边同除以电压U） （并联电路电压相等） ∴I=I1+I2 +···+ 新知学习 思考：并联电路，干路中的总电流等于各个支路中的电流之和，因此可以认为每个电阻都从总电流中分得一部分。可见，并联电路具有分流作用。请你证明：并联电路中，每个电 阻分得的电流与其电阻成反比。 R1 R2 R3 I I1 I2 I3 结论：并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。 新知学习 思考：如果增大其中一个电阻的阻值，R总会如何变化？ 不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大（减少），总电阻就增大（减少）。 串联 R总增大 R总增大 并联 R总增大 R总增大 R1增大 加一个R 越串越大 越并越小 新知学习 有三个电阻R1=10Ω、R2=20Ω、R3=30Ω，连入电路后所能获得的总电阻最大值和最小值分别是多少呢？ 解：根据越串越大，三个电阻都串联时最大。 Rmax=10Ω+20Ω+30Ω=60Ω 根据越并越小，三个电阻都并联时最小。 R 新知学习 电压表和电流表的电路结构 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。 新知学习 1.小量程电流表（表头） ①内阻:电流表内阻Rg ②量程：满偏电流 Ig ③量程：满偏电压Ug ④电路图符号： G = Ig Rg （小量程电流表） （又是小量程电压表） 新知学习 2.把表头改装成电流表 需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表 （1）改装后的量程： （2）量程扩大的倍数： （3）接入电阻的阻值： （4）改装后的总电阻： Ig U Rg R IR I U A I RA 新知学习 例题：若已知表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电流表内阻为多少？ 思考：电流表G的能直接作为电流表测0.6A电流？ 如果不能，怎么办？ 并联一个电阻，分担一部分电流 （并联分流) 思考：当被测电压是0.6A时，指针应该指在哪里？ 通过表头电流多少？其余的电流到哪去啦？ 满偏，Ig，通过并联的电阻。 新知学习 思考：并联分流的电阻为多少？ IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A 思考：改装后的电流表内阻RA是多大？ 例题：若已知表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电流表内阻为多少？ 5.0×10-2Ω 5.0×10-2Ω 新知学习 思考：当指针满偏时，改装后的电流表测得的电流应该是多少？半偏呢？某一位置呢？ 　 　　　 表头电流 电流表的测量值 指针满偏 指针半偏 某一位置 0.5mA 1mA 0.6A 0.3A Ix 600Ix Ix U Rg R IR I 新知学习 3.把表头改装成电压表 需将表头串联一个阻值较大的分压电阻，改装成大量程的电压表 Ig U Ug UR Rg R U Rv V I （1）改装后的量程： （2）量程扩大的倍数： （3）接入电阻的阻值： （4）改装后的总电阻： 新知学习 例题：若已知表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为3V的电压表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电压表内阻为多少？ 思考：电流表G的满偏电压为多少，能直接接在3V的电压两端吗？不能，怎样办？ Ug=IgRg=0.01V 不能直接接3V。 串联一个电阻，分担一部分电压 （串联分压) 思考：当被测电压是3V时，指针应该指在哪里？通过表头电流多少、表头两端的电压为多少？其余的电压到哪去啦？ 满偏，Ig、Ug，分在串联的电阻两端。 新知学习 思考：串联分压的电阻为多少？ 思考：改装后的电压表内阻RV是多大？ Rv= Rg+R = 3.0×103Ω 例题：若已知表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为3V的电压表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电压表内阻为多少？ 新知学习 思考：当指针满偏时，改装后的电压表测得的电压应该是多少？半偏呢？某一位置呢？ 　 　　　 表头电流 电压表的测量值 指针满偏 指针半偏 某一位置 0.5mA 1mA 3V 1.5V Ix 3000Ix U=IxRv V U Rv Ix 新知学习 4.电压表、电流表的改装及其特点 项目 小量程电流表G 改装成大量程电压表V 小量程电流表G 改装成大量程电流表A 电路结构 R的作用 分压 分流 新知学习 5.电表改装问题的几点提醒 (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)改装后电压表的量程指R与表头串联电路的总电压；改装后电流表的量程指R与表头并联电路的总电流。 (3)改装为电压表需串联一个大电阻，且串联电阻的阻值越大，改装后电压表的量程越大 (4)改装为电流表需并联一个小电阻，且并联电阻的阻值越小，改装后电流表的量程越大 新知学习 1.有一满偏电流Ig=5mA,内阻Rg=400Ω的电流表G,若把它改装成量程为10V的电压表,应 一个 Ω的分压电阻,该电压表的内阻为 Ω;若把它改装成量程为3A的电流表,应 联一个 Ω的分流电阻,该电流表的内阻为 Ω 串 并 1600 2000 0.668 0.667 新知学习 2.(多选)如图所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱.已知灵敏电流计G的满偏电流为200 μA，内阻为495.0 Ω，电阻箱读数为5.0 Ω.根据以上数据计算可知改装好的电表（ ） A.电压量程为1 mV B.电压量程为99 mV C.电流量程为20 mA D.电流量程为2 μA BC 新知学习 课堂总结 $$