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必修第三册

汇报人： 2025 第十一章 电路及其应用 11.4 串联电路和并联电路 c 1 新课导入 树上装饰用的小彩灯，额定电压只有几伏，但都使用了220 V的家用照明电路，并未烧毁；交通信号灯，彼此间可分别亮起。 它们都是怎样连接的呢? 新课导入 作者编号：43999 学习目标 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 学习目标 作者编号：43999 一、串、并联电路中的电流 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 作者编号：43999 一、串、并联电路中的电流 1.串联电路的电流 I0 = I1 = I2 = I3 q0 = q1 = q2 = q3 恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，电路中各处的电荷分布应保持不变，因此串联电路中，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量一定相等。 0 1 2 3 结论：串联电路中的电流处处相等 新知学习 作者编号：43999 一、串、并联电路中的电流 I0 = I1 + I2 + I3 q0 = q1 + q2+ q3 电路中各处的电荷分布应保持不变，因此并联电路中，在相等时间内通过干路0点的电荷量一定等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和。 2.并联电路的电流 结论：并联电路的总电流等于各支路电流之和 0 1 2 3 新知学习 作者编号：43999 二、串、并联电路中的电压 U01=φ0－φ1 由电势差跟电势的关系，可得: U12=φ1－φ2 U23=φ2－φ3 1.串联电路的电压 0 1 2 3 φ0 φ1 φ2 φ3 结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03 规律 新知学习 作者编号：43999 二、串、并联电路中的电压 U=U1=U2=U3 φ0 =φ1 =φ2 = φ3 φ4 =φ5 =φ6 2.并联电路的电压 0 1 2 3 U 6 5 4 导线的电阻可以忽略，你可以找到并联电路的电压关系吗？ 结论：并联电路的总电压 与各支路的电压相等 新知学习 作者编号：43999 三、串、并联电路中的电阻 思考：多个电阻串联呢？ R U I R=R1+R2 U=U1+U2 1.串联电路的电阻 结论：串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。 I U U1 U2 R1 R2 R = R1 + R2 +···+ Rn ＋ ＝ 相当于增加了导体的长度 新知学习 作者编号：43999 三、串、并联电路中的电阻 R U I I I1 I2 R1 R2 U 结论：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。 2.并联电路的电压 +···+ ＋ ＝ 相当于增大了导体的横截面积. 新知学习 作者编号：43999 三、串、并联电路中的电阻 思考2：n个相同电阻R并联的总电阻等于多少？ 思考1：如果两个阻值相差很大的电阻并联(R1>>R2)，其结果有何特点？ 两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻与小电阻阻值接近。 如果是串联，情况又如何？ 新知学习 作者编号：43999 三、串、并联电路中的电阻 思考3：如果在保持原有并联电路中支路的数目不变，增大某一个支路中的电阻，则总电阻会增大还是会减小？ 并联电路中，如果保持支路数目不变，增大某一个支路的电阻，则总电阻会增大。 新知学习 作者编号：43999 三、串、并联电路中的电阻 思考4：如果在原有并联电路中增加一条支路（该支路电阻不为0），则总电阻会增大还是会减小？ 并联电路中，如果保持原有支路不变，增加支路数目，则总电阻会减小。 简记：越串越大；越并越小 新知学习 作者编号：43999 三、串、并联电路中的电阻 电阻R1＝R2＝R3＝9Ω按如图所示接入电路，求AB间总电阻。 + - A B R2 R1 R3 R1 R2 R3 R4 A B C D 变式训练：画出下图的等效电路图。 A D R2 R1 R4 R3 新知学习 作者编号：43999 【变式训练】如图所示电路，设R1=R2=R3=R4=R，求：电键S闭合和开启时，A、B两端电阻之比。 5：6 新知学习 作者编号：43999 处理简单混联电路的方法： ①准确判断电路的连接方式，画出等效电路图 ②准确利用串、并联电路的基本规律和特点 ③选用恰当的物理公式计算 电路的简化原则： ①无电流的支路，简化时可以去掉 ②等电势的各点，简化时可合并 ③理想导线可任意调节长度 ④理想电压表可视为断路，理想电流表可视为短路 ⑤电压稳定时电容器可视为断路 新知学习 作者编号：43999 四、滑动变阻器的两种接法 应用：限流电路和分压电路 我们在使用串联和并联电路的时候，往往使用的是他们的分流和分压作用。 例如：研究一个导体两端的电压和电流关系的时候，我们需要多次试验，即多次改变电阻R两端的电压。 为达到多次改变电压的目的，这时候我们需要引入控制电路： 一般控制电路分为：限流电路和分压电路 新知学习 作者编号：43999 四、滑动变阻器的两种接法 ①限流式（滑动变阻器与测量电阻串联） U0 S R A B P Rx 限流式：滑动变阻器主要作用为限制电流 在此电路中，滑动变阻器通过改变自身接入电路的阻值，进而影响电路的总电流。 从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得到多组数据。 RAP为滑变接入电路电阻 RBP为滑变未接入电路电阻 当滑片P处于A端：滑变接入阻值RP=0;待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流 当滑片P处于B端：滑变接入阻值RP=Rmax；待测阻值所分电压最小，为 ；待测电阻的电流 新知学习 作者编号：43999 四、滑动变阻器的两种接法 ②分压式（滑动变阻器一部分与测量电阻并联之后，再与另一部滑动变阻器剩余电阻串联） U0 S P Rx R A B 分压式：滑动变阻器的主要作用为分压 此电路中，滑变通过改变自身与并联电路串联部分的电阻，达到改变待测电阻分得电压 从而达到改变测量电阻电流和电压的目的，得到多组数据。 当滑片P处于A端：滑变全部阻值Rmax与Rx并联(RAP=0；RBP=Rmax与Rx并联)待测电阻所分电压最大，为电源电压U0；待测电阻的电流 当滑片P处于B端：滑变接入全部阻值Rmax，此时Rx被短路(RAP=Rmax;RBP=0与Rx并联)待测阻值所分电压最小，为0；待测电阻的电流为0 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 电压表和电流表的电路结构 工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，电流越大，指针偏角越大 常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 1、电流计（表头） （3）三个主要参数： ①内阻:电流计内阻Rg ②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流 ③满偏电压Ug：电流满偏时,其两端的电压 （2）电路图符号： G （1）作用：测量微小电流和电压 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 ①结构：表头串联一个大电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电压表。 ②原理：串联一个大电阻，分担一部分电压 （R起分压作用） ③ 改装后的电压表量程U：当G表满偏时电压表两端的电压值 ④改装后的电压表刻度盘：将量程U按总刻度均分 2、将表头改装成大量程电压表 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 Ig U Ug UR Rg R U Rv V I 改装后的量程： 量程扩大的倍数： 接入电阻的阻值： 改装后的总电阻： 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 3、将表头改装成大量程电流表 ①结构：表头并联一个小电阻，则表头和电阻这个整体，构成大量程的电流表。 ②原理：并联一个小电阻，分担一部分电流 （R起分流作用） ③ 改装后的电流表量程I：当G表满偏时电流表通过的电流值 ④改装后的电流表刻度盘：将量程I按总刻度均分 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 改装后的量程： 量程扩大的倍数： 接入电阻的阻值： 改装后的总电阻： Ig U Rg R IR I U A I RA 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 改装电压表 改装电流表 电路 R的作用 电表的总电阻 R的计算 串联电路 并联电路 分压 分流 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 注意： 分压电阻越大，改装成的电压表量程越大； 分流电阻越小，改装成的电流表量程越大； 表头完改装前后，表头的满偏电流、满偏电压、内阻都不变。 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 0 ~ 0.6 A： A 0 ~ 3 A： A 读数原则：按照“1、2、5分度”进行估读 分度 读数原则 1分度 估读到下一位 2分度 估读到本位 5分度 估读到本位 0.17 0.85 0 ~ 3 V： V 0 ~ 15 V： V 1.89 9.4 新知学习 作者编号：43999 五、电流表和电压表的改装 校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值． 改变变阻器R的滑片位置， 使V 的示数分别为0.5V、 1.0V、 1.5V、 2.0V……核对改装电压表的示数是否正确，若改装的电压表满刻度3V时，标准电压表V的读数为3.1V，则百分误差 校对 新知学习 作者编号：43999 1.在电学实验中，改装后的电表测量值略偏小，为校准电表，可以将一个阻值较小的电阻( ) A.与电阻R1串联 B.与电阻R1并联 C.与电阻R2串联 D.与电阻R2并联 BC 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 2、有两个相同的灵敏电流计，允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig＝1 mA，表头电阻Rg＝20 Ω，若改装成一个量程为3 V的电压表和一个量程为0.6 A的电流表应分别(　　) A．串联一个2 980 Ω的电阻和并联一个0.033 Ω的电阻 B．并联一个2 990 Ω的电阻和串联一个0.033 Ω的电阻 C．串联一个2 970 Ω的电阻和并联一个0.05 Ω的电阻 D．并联一个2 970 Ω的电阻和串联一个0.05 Ω的电阻 A 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 3.如图为双量程的电流表电路示意图，其量程分别为0~1A和0~10A，已知表头内阻 为 ，满偏电流 为2mA。和是接入电路中的电阻，则下列说法正确的是( ) A.当使用a、c两个端点时，量程为0~1A B.当使用a、c两个端点时，量程为0~10A C. D. AC 当堂检测 课堂作业 作者编号：43999 1.串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和,即R=R1+R2 2.并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和即: 3.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。 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 = Ig Rg （小量程电流表） （又是小量程电压表） 4.表头串联一个电阻改装成电压表；并联一个电阻改装成电流表。 课堂总结 课堂总结 作者编号：43999 $