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，系统梳理电流、电压、电阻关系及电表改装原理，通过家庭用电器连接实例导入，结合欧姆定律，以等效替代、公式推导等为支架，帮助学生构建电路规律的物理观念。 其亮点在于突出科学思维培养，通过等效替代推导总电阻、证明电阻并联性质等科学推理过程，结合生活实例与方法技巧总结，助力学生掌握电路分析方法。既培养学生模型建构与问题解决能力，也为教师提供结构化教学资源，提升课堂效率。

第十一章　电路及其应用 4. 串联电路和并联电路 学 习 目 标 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,体会严谨的科学推理过程。(科学思维) 2.依据电流与电压的关系,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应用。(科学思维) 3.通过建立简化模型,应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理,理解理想电表是一种科学抽象的产物,进一步体会理想化模型的思想,激发求知欲。(科学态度与责任) 基础落实·必备知识全过关 一、串、并联电路中的电流、电压和电阻 1.电流 (1)串联电路中的电流处处　　　　。  (2)并联电路的总电流　　　各支路电流之和。  2.电压 (1)串联电路两端的总电压　　　　各部分电路两端电压之和。  (2)并联电路的总电压与各支路电压　　　。 相等 等于 等于 相等 3.电阻 (1)串联电路的总电阻　　　　各部分电路电阻之和,即R=R1+R2+…+Rn (2)并联电路总电阻的倒数　　　各支路电阻的倒数之和,即+…+。  串联总电阻大  于其中任何一个电阻 并联总电阻小于其中任何一个电阻 等于 等于 1.表头 从电路的角度看,表头就是一个　　　　,遵从欧姆定律。表头与其他电阻的不同在于,通过表头的电流可以从　　　　　　上读出。  2.表头的三个参数及其关系 (1)内阻:表头的电阻Rg; (2)满偏电流:指针偏转到最大刻度时的电流Ig; (3)满偏电压:表头通过满偏电流时,加在它两端的电压Ug; (4)三者间的关系:Ug=　　　　。  3.电压表改装:表头　　　　一个电阻。  4.电流表改装:表头　　　　一个电阻。 电流可读的特殊电阻 二、电压表和电流表的电路结构 电阻 刻度盘 IgRg 串联 并联 情境链接 对比图甲和图乙,要用R等效替代R1和R2,需要满足什么 条件?R跟R1、R2的关系怎样? 提示:两个电路所加电压相同时,如果干路电流相同,那么R就可以等效替代R1和R2。根据欧姆定律有,R=,得。 教材拓展 阅读教材第69页两电阻R1、R2并联的推导结果 “”。证明:当一个很大的电阻和一个很小的电阻并联时,总电阻小于很小的电阻,且接近很小的电阻。 提示:由得R=,当R1≪R2时,R很接近R1, R-R1=-R1=-<0,R-R2=-R2=-<0。 易错辨析 (1)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大。 (　　) (2)并联电路中各电阻两端的电压一定相等。 (　　) (3)电路中电阻的个数越多,电路的总电阻越大。 (　　) (4)一个电阻和一根无电阻的理想导线并联,总电阻为零。 (　　) (5)两个电阻并联,如果一个电阻增大(其他电阻不变),则总电阻减小。 (　　) 提示:若电阻并联,则电阻个数越多,总电阻越小。 提示:并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变),各支路电阻的倒数之和将减小,总电阻的倒数将减小,总电阻将增大。 √ √ √ × × (6)若将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)若将电阻并联在电流表两端改装成电流表后,电阻两端的电压和电流表 两端的电压相等。 (　　) 提示:无论表头改装成电压表还是电流表,它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流并不改变。 √ × 重难探究·能力素养全提升 探究点一　对串、并联电路的理解 导学探究 现代家庭中有很多用电器:电灯、电视机、洗衣机、电磁炉及电冰箱等,你知道这些用电器采用什么连接方式吗?若电灯的灯丝断了,其他用电器还能正常使用吗? 提示:并联　能 知识归纳 串、并联电路总电阻的比较 比较项 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 典例剖析 角度1串联电路 【例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 ABC 解析:电路中的电流I= A=0.6 A,A正确;电阻R2的阻值R2= Ω=20 Ω,B正确;三只电阻两端的总电压U=I(R1+R2+R3)=21 V,C正确;电阻R3两端的电压U3=IR3=0.6×5 V=3 V,D错误。 方法技巧　 1.串联电路中的电压分配 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.串联电路的总电阻 (1)n个相同的电阻串联,总电阻为一个电阻的n倍,即R总=nR。 (2)几个不同的电阻串联,总电阻大于其中最大的电阻。若其中某一个电阻增大,则总电阻也增大。 (3)当一个很大的电阻与一个很小的电阻串联时,总电阻略大于大电阻。 角度2并联电路 【例2】如图所示电路,电压保持不变,当开关S断开时,电流表A的示数为0.6 A,当S闭合时,电流表A的示数为0.9 A,则两电阻阻值之比R1∶R2为(　　) A.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2 解析:由题图可知,当S闭合时两电阻并联,两端的电压相等,根据R=得R1∶=I2∶I1,代入整理得R1∶R2=1∶2,故选A。 A 方法技巧　 1.并联电路中的电流分配 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或I1∶I2∶…∶In=∶…∶。 2.并联电路中的总电阻 (1)n个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的n分之一,即R总=。 (2)n个不同的电阻并联,则总电阻小于任一电阻的阻值。 (3)一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。 (4)多个电阻并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小。 对点演练 (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。另有一输出电压为100 V的测试电源,内阻忽略不计,则(　　) A.当cd端短路时,a、b之间的等效电阻是40 Ω B.当ab端短路时,c、d之间的等效电阻是40 Ω C.当a、b两端接通测试电源时,c、d两端的电压为80 V D.当c、d两端接通测试电源时,a、b两端的电压为80 V AC 甲 乙 解析:当cd端短路时,等效电路如图甲所示,等效电阻R=R1+=40 Ω,A正确;当ab端短路时,等效电阻R=R2+=128 Ω,B错误; 当a、b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= A=2 A,所以Ucd=IR3=80 V,C正确;当c、d两端接通测试电源时,根据欧姆定律得I= A= A,所以Uab=IR3=25 V,D错误。 探究点二　电表的改装与校对 导学探究 实验室有一表头G,满偏电流3 mA,内阻100 Ω。 (1)用它能直接测量3 A的电流吗? (2)要改装成一个大量程的电流表,是串联一个电阻,还是并联一个电阻? 提示:不能 提示:并联 知识归纳 1.电表的改装 比较 项目 改装成大量程为0~U的电压表 改装成大量程为0~I的电流表 内部电路     R的作用 分压 分流 比较 项目 改装成大量程为0~U的电压表 改装成大量程为0~I的电流表 改装后 电表参量 (1)测量最大值U=Ig(R+Rg) (2)串联电阻R=-Rg=(n-1)Rg 量程扩大倍数n= (3)总内阻RV=Rg+R=nRg (1)测量最大值I=Ig+ (2)并联电阻R= 量程扩大倍数n= (3)总内阻RA= 2.电表的校对 按如图所示的电路对改装成的电表进行校对,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。 典例剖析 【例3】如图所示的电路中,小量程电流表的内阻Rg=200 Ω, 满偏电流Ig=1 mA,R1=2 800 Ω,R2=0.2 Ω。 (1)当S1和S2均断开时,所改装成的表是什么表?量程多大? (2)当S1和S2均闭合时,所改装成的表是什么表?量程多大? (3)当S2闭合、S1断开时,所改装成的表是什么表?量程多大? 答案:电压表,量程为0~3 V 答案:电流表,量程为0~1 A 答案:电流表,量程为0~15 A 解析:(1)当S1和S2均断开时,改装成了电压表,量程设为0~U1,则有U1=Ig(R1+Rg),代入数据得U1=3 V。 (2)当S1和S2均闭合时,改装成了电流表,其量程设为0~I1,则有I1=Ig+,代入数据得I1=1 A。 (3)当S2闭合、S1断开时,相当于将第(1)问中的电压表再改装成电流表,其量程设为0~I2,则I2=Ig+。代入数据得I2=15 A。 方法技巧　电表改装的步骤 1.先明确小量程电流表G的两个参数:Ig、Rg,并算出满偏电压Ug=IgRg。 2.用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻。 (1)改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压。 (2)改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流。 (3)校对电表。 对点演练 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? 答案:990 Ω　1 000 Ω 答案: 0.05 Ω　0.05 Ω 解析:(1)由题意可知电流表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两端的电压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,通过分流电阻R'的电流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。 学以致用·随堂检测全达标 1.(串、并联规律)(多选)用不同材料制成两个形状和大小完全相同的电阻A、B,它们的U-I图像如图所示。若A、B的电阻率分别为ρA、ρB,下列说法正确的是(　　) A.ρA>ρB B.ρA<ρB C.A、B并联后整体的U-I图像可能是C D.A、B串联后整体的U-I图像位于图像A与U轴之间 AD U-I图像的斜率为电阻,由题图可知RA>RB,由电阻定律R=ρ可知,两个形状和大小完全相同的电阻阻值与电阻率成正比,故ρA>ρB,A正确,B错误;A、B并联后的电阻小于任意一个支路的电阻,故RA>RB>R并,A、B并联后整体的U-I图像不是C,C错误;A、B串联后的电阻大于任意一个电阻,故R串>RA>RB,A、B串联后整体的U-I图像位于图像A与U轴之间, D正确 。 2.(电表改装参量的计算)已知某一表头G,内阻Rg=30 Ω,满偏电流Ig=5 mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是(　　) A.串联一个570 Ω的电阻 B.并联一个570 Ω的电阻 C.串联一个0.05 Ω的电阻 D.并联一个0.05 Ω的电阻 D 解析:要改装成电流表需并联一个分流电阻,设其阻值为R,应有IgRg=(I-Ig)R,所以R==0.05 Ω,D正确。 3.(电表的改装)(2025河北张家口期中)如图为双量程电流表的内部结构,由表头和定值电阻R1、R2组成,表头的满偏电流Ig=2 mA,内阻Rg=100 Ω,定值电阻R1=20 Ω,R2=30 Ω,则A接线柱对应的最大测量值为(　　) A.4 mA B.6 mA C.13 mA D.15 mA 解析:当接A接线柱时,表头与R2串联再与R1并联,两支路电压相等,由U=IR得,Ig(Rg+R2)=I1R1,代入数据解得I1=13 mA,故A接线柱对应的最大测量值为I=I1+Ig=15 mA,故选D。 D $