11.4 串联电路和并联电路 课时2 课件 -2025-2026学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件聚焦串联电路和并联电路的两个核心问题，通过伏安法测电阻时电流表内接法与外接法的选择，以及滑动变阻器限流式与分压式接法的应用展开，从实验误差分析切入，结合表格对比、公式推导和例题解析，构建从基础到应用的知识支架。 其亮点在于以科学思维中的模型建构和科学探究中的证据分析为核心，通过“大内偏大，小外偏小”等记忆方法、试触法实验操作及公式计算法实例，帮助学生理解电路误差来源与适用条件，既培养学生的物理观念，又提升科学推理能力，教师可直接用于课堂教学，有效提高教学效率。

第十一章　电路及其应用 课题2　电路的两个基本问题 第4节　串联电路和并联电路 内容索引 学习目标 活动方案 检测反馈 学 习 目 标 内容索引 1. 理解测量电路中电流表的内接法和外接法，并会进行正确选择． 2. 理解供电电路中滑动变阻器的两种接法，并能正确应用． 活 动 方 案 内容索引 活动一：研究测量电路中电流表的内接法和外接法 实验中通过测出的电压和电流可以求出导体的电阻，这种测量电阻的方法叫伏安法．因为电流表和电压表本身有电阻，影响了电流和电压的分配关系．由于电表自身电阻引起的测量误差属于系统误差，多次测量不能减小误差，所以需要选择合适接法——电流表内接法或电流表外接法． 1. 两种接法的比较 内容索引 ＞ ＝ ＞ ＝ ＞ ＜ 分压 分流 大 小 内容索引 2. 电流表内、外接的选择方法 (1) 直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内偏大，小外偏小”． 内容索引 电流表的分压 电压表的分流 内容索引 Rx1 大于 小于 内容索引 内容索引 4. 用电流表(内阻约4 Ω)和电压表(内阻约3 kΩ)测量电阻R的阻值．某次按照如图所示的电路进行测量时，电流表的示数是5 mA，电压表的示数是2.5 V．下列说法正确的是(　　) A. 电阻R的值为500 Ω B. 电阻R的值略大于500 Ω C. 电阻R的值略小于500 Ω D. 如果采用电流表外接法测量，结果更加精确 内容索引 【答案】C 内容索引 活动二：研究供电电路中滑动变阻器的两种接法 在实际测量电路中，根据实验需要往往要测量多组实验数据，这就需要改变测量电路通过的电流或其两端的电压．通过滑动变阻器接入电路，可以实现对测量电路中电流或电压的控制．常见的接法有两种：一种是将滑动变阻器串联接入电路，通过改变阻值的大小达到限制电路中的电流，这种接法叫作串联限流式接法，简称限流式；另一种是将滑动变阻器接入电路，再从滑片和滑动变阻器一端分得电压，这种接法叫作并联分压式接法，简称分压式． 1. 研究限流式和分压式电路 内容索引 相差不多 0 零 远大于 内容索引 2. 滑动变阻器的原理如图所示，则下列说法中正确的是(　　) A. 若将a、c两端连在电路中，则当滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小 B. 若将a、d两端连在电路中，则当滑片P向右滑动时，变阻器接入电路中的阻值减小 C. 将滑动变阻器以限流式接法接入电路时，必须连入三个接线柱 D. 将滑动变阻器以分压式接法接入电路时，必须连入三个接线柱 内容索引 【解析】 若将a、c两端连在电路中，aP部分将连入电路，则当滑片P向右滑动时，aP部分变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，A错误；若将a、d两端连在电路中，也是aP部分连入电路，则当滑片P向右滑动时，aP部分变长，变阻器接入电路中的阻值将增大，B错误；在限流式接法中，a、b两端任意选一个，c、d两端任意选一个，接入电路即可，C错误；在滑动变阻器的分压式接法中，a、b两端必须接入电路，c、d两端任意选一个，接入电路即可，D正确． 【答案】D 内容索引 3. 如图所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200 Ω，R2＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V. (1) 当S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？ (2) 当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？ 内容索引 (2) 当S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片P在最下端时，R2两端电压为0，当滑片P在最上端时，R2两端的电压最大，为8 V，所以R2两端可获得的电压变化范围为0～8 V． 内容索引 检 测 反 馈 内容索引 1 1. 如图所示，甲、乙分别为测灯泡电阻R的两种接法的电路图，下列说法不正确的是(　　) A. 图甲的接法叫电流表外接法，图乙的接法叫电流表内接法 B. 甲中R测＞R真，乙中R测＜R真 C. 甲中误差由电压表分流引起，为了减小误差，应使R≪RV，故此法测较小电阻好 D. 乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测较大电阻好 内容索引 2 4 3 1 【答案】B 1 内容索引 2 4 3 1 2. 用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法．如图所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点；他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，则下列说法中正确的是(　　) 2 A. R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路 B. 如果选择电流表内接电路，测量值小于真实值 C. R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路 D. 如果选择电流表外接电路，测量值大于真实值 内容索引 2 4 3 1 【解析】 由图可知，电压表的一端接在A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，而电流表分压较小，故R阻值较大，与电压表阻值接近，故应选择电流表内接电路．如果选择电流表内接电路，测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻，测量值大于真实值；如果选择电流表外接电路，电流表示数偏大，测量值小于真实值．故A正确，B、C、D错误． 【答案】A 2 内容索引 2 4 3 1 3. 一个小灯泡上标有“4 V　0.5 A”的字样，现在要用伏安法描绘这个灯泡的I－U图线．现有下列器材供选择： 3 甲　　　　　　乙 A. 电压表(0～5 V，内阻约10 kΩ)；　　 B. 电压表(0～15 V，内阻约20 kΩ)； C. 电流表(0～3 A，内阻约1 Ω)；　　 D. 电流表(0～0.6 A，内阻约0.4 Ω)； E. 滑动变阻器(10 Ω　2 A)；　　 F. 滑动变阻器(500 Ω　1 A)； G. 电源(直流6 V)、开关、导线若干． 内容索引 2 4 3 1 (1) 实验时，选用图中____________(选填“甲”或“乙”) 电路图来完成实验，请说明理由：_______________________________________ _______________________． (2) 实验中所用电压表应选______，电流表应选______，滑动变阻器应选________．(均填序号) 甲 描绘灯泡的I－U图线所测数据需从零开始， 并要多取几组数据 A D E (3) 把下列实验器材用实线连接成实物电路图． 3 内容索引 2 4 3 1 4. 要测绘额定电压为2 V的日常用小灯泡的伏安特性曲线，所供选择的器材除了导线和开关外，还有以下一些器材可供选择： A. 电源E(电动势3.0 V，内阻可不计)；　　 B. 电压表V1(量程为0～3 V，内阻约2 kΩ)； C. 电压表V2(0～15 V，内阻约6 kΩ)；　　 D. 电流表A1(0～0.6 A，内阻约1 Ω)； E. 电流表A2(0～100 mA，内阻约2 Ω)；　　 F. 滑动变阻器R1(最大值10 Ω)； G. 滑动变阻器R2(最大值2 kΩ). 4 内容索引 2 4 3 1 (1) 为减小实验误差，实验中电压表应选择_________，电流表应选择_________，滑动变阻器应选择________．(均填序号) 【解析】 由题意及表中数据知小灯泡的额定电压为 2 V，额定电流为0.5 A，故电压表应选B，电流表应选D；又描绘伏安特性曲线要求电流从零开始调，故滑动变阻器应采用分压式接法，应选阻值小的滑动变阻器F. D B F 4 内容索引 2 4 3 1 (2) 为提高实验精度，请你设计实验电路图，并画在下面的虚线框中． 4 内容索引 2 4 3 1 (3) 实验中测得一组数据如表所示，根据表格中的数据在图中方格纸上作出该灯泡的伏安特性曲线． I/A 0 0.12 0.21 0.29 0.34 0.38 0.42 0.45 0.47 0.49 0.50 U/V 0 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00 1.20 1.40 1.60 1.80 2.00 4 内容索引 2 4 3 1 4 内容索引 2 4 3 1 【答案】 4 内容索引 2 4 3 1 (4) 该小灯泡在额定电压下的电阻是____________Ω. 4 4 内容索引 2 4 3 1 谢谢观看 Thank you for watching 内接法 外接法 电路 误差分析 (选填“>”“＝”或“<”) (1) 电压表示数： UV＝UR＋UA______UR (2) 电流表示数：IA____IR (3) R测＝_____＝R真 (1) 电压表示数：UV___UR (2) 电流表示数： IA＝IR＋IV____IR (3) R测＝___＝R真 误差来源 (选填“分压”或“分流”) 电流表的__________作用 电压表的_________作用 适用情况(选填“大”或“小”) 测__________电阻 测_______电阻 (2) 公式计算法(重要)：当 < 即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：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，若两次测量中，＞，即电压表读数变化大，说明__________________(选填“电流表的分压”或“电压表的分流”)作用对电路影响大，可以选择外接法；＜，即电流表读数变化大，说明__________________(选填“电流表的分压”或“电压表的分流”)作用对电路影响大，可以选择内接法．可记忆为“压大外、安大内”． 3. 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__________(选填“Rx1”或“Rx2”)更接近待测电阻的真实值，且测量值Rx1__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值，测量值Rx2__________(选填“大于”“等于”或“小于”)真实值． 【解析】 由题意知Rx＞，故应该采用电流表内接法，即图甲所示接法，Rx1更接近待测电阻的真实值，图甲中待测电阻的测量值是Rx与RA串联后的电阻值，故Rx真<Rx1，图乙中待测电阻的测量值是Rx与RV并联后的电阻值，故Rx2<Rx真． 【解析】 根据欧姆定律可得R＝－RA＝ Ω－RA＝500 Ω－RA，即电阻R的值略小于500 Ω；由R＞ 可知采用电流表内接的方法测量，结果更加精确．故C正确． 限流式 分压式 电路 滑动变阻器接入电路的特点 采用“一上一下”的接法 采用“一上两下”的接法 调压范围 ～E ________～E 适用情况 电压、电流变化不要求从零调起，负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R_____________，或R稍大 (1) 要求负载上电压或电流变化范围较大，或从_______开始连续可调 (2) 负载电阻的阻值Rx __________滑动变阻器的总电阻R 【答案】(1) S断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R1的下部不接入电路中，当滑片P在最上端时，R1接入电路的电阻为零，因此R2获得的最大电压等于8 V，当滑片P在最下端时，R1与R2串联，此时R2两端的电压最小，UR2＝UAB＝4.8 V，所以R2两端可获得的电压变化范围为4.8～8 V． 　　　　甲　　　　　　　乙 【解析】 图甲叫作电流表的外接法，图乙叫作电流表的内接法，A正确．图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝ 可知R测＜R真，R越小，电压表分流越小，误差越小，因此这种接法适合测小电阻；图乙由于电流表的分压，导致电压的测量值偏大，由R＝ 得R测＞R真，R越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻．B错误，C、D正确．故选B. 【解析】 由于小灯泡电阻较小，满足 ＞，电流表应采用外接法，滑动变阻器应采用分压式接法，电路图如图所示． 【解析】 电压为2 V时，电流为0.5 A，则R＝＝ Ω＝4 Ω. $