11.4 串联电路和并联电路（培优教学课件）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电流、电压、电阻及功率规律，通过霓虹灯、交通信号灯的实际问题导入，搭建生活现象与电路规律的学习支架，帮助学生衔接电路基础与应用。 其特色在于以物理观念为核心，通过推导串并联规律培养科学思维，结合灵敏电流计参数及电表改装典例深化理解。采用问题链引导和对比归纳法，学生能提升电路分析能力，教师可直接利用系统内容高效教学。

4. 串联电路和并联电路 第十一章 电路及其应用 人教版必修第三册 导入新课 霓虹灯的小灯泡额定电压只有几伏，但使用220V电压家用电路，并未烧毁，交通信号灯可以分别亮起，它们是怎么连接的呢？ 物理观念 熟知串、并联电路电流、电压、电阻的分布规律。 科学思维 推导电路规律，掌握电表改装的原理与计算方法。 科学态度 与责任 学会规范电路设计，培养工程应用思维。 学习目标 重点 串并联电路基本规律，电表改装原理及计算。 难点 复杂混联电路分析，电表改装的误差理解。 重点难点 1. 串联电路和并联电路 2. 灵敏电流计 3. 电压表的改装 4. 电流表的改装 5. 课堂总结 6. 练习与应用 第4节 串联电路和并联电路 学习内容 一、串联电路和并联电路 第4节 串联电路和并联电路 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。 1、串联与并联的概念 2、串联与并联的电流规律 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，串联电路中，相同时间内通过各点的电荷量一定相等。 结论：串联电路中的电流处处相等 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各点的电荷量之和。 I0 = I1 + I2 + I3 q0 = q1 + q2+ q3 结论：并联电路的总电流等于各支路电流之和 并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。 Uab=φa－φb Ubc=φb－φc Ucd=φc－φd Uab+Ubc+Ucd =φa－φd = Uad 串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。 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。 U=U1=U2=U3 φ0 =φ1 =φ2 = φ3 φ4 =φ5 =φ6 结论：并联电路的总电压 与各支路的电压相等 3、串联与并联的电压规律 R=R1+R2 +R3 U=U1+U2 +U3 结论：串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。 相当于增大了导体的长度. 结论：并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。 相当于增大了导体的横截面积. 4、串联与并联的电阻规律 5、串联与并联的功率规律 P=P1+P2 串联电路功率分配关系 P=IU 结论：串联电路的功率分配与阻值成正比 并联电路功率分配关系 P=U2/R 结论：并联电路的功率分配与阻值成反比 结论4：n个相同电阻R并联的总电阻等于 结论3：两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻与小电阻阻值接近。 （ R1>>R2 ） 6、串联与并联的常用结论 结论1:：R1和R2并联总电阻 结论2：并联电路中，总阻值R比其中任一个导体的电阻R1和R2都要小 结论5：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。增加支路数目，则总电阻会减小。 　 电路 名称 　 串联电路 并联电路 电流关系 各处电流相等，I1=I2=…=In 总电流等于各支路电流之和I=I1+I2+=…+In 电压关系 总电压等于各部分电压之和，U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un 电阻关系 总电阻等于各部分电阻之和，即 R总＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即 + 重要结论：串、并联电路中一个电阻增大，总电阻增大 7、串联与并联的特点归纳 例1 ：如图所示的电路中， ， ，则( ) A. 流过两个电阻的电流之比 B. 流过 的电流与流过电源的电流之比 C. 两个电阻的电压之比 D. 两端的电压与电路的总电压之比 8、典例分析 [解析]选C。由于两电阻串联，则流过两个电阻的电流之比为 ，故 错误；由于 与电源串联，则流过 的电流与流过电源的电流之比为 ，故 错误；由串联电路电压分配规律可知，两个电阻的电压之比 ,故 正确； 两端的电压与电路的总电压之比 ,故 错误。 8、典例分析 例2 ：有两个电阻， ， ，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比 为( ) A. B. C. D. 8、典例分析 [解析]选C。并联电路两端的电压相等，设为 ，则有 ， ，所以 。 8、典例分析 二、灵敏电流计（表头） 第4节 串联电路和并联电路 1、表头的结构与原理 核心部件：永久磁铁和可转动的线圈 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θ与通过电流表的电流I成正比。 作用：测量微小电流和电压。 电路图符号： 三个参数 三个主要参数 表头内阻Rg :电流计（表头线圈等）内阻 Rg 满偏电流Ig: 指针偏转到最大值时的电流 Ig 满偏电压Ug ：电流表通过满偏电流时加在它两端的电压 Ug 三个参数关系： 2、表头的参数 三、电压表的改装 第4节 串联电路和并联电路 1、改装原理 一般灵敏电流表（表头）的满偏电流（微安级或毫安级）和满偏电压（微伏或毫伏级）都非常小。用表头直接测量较大电压或电流，会把表头烧坏，因此必须进行改装。 利用串联分压原理，给表头串联一个电阻（叫分压电阻），可以改装为大量程电压表； 利用并联分流原理，给表头并联一个电阻（叫分流电阻），可以改装为大量程电流表。 怎么改装？ 【例题】有一个表头的内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。怎样才能把它改装成量程为0～3V的电压表呢？ 问题1：能让3V的电压全部加在表头吗？怎么办？ 问题2：当被测电压是3V时，指针应该指在哪里？表头两端加多大电压？其余电压加在哪里？ 问题3：要串联的电阻上分担多少电压？需要多大的电阻分压？ 问题5：改装后的表盘需要做怎样的改变？ 问题4：改装后的电压表内阻RV是多大？ Ug UR U G Rg R U V RV Ug=IgRg=0.03V UR= U–Ug= 2.97V Rv= Rg+R = 3.0×103Ω 2、电压表改装 改装后的表盘需要做怎样的改变？ （1）在电流计原刻度的基础上乘以（Rg+R）即可； （2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可.（量程和精确度） 拓展：若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联多大阻值的电阻？ 3、电压表表盘改装 例3：一个电流表的满偏电流 ，内阻 ，要把它改装成一个量程为 的电压表，应在电流表上( ) A. 串联一个 的电阻 B. 并联一个 的电阻 C. 串联一个 的电阻 D. 并联一个 的电阻 4、典例分析 [解析]选C。要改装成一个电压表，则必须要有分压电阻，所以应该将电流表和一个电阻串联，串联后总电压量程为 ，根据欧姆定律有 ,代入数据解得 。 4、典例分析 四、电流表改装 第4节 串联电路和并联电路 【问题2】有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？ 思考1：当被测电流是0.6A时，流过表头的电流最大为多大？ IR R=? G Rg Ig A I RA I 思考2：并联的电阻上需要分担多少电流？ IR=I - Ig=(0.6-0.001)A=0.599A 思考3：需要多大的分流电阻？ 思考4：改装后的安培表内阻RA是多大？ 1、电流表改装 （1）在原电流表原刻度的基础上乘以即可 （2）满刻度处标改装后的量程，然后根据小格数按比例等分即可。 （量程和精确度） 拓展：若将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联多大阻值的电阻？ 改装后的表盘需要做怎样的改变？ 2、电流表表盘改装 改装电压表 改装电流表 电路 R的作用 R的计算 电表的总电阻 分压 分流 3、电表改装归纳 例4 ：磁电式电流表（表头）最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程。已知某一表头的电阻 ，满偏电流 ，要将它改装为量程为 的电流表，所做的操作是( ) A. 串联一个 的电阻 B. 并联一个 的电阻 C. 串联一个 的电阻 D. 并联一个 的电阻 4、典例分析 [解析]选D。表头改装电流表需并联一个分流电阻，改装后量程为 ,所以 ，故 正确， 、 、 错误。 4、典例分析 五、课堂总结 第4节 串联电路和并联电路 五、课堂总结 串联电路和并联电路 串联电路 电流关系 电阻关系 并联电路 电表的改装 电压表改装 电压关系 电流关系 电阻关系 电压关系 电流表改装 六、练习与应用 第4节 串联电路和并联电路 六、练习与应用 1. 甲、乙两根同种材料制成的电阻丝，长度相等，甲横截面的半径是乙的两倍，则下列说法正确的是( ) A. 甲、乙的电阻之比是 B. 将甲、乙串联到电路中，甲、乙电阻丝两端的电压之比是 C. 将甲、乙并联到电路中，甲、乙中的电流大小之比是 D. 将甲、乙并联到电路中，甲、乙电阻丝两端的电压之比是 六、练习与应用 [解析]选 。由题意，根据 知 ，故 错误；将甲、乙串联到电路中，由 知 ,故 正确；将甲、乙并联到电路中，由 知 ,故 错误；根据并联电路中各支路两端电压相等，可知将甲、乙并联到电路中，甲、乙电阻丝两端的电压之比是 ，故 错误。 六、练习与应用 2. 把 、 未知的三个电阻接成图示电路，则它们的电流之比 等于( ) A. B. C. D. 六、练习与应用 [解析]选 。因 ，根据串并联电路规律可知 ， ，所以 。 3. 如图所示，大量程电压表、电流表都是由灵敏电流表 和变阻箱 改装而成。已知灵敏电流表 的满偏电流为 ，内阻为 ，变阻箱 接入电路的阻值为 。下列说法正确的是( ) A. 改装为 量程的电流表，选择图甲， B. 改装为 量程的电流表，选择图乙， C. 改装为 量程的电压表，选择图甲， D. 改装为 量程的电压表，选择图乙， 六、练习与应用 六、练习与应用 [解析]选 。改装为 量程的电流表，需要并联一个电阻，选择图甲，根据欧姆定律有 ，解得 ，故 正确， 错误；改装为 量程的电压表，需串联一个电阻，选择图乙，根据欧姆定律有 ，解得 ，故 、 错误。 感谢观看 Thank you for listening Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf59.27.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $