11.4串聯(lián)電路和并聯(lián)電路-2023-2024學(xué)年高二物理（人教版2019必修第三冊(cè)）（原卷版）

第十一章電路及其應(yīng)用第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路課程標(biāo)準(zhǔn)學(xué)習(xí)目標(biāo)把握串并聯(lián)電路的特點(diǎn)和電表的改裝原理。1．把握串、并聯(lián)電路的電流、電壓和電阻關(guān)系，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算.2．把握小量程電流表改裝成電壓表和大量程電流表的原理，并能依據(jù)串、并聯(lián)電路的學(xué)問(wèn)進(jìn)行有關(guān)計(jì)算．3．生疏伏安法測(cè)電阻的兩種電路并能正確選擇和應(yīng)用．（一）課前閱讀：1.如圖所示，三個(gè)電阻組成串聯(lián)電路(1)若R1＝R2＝R3＝R，則此串聯(lián)電路的總電阻R總為多少？(2)若R1<R2<R3，每個(gè)電阻兩端的電壓由小到大如何排序？2.如圖所示，三個(gè)電阻構(gòu)成并聯(lián)電路．(1)若R1＝R2＝R3＝R，則此并聯(lián)電路的總電阻R總為多少？(2)若R1<R2<R3，流過(guò)每個(gè)電阻的電流由小到大如何排序？（二）基礎(chǔ)梳理一、電源1．串聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器連接，接入電路的連接方式，如圖甲所示．2．并聯(lián)電路：把幾個(gè)導(dǎo)體或用電器的一端，另一端也，再將兩端接入電路的連接方式，如圖乙所示．【即學(xué)即練】推斷下列說(shuō)法的正誤.(1)并聯(lián)電路干路上的電流肯定比通過(guò)某一支路的電流大．()(2)電路中電阻的個(gè)數(shù)越多，電路的總電阻越大．()(3)多個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，其中任一電阻增大，總電阻也隨之增大；多個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)，其中任一電阻增大，總電阻將減小．()(4)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比，并聯(lián)電路中通過(guò)各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比．()二、電表的改裝1．表頭：小量程的電流表，通過(guò)表頭的是可以從刻度盤上讀出來(lái)的。2．小量程電流表G(表頭)的三個(gè)參量3．電表改裝原理(1)電壓表改裝：給表頭一個(gè)較大電阻，如圖所示。(2)電流表改裝：給表頭一個(gè)較小電阻，如圖所示?！炯磳W(xué)即練】推斷下列說(shuō)法的正誤.(1)若將電阻串聯(lián)在電流表上改裝成電壓表后，增大了原電流表的滿偏電壓．()(2)若將電阻并聯(lián)在電流表兩端改裝成電流表后，電阻兩端的電壓和電流表兩端的電壓相等．()串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1．關(guān)于電壓和電流的安排關(guān)系：(1)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它們的阻值成正比，即eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝eq\f(U,R總)＝I.(2)并聯(lián)電路中通過(guò)各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U.2．串、并聯(lián)電路總電阻的比較串聯(lián)電路的總電阻R總并聯(lián)電路的總電阻R總不同點(diǎn)n個(gè)相同電阻R串聯(lián)，總電阻R總＝nRn個(gè)相同電阻R并聯(lián)，總電阻R總＝eq\f(R,n)R總大于任一電阻阻值R總小于任一支路電阻阻值一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻接近大電阻一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻相同點(diǎn)多個(gè)電阻無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小【典例精析】例1．如圖所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B兩端接在電壓恒定的電源上，則()A．S斷開時(shí)，R1與R2的電壓之比為5∶1B．S閉合時(shí)，R1與R2兩端的電壓之比為2∶5C．S閉合時(shí)，通過(guò)R2與R3的電流之比為2∶1D．S閉合時(shí)，通過(guò)R1與R2的電流之比為1∶5例2．由四個(gè)電阻連接成的電路如圖所示。R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω。(1)求a、d之間的總電阻；(2)假如把42V的電壓加在a、d兩端，則通過(guò)每個(gè)電阻的電流是多少？二、電表的改裝電壓表、電流表的改裝及其特點(diǎn)項(xiàng)目小量程電流表G改裝成大量程電壓表V小量程電流表G改裝成大量程電流表A電路結(jié)構(gòu)R的作用分壓分流擴(kuò)大量程的計(jì)算U＝Ig(R＋Rg)R＝eq\f(U,Ig)－RgIgRg＝(I－Ig)RR＝eq\f(Ig,I－Ig)Rg電表的總內(nèi)阻RV＝Rg＋RRA＝eq\f(RRg,R＋Rg)使用并聯(lián)在被測(cè)電路兩端，“＋”接線柱接電勢(shì)較高的一端串聯(lián)在被測(cè)支路中，電流從“＋”接線柱流入【典例精析】例3．有一電流表G，內(nèi)阻Rg＝10Ω，滿偏電流Ig＝3mA.(1)要把它改裝成量程為0～3V的電壓表，應(yīng)串聯(lián)一個(gè)多大的電阻？改裝后電壓表的內(nèi)阻是多大？(2)要把它改裝成量程為0～0.6A的電流表，需要并聯(lián)一個(gè)多大的電阻？改裝后電流表的內(nèi)阻是多大？【規(guī)律總結(jié)】關(guān)于電表改裝的四點(diǎn)提示1．電表改裝的問(wèn)題實(shí)際上是串、并聯(lián)電路中電流、電壓的計(jì)算問(wèn)題，只要把表頭看成一個(gè)電阻Rg即可．2．無(wú)論表頭改裝成電壓表還是電流表，它的三個(gè)參量Ug、Ig、Rg是不變的，即通過(guò)表頭的最大電流并不轉(zhuǎn)變．3．由改裝后電壓表的內(nèi)阻RV＝R串＋Rg＝nRg(其中n＝eq\f(U,Ug)＝eq\f(U,IgRg))可知，電壓表量程越大，其分壓電阻R越大，電壓表內(nèi)阻RV越大．4．由改裝后電流表的內(nèi)阻RA＝eq\f(R并Rg,R并＋Rg)＝eq\f(Rg,n)(其中n＝eq\f(I,Ig))可知，電流表的量程越大，其分流電阻R并越小，電流表的內(nèi)阻RA越小．三、電路的等效與簡(jiǎn)化電路的簡(jiǎn)化原則及方法(1)無(wú)電流的支路可去掉．(2)兩等勢(shì)點(diǎn)間的電阻可省去或視為短路．(3)抱負(fù)導(dǎo)線可長(zhǎng)可短．(4)節(jié)點(diǎn)沿抱負(fù)導(dǎo)線可任意移動(dòng)，但不得越過(guò)電源、用電器等．(5)抱負(fù)電流表可認(rèn)為短路，抱負(fù)電壓表可認(rèn)為斷路．(6)電路電壓穩(wěn)定時(shí)，電容器所在電路可認(rèn)為是斷路．【典例精析】例4．如圖所示電路中，R1＝R2＝R3＝4Ω，若在a、c兩點(diǎn)之間加上U＝12V的電壓，則抱負(fù)電流表的讀數(shù)為()A．0B．0.5AC．1.0AD．1.5A1．串聯(lián)電路、并聯(lián)電路總電阻的比較串聯(lián)電路的總電阻R總并聯(lián)電路的總電阻R總不同點(diǎn)n個(gè)相同電阻R串聯(lián)，總電阻R總＝nRn個(gè)相同電阻R并聯(lián)，總電阻R總＝eq\f(R,n)R總大于任一電阻阻值R總小于任一電阻阻值一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻串聯(lián)時(shí)，總電阻接近大電阻一個(gè)大電阻和一個(gè)小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近小電阻相同點(diǎn)多個(gè)電阻無(wú)論串聯(lián)還是并聯(lián)，其中任一電阻增大或減小，總電阻也隨之增大或減小2．串、并聯(lián)電路中，電壓和電流的安排關(guān)系(1)串聯(lián)電路中各電阻兩端的電壓跟它的阻值成正比，即eq\f(U1,R1)＝eq\f(U2,R2)＝…＝eq\f(Un,Rn)＝eq\f(U,R總)＝I或U1∶U2∶U3∶…∶Un＝R1∶R2∶R3∶…∶Rn。(2)并聯(lián)電路中通過(guò)各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U或I1∶I2∶I3∶…∶In＝eq\f(1,R1)∶eq\f(1,R2)∶eq\f(1,R3)∶…∶eq\f(1,Rn)。3.電壓表的改裝項(xiàng)目改裝成電壓表量程U電路結(jié)構(gòu)改裝原理串聯(lián)分壓接入電阻的阻值R＝eq\f(U,Ig)－Rg＝(n－1)Rgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(U,Ug)＝n))改裝后的總內(nèi)阻RV＝Rg＋R＝nRg或RV＝eq\f(U,Ig)4.電流表的改裝項(xiàng)目改裝成電流表量程I電路結(jié)構(gòu)改裝原理并聯(lián)分流接入電阻的阻值R＝eq\f(IgRg,I－Ig)＝eq\f(Rg,n－1)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(I,Ig)＝n))改裝后的總內(nèi)阻RA＝eq\f(R·Rg,R＋Rg)＝eq\f(Rg,n)或RA＝eq\f(IgRg,I)一、單選題1．如圖所示，已知電源電動(dòng)勢(shì)為6V，內(nèi)阻為1Ω，愛護(hù)電阻R0=0.5Ω，則當(dāng)愛護(hù)電阻R0消耗的電功率最大時(shí)，電阻箱R的讀數(shù)和電阻R0消耗的電功率的最大值分別為（）A．0，4W B．1Ω，8WC．0，8W D．1.5Ω，9W2．如圖所示，A、B兩盞電燈的額定電壓都為110V，額定功率分別為PA=25W，PB=110W。把它們接到220V的電路上，下面四種接法中，兩燈不行能正常發(fā)光的是（）A． B．C． D．3．酒精測(cè)試儀利用的是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，酒精氣體傳感器的電阻隨酒精氣體濃度的變化而變化．在如圖所示的電路中，R和為定值電阻，不同的酒精氣體濃度對(duì)應(yīng)著傳感器的不同電阻，因此，顯示儀表讀數(shù)的指針與酒精氣體濃度有了對(duì)應(yīng)關(guān)系．假如二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器電阻的倒數(shù)與酒精氣體的濃度成正比，那么，電壓表示數(shù)U與酒精氣體濃度c之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系正確的是（

）A．U越大，表示越大、c越大，c與U成正比B．U越小，表示越小、c越大，但是c與U成正比C．U越小，表示c越小，c與U成反比D．U越大，表示c越大，但是c與U不成正比4．如圖所示，電路中的電阻均為，電路兩端總電壓為，電流表、電壓表均為抱負(fù)電表，則此時(shí)電流表、電壓表的讀數(shù)分別是（）A． B． C． D．5．在如圖所示電路中，R2=2R1，電路兩端電壓恒定，當(dāng)S斷開時(shí)，電流表的讀數(shù)為0.5A，電壓表的讀數(shù)為4V，則當(dāng)S閉合時(shí)，電流表和電壓表的讀數(shù)分別為（）A．1.5A，6V B．0，4VC．1.5A，0 D．0，6V6．電流表的內(nèi)阻是，滿刻度電流值是微安，現(xiàn)欲把這電流表改裝成量程為的電壓表，正確的方法是（）A．應(yīng)串聯(lián)一個(gè)的電阻B．應(yīng)并聯(lián)一個(gè)的電阻C．應(yīng)串聯(lián)一個(gè)的電阻D．應(yīng)并聯(lián)一個(gè)的電阻7．如圖所示，甲、乙兩個(gè)電路都是由一個(gè)靈敏電流表G和一個(gè)變阻器組成的，已知靈敏電流表的滿偏電流，內(nèi)電阻，則下列說(shuō)法正確的是（）A．甲表是安培表，R增大時(shí)量程增大B．乙表是安培表，R增大時(shí)量程增大C．在甲圖中，若改裝成的安培表的量程為，則D．在乙圖中，若改裝成的電壓表的量程為，則8．如圖所示的電路中，若ab為輸入端，AB為輸出端，現(xiàn)把滑動(dòng)變阻器的滑片置于變阻器的中心，則（）A．空載時(shí)輸出電壓UAB=UabB．當(dāng)AB間接上負(fù)載R時(shí)，輸出電壓C．AB間的負(fù)載R越大，UAB越接近D．AB間的負(fù)載R越小，UAB越接近二、多選題9．如圖所示的電路中，若a、b為輸入端，A、B為輸出端，把滑動(dòng)變阻器的滑片置于滑動(dòng)變阻器中間，則（）A．空載時(shí)輸出電壓UAB=UabB．當(dāng)A、B間接上負(fù)載R時(shí)，輸出電壓UAB＜C．A、B間的負(fù)載R越大，UAB越接近D．A、B間的負(fù)載R越小，UAB越接近10．如圖所示，閉合開關(guān)S，調(diào)整各電阻箱，使電流計(jì)的讀數(shù)為零。這時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．若R1增大，則G中電流從a到b B．若R2增大，則G中電流從a到bC．若R3減小，則G中電流從a到b D．若R4減小，則G中電流從a到b11．如圖所示，抱負(fù)電源兩端的電壓保持為E不變，若滑動(dòng)變阻器的總電阻R0=2R，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)（）A．當(dāng)滑片P滑到a端時(shí)，R