11.4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 課件 高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊

11.4

串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（共2課時）

課時1——基本規(guī)律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.分析得出串聯(lián)和并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系式，并理解其含義，體會嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推理過程。2.依據(jù)電流和電壓的關(guān)系，推導(dǎo)得到串聯(lián)和并聯(lián)電路的總電阻的表達式，體會等效思想在物理中的應(yīng)用。⑴各個元件依次首尾連接構(gòu)成的電路，稱為串聯(lián)電路；×回顧：什么是串聯(lián)電路？什么是并聯(lián)電路？一、

串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流⑵各個元件一端連接在一起，另一端也連接在一起，構(gòu)成的電路，稱為并聯(lián)電路。R1R2R3根據(jù)電阻公式

，如果把兩個電阻R1、R2

串聯(lián)（或并聯(lián)）后看成一個電阻，這個電阻跟原電阻有什么關(guān)系？R1R2R=?R=?R1R2R3導(dǎo)入新課推廣：n個電阻串聯(lián)時，則有1.串聯(lián)電路R=R1+R2+˙˙˙+RnR1R2U1U2UI思考:R比其中任一個導(dǎo)體的電阻R1和R2都要大，根據(jù)電阻定律可以怎樣

形象理解這一點？串聯(lián)電路的電阻RUI等效U=U1+U2R=R1+R2分析：串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。結(jié)論

1.串聯(lián)電路的電流分析：對于恒定電流，由于在相等時間內(nèi)通過串聯(lián)電路中各個位置的電荷量

相同，則有q0=q1=q2=q30123I0=I1=I2=I3串聯(lián)電路中的電流，處處相等結(jié)論

U01=φ0－φ1U12=φ1－φ2U23=φ2－φ30123φ0φ1φ2φ3思考：在外電路中，沿電流方向電勢逐漸降低，請你從電勢出發(fā)，推導(dǎo)出0、3之間的電勢差與0、1，1、2，2、3間電勢差的關(guān)系。1.串聯(lián)電路的電壓串聯(lián)電路的電壓U01+U12+U23=φ0－φ3=U03串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和。結(jié)論

分析：U:U1:U2：┈=R:R1:R2┈問題：串聯(lián)電路兩端總電壓等于各個電阻兩端電壓之和，每個電阻從總電壓中分得一部分電壓，串聯(lián)電路具有分壓作用。

試證明，串聯(lián)電阻分壓與其電阻成正比。R1R2U1U2U分析：串聯(lián)電路的電壓分配規(guī)律串聯(lián)電路中，每個電阻分得的電壓與其電阻成正比。結(jié)論

串聯(lián)電路中，設(shè)總電壓不變，當(dāng)R2增大，每個電阻分得的電壓如何變化？滑動變阻器的限流接法1.在圖11.4-7的電路中，A、B之間的電壓為U，定值電阻的阻值為R，滑動變阻器的最大阻值為R1。在滑動變阻器的滑動端移動過程中，R兩端電壓UR的變化范圍是多少？U=U1=U2=U3φ0=φ1=φ2=φ3φ4=φ5=φ6=φ0′1.并聯(lián)電路的電壓思考:導(dǎo)線的電阻可以認(rèn)為是0，因此任意導(dǎo)線兩端沒有電勢差。據(jù)此，你可以得出并聯(lián)電路的電壓關(guān)系嗎？12345600′U分析：并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等。結(jié)論

2.并聯(lián)電路的總電阻R1R2I1I2IU思考：幾個電阻并聯(lián)起來，可以等效為一個電阻，稱為并聯(lián)電路的總電阻。

請推導(dǎo)出總電阻與各個電阻的關(guān)系。RUI等效并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。結(jié)論

分析：12300′3.并聯(lián)電路的電流q0=q1+q2+q3分析：對于恒定電流，在相等時間內(nèi)通過干路的電荷量等于各個支路

的電荷量之和，則有I0=I1+I2+I3并聯(lián)電路的總電流，等于各個支路中的電流之和。結(jié)論

R1R2R3I1I2I3問題：并聯(lián)電路，干路中的總電流等于各個支路中的電流之和，每個支路都從總電流中分得一部分，并聯(lián)電路具有分流作用。

試證明，并聯(lián)電阻分流與電阻成反比。探究：并聯(lián)電路的電流的分配規(guī)律，則有分析：并聯(lián)電路中，每個支路分得的電流與其電阻成反比。結(jié)論

并聯(lián)電路中，設(shè)總電壓不變，當(dāng)R2增大，電路中總電流如何變化，每個電阻分得的電流如何變化？滑動變阻器的分壓接法圖11.4-9的電路常被叫作分壓電路，當(dāng)A、B之間的電壓為U時，利用它可以在C、D端獲得0和U之間的任意電壓。試說明其中的道理。思考1:

R1和R2并聯(lián)后R=?⑴由

可知，R比其中任一個導(dǎo)體的電阻R1和R2都要小，根據(jù)電阻定律可以怎樣形象理解這一點？⑵如果兩個阻值相差很大的電阻并聯(lián)(設(shè)R1>>R2)，其總阻值與哪個電阻接近？探究：并聯(lián)電路常用結(jié)論R并＜Rmin，且兩個阻值相差很大的電阻并聯(lián)時總電阻與小電阻阻值接近。結(jié)論

分析：思考2:n個相同電阻R并聯(lián)的總電阻等于多少？思考3;如果在保持原有并聯(lián)電路中支路的數(shù)目不變，增大某一個支路中的電阻，則總電阻會增大還是會減??？()R總結(jié)論

并聯(lián)電路中，如果保持支路數(shù)目不變，增大某一個支路的電阻，則總電阻會增大。結(jié)論

分析：思考4：如果在原有并聯(lián)電路中增加一條支路（該支路電阻不為0），則總電阻會增大還是會減?。吭黾?條支路后，則有若原來有n條支路，則有并聯(lián)電路中，如果保持原有支路不變，增加支路數(shù)目，則總電阻會減小。結(jié)論

分析：例題1由四個電阻連接成的電路如圖所示,R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω。⑴求a、d之間的總電阻；⑵如果把42V的電壓加在a、d兩端，則通過每個電阻的電流是多少？故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8Ω＋4Ω＋2Ω＝14Ω。設(shè)通過R3、R4的電流分別為I3、I4，則由并聯(lián)電路電壓相等，

得

I3R3＝I4R4，

又

I3＋I4=3A，解得I3＝1A，I4＝2A。即為通過R1、R2的電流。解析：例題2

儀器中常用兩個阻值不同的可變電阻來調(diào)節(jié)電路的電流，一個作粗調(diào)，一個作細(xì)調(diào)，這兩個變阻器可以按圖甲串聯(lián)起來或按圖乙并聯(lián)起來再接入電路。已知R1阻值較大，R2阻值較小，則

（

）

A．圖甲中R2作粗調(diào)

B．圖甲中R1作細(xì)調(diào)

C．圖乙中R2作粗調(diào)

D．圖乙中R2作細(xì)調(diào)C串聯(lián)并聯(lián)電路IUR串并聯(lián)電路的規(guī)律總結(jié)課堂小結(jié)

課時2——電表改裝1.通過建立簡化模型，應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律分析電流表及電壓表的改裝原理。2.理解理想電表是一種科學(xué)抽象的產(chǎn)物，進一步體會理想化模型的思想方法。學(xué)習(xí)目標(biāo)導(dǎo)入新課

通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道實驗室的電表都是雙量程的，這些電表雖然量程不同，但是都是由一個小量程的電流表改裝而成的。

改裝的秘密是什么呢？1.電路圖符號G或一、認(rèn)識檢流計（俗稱表頭）2.表頭本質(zhì)：3.三個主要參數(shù)三個參數(shù)關(guān)系：是一個電阻，能指示通過自身的電流大小。⑵滿偏電流Ig：指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流Ig電流計內(nèi)阻Rg⑴表頭內(nèi)阻：⑶滿偏電壓Ug：滿偏電流時，加在它兩端的電壓Ug=IgRgGRgIgUgIgUgRg建立模型二、電流計（表頭）改裝成大量程電壓表問題1有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。用它能否測量電壓？用它測量的最大電壓是多少？GU=IRgUR分析：滿偏電壓（量程）Ug=IgRg=30mV電壓測量值問題2有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。請你設(shè)計一個改裝方案，

用它能夠測量3V的電壓。RgIgGURUVRV⑴電阻R的作用：分壓作用，R又稱分壓電阻⑵計算電阻R的阻值法1歐姆定律法2串聯(lián)分壓U=Ig(Rg+R)問題3改裝后的電壓表內(nèi)阻是多少？求新表內(nèi)阻思路問題4用這個改裝后的電壓表直接讀數(shù)，表盤上的刻度應(yīng)該標(biāo)度電壓，刻度會是

均勻的嗎？RgGR01mA01231mA換為3VmA符號換為VIRR=?問題1有一個電流表G，內(nèi)阻Rg=30Ω，滿偏電流Ig=1mA。請你設(shè)計一個改裝方案，

用它能夠測量0.6A的電流。GRgIgI三、電流計（表頭）改裝成大量程電流表AIRA⑴電阻R的作用：分流作用，R又稱分流電阻⑵計算電阻R的阻值法1歐姆定律法2并聯(lián)分流求電流表內(nèi)阻思路問題2改裝后的電流表內(nèi)阻是多少？問題3用這個改裝后的電流表直接讀數(shù)，表盤需要重新標(biāo)度，刻度會是均勻

的嗎？請說出理由和表盤更改方案。

1.有一滿偏電流Ig=5mA，內(nèi)阻Rg=400Ω的電流表G，若把它改裝成量程為10V的電壓表，應(yīng)____（串聯(lián)

并聯(lián)）一個____Ω的分壓電阻，該電壓表的內(nèi)阻為____Ω；

若把它改裝成量程為3A的電流表，應(yīng)____（串聯(lián)

并聯(lián)）一個____Ω的分流電阻，該電流表的內(nèi)阻為____Ω。答案：串16002000并0.6680.667課堂評價電流表的內(nèi)接法與外接法

3.圖11.4-10畫出了用電壓表、電流表測量導(dǎo)體電阻的兩種電路圖。圖中電壓表的內(nèi)阻為1kΩ，電流表的內(nèi)阻為0.1Ω，被測導(dǎo)體

R的真實電阻為87.4Ω。測量時，把電壓表示數(shù)和電流表示數(shù)之比作為電阻的測量值。

如果不考慮實驗操作中的偶然誤差，按甲、乙兩種電路進行實驗，得到的電阻測量值各是多少？你能從中得出什么結(jié)論？改裝電壓表改裝電流表電路R的作用R的計算電表的總電阻分壓分流課堂小結(jié)n：量程擴大的倍數(shù)要點二伏安法測電阻中電流表的兩種接法項目內(nèi)接法外接法電路圖誤差原因電流表的分壓作用電壓表的分流作用某同學(xué)利用電流表和電壓表測定電阻Rx的阻值，設(shè)計了圖甲和圖乙兩個實驗電路。已知電流表的內(nèi)阻約為0.125Ω，電壓表的內(nèi)阻約為3kΩ，Rx的阻值約為5Ω。(1)為減小系統(tǒng)誤差,應(yīng)該選擇的實驗電路是

(選填“圖甲”或“圖乙”)。(2)請從誤差分析的角度,說明選擇的理由:

GR1R2－3V15V2.有一個表頭G，滿偏電流Ig=1mA，內(nèi)阻Rg=100Ω，用它改裝為有3V和15V兩種量程的電流表。求：R1、R2的阻值各為多大？思考：你知道哪個量程大嗎？解法1：利用歐姆定律解法2：