串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(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(教學(xué)課件）——高中物理人教版（2019）必修第三冊1．知道串、并聯(lián)電路的電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。2．掌握串、并聯(lián)電路的相關(guān)計(jì)算。3．了解電流表(表頭)的原理，知道滿偏電流和滿偏電壓的概念。4．理解利用電流表(表頭)改裝成電壓表和電流表的原理。學(xué)習(xí)目標(biāo)：在初中，我們曾研究過串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律和電壓的規(guī)律，如果把兩個(gè)電阻R1、R2串聯(lián)或并聯(lián)后看成一個(gè)電阻，它們應(yīng)該是怎樣的關(guān)系？··R1R2R1R2今天我們就用高中物理知識作進(jìn)一步分析。在此基礎(chǔ)上，討論串、并聯(lián)電路中各部分電阻的關(guān)系。新知導(dǎo)入1、電流①串聯(lián)電路中的電流處處相等0123串聯(lián)電路I0=

I1=

I2=

I3證明：恒定電流電路中各處電荷分布穩(wěn)定，保持不變（任何位置的電荷量不會越來越多或越來越少），可以看出，通過0、1、2、3處的電荷量必然相等，所以在時(shí)間t內(nèi)有q0=q1=q2=q3I0=I1=I2=I3新知講解一：串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)證明：要保持電路各處電荷量分布穩(wěn)定不變，相同時(shí)間內(nèi)流過干路0點(diǎn)的電荷量必須等于流過各支路1、2、3各點(diǎn)的電荷量之和，由此可知1、電流②并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和0123并聯(lián)電路I0=

I1+

I2+

I3q0=q1+q2+q3I0=I1+I2+I3一：串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串、并聯(lián)電路中電流的分配關(guān)系①串聯(lián)電路中電流處處相等②并聯(lián)電路中通過各支路電阻的電流跟它們的阻值成反比．推導(dǎo)：在并聯(lián)電路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，U1＝U2＝…＝Un，所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I總R總＝U.2、電壓①串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和0123串聯(lián)電路

串聯(lián)電路中，以φ0、φ1、φ2、φ3表示電路中0、1、2、3各點(diǎn)的電勢，以U01、U12、U23、U03表示各點(diǎn)之間的電勢差U01

=φ0

–φ1

；U12

=φ1

–

φ2

；U23

=φ2

–

φ3

；U03

=φ0

–

φ3；

U01+

U12

+

U23

=

(φ0

–φ1)+(φ1

–

φ2)+(φ2

–

φ3)=

φ0

–

φ3U01+

U12

+

U23

=

U03

一：串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)2、電壓②并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓相等。3’0123并聯(lián)電路1’2’0’在不考慮導(dǎo)線電阻的情況下：左邊：φ0

=

φ1

=

φ2

=

φ3

；右邊：φ0’=

φ1’=

φ2’=

φ3’

φ0

–φ0’=

φ1

–

φ1’=

φ2

–φ2’=

φ3

–φ3’U總=U1=U2=U3一：串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串、并聯(lián)電路中電壓的分配關(guān)系①并聯(lián)電路中電壓處處相等②串聯(lián)電路中通過各電阻的兩端的電壓跟它們的阻值成正比．推導(dǎo)：在串聯(lián)電路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，I1＝I2＝…＝In,所以有：3、電阻①串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和IUU1U2R1R2當(dāng)兩個(gè)電阻串聯(lián)至電路時(shí)，若將其看為一個(gè)整體，則此時(shí)的電阻為R，此時(shí)的電壓為U，則有：R=R1+R2U=U1+U2RUI一：串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)3、電阻②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II1I2R1R2U當(dāng)兩個(gè)電阻并聯(lián)至電路時(shí)，若將其看為一個(gè)整體，則此時(shí)的電阻為R，此時(shí)的電壓為U，則有：I=I1+I2

新知講解一：串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系串聯(lián)電路：并聯(lián)電路：思考1：如果增大其中一個(gè)電阻的阻值，R總會如何變化？思考2：如果在原串聯(lián)電路上再串一個(gè)（或者在原并聯(lián)電路上再并一個(gè)），R總會如何變化？串聯(lián)：RxR總

并聯(lián)：RxR總串聯(lián)：再串一個(gè)，R總

并聯(lián)：再并一個(gè)，R總簡記：越串越大；越并越小不管電路連接方式如何，只要有一個(gè)電阻增大（減少），總電阻就增大（減少）。串、并聯(lián)電路總電阻的比較四、電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)1.表頭（1）常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的。（2）工作原理：通電后，線圈在磁場力的作用下帶動指針偏轉(zhuǎn)，電流越大，指針偏角越大。（3）從電路的角度看，表頭就是一個(gè)電阻，遵從歐姆定律。通過表頭的電流是可以從刻度盤上讀出來的。新知講解2.表頭的三個(gè)特征量①內(nèi)阻Rg：表頭的電阻Rg

叫作電流表的內(nèi)阻。②滿偏電流Ig：指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時(shí)的電流Ig

叫作滿偏電流。③滿偏電壓Ug：表頭通過滿偏電流時(shí)，加在它兩端的電壓Ug叫作滿偏電壓。由歐姆定律可知：Ug＝IgRg表頭的滿偏電壓Ug

和滿偏電流Ig

一般都比較小。RgUgIg3.表頭G改裝成大量程的電壓表U（1）測量較大的電壓時(shí)，要串聯(lián)一個(gè)分壓電阻R，把表頭改裝成電壓表，即電壓表可以看作一個(gè)電壓可讀的“大電阻”。UUgURIgRgRVU（2）串聯(lián)電阻R的作用是分擔(dān)一部分電壓，起這種作用的電阻常常被叫作分壓電阻。電壓表的內(nèi)阻：RV=R+Rg4.表頭G改裝成大量程的電流表測量較大的電流時(shí)，則要并聯(lián)一個(gè)分流電阻R，把小量程的表頭改裝成大量程的電流表。電流表可以看作一個(gè)電流可讀的“小電阻”。UUIAIIgRgR（2）并聯(lián)電阻R的作用是分去一部分電流，起這種作用的電阻常常被叫作分流電阻。電流表的總電阻例題：一個(gè)表頭的內(nèi)阻Rg

為30Ω，滿偏電流Ig

為1mA。要把它改裝為量程0?0.6A的電流表，需要并聯(lián)多大的電阻？改裝后電流表的內(nèi)阻是多少？分析：電流表由表頭和電阻R并聯(lián)組成，如圖的虛線框所示。電流表量程為0?0.6A，是指通過電流表的電流為0.6A時(shí)，表頭的指針指在最大刻度，即通過表頭的電流等于Ig

。新知講解新知講解解：通過電阻R的電流IR

＝I－Ig

＝（0.6－0.001）A＝0.599A由歐姆定律可以求出分流電阻電流表內(nèi)阻RA

等于Rg

與R的并聯(lián)值，有【例1】如圖所示，R2=R4，理想電壓表V1的示數(shù)為70V，理想電壓表V2的示數(shù)為50V，則A、B間的電壓為（

）A.140V

B.120VC.100V

D.無法計(jì)算

B電路元件的處理技巧①若電阻上沒有電流流過時(shí)，該電阻相當(dāng)于導(dǎo)線。②理想電流表的內(nèi)阻可看成零，可用導(dǎo)線替代。③理想電壓表的內(nèi)阻可看成無窮大,可看成斷路。④穩(wěn)定電容器的電阻無窮大，可看成斷路經(jīng)典例題【例2】如圖所示，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3．當(dāng)AB兩端加上某一電壓后，則流過三個(gè)電阻的電流之比為I1：I2：I3＝

。

6：3：2R1R2R3ABR1R2R3ABCDCDφA=φDφB=φCφA＞φBR1:A→C等效與A→BR2:D→C等效與A→BφA=φD＞φB=φCR3:D→B等效與A→B【變式訓(xùn)練】如圖所示，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3．當(dāng)AB兩端加上某一電壓后，則三個(gè)電流表示數(shù)I1：I2：I3＝

。

11：5：9A3A1A2AR1R2R3BA3A2R1R2R3BA1ACDCDEE注意：電路簡化后，求電表示數(shù)要將電表復(fù)原到對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)之間【例3】如圖所示電路,當(dāng)ab兩端接入100V電壓時(shí),cd兩端為20V,當(dāng)cd兩端接入100V電壓時(shí),ab兩端電壓為50V,則R1:R2:R3為()A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不對R1R1R2R3R3abcdAR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V注意：簡化電路時(shí)，沒有電流經(jīng)過的電阻要去掉【變式訓(xùn)練】如圖所示電路,設(shè)R1=R2=R3=R4=R，求：電鍵S閉合和開啟時(shí)，A、B兩端電阻之比。5：61.如圖所示，當(dāng)AB間加上電壓時(shí)，R1、R2、R3三個(gè)電阻上消耗的功率相等，則三電阻的阻值之比R1：R2：R3為（）A．1：1：4B．1：1：1C．1：1：2D．2：2：1AR1R2AR3B課堂練習(xí)2.某同學(xué)要把一個(gè)量程為200μA，內(nèi)阻為300Ω的直流電流計(jì)G，改裝成量度范圍是0～4V的直流電壓表，那么（）A．串聯(lián)一個(gè)阻值為20kΩ的電阻B．并聯(lián)一個(gè)阻值為19.7kΩ的電阻C．改裝后的電壓表內(nèi)阻為20kΩD．改裝后的電壓表內(nèi)阻為19.7kΩC課堂練習(xí)3．如圖所示，兩個(gè)電阻串聯(lián)后接在電路中a，b兩點(diǎn)，已知a，b兩點(diǎn)間電壓不變。某同學(xué)把一個(gè)實(shí)驗(yàn)室里的電壓表并聯(lián)在R1兩端時(shí)，讀數(shù)為5V；將該電壓表并聯(lián)在R2兩端時(shí)，讀數(shù)為4V，則a，b兩點(diǎn)間電壓（）A．大于9VB．等于9VC．小于9VD．無法確定AR1R2ab課堂練習(xí)4.一電流表由電流計(jì)G和電阻R并聯(lián)而成，如圖所示，在校準(zhǔn)時(shí)發(fā)現(xiàn)此電流表的讀數(shù)總比準(zhǔn)確值稍小些，采用下列措施可使讀數(shù)變準(zhǔn)確的是（）A．在R上串聯(lián)一比R小得多的電阻B．在R上串聯(lián)一比R大得多的電阻C．在R上并聯(lián)一