2020-2021學(xué)年高中物理 第十一章 電路及其應(yīng)用 第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路學(xué)案 新人教版必修3

1、2020-2021學(xué)年高中物理 第十一章 電路及其應(yīng)用 第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路學(xué)案 新人教版必修32020-2021學(xué)年高中物理 第十一章 電路及其應(yīng)用 第4節(jié) 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路學(xué)案 新人教版必修3年級：姓名：- 10 -串聯(lián)電路和并聯(lián)電路【學(xué)習(xí)目標(biāo)】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?！舅季S脈絡(luò)】課前預(yù)習(xí)反饋教材梳理落實(shí)新知 知識點(diǎn) 1 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電路內(nèi)容串聯(lián)電路并聯(lián)電路電路圖電流關(guān)系電路各處電流_相等_即：ii1i2i3總電流等于

2、各支路電流_之和_ii1i2i3電壓關(guān)系總電壓等于各部分電路電壓_之和_即：uu1u2u3總電壓等于_各支路_電壓uu1u2u3電阻關(guān)系總電阻等于各部分電路電阻_之和_即：rr1r2r3總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的_倒數(shù)之和_知識點(diǎn) 2 電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)1小量程電流表g(表頭)的三個參量：2電表改裝原理：電壓表改裝：將表頭_串聯(lián)_一個較大電阻，如圖所示：電流表改裝：將表頭_并聯(lián)_一個較小電阻，如圖所示：判一判(1)串聯(lián)電路的總電流等于流過各電阻的電流之和。()(2)串聯(lián)電路的總電壓等于各電阻兩端的電壓之和。()(3)并聯(lián)電路的總電阻一定大于每一個電阻的阻值。()(4)一個電阻和一根無電

3、阻的理想導(dǎo)線并聯(lián)，總電阻為零。()(5)測量較大的電壓時，將表頭上串聯(lián)一個較大的電阻，就改裝成了電壓表。()(6)測量較大的電流時，將表頭上并聯(lián)一個較大的電阻，就改裝成了量程較大的電流表。()選一選(2019北京市中關(guān)村中學(xué)高二上學(xué)期期中)如圖所示，甲、乙兩個電路都是由一個靈敏電流計(jì)和一個變阻器r組成，它們中一個是測電壓的電壓表，另一個是測電流的電流表，那么以下結(jié)論中正確的是(d)a甲表是電流表，r增大時量程增大b甲表是電壓表，r增大時量程減小c乙表是電流表，r增大時量程減小d乙表是電壓表，r增大時量程增大解析：電壓表電阻分壓，串聯(lián)；電流表電阻分流，并聯(lián)；所以甲表為電流表，乙表為電壓表，并聯(lián)電

4、路電阻大時分流少，所以r增大時量程減小，a錯誤，b錯誤；串聯(lián)電路電阻大時分壓多，所以r增大時量程增大，c錯誤，d正確。想一想某用戶家中有很多用電器：電燈、電視、洗衣機(jī)、電磁爐及電冰箱等。請思考：該用戶家中的各種用電器采用什么連接方式？若電燈的燈絲斷了，其他用電器還能正常使用嗎？解析：在家庭電路中，各種用電器都是并聯(lián)的，若某一用電器燒壞，并不影響其他用電器的正常工作。課內(nèi)互動探究細(xì)研深究破疑解難 探究對串、并聯(lián)電路的理解情境導(dǎo)入_節(jié)日里的彩燈，一串串一簇簇，有的掛在街道兩旁的樹上，有的掛在裝飾物品上，拼湊出美麗的圖案，絢麗多彩，這些大量的小彩燈是怎樣連接的呢？是與家用照明電路一樣并聯(lián)嗎？為什么同

5、一串的小彩燈有一只壞了，其他的照常發(fā)光呢？提示：小彩燈是串聯(lián)的，不是并聯(lián)的。但彩燈內(nèi)部燈絲的結(jié)構(gòu)與一般的燈不同，彩燈燈絲下邊多并聯(lián)了一段涂有氧化銅的細(xì)金屬絲。一旦有一個彩燈燈絲熔斷了，其他彩燈瞬間會熄滅，使這個燈泡兩端的電壓得到220 v，從而瞬間擊穿那段細(xì)金屬絲的氧化銅涂層，使這個彩燈重新形成通路，又使其他燈泡繼續(xù)工作。這就是串聯(lián)的小彩燈，為什么其中有的燈絲熔斷了，其他的還能繼續(xù)工作的原因。并且我們會發(fā)現(xiàn)，這時亮的彩燈也比原來更亮了。因?yàn)檫@個彩燈熔斷后擊穿金屬絲相當(dāng)于短路了。留下的燈泡兩端各自分擔(dān)的電壓就多了，所以會比原來更亮。要點(diǎn)提煉_1串、并聯(lián)電路總電阻的比較比較串聯(lián)電路的總電阻r總并聯(lián)

6、電路的總電阻r總不同點(diǎn)n個相同電阻r串聯(lián)，總電阻r總nrn個相同電阻r并聯(lián)，總電阻r總r總大于任一電阻阻值r總小于任一電阻阻值一個大電阻和一個小電阻串聯(lián)時，總電阻接近大電阻一個大電阻和一個小電阻并聯(lián)時，總電阻接近小電阻相同點(diǎn)多個電阻無論串聯(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.電壓、電流的分配關(guān)系(1)串聯(lián)電路中各個電阻兩端電壓跟它們的阻值成正比。i(2)并聯(lián)電路中通過各個電阻的電流跟它的阻值成反比。iri1r1i2r2inrn典例剖析_典例1 由4個電阻連接成的混聯(lián)電路如圖所示。r18 ，r24 ，r36 ，r43 。(1)求a、d之間的總電阻。(2)如果把42 v的電

7、壓加在a、d兩端，通過每個電阻的電流是多少？思路引導(dǎo)：在串并聯(lián)電路的有關(guān)計(jì)算中，首先要明確各電阻的串并聯(lián)關(guān)系，然后再結(jié)合串并聯(lián)電路的特點(diǎn)及電流、電壓分配規(guī)律和歐姆定律列式計(jì)算。解析：(1)r3、r4并聯(lián)后電阻為r34，則r34 2 ，r1、r2和r34串聯(lián)，總電阻rr1r2r3414 。(2)根據(jù)歐姆定律i，i a3 a。由于r1、r2串聯(lián)在干路上，故通過r1、r2的電流都是3 a。設(shè)通過r3、r4的電流為i3、i4，由并聯(lián)電路的特點(diǎn)知i3i43 a，解得i31 a，i42 a。答案：(1)14 (2)通過r1、r2的電流是3 a；通過r3的電流是1 a；通過r4的電流是2 a。對點(diǎn)訓(xùn)練_1如

8、圖所示，每個電阻的阻值都是2 ，電流表內(nèi)阻不計(jì)，在b、c間加6 v電壓時，電流表的示數(shù)是(b)a0b1 ac2 ad3 a解析：將電路改畫成如圖所示形式。i總 a2 a，流過電流表的電流為1 a。探究 電表的改裝與使用情境導(dǎo)入_用相同的電流表g改裝的電壓表 v和電流表a，分別測量電壓和電流時，指針偏角均為滿刻度的，試問這兩種情況下表頭g兩端的電壓和通過的電流是否相等？提示：因?yàn)槭窍嗤碾娏鞅砀难b的電壓表和電流表，指針偏角相同，說明通過的電流i相同，所以表頭g兩端的電壓(uirg)也相同。要點(diǎn)提煉_1電表的改裝小量程的表頭g改裝成電壓表 v小量程的表頭g改裝成電流表a內(nèi)部電路r的作用分壓分流擴(kuò)大

9、量程計(jì)算uig(rrg)rrg(n1)rg其中nigrg(iig)rr其中n電表的總內(nèi)阻rvrgrra2.使用電表需要注意的幾個問題(1)選用電流表、電壓表時，應(yīng)考慮所測電流、電壓的最大值不能超出儀表的量程，以確保不損壞儀器。在實(shí)驗(yàn)電路中測量電流、電壓時，電流表、電壓表的指針偏轉(zhuǎn)角度不宜過小，以減少誤差。(2)電流表并聯(lián)電阻r后，內(nèi)阻很小，串聯(lián)在電路中時，可作短路處理；電壓表串聯(lián)電阻rrg(n1)后，內(nèi)阻很大，當(dāng)電壓表并聯(lián)在電路中時，可看成斷路，這兩種情況均可看成電表對電路無影響，即把電表視為理想的電表。(3)當(dāng)電流表和電壓表不能看成理想的電表時(即表的內(nèi)阻不能忽略時)，電流表看成一個小電阻，

10、其示數(shù)為流過此電阻的電流，電壓表看成一個大電阻，其示數(shù)為此電阻兩端的電壓。(4)電流表a與電壓表v的指針偏轉(zhuǎn)角度越大，相對誤差越小。特別提醒(1)無論表頭改裝成電壓表還是電流表，它的三個特征量ug、ig、rg是不變的，即通過表頭的最大電流ig并不改變。(2)電表改裝的問題實(shí)際上是串并聯(lián)電路中電流、電壓的計(jì)算問題，只要把表頭看成一個電阻rg即可，切記通過表頭的滿偏電流ig是不變的。典例剖析_典例2 如圖所示是一個電流表、電壓表兩用的電路，電流表g的量程是100 a，內(nèi)阻是1 000 。電阻 r10.1 ，r299 k，當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)合到a、b上時，電流表改裝成什么表？其量程是多少？當(dāng)雙刀雙擲開關(guān)

11、合到c、d上時，電流表改裝成什么表？其量程是多少？思路引導(dǎo)：(1)將表頭改裝成電壓表和電流表分別根據(jù)串聯(lián)電阻的分壓作用和并聯(lián)電阻的分流作用。(2)電壓表的測量值是新改裝后的電壓表內(nèi)阻rg與r串兩端的電壓之和，電流表的測量值是通過新改裝后的電流表rg與r并的電流之和。解析：當(dāng)開關(guān)合到a、b上時，電路轉(zhuǎn)換成圖甲所示的電路，此時小電阻r1與電流表g并聯(lián)，r1起分流作用，可作為大量程電流表使用。根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)有：(iig)r1igrg。電流表量程為i a1 a當(dāng)開關(guān)合到c、d上時，電路變成圖乙所示的電路，此時大電阻r2與電流表g串聯(lián)，r2起分壓作用，所以電流表g已改裝成電壓表，根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)，

12、電壓表量程為：uig(rgr2)0.000 1(1 00099 000) v10 v。答案：(1)電流表，1 a(2)電壓表，10 v對點(diǎn)訓(xùn)練_2如圖所示的電路中，小量程電流表的內(nèi)阻rg100 ，滿偏電流ig1 ma，r1900 ，r2 。(1)當(dāng)s1和s2均斷開時，改裝所成的表是什么表？量程多大？(2)當(dāng)s1和s2均閉合時，改裝所成的表是什么表？量程多大？答案：(1)電壓表1 v(2)電流表1 a解析：(1)當(dāng)s1和s2均斷開時，改裝成了電壓表，量程uig(rgr1)1 v(2)當(dāng)s1和s2均閉合時，改裝成了電流表其量程i1 a。核心素養(yǎng)提升以題說法啟智培優(yōu) 伏安法測電阻1伏安法測電阻原理歐

13、姆定律給了我們測量電阻的一種方法，由r可知，用電壓表測出電阻兩端的電壓，用電流表測出通過電阻的電流，就可求出待測電阻。2伏安法測電阻的兩種電路比較項(xiàng)目電流表內(nèi)接法電流表外接法電路誤差原因由于電流表內(nèi)阻的分壓作用，電壓測量值偏大由于電壓表內(nèi)阻的分流作用，電流測量值偏大測量結(jié)果r測rarxrxr測rx兩種電路選擇條件rx越大ur越接近u v，r測越接近r真，該電路適合測大電阻rxrarx越小，ig越接近ia，r測越接近r真，該電路適合測小電阻rxr v案例 在伏安法測電阻的實(shí)驗(yàn)中，待測電阻rx的阻值約為200 ，電壓表 v的內(nèi)阻約為2 k，電流表a的內(nèi)阻約為10 ，測量電路中電流表的連接方式如圖(a)或圖(b)所示，結(jié)果由公式rx計(jì)算得出，式中u與i分別為電壓表和電流表的示數(shù)。若將圖(a)和圖(b)中電路測得的電阻值分別記為rx1和rx2，則_rx1_(填“rx1”或“rx2”)更接近待測電阻的真實(shí)值，且測量值rx1_大于_(填“大于”“等于”或“小于”