高中物理 第二章 恒定电流 第5讲 串联电路和并联电路学案 新人教版选修3-1

串联电路和并联电路目标定位1.掌握串、并联电路的电流和电压的特点.2.掌握电阻串、并联的计算.3.理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算一、对串联电路的理解1串联把几个导体依次首尾相连，接入电路，这样的连接方式叫做串联，如图1所示图12串联电路的特点(1)串联电路中各处的电流相等，即：II1I2I3.(2)串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即：UU1U2U3.(3)串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，即RR1R2R3.(4)串联电阻具有分压作用：串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即：I.深度思考(1)若R1、R2组成串联电路，R1不变，R2增大时，串联的总电阻如何变化？若R1R2，串联的总电阻接近哪个电阻？(2)若n个相同的电阻R串联，总电阻是多大？答案(1)增大接近R2(2)nR例1电阻R1、R2、R3串联在电路中已知R110、R35，R1两端的电压为6V，R2两端的电压为12V，则()A电路中的电流为0.6AB电阻R2的阻值为20C三只电阻两端的总电压为21VD电阻R3两端的电压为4V解析电路中的电流IA0.6A，A对；R2阻值为R220，B对；三只电阻两端的总电压UI(R1R2R3)21V，C对；电阻R3两端的电压U3IR30.65V3V，D错答案ABC(1)分析串联电路要抓住电流不变的特点.(2)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻；当一个大电阻和一个小电阻串联时，串联电阻接近大电阻.(3)串联电路中任一电阻增大，总电阻增大.二、对并联电路的理解1并联：把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联，如图2所示图22并联电路的特点(1)并联电路的总电流等于各支路电流之和，即：II1I2I3.(2)并联电路的总电压与各支路电压相等，即：UU1U2U3.(3)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即：.(4)并联电路具有分流作用：并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即：I1R1I2R2I3R3U.深度思考(1)若R1、R2组成并联电路，R1不变，R2增大时，并联的总电阻如何变化？若R1R2，并联的总电阻接近哪个电阻？(2)若n个相同的电阻R并联，总电阻是多大？答案(1)增大接近R1(2)例2如图3所示的电路中，R12，R23，R34.图3(1)电路的总电阻是多少？(2)若流过电阻R1的电流I13A，则通过R2、R3的电流分别为多少？干路电流为多少？解析(1)根据并联电路的特点电路中所以R总.(2)由于I1R1I2R2I3R3，所以I22AI31.5A干路电流II1I2I3(321.5) A6.5A.答案(1)(2)2A1.5A6.5A(1)分析并联电路要抓住电压不变的特点.(2)并联电阻小于任一个分电阻；一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻.(3)并联电路任一电阻增大时，总电阻也随之增大.针对训练由四个电阻连接成的电路如图4所示R18，R24，R36，R43.图4(1)求a、d之间的总电阻；(2)如果把42V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？答案见解析解析(1)由题图可知Rcd2.故RadR1R2Rcd84214.(2)由欧姆定律知IA3A，即为通过R1、R2的电流设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则由并联电路电压相等，得I3R3I4R4，又I3I43A，解得I31A，I42A三、电流表和电压表1小量程电流表G(表头)的三个参数(1)电流表的内阻：电流表G的电阻Rg.(2)满偏电流：指针偏转到最大刻度时的电流Ig.(3)满偏电压：电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug.由欧姆定律可知UgIgRg.2电压表、电流表的改装及其特点项目小量程电流表G改装成大量程电压表V小量程电流表G改装成大量程电流表A电路结构R的作用分压分流扩大量程的计算UIg(RRg)_RRgIgRg(IIg)RRRg电表的总内阻RVRgRRA使用并联在被测电路中，“”接线柱接电势较高的一端串联在被测支路中，电流从“”接线柱流入深度思考由相同的表头改装成两个量程不同的电流表，读数越大的电流表表示流过表头的电流越大吗？什么可以表示流过表头的电流大小？答案不是指针偏转角度越大表示流过表头的电流越大例3有一电流表G，内阻Rg10，满偏电流Ig3mA.(1)要把它改装成量程为03V的电压表，应串联一个多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？(2)要把它改装成量程为00.6A的电流表，需要并联一个多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？解析(1)由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.03V改装成量程为03V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压URUUg2.97V所以分压电阻R990改装后电压表的内阻RVRgR1000.(2)改装成量程为00.6A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IRIIg0.597A所以分流电阻R0.05改装后电流表的内阻RA0.05答案见解析关于电表的改装，要分清改装成电压表时需串联电阻，改装成电流表时需并联电阻，然后再结合电路知识及部分电路欧姆定律加以解决(1)先明确小量程电流表G的两个参数：Ig、Rg，并算出满偏电压UgIgRg.(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻来分压，如图5所示，其阻值RRg.图5改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻来分流，如图6所示，其阻值RRg.图61(串、并联电路的有关计算)电阻R1与R2并联在电路中，通过R1与R2的电流之比为12，则当R1与R2串联后接入电路中时，R1与R2两端电压之比U1U2为()A12B21C14D41答案B2(串、并联电路的有关计算)如图7所示，R14，R29，R318.通电后经R1、R2和R3的电流之比I1I2I3_，R1、R2和R3两端的电压之比U1U2U3_.图7答案3212333(电表的改装)一量程为100A的电流表，内阻为100，表盘刻度均匀，现串联一个9900的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程为_V用它来测量电压时，表盘指针位置如图8所示，此时电压表的读数大小为_V.图8答案10.8解析4. (电表的改装)(多选)如图9甲、乙所示的电路图为电表改装的示意图，G为表头、R为可调电阻，则下列说法正确的是()图9A图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大B图甲为电流表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小C图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程增大D图乙为电压表改装的原理图，增大可调电阻的阻值，改装后电表的量程减小答案BC解析电压表电阻分压，串联；电流表电阻分流，并联所以题图甲为电流表改装的原理图，题图乙为电压表改装的原理图并联电路电阻大时分流少，所以R增大时量程减小；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大综上所述选项B、C正确题组一串、并联电路的特点及有关计算1(多选)下列说法中正确的是()A一个电阻和一根理想导线并联，总电阻为零B并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻C并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大D并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小答案ABC解析由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比各支路中的任意一个分电阻的阻值都要小，且任一支路的电阻增大时(其他支路不变)，总电阻也增大，所以A、B、C对，D错2将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻()A很接近R1且略大于R1B很接近R1且略小于R1C很接近R2且略大于R2D很接近R2且略小于R2答案A3已知通过三个并联支路的电流之比I1I2I3123，则三个并联支路的电阻之比R1R2R3为()A632B236C123D231答案A解析三个并联支路的电压相等，根据欧姆定律I得，电流I与电阻R成反比电流之比I1I2I3123，则电阻之比R1R2R3632，故选A.4(多选)如图1所示，图中1、2分别为电阻R1、R2的电流随电压变化的关系图线，则()图1AR1和R2串联后的总电阻的IU图线应在区域BR1和R2串联后的总电阻的IU图线应在区域CR1和R2并联后的总电阻的IU图线应在区域DR1和R2并联后的总电阻的IU图线应在区域答案BC5如图2所示，变阻器的总电阻为R，连线电阻不计，当它的滑片P从左端向右端移动时，A、B间的电阻变化情况是()图2A减小B增大C先减小后增大D先增大后减小答案D解析当滑片在最左端或者最右端时，A、B两点间的电阻均为0，当滑片在中间时，A、B间的电阻最大；当滑片在中间时，长度变为原来的二分之一，横截面积变为原来的一倍，则电阻变为原来的四分之一，即电阻由0增大到再减小到0，最大值为.故选D.6(多选)一个T形电路如图3所示，电路中的电阻R110，R2120，R340.另有一电压为100V的测试电源，则()图3A当c、d端短路时，a、b之间的等效电阻是40B当a、b端短路时，c、d之间的等效电阻是40C当a、b两端接通测试电源时，c、d两端的电压为80VD当c、d两端接通测试电源时，a、b两端的电压为80V答案AC解析当c、d端短路时，等效电路如图甲所示，R123R140，同理可知当a、b端短路时，R213R2128，选项A正确，选项B错误当a、b两端接通测试电源时，等效电路如图乙所示，根据欧姆定律得IA2A，所以UcdIR380V当c、d两端接通测试电源时，等效电路如图丙所示，根据欧姆定律得IAA，所以UabIR325V，选项C正确，选项D错误题组二改装电表的原理7电流表的内阻是Rg200，满刻度电流值是Ig500A，现欲把此电流表改装成量程为1V的电压表，正确的方法是()A应串联一个0.1的电阻B应并联一个0.1的电阻C应串联一个1800的电阻D应并联一个1800的电阻答案C解析电流表改装成电压表，应串联电阻电阻两端的电压UUUg1V200500106V0.9V，串联的电