【文档说明】【精准解析】高中物理人教版选修3-1教师用书：第2章4　串联电路和并联电路含解析.pdf，共(11)页，437.602 KB，由envi的店铺上传

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以下为本文档部分文字说明：

4串联电路和并联电路[学习目标]1.[物理观念]知道串、并联电路的电流、电阻和电压特点。(重点)2.[科学方法]掌握串、并联电路的相关计算。(重点)3.[科学思维]了解电流表(表头)的原理，知道什么是满偏电流和满偏电

压。(难点)4.[科学方法]理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。(难点)一、串、并联电路的特点串联电路并联电路电流各处电流相等：I＝I1＝I2＝…＝In_总电流等于各支路电流之和：I＝I1＋I2＋…＋In_电压总

电压等于各部分电压之和：U＝U1＋U2＋…＋Un各支路两端电压相等：U＝U1＝U2＝…＝Un总电阻总电阻等于各部分电阻之和：R＝R1＋R2＋…＋Rn总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和：1R＝1R1＋1R2＋…＋1Rn二、电流表和电压表1．表头小量程的电流表，符号为G。2

．表头的三个参数满偏电流Ig、_满偏电压Ug、内阻Rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是Ug＝IgRg。3．改装(1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表。(2)电流表改装：测量较大的电流时，将表头上并联一个较小的电阻，就改装成了量

程较大的电流表。1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)串联电路的总电阻大于电路中任意电阻。(√)(2)并联电路的总电阻小于电路中任意电阻。(√)(3)并联电路中某电阻变大时，总电阻减小。(×)(4)若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电

流表的满偏电压。(×)(5)若将分流电阻并联在电流表两端改装成电流表后，分流电阻和电流表两端的电压相等。(√)2．(多选)把电流表改装成电压表时，下列说法正确的是()A．改装的原理是串联电阻有分压作用B．改装成电压表后，原电流表本身允许通过的最大电

流值也随着变大了C．改装后原电流表自身的电阻也增大了D．改装后使用时，加在原电流表两端的电压的最大值不变AD[电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用，故A正确；电流表改装成电压表后Rg、Ig、Ug均不变，故B、C错误，D正确。]3．(多选)电阻R1、R

2、R3串联在电路中。已知R1＝10Ω、R3＝5Ω，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20ΩC．三只电阻两端的总电压为21VD．电阻R3两端的电压为4VABC[电路

中电流I＝U1R1＝610A＝0.6A；R2阻值为R2＝U2I＝120.6Ω＝20Ω，三只电阻两端的总电压U＝I(R1＋R2＋R3)＝21V；电阻R3两端的电压U3＝IR3＝0.6×5V＝3V。]对串、并联电路的理解1.串联电路、并联电路总电阻的比较串联电路的总电阻R

总并联电路的总电阻R总n个相同电阻R串联，总电阻R总＝nRn个相同电阻R并联，总电阻R总＝RnR总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值不同点一个大电阻和一个小电阻串联时，总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联

，其中任一电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小2.串、并联电路中，电压和电流的分配关系(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比。推导：在串联电路中，由于U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，I＝I1＝I2＝…＝

In，所以有U1R1＝U2R2＝…＝UnRn＝UR总＝I。(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比。推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，U1＝U2＝…＝Un，所以有I1R1＝I2

R2＝…＝InRn＝I总R总＝U。【例1】由四个电阻连接成的电路如图所示。R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω。(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？思路点拨：(1)分清四个电阻的串、并联关系。(2)流过R3和R4的电流与其电阻值成反比。[解析](1)由题图可知Rcd＝R3R4R3＋R4＝6×36＋3Ω＝2Ω。故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8Ω＋4Ω＋2Ω＝14Ω。(2)由欧姆定律知I＝URad＝4214A＝3A，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I3R3＝I4R4；又I3＋I4＝3A，解得I3＝1A，I4＝2A。[答案]见解析上例中，如果将1A的电流通过a、d电路，则每个电阻两端的电压分别是多少？a、d之间的总电压是多少？提示：由U1＝IR1＝8VU2＝IR2

＝4VU3＝U4＝IRcd＝2VUad＝U1＋U2＋U3＝14V。解决简单混联电路的方法(1)准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图。(2)准确地利用串、并联电路的基本规律、特点。(3)灵活地选用恰当的物理公式进行计算。[跟进训练]1．如图所示的电路中，R

1＝1Ω，R2＝2Ω，R3＝3Ω，那么通过电阻R1、R2的电流之比I1∶I2为()A．1∶2B．3∶2C．2∶1D．3∶1C[由图看出，电阻R1与R2并联，电压相等，即U1＝U2。根据欧姆定律U＝IR得知，

I1∶I2＝R2∶R1＝2∶1，故C正确，A、B、D错误。]电压表和电流表的改装1.电表的改装分析小量程的表头G改装成电压表V小量程的表头G改装成电流表A内部电路R的作用分压分流扩大量程计算U＝Ig(R＋Rg)R＝UIg－Rg＝(n－1)Rg其中n＝UUg＝UIgRg

IgRg＝(I－Ig)RR＝IgRgI－Ig＝Rgn－1其中n＝IIg电表的总内阻RV＝Rg＋RRA＝RRgR＋Rg把电流表或电压表接入电路时，对原电路会产生影响，如果这种影响很小并可以忽略时，电流表或电压表就可以看成理想电表，即认为电流表内阻为零，电压表内阻无穷

大。2．电表的校对按图所示的电路对改装后的电表进行校对。校对时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值。(1)测电压时，电压表由于并联在电路中，使整个电路的电阻减小，电压表电阻越大，测量时对电路的影响越小。(2)测电流时，电流表由于串联在电路中，使整个电路的电阻增大，电流表电阻越小，测量时

对电路的影响越小。【例2】有一块满偏电流Ig＝1mA、内阻Rg＝100Ω的小量程电流表G；(1)它的满偏电压为多大？(2)把它改装成量程U＝15V的电压表；(3)把它改装成量程I＝3A的电流表。(要求画出改装的电路图，算出有关数据)。

[解析](1)根据欧姆定律可知，G的满偏电压为：Ug＝IgRg＝1×10－3×100V＝0.1V。(2)把它改装成15V的电压表应串联一个电阻，则有：U＝Ug＋IgR，即：R＝U－UgIg＝15－0.11×10－3Ω＝14900Ω电路图如下：(3)把它改

装成3A的电流表应并联一个电阻，则有：R′＝UgI－Ig＝0.13－1×10－3Ω＝0.033Ω电路图如下：[答案](1)0.1V(2)串联一个14900Ω的电阻(3)并联一个0.033Ω的电阻电表改装问题的两点提醒(1)无论表头G改装成电压表还是电流表，它的三个特征量Ug、Ig、Rg

是不变的，即通过表头的最大电流Ig并不改变。(2)电表改装的问题实际上是串、并联电路中电流、电压的计算问题，只要把表头G看成一个电阻Rg即可，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的。(3)改装后的电压表的表盘上显示的是表头和分压电阻两端的总电压，改装后的电流表表盘上显

示的是通过表头和分流电阻的总电流。[跟进训练]2．在如图所示的电路中，小量程电流表G的内阻Rg＝100Ω，满偏电流Ig＝1mA，R1＝900Ω，R2＝100999Ω。下列说法正确的是()A．当S1和S2均断开时

，改装成的表是电流表B．当S1和S2均断开时，改装成的是量程为10V的电压表C．S1和S2均闭合时，改装成的表是电压表D．S1和S2均闭合时，改装成的是量程为1A的电流表D[由题图示电路图可知，当S1和S2均断开时，G与R1串联，改

装成的是电压表，电压表量程：U＝Ig(Rg＋R1)＝0.001×(100＋900)V＝1V故A、B项错误；当S1和S2均闭合时，G与R2并联，改装成的是电流表，电流表量程：I＝Ig＋IgRgR2＝1A故C项错

误，D项正确。]伏安法测电阻1.电流表的两种接法内接法外接法电路误差分析电压表示数UV＝UR＋UA>UR，电流表示数IA＝IR，R测＝UVIA>URIR＝R真电压表示数UV＝UR，电流表示数IA＝IR＋IV>IR，R测＝UVIA<URIR＝R真误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用

两种电路选择条件R越大UR越接近UV，R测越接近R真，该电路适合测大电阻R≫RAR越小，IR越接近IA，R测越接近R真，该电路适合测小电阻R≪RV2.选择内、外接的常用方法(1)直接比较法：适用于Rx、RA、RV的大小大致可以估计，当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法

，即大电阻用内接法，小电阻用外接法。(2)公式计算法：当Rx>RARV(或RxRA>RVRx)时，用内接法，当Rx<RARV时(或RxRA<RVRx)，用外接法，当Rx＝RARV时，两种接法效果相同。(3)试触法：如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两

点，观察两电表的示数变化，若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法。【例3】用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：

A．待测电阻Rx：范围在5～8Ω，额定电流0.45AB．电流表A1：量程0～0.6A(内阻0.2Ω)C．电流表A2：量程0～3A(内阻0.05Ω)D．电压表V1：量程0～3V(内阻3kΩ)E．电压表V2：量程0～15V(内阻15kΩ)F．滑动变阻

器R：0～100ΩG．蓄电池：电动势12VH．导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选________，电压表应选________，并画出电路图。思路点拨：解答本题可按以下思路分析：(1)根据Rx的额定电流选电流表量程。(2)根据Rx两端最大电压值选电压表量程。(

3)由Rx、RV、RA的大小关系选内外接法。(4)根据Rx与变阻器的阻值关系选分压限流接法。[解析]待测电阻Rx的额定电流为0.45A，应选电流表A1，额定电压Umax＝0.45×8V＝3.6V，应选电压表V1；由于RVRA＝3000×0

.2Ω＝600Ω，Rx<RVRA，因此选用电流表的外接法测电阻；因为电压表V1量程小于3.6V，且要较准确地测量，故变阻器R应选择分压式接法，其电路如图所示。[答案]A1V1见解析图[跟进训练]3．用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法。若所用电压表

内阻为5000Ω，电流表内阻为0.5Ω。甲乙(1)当测量100Ω左右的电阻时，宜采用________(选填“甲”或“乙”)电路。(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10V、0.5A，则此电阻的测量值为________Ω，

真实值为________Ω。[解析](1)RARV＝5000×0.5Ω＝50Ω<Rx，Rx为大电阻，故电流表采用内接法误差较小，应用甲电路。(2)如果采用乙电路，则有：R测＝UI＝100.5Ω＝20Ω，URx＋URV＝I解得Rx＝20.1Ω。[答案](1)甲(2)2020.11．[科学方法]串、

并联电路的特点及电路计算。2．[科学思维]电流表、电压表的改装原理与电路。3．[科学思维]用伏安法测电阻的原理、内接与外接的判断及误差分析。1．已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3＝1∶2∶3，则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为()

A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．2∶3∶6D．6∶3∶2D[由欧姆定律有R＝UI，在并联电路中，电压相等，所以有R1∶R2∶R3＝1I1∶1I2∶1I3＝11∶12∶13＝6∶3∶2。]2．(多选)三个阻值都为R的电阻，它们任意连接、组合，得到的电阻值可能是()A．0.5RB．3RC．1.5RD．

23RBCD[三个相同电阻可以有四种连接方式：三个电阻串联、三个电阻并联、两个电阻串联后与第三个电阻并联，两个电阻并联后与第三个电阻串联，分析求出阻值。当三个电阻串联时，获得的阻值为3R；当三个电阻并联时，获得的阻值为R3；当两个电

阻串联后与第三个电阻并联，获得的阻值为2R3；当两个电阻并联后与第三个电阻串联，获得的阻值为3R2，故B、C、D正确，A错误。]3．伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种，下列说法正确的是()甲乙A．两种接法完全等效B．按甲图接

法，测量结果偏小C．若待测电阻的阻值很大，按甲图接法误差较小D．若待测电阻的阻值很小，按甲图接法误差较小C[甲为内接法，适合R≫RA，乙为外接法，适合R≪RV，由两种接法的特点可知，A、B、D错误，C正确。]