第四节电阻的串联和并联第三章2022内容索引0102课前篇 自主预习课堂篇 探究学习学习目标1.知道串、并联电路的电流和电压特点.(物理观念)2.探究串、并联电路总电阻的计算方法.(科学探究)3.会分析串联分压和并联分流的原理.(科学思维)4.会论证电流表和电压表的改装原理.(科学思维)思维导图课前篇 自主预习【必备知识】一、电阻的串联1.通过各电阻的电流相同,即I=I1=I2=In.2.总电压等于各电阻两端电压之和,即U=U1+U2+Un,各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比.3.总电阻等于电路中各电阻之和,即R=R1+R2+Rn.二、电阻的并联1.总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+In,通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比.2.各支路两端电压相同,即U=U1=U2=Un.3.总电阻的倒数等于电路中各电阻的倒数之和,即想一想春节期间,大街小巷的树上都挂满了装饰用的串串小彩灯,当夜幕降临的时候,火树银花,非常好看,这些小彩灯的额定电压一般只有几伏,但大多数都使用了220V的家用照明电路,这些小彩灯是怎样连接的?提示 小彩灯串联连接.三、电流表和电压表1.表头小量程的电流表.2.表头的三个参数满偏电流Ig、满偏电压Ug、表头内阻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,给表头串联一个大电阻,就改装成了更大量程的电压表.(2)电流表改装:测量较大的电流时,给表头并联一个小电阻,就改装成了更大量程的电流表.【自我检测】1.判断正误,判断结果为错误的小题请说明原因.(1)串联电路两端的总电压一定比某一导体两端的电压高.()答案 (2)并联电路干路上的电流一定比通过某一导体的电流大.()答案 (3)电路中电阻的个数越多,电路的总电阻越大.()解析 并联电阻个数越多,总电阻越小.答案 (4)把小量程的电流表改装成大量程的电流表需串联一个电阻.()解析 电流表并联一个电阻,可以改装成大量程的电流表.答案 (5)将分压电阻串联在表头上改装成电压表后,增大了原表头的满偏电压.()解析 电表改装后,不影响原表头的满偏电压.答案 (6)将分流电阻并联在表头两端改装成大量程电流表后,分流电阻和表头两端的电压相等.()答案 2.(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中.已知R1=10、R3=5,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.三个电阻两端的总电压为21VD.电阻R3两端的电压为4V答案 ABC3.(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的作用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之变大了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最大值不变解析 电流表改装成电压表的原理是串联电阻有分压的作用,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.答案 AD课堂篇 探究学习探究一串、并联电路的重要规律【问题情境】夜晚,城市的高大建筑物上张灯结彩,这些灯忽明忽暗,闪烁不停,把城市打扮得分外美丽.有时当一串灯中的一个灯泡损坏后,整串灯都不亮了,为什么一个灯泡损坏后整串灯都不亮了呢?要点提示 灯泡间是串联的.【知识归纳】1.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们的阻值成正比,即(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,即I1R1=I2R2=InRn=I总R总=U.2.串、并联电路总电阻的比较比较项 串联电路的总电阻R总并联电路的总电阻R总不同点 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总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值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【典例剖析】例1(多选)一个电路如图所示,电路中的电阻R1=10,R2=120,R3=40.另有一测试电源,电压恒为100V,则()A.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规律方法 混联电路及其处理方法(1)混联电路:既有串联又有并联的较复杂电路.(2)混联电路的处理方法:准确地判断出电路的连接方式,画出等效电路图.准确地利用串、并联电路的基本规律、特点.灵活地选用恰当的物理公式进行计算.变式训练 1如图所示电路,电压保持不变,当开关S断开时,电流表的示数为0.6A,当S闭合时,电流表的示数为0.9A,则两电阻阻值之比R1R2为()A.12B.21C.23D.32答案 A探究二电压表和电流表的改装【问题情境】实验室用的电流表和电压表一般有几个量程?如何把量程较小的灵敏电流计改装成大量程的电流表和电压表?要点提示 两个量程;串联一大电阻改装成电压表,并联一小电阻改装成电流表.【知识归纳】1.电表的改装分析比较项小量程的表头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.【典例剖析】例2有一电流表G,内阻Rg=100,满偏电流Ig=1mA.(1)要把它改装成量程为03V的电压表,需要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Ug=IgRg=0.1V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UR=U-Ug=2.9V改装后电压表的内阻RV=Rg+R=3000.(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IR=I-Ig=0.599A答案 (1)29003000(2)0.16690.1666规律方法 电表改装问题的三点提醒(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.(3)改装后的电压表的电压指的是表头和分压电阻两端的总电压,改装后的电流表的电流指的是通过表头和分流电阻的总电流.变式训练 2如图所示,表头的内阻Rg=10,满偏电流Ig=3mA,若要改装成03V和015V两个量程的电压表,R1和R2的值各为多少?答案 9904000 随堂训练1.如图所示是两只定值电阻R1、R2的I-U图像.有关R1、R2的大小,及它们串联或并联后的I-U图像所在区域,下列判断正确的是()A.R1R2,串联后在区域B.R1R2,并联后在区域D.R1R2,并联后在区域解析 因为I-U图像的斜率的倒数表示电阻的大小,所以斜率越大,电阻越小,故R1R2,两电阻串联后,电阻增大,比R2还大,I-U图像的斜率比R2的斜率小,故应在区域,两电阻并联后,电阻减小,比R1还小,所以斜率比R1的斜率还大,故应在区域,A正确.答案 A2.如图所示的电路中,R1=1,R2=2,R3=3,那么通过电阻R1、R2的电流之比I1I2为()A.12B.32C.21D.31解析 由题图看出,电阻R1与R2并联,电压相等,即U1=U2.根据欧姆定律U=IR可知,I1I2=R2R1=21,故C正确,A、B、D错误.答案 C3.实验室有一盏“40V5A”的弧光灯,要使它接入220V的电路中能正常工作,应该()A.串联一个阻值为36的电阻后接入电路中B.串联一个阻值为72的电阻后接入电路中C.并联一个阻值为36的电阻后接入电路中D.并联一个阻值为72的电阻后接入电路中解析 由题意知需串联一个电阻,电阻需要分担的电压为U=220V-40V=180V,由串联电路的特点,各处电流相等,则有=36,故选A.答案 A4.电流表的内阻是Rg=200,满刻度电流值是Ig=500A,现欲把这个电流表改装成量程为1.0V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 C5.如图所示,电源两端电压恒定,已知R1=2k,R2=3k,现用一个内阻为6k的电压表并联在R2的两端,电压表的读数为6V.若把它接在a、b两点间,电压表的读数为()A.18V B.12VC.8VD.6V解析 电压表并联在R2两端时,并联部分的电阻为k,根据串联电路的分压特点可知,a、b两端的电压为12V,所以电压表接在a、b两端时,其示数为12V,故选B.答案 B。