2020学年高中物理2.4 串联电路和并联电路 学案（人教版选修3-1）

2020学年高中物理2.4 串联电路和并联电路 学案（人教版选修3-1）

‎2.4 串联电路和并联电路 学案（人教版选修3-1） ‎ 一、串联电路和并联电路的电流 ‎1．串联和并联：把几个导体依次首尾相连，接入电路，这种连接方式叫做______；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______．‎ ‎2．串、并联电路中的电流：串联电路各处的电流______，即________________；并联电路的总电流等于各支路电流________，即____________．‎ 二、串联电路和并联电路的电压 串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和，即________________________；并联电路的总电压与各支路电压________，即__________________．‎ 三、串联电路和并联电路的电阻 串联电路的总电阻等于各部分电路电阻______，即____________________；并联电路的总电阻的__________等于各支路电阻的____________之和，即__________________．‎ 四、电压表和电流表 ‎1．电流表G(表头)：常用的电压表和电流表都是由小量程的______改装而成的．小量程电流表主要有三个参数：①电流表的电阻叫做______，用字母Rg表示；②指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做______；③电流表通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫做______，上述三个物理量的关系为：__________.‎ ‎2．电压表和电流表的改装：当把电流表G改装成量程较大的电压表时，应当______一个电阻R；当把电流表G改装成大量程的电流表时，应当______一个电阻R.‎ 一、串联电路和并联电路 ‎[问题情境]‎ 节日用的彩灯，一串串一簇簇，或挂在街道两旁的树上，或挂在装饰物上，煞是好看！你知道它们是怎样和电源连接的吗？若其中一串有一个灯泡灯丝烧毁，是否会影响到其他小灯泡呢？‎ ‎1．电路连接有哪两种基本方式？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．对于串联、并联电路的特点，主要研究哪三个物理量的关系？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．若几个导体依次________________，接入电路，这样的连接方式叫做串联；若几个导体的两端各________，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做并联．‎ ‎2．用公式写出串联电路的特点：‎ ‎(1)电流： _________________________________________________________________‎ ‎(2)电压：‎ ‎ _________________________________________________________________‎ ‎(3)电阻： _________________________________________________________________‎ ‎3．用公式写出并联电路的特点：‎ ‎(1)电流： _________________________________________________________________‎ ‎(2)电压： ________________________________________________________________‎ ‎(3)电阻： _________________________________________________________________‎ ‎[问题延伸]‎ ‎1．并联电路的总电阻与其任一支路的电阻大小关系怎样？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．串联电路的电压分配关系是怎样的？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎3．并联电路的电流分配关系是怎样的？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ 二、电压表和电流表 ‎[问题情境]‎ 实验室中的电流表和电压表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的，它们往往都有两个量程，可以根据需要测量不同大小的电压和电流．它们是根据什么原理设计制作的呢？‎ ‎1．从电路的角度看，表头是一个什么元件？它遵从欧姆定律吗？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎2．为什么要对表头进行改装？‎ ‎　‎ ‎　‎ ‎[要点提炼]‎ ‎1．表头的内阻、满偏电流、满偏电压三个参数的关系满足________定律．‎ ‎2．改装成电压表是利用电阻的________作用，改装成电流表是利用电阻的________作用．‎ ‎[问题延伸]‎ ‎1．改装成电压表时，电压表量程越大，电压表内阻______．‎ ‎2．改装成电流表时，电流表量程越大，电流表内阻______.‎ 例1　‎ 图1‎ 如图1所示的电路中，R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω.‎ ‎(1)求电路中的总电阻．‎ ‎(2)当加在电路两端的电压U＝42 V时，通过每个电阻的电流是多少？‎ ‎　　　　　　　　　　　　　　　　‎ 变式训练1　如图2所示，有三个电阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U1∶U2为(　　)‎ 图2‎ A．1∶6 B．1∶‎9 C．1∶3 D．1∶2‎ 例2　有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig ＝3 mA.要把它改装成量程为0～3 V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？‎ 变式训练2　有一电流计，内阻Rg＝25 Ω，满偏电流Ig＝3 mA.要把它改装成量程为0～0‎‎.6 A 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？‎ ‎【即学即练】‎ ‎1．三个阻值都为12 Ω的电阻，它们任意连接、组合，总电阻可能为(　　)‎ A．4 Ω B．24 Ω C．8 Ω D．36 Ω ‎2.下列说法正确的是(　　)‎ A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零 B．并联电路任一支路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)，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)，总电阻一定减少 ‎3．如图3所示，甲、乙两个电路，都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成，它们之中一个是测电压的电压表，另一个是测电流的电流表，那么以下结论中正确的是(　　)‎ 图3‎ A．甲表是电流表，R增大时量程增大 B．甲表是电流表，R增大时量程减小 C．乙表是电压表，R增大时量程减小 D．上述说法都不对 ‎4．电流表的内阻是Rg＝200 Ω，满刻度电流值是Ig＝500 μA，现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是(　　‎ A．应串联一个0.1 Ω的电阻 B．应并联一个0.1 Ω的电阻 C．应串联一个1 800 Ω的电阻 D．应并联一个1 800 Ω的电阻 参考答案 课前自主学习 一、1.串联　并联　2.相等　I＝I1＝I2＝I3＝…　之和　I＝I1＋I2＋I3＋…‎ 二、U＝U1＋U2＋U3＋…　相等　U＝U1＝U2＝U3＝…‎ 三、之和　R＝R1＋R2＋…　倒数　倒数　＝＋＋…‎ 四、1.电流表G(表头)　电流表的内阻　满偏电流　满偏电压　Ug＝IgRg[‎ ‎2．串联　并联 核心知识探究 一、‎ ‎[问题情境]‎ ‎1．串联　并联　2.电流、电压、电阻 ‎[要点提炼]‎ ‎1．首尾相连　连在一起 ‎2．(1)I＝I1＝I2＝I3＝…　(2)U＝U1＋U2＋U3＋…　(3)R＝R1＋R2＋R3＋…‎ ‎3．(1)I＝I1＋I2＋I3＋…　(2)U＝U1＝U2＝U3＝…　(3)＝＋＋＋…‎ ‎[问题延伸]‎ ‎1．(1)并联电路中的总电阻小于其任一支路的电阻，且并联的电阻越多总电阻越小；(2)在保持其他支路电阻不变的情况下，增大任一支路电阻，并联电路的总电阻都增大．‎ ‎2．电压分配：串联电路中各个电阻两端的电压跟它的阻值成正比，即＝＝＝…＝.‎ ‎3．电流分配：并联电路中通过各导体中的电流跟它的电阻成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn.‎ 二、‎ ‎[问题情境]‎ ‎1．电阻　遵从 ‎2．表头的满偏电压和满偏电流一般都比较小 ‎[要点提炼]　1.欧姆　2.分压　分流 ‎[问题延伸]　1.越大　2.越小 解题方法探究 例1　(1)14 Ω　(2)‎3 A　‎3A　‎1 A　‎‎2 A 解析　电路连接的特点是R3、R4并联后再和R1、R2串联，可根据串、并联电路的特点求解总电阻和流过每个电阻的电流．‎ ‎(1)R3、R4并联后电阻为R34，则R34＝＝ Ω＝2 Ω，R1、R2和R34串联，总电阻R＝R1＋R2＋R34＝14 Ω.‎ ‎(2)根据欧姆定律I＝得I＝ A＝‎3 A.‎ 由于R1、R2串联在干路上，故通过R1、R2的电流都是‎3 A．设通过R3、R4的电流为I3、I4，由并联电路的特点：I3＋I4＝‎3 A，＝，解得I3＝‎1 A，I4＝‎2 A.‎ 变式训练1　D　[设R1＝R，则R2＝3R，R3＝6R，R2与R3的并联电阻R23＝＝2R，故U1∶U2＝1∶2，选项D正确．]‎ 例2　990 Ω　1 000 Ω 解析　表头G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03 V 分压电阻R的分压UR＝U－Ug＝2.97 V R＝＝990 Ω，Rv＝Rg＋R＝1 000 Ω 变式训练2　0.126 Ω　0.125 Ω 解析　表头G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.075 V 分流电阻R的分流IR＝I－Ig＝‎‎0.597 A R＝≈0.126 Ω RA＝≈0.125 Ω 即学即练 ‎1．ACD　[共有四种组合，三个串联：总电阻为36 Ω；三个并联：总电阻为4 Ω；两个串联再跟第三个并联：总电阻为8 Ω；两个并联再跟第三个串联，总电阻为18 Ω.]‎ ‎2．ABC　[由并联电路的特点知：并联电路的总电阻比任一支路的阻值都要小，所以A、B、C对，D错．]‎ ‎3．B　[电压表中电阻分压，串联；电流表中电阻分流，并联．甲表为电流表，乙表为电压表．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．]‎ ‎4．C　[电流表改电压表，串联电阻．电阻两端的电压为U′＝U－Ug＝1.0‎ ‎ V－200×500×10－6V＝0.9 V．电阻的阻值为R＝＝ Ω＝1 800 Ω.]‎