(共30张PPT)
第十一章 电路及其应用
第四节 串联电路和并联电路
高中物理人教版（2019）必修第三册
【学习目标】
1.理解串并联电路的电流、电压、电阻的规律。
2.理解电流表和电压表的电路构造。
3.掌握串并联电路的相关计算。
4.掌握电表的改装以及相关计算。
【重点】
1.熟练掌握串并联电路的电流、电压、电阻的关系
2.掌握串并联的相关计算
【难点】
1.对电流表内阻、满偏电流、满偏电压的理解，
2.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．
【情景导入】
在初中我们已经学习过串并联电路以及串并联电路中电流、电压、电阻的规律。本节课我们将用高中的物理知识做进一步的分析，采用高中思维，深入研究串并联电路中各部分的电流、电压、电阻的关系。
知识点一 串并联电路中电流、电压、电阻的关系
【课堂小结】
随堂训练
14
谢谢观看
THANKs第十一章 电路及其应用
4、串联电路和并联电路
教学设计
教学目标
知识与技能
理解串并联电路的电流、电压、电阻的规律。
理解电流表和电压表的电路构造。
掌握串并联电路的相关计算。
4.掌握电表的改装以及相关计算。
过程与方法
知道常见的电路都是由用电器串联、并联或混联组合而成的。通过应用串、并联电路中的电流、电压和电阻的特点计算出所求的物理量，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。
情感态度与价值观
培养学生关心实际问题的意识，注意物理和生活的联系，理论联系实际，培养学生的实际应用能力，把所学的知识应用到实际生活中去。
重点难点
重点
1.熟练掌握串并联电路的电流、电压、电阻的关系
2.掌握串并联的相关计算
难点
1.对电流表内阻、满偏电流、满偏电压的理解，
2.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．
教学准备
多媒体课件，电压表、电流表和表头演示仪
教学过程
新课导入
在初中我们已经学习过串并联电路以及串并联电路中电流、电压、电阻的规律。本节课我们将用高中的物理知识做进一步的分析，采用高中思维，深入研究串并联电路中各部分的电流、电压、电阻的关系。
新课教学
串并联电路中电流、电压、电阻的关系。
串并联电路中的电流
投影展示：
引导学生推导串并联的电流规律。
我们知道，恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，任何位置的电荷都不可能越来越多或越来越少。在图11.4-1的串联电路中，既然电路中各处的电荷分布保持不变，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量必然相等。
因此，串联电路中的电流处处相等，即
（2）在图11.4-2的并联电路中，只有在相同时间内流过干路0点的电荷量等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和，才能保证电路各处的电荷量的分布保持不变。因此，并联电路的总电流等于各支路电流之和，即
2.串、并联电路中的电压
（1）在图11.4-1的串联电路中，如果以、、、分别表示电路中0、1、2、3各点的电势，以、、、分别表示0与1、1与2、2与3、0与3之间的电势差（电压），那么，由电势差跟电势的关系可知：
=-,=-,
因此
即，串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和：
（2）在图11.4-2的并联电路中，不考虑导线的电阻，0、1、2、3各点之间没有电势差，它们具有相同的电势。同样，几个电阻右边的电势也相同。即，并联电路的总电压与各支路电压相等：
串、并联电路中的电阻
（1）两个电阻、、串联起来接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻R。由于R1与R2是串联的，它们两端的总电压U等于两个电阻两端电压、,之和，即由，通过这两个电阻的电流I相同，上式两边都除以电流I，即
可得+
不难证明，如果n个电阻串联，那么
++
即，串联电阻的总电阻等于各部分电路电阻之和。
如图11.4-4，两个电阻R1、R并联接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻R，通过它们的总由流I等于通过两个电阻的电流、之和，即
由，两个电阻上的电压U相同，上式两边都除以
电压U,得
可得
不难证明，如果n个电阻并联，那么
即，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
电压表和电流表的电路构造
1.小量程电流表（表头）参数
（1）表头的电阻叫作电流表的内阻
（2）指针偏转的最大刻度时的电流叫作满偏电流。
（3）表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫作满偏电压。其中：
2.表头改装电压表
测量较大的电压时，要串联一个电阻R，把表头改装成电压表（图11.4-5）。换句话说，电压表可以看作一个电压可读的“大电阻”。串联电阻R的作用是分担一部分电压，起这种作用的电阻常常被叫作分压电阻。
当表头满偏时，串联电阻R两端的电压
=
因电阻R与表头串联，电流相等，即
根据欧姆定律得R=
则改装后的电压表内阻=+R=
把表头和串联电阻看作一个整体，即电压表的内阻，则=
3.表头改装电流表
测量较大的电流时，则要并联一个电阻R，把小量程的表头改装成大量程的电流表（图11.4-6）。电流表可以看作一个电流可读的“小电阻”。并联电阻R的作用是分去一部分电流，起这种作用的电阻常常被叫作分流电阻。
当表头满偏时，
并联电阻R通过的电流=I-
因电阻R与表头并联，电压相等，即=
根据欧姆定律R= = =
改装后电流表的内阻=
把表头和并联电阻看作一个垫体，则电流表的内阻为=
课堂小结
通过这一节课的学习，我们用高中知识对串、并联电路中的电流、电压和电阻关系进行了进一步分析，了解了表头的三个参数，我们还对电压表和电流表进行了深入了解，知道了电流表和电压表的结构。对如何计算改装电表所需的电阻也进行了研究。
课堂练习
1.如图所示，，理想电压表的示数为70 V，理想电压表的示数为50 V，则间的电压为( )
A.140 V B.120 V C.100 V D.无法计算
2.用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是( )
A.图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等 B.图甲中电压表的指针偏角比电流表的小
C.图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等 D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小
3.一个电流表的满偏电流，内阻为，要把它改装成一个量程为0~10 V的电压表，则应在电流表上( )
A.串联一个的电阻 B.并联一个的电阻
C.串联一个的电阻 D.并联一个的电阻
4.（多选）有一灵敏电流计，其表头内阻，满偏电流，以下说法正确的是( )
A.把它改成量程为0~1.5 V的电压表，应串联一个的电阻
B.把它改成量程为0~1.0 A的电流表，应并联一个的电阻
C.把它改成量程为0~1.0 A的电流表，测量某电流时读数为0.5 A，此时流过表头的电流为50 μA
D.把它改成量程为0~1.5 V的电压表，测量某电压时读数为1.5 V，此时流过表头的电流为100 μA
5.（多选）如图所示，甲、乙两个电路都是由一个灵敏电流计G和一个电阻箱R组成，它们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( )
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.乙表是电压表，R增大时量程增大
答案以及解析
1.答案：B
解析：可认为理想电压表所在支路不通，则题图所示电路是四个电阻串联，电压表测量的是和两端的电压之和，电压表测量的是和两端的电压之和。因为，所以电压表相当于测的是和两端的电压之和，即间的电压为电压表的示数与电压表的示数之和，则间的电压为，选项B正确。
2.答案：D
解析：图甲中电流表中的电流计并联在电路中，电压表中的电流计串联在电路中，由于电流表中定值电阻的分流，通过电流表中电流计的电流小于电压表的，电压表的指针偏角比电流表的大，故A、B错误；图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中定值电阻的分压，电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压，图乙中电压表的指针偏角比电流表的小，故C错误，D正确。
3.答案：C
解析：把一个电流表改装成一个电压表，要串联一个电阻，可知B、D错误。通过电流表的电流为时，电流表两端的电压
串联电阻分担的电压
所以串联电阻的阻值，C正确，A错误。
4.答案：CD
解析：改装成电压表要串联电阻分压，串联电阻的阻值为，故A项错误；改装成电流表要并联电阻分流，并联电阻的阻值，故B项错误；把它改成量程为0~1.0 A的电流表，用它去测量某电流时，读数为0.5 A，则指针正好指向满偏电流的一半，即50 μA，故C项正确；把它改成量程为0~1.5 V的电压表，测量某电压时读数为1.5 V，说明此时电流表达到满偏，此时流过表头的电流为100 μA，故D项正确。
5.答案：BD
解析：电压表中串联电阻分压，电流表中并联电阻分流，所以甲表为电流表，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，A错误，B正确；串联电路电阻大时分压多，所以R增大时量程增大，C错误，D正确。
板书设计
1.串联电路中的电流处处相等。并联电路的总电流等于各支路电流之和。
2.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。并联电路的总电压与各支路电压相等。
3.串联电阻的总电阻等于各部分电路电阻之和。并联电阻总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
4.表头的三个参数
5.电表的改装
①电流表的改装
②电压表的改装R=第十一章 电路及其应用
4、串联电路和并联电路
学习目标
1.经历串、并联电路的电流关系和电压关系的理论分析过程。
2.经历根据电流、电压关系和欧姆定律，推导串、并联电路的电阻关系的过程。理解串、并联电路的电阻关系和提高逻辑思维能力。
3.通过对电表改装的分析讨论，提高综合运用欧姆定律、串并联电路规律以及分析解决问题的能力。
重点
1.熟练掌握串并联电路的电流、电压、电阻的关系
2.掌握串并联的相关计算
难点
对电流表内阻、满偏电流、满偏电压的理解，
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．
自主探究
知识点一 串联电路
1.串联电路中的电流 ，即 。
2.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压 ，即 。
3.串联电路的总电阻等于各部分电路电阻 ，即 。
知识点2并联电路
1.并联电路的总电流等于各支路电流 ，即 。
2.并联电路的总电压与各支路电压 ,即U===…=
3.并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即 。
知识点三 电压表和电流表的改装
1.常用的 和 都是由小量程的 改装而成的。
2.小量程的电流表三个基本参数，即 、 和 。
3.测量较大的电压时，需要 一个电阻R，把表头改装成电压表，串联电阻R常常被叫作 。测量较大的电流时，需要 一个电阻R，把表头改装成电流表，并联电阻R常常被叫作 。
答案: 处处相等 == 之和 U=+…+ 之和
++ 之和 相等 电压表 电流表 电流表 电流表内阻 满偏电流 满偏电压 串联 分压电阻 并联 分流电阻
探究思考
探究点一 串并联的几个重要推论
（1）串联电路的总电阻比其中任一部分电路的电阻都要大。并联电路的总电阻比其中最小的分电阻还要小。
（2）当串联电路电阻个数增加时，总电阻变大。当并联支路增多时，总电阻变小。
（3）n个相同的电阻并联，总电阻等于一个电阻的，即= R；n个相同的电阻串联，总电阻等于一个电阻的n倍，即=nR。
（4）当一个很大的电阻与一个很小的电阻串联时，总电阻略大于大电阻。当一个很大的电阻与一个很小的电阻并联时，总电阻略小于小电阻。
（5）无论串联还是并联，任意一个分电阻增大（其他电阻不变），则总电阻随之增大。
探究点二 电表的改装原理
小量程的表头G改装成电压表 小量程的表头G改装成电流表
内部电路
R的作用 分压 分流
改装时需要串联或并联的电阻值 R= R= = =
电表总内阻 =+R= =
随堂训练
1.有一个电流表，满偏电流，内阻，若要改装成量程0~1 mA的电流表，应_________（填“串”或“并”）联一个阻值为______Ω的电阻。若要将改装后的电流表再改装成量程0~3 V的电压表，应再_______（填“串”或“并”）联一个阻值为_________Ω的电阻。
2.如图所示，灵敏电流计的内阻，满偏电流。当使用两个端点时是量程为0~201 mA的电流表，当使用两个端点时是量程为0~U的电压表。已知，则与U的值分别为( )
A. B.
C. D.
3.用相同的灵敏电流计作表头改装成电流表A和电压表V，分别将其串联和并联在一起，然后接入电路中。通电后关于指针的偏角情况的叙述正确的是( )
A.图甲中电压表的指针偏角与电流表的相等 B.图甲中电压表的指针偏角比电流表的小
C.图乙中电压表的指针偏角与电流表的相等 D.图乙中电压表的指针偏角比电流表的小
4.如图所示是有两个量程的电压表的内部电路图，当使用两个端点时，量程为0~3 V，当使用两个端点时，量程为0～15 V。已知电流表的内阻为，满偏电流为10 mA，则电阻的值分别为( )
A. B. C. D.
5.一个电流表的满偏电流，内阻为，要把它改装成一个量程为0~10 V的电压表，则应在电流表上( )
A.串联一个的电阻 B.并联一个的电阻
C.串联一个的电阻 D.并联一个的电阻
6.如图为实验室常用的两个量程的电流表的原理图。当使用两接线柱时，其量程为0~0.6 A；当使用两接线柱时，量程为0~3 A。已知电流计的内阻，满偏电流，求分流电阻和的阻值。
答案以及解析
1.答案：并；250；串；2800
解析：电流表改装成大量程的电流表需要并联电阻分流，阻值为
把电流表改装成电压表需要串联电阻分压，阻值为
2.答案：A
解析：根据串并联电路的规律及欧姆定律得，故A正确。
3.答案：D
解析：图甲中电流表中的电流计并联在电路中，电压表中的电流计串联在电路中，由于电流表中定值电阻的分流，通过电流表中电流计的电流小于电压表的，电压表的指针偏角比电流表的大，故A、B错误；图乙中电压表和电流表是并联在一起的，两端的电压是相等的，由于电压表中定值电阻的分压，电压表中电流计两端的电压小于电流表中电流计两端的电压，图乙中电压表的指针偏角比电流表的小，故C错误，D正确。
4.答案：D
解析：当使用两个端点时，由欧姆定律得
当使用两个端点时，由欧姆定律得
解得
故选D。
5.答案：C
解析：把一个电流表改装成一个电压表，要串联一个电阻，可知B、D错误。通过电流表的电流为时，电流表两端的电压
串联电阻分担的电压
所以串联电阻的阻值，C正确，A错误。
6.答案：
解析：在改装的电流表中，各量程达到满偏电流时，流过“表头”的电流仍为原满偏电流，故接时：
；
接时：
。
由以上两式，把代入解得。
