人教版高中物理必修第三册 第十一章 电路及其应用 4 串联电路和并联电路 课件(共41张PPT)

(共41张PPT)
第十一章　电路及其应用
4.串联电路和并联电路
核心素养 素养目标
物理观念 1.知道串、并联电路中的电流、电压和电阻的特点.
2.了解电压表、电流表的电路结构.
科学思维 掌握把小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的方法.
一、串、并联电路的特点及规律
教材认知
引入　某用户家中有很多用电器：电灯、电视、洗衣机、电磁炉及电冰箱等.
思考：该用户家中的各种用电器采用什么连接方式？若电灯的灯丝断了，其他用电器还能正常使用吗？
提示：在家庭电路中，各用电器都是并联的；若某一用电器烧坏，并不影响其他用电器的正常工作.
甲 乙
依次首尾　
连在一起　
也连在一
起　
2. 串联电路、并联电路的特点
项目 串联电路 并联电路
电流 各处电流 　相等　，即I＝ 　I1＝I2＝ …＝In　 总电流等于各支路电流 　之和　，即I＝ 　 I1＋I2＋…＋In　
电压 总电压等于各部分电压 　之和　，即U＝ 　U 1＋U2＋…＋Un　 各支路两端电压 　相等　，即U＝ 　U1＝U2＝… ＝Un　
总电
阻 总电阻等于各部分电阻 　之和　，即R＝ 　 R1＋R2＋…＋Rn　
相等　
I1＝I2
＝…＝In　
之和　
I1＋I2＋…＋In　
之和
U1＋U2＋…＋Un
　
相等　
U1＝U2＝…＝Un　
之和
　
R1＋R2＋…＋Rn　
倒数之和

典题讲练
[典例1]　如图所示电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，电压表示数为2 V，电流表示数为0.2 A，求：
（1）电阻R3的阻值；
答案：（1）12 Ω
（2）A、C两端的电压值.
答案：（2）4.4 V
解析：（2）UAC＝U1＋U2＝2 V＋2.4 V＝4.4 V.
名师点评
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.
A. 0 B. 1 A C. 1.5 A D. 2 A
B
二、小量程电流表（表头）的改装
教材认知
电压表 电流表
提示：因为是相同的电流表改装的电压表和电流表，指针偏角相同，说明通过的电流I相同，所以表头G两端的电压（U＝IRg ）也相同.
【知识梳理】
1. 小量程电流表G（表头）的三个参量
串联　
大　
并联　
小　
【拓展深化】　两表改装对比
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
电表的总内阻 RV＝Rg＋R
典题讲练
[典例2]　有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA.
（1）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？
答案：（1）990 Ω　1 000 Ω
（2）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？
答案：（2）0.05 Ω　0.05 Ω
名师点评
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.
B
B. 甲表是电流表，若增大接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程减小
C. 乙表是电流表，改装后的量程为Ig（R0＋Rg）
D. 乙表是电压表，若减小接入电路的变阻箱R的阻值，则改装表的量程增大
随堂检测
A. R1∶R2＝1∶3
B. R1∶R2＝3∶1
C. 将R1与R2串联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝1∶3
D. 将R1与R2并联后接于电源上，则电流比I1∶I2＝3∶1
解析：I－U图像的斜率表示电阻的倒数，由图像可得R1∶R2＝1∶3，故A项对，B项错.R1与R2串联后电流相等，故C项错.R1与R2并联后电压相同，由公式U＝IR知，电流与电阻成反比，故D项对.
AD
1
2
3
4
A. 电路的总电阻是5 Ω
B. 通过R2的电流是1.0 A
C. a、b两端的电压是20 V
D. a、c两端的电压是12 V
A
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2
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4
A. 电压表量程为1 mV
B. 电压表量程为50 mV
C. 电流表量程为1 μA
D. 电流表量程为10 mA
D
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4
4. （2025·吉林八校高二上期中）如图所示，灵敏电流计的内阻Rg＝90 Ω，满偏电流Ig＝1 mA. 当使用a、b两个端点时，是最大测量值为I的电流表；当使用a、c两个端点时，是最大测量值为U的电压表.已知电阻R1＝10 Ω，R2＝1 410 Ω.求：
（1）最大值I；
答案：（1）10 mA
解析：（1）当使用a、b两个端点时，R1与灵敏电流计并联，根据并联电路特点可得IgRg＝R1（I－Ig），
解得I＝10 mA.
（2）最大值U.
答案：（2）14.19 V
解析：（2）当使用a、c两个端点时，灵敏电流计与R1并联后与R2串联，根据串并联电路特点，有U＝IR2＋IgRg，解得U＝14.19 V.
1
2
3
4
课时作业（十七）
[基础训练]
A B C D
解析：由电阻的串联、并联特点可知选项A中的总电阻为18 Ω，选项B中的总电阻为2 Ω，选项C中的总电阻为4 Ω，选项D中的总电阻为9 Ω，C正确，A、B、D错误.
C
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C
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A. 若S1和S2都闭合，它是一个电压表
B. 若S1和S2都闭合，它是一个电流表
C. 若S1和S2都断开，它是一个电流表
D. 若S1和S2都断开，它是一个电压表
解析：电流表是由电流计并联电阻后改装而成的，电压表是由电流计串联电阻后改装而成的，故B、D正确，A、C错误.
BD
1
2
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A. 由于串联，两只电表的指针偏转角度相同
B. 电流表指针的偏转角度小于电压表指针的偏转角度
C. 电流表指针的偏转角度大于电压表指针的偏转角度
D. 由于电压表内阻太大，两只电表的指针都不偏转
解析：电流表改装成电压表需串联较大的分压电阻；电流表改装成大量程电流表需并联较小的分流电阻；两表串联后，通过改装成的大量程电流表的电流与通过电压表的电流相等，画出其内部电流流向如图所示，可得I1＝I2＋I3，所以I2＜I1，即电流表指针的偏转角度小于电压表指针的偏转角度，故A、C、D错误，B正确.
B
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A. 0.2 A，电流方向向右
B. 0.15 A，电流方向向左
C. 0.2 A，电流方向向左
D. 0.3 A，电流方向向右
C
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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
C
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A. 4 Ω B. 16 Ω C. 19 Ω D. 22 Ω
解析：量程为0.6 A时，有（R1＋R2）（I1－Ig）＝IgRg，量程为3 A时，有R1（I2－Ig）＝Ig（Rg＋R2），联立解得R2＝16 Ω，B正确.
B
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8. （2025·湖南邵阳邵东创新高级中学期中）某同学改装和校准电压表的电路图如图所示，图中虚线框内是电压表的改装电路.
100　
2 910　
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解析：（2）用量程为3 V、内阻为2 500 Ω的标准电压表V对改装电压表进行校准.在闭合开关S前，滑动变阻器的滑片P应靠近A端，可以使电压表从零开始逐格校准.
解析：（3）若表头G内阻的真实值小于900 Ω，则实际通过表头G的电流偏大，则会造成改装后电压表的读数与标准电压表的读数相比偏大.
A　
偏大　
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3
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[能力提升]
A. 电流表A1指针的偏转角度小于电流表A2指针的偏转角度
B. 电流表A1的读数大于电流表A2的读数
C. 电压表V1指针的偏转角度大于电压表V2指针的偏转角度
D. 电压表V1的读数小于电压表V2的读数
B
1
2
3
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5
6
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解析：两个电流表A1、A2是由两个相同的表头与定值电阻并联改装而成，因两电流表并联，可知通过两表头的电流相等，则电流表A1指针的偏转角度等于电流表A2指针的偏转角度，因电流表A1的量程大于A2的量程，可知电流表A1的读数大于电流表A2的读数，A错误，B正确；两个电压表V1、V2是由相同的表头与定值电阻串联改装而成的，两电压表串联，可知通过表头的电流相等，则电压表V1指针的偏转角度等于电压表V2指针的偏转角度，因电压表V1的量程大于V2的量程，则电压表V1的读数大于电压表V2的读数，C、D错误.
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10. 实验室有一个破损的多量程直流电流表，有1 mA、10 mA、100 mA三挡，由一个单刀三掷开关转换，其内部电路如图所示.
解析：（1）根据并联电路分流，并联电阻越大分流越小可知，开关转换至触点1、2、3时，电流表的量程分别为1 mA、10 mA、100 mA，所以开关转换至触点2时，电流表应为10 mA挡位.
10　
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100 　
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11. （2024·安徽卷）某实验小组要将电流表G（铭牌标示：Ig＝500 μA，Rg＝800 Ω）改装成量程为1 V和3 V的电压表，并用标准电压表对其进行校准.选用合适的电源、滑动变阻器、电阻箱、开关和标准电压表等实验器材，按图（1）所示连接电路，其中虚线框内为改装电路.
解析：（1）为了保护电流表G，闭合S1瞬间电流表G应被短路，故滑片P应移至M端.
M　
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解析：（2）S2接b时，改装电压表量程为1 V，故Ub＝Ig（Rg＋R1）＝1 V，S2接a时，改装电压表量程为3 V，故Ua＝Ig（Rg＋R1＋R2）＝3 V，把Ig＝500 μA、Rg＝800 Ω、R1＝1 200 Ω代入，解得R2＝4 000 Ω.
4 000
　
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A. 增大电阻箱R1的阻值
B. 减小电阻箱R2的阻值
C. 将滑动变阻器的滑片P向M端滑动
A　
解析：（4）若改装后电压表读数始终比标准电压表读数偏大，说明电流表G与电阻箱串联后，电流表G分流较大，故增大电阻箱R1的阻值即可.
0.86　
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