粤教版（2019）物理必修第三册 3.4 电阻的串联和并联 课件(62张ppt）

第三章　恒定电流
第四节　电阻的串联和并联
学习目标
1.知道串、并联电路的电流、电阻和电压特点
2．掌握串、并联电路的相关计算
3．了解电流表(表头)的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压
4．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
学法指导
1.通过复习，回忆初中学习的串、并联电路知识，分析推导得出串、并联电路的电压、电流和电阻规律
2．通过分析小量程电流表的结构，理解其工作原理，结合串、并联电路规律，探究用小量程电流表改装大量程电流表和电压表的方法
3．认真分析例题和训练，并运用串、并联规律计算相关问题
知识导图
预习导学 | 新知领悟
串、并联电路的特点
I1＝I2＝…＝In
电流之和
I1＋I2＋…＋In
电压之和
U1＋U2＋…＋Un
相等
U1＝U2＝…＝Un
之和
R1＋R2＋…＋Rn
倒数之和
【答案】将足够多的小彩灯串联后一起接在电源上，使每一串小彩灯分得的电压之和等于220 V，这样小彩灯就可以正常工作了．
大型庆祝活动期间，街道两边的树上都挂满了装饰用的一串串小彩灯，这些小彩灯的额定电压一般只有几伏，但大多数使用了220 V的照明电源，这些小灯泡是怎样连接的？
(多选)电阻R1、R2、R3串联在电路中．已知R1＝10 Ω、R3＝5 Ω，R1两端的电压为6 V，R2两端的电压为12 V，则 (　　)
A．电路中的电流为0.6 A
B．电阻R2的阻值为20 Ω
C．三只电阻的总电压为21 V
D．电阻R3两端的电压为4 V

【答案】ABC
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、__________________、内阻Rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是______________．
电流表和电压表
满偏电压Ug
Ug＝IgRg

3．改装
(1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头_______一个_________的电阻，就改装成了量程更大的电压表．
(2)电流表改装：测量较大的电流时，将表头______一个__________的电阻，就改装成了量程较大的电流表．
串联
阻值较大
并联
阻值较小
某小量程电流表的满偏电流为5毫安，满偏电压为0.2伏特，该小量程电流表的内阻为多少？
(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最大值不变


【答案】AD
【解析】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．
多维课堂 | 素养初培
1．试分析串联电路中电流的特点．
【答案】在恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的．因此在相等的时间内通过串联电路各部分的电荷量必须相等．故有串联电路各处的电流相等．
对串、并联电路的理解
2．从电势的角度探究串联电路的电压特点．
【答案】如图所示，U01＝φ0－φ1，U12＝φ1－φ2，U23＝φ2－φ3，U01＋U12＋U23＝φ0－φ3，所以U01＋U12＋U23＝U03或U总＝U1＋U2＋U3，即串联电路两端的总电压等于各用电器电压之和．
项目
串联电路的总电阻R总
并联电路的总电阻R总
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
精例1　由四个电阻连接成的电路如图所示．R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω.

(1)求a、d之间的总电阻；
(2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？
【答案】见解析
变式1　如图所示电路，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω.求：
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1＝3 A，则干路电流多大？
(2)如果已知干路电流I＝3 A，则流过每个电阻的电流多大？




【答案】(1)6.5 A　(2)1.38 A　0.92 A　0.69 A
　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．
1．电表的改装分析
电压表和电流表的改装


特别提醒：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
按如图所示的电路对改装后的电表进行校准．校准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．


特别提醒：(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，内阻越大，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，内阻越小，测量时对电路的影响越小．
精例2　有一灵敏电流表G，内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 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？
(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】(1)2 900 Ω　3 000 Ω　(2)0.167 Ω　0.167 Ω
变式2　一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安？



【答案】0.06 A
　电表改装需注意的两点
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．
1．电流表的两种接法
伏安法测电阻
比较
内接法
外接法
误差原因
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?RA
R越小，IR越接近IA，R测越接近R真，该电路适合测小电阻R?RV
(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，若电压表的示数无明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响小，所以应选外接法．
精例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：阻值5～8 Ω，额定电流0.45 A
B．电流表A1：量程0～0.6 A(内阻0.2 Ω)
C．电流表A2：量程0～3 A(内阻0.05 Ω)
D．电压表V1：量程0～3 V(内阻3 kΩ)
E．电压表V2：量程0～15 V(内阻15 kΩ)
F．滑动变阻器R∶0～100 Ω
G．蓄电池：电动势12 V
H．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．



【答案】A1　V1　见解析图
变式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5 000 Ω，电流表内阻为0.5 Ω.

(1)当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用________(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10 V、0.5 A，则此电阻的测量值为____Ω，真实值为________Ω.
【答案】(1)甲　(2)20　20.1
　测量电阻电路的关键点
画测量电阻Rx的原理图时，关键有两点：一是测量部分电路即安培表选择内接法还是外接法，在进行选择时按伏安法测电阻的原则进行，二是控制部分电路即选择限流接法还是分压接法，在下列几种情况下都应采用滑动变阻器的分压接法：
1．当电路中滑动变阻器采用限流接法时，电路中的最小电流超过该支路允许通过的最大电流时，必须改用分压电路．
2．若R 3．题目中已明确要求被测电阻两端的电压从零开始变化或变化范围尽可能大，要用分压电路，又如电表改装后，要求和标准电表逐一刻度进行标准时，也要用分压电路．
核心素养微专题
数字万用表，是一种多用途电子测量仪器，一般包含安培表、电压表、欧姆计等功能，有时也称为万用表、多用计、多用电表，或三用电表．数字万用表是可用于基本故障诊断的便携式仪表，有的分辨率可以达到七、八位数．数字多用表(DMM)就是在电气测量中经常用到的电子仪器．它可以有很多特殊功能，但主要功能就是对电压、电阻和电流进行测量，数字多用表，作为现代化的多用途电子测量仪器，主要用于物理、电气、电子等测量领域．
【专练】　如图为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为3 V；当使用O、B两接线柱时，量程为15 V．已知某电流计的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，求分压电阻R1和R2的阻值．
【答案】2.9×103 Ω　1.2×104 Ω
课堂小练 | 素养达成
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∶3　　　　 B．3∶2∶1
C．2∶3∶6　 D．6∶3∶2
【答案】D
【答案】C
【解析】由电阻的串联、并联规律可知A中的总电阻为18 Ω，B中的总电阻为2 Ω，C中的总电阻为4 Ω，D中的总电阻为9 Ω，C正确，A、B、D错误．

【答案】B
【解析】理想电压表所在处看成断路，则题图所示电路是四个电阻串联，电压表V1测量的是R1和R2两端的电压之和，电压表V2测量的是R2和R3两端的电压之和．因为R2＝R4，所以电压表V2相当于测的是R3和R4两端的电压之和，即A、B间的电压为电压表V1的示数与电压表V2的示数之和，则A、B间的电压为50 V＋70 V＝120 V，B正确．
4．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 (　　)


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


【答案】C
【解析】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．