2020-2021学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册课件：11.4 第1课时　串联电路和并联电路　滑动变阻器的两种接法49 张PPT

第1课时　串联电路和并联电路　
滑动变阻器的两种接法
第十一章 4　串联电路和并联电路
1.掌握串、并联电路的电流、电压和电阻关系，并能进行有关计算.
2.理解滑动变阻器的限流式和分压式接法，并能正确选择和应用.
学习目标
知识梳理
重点探究
随堂演练
课时对点练
内容索引
NEIRONGSUOYIN
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串联电路
并联电路
电流关系
电流处处 ，即I＝_____________
总电流等于各支路电流 ，即I＝________________
电压关系
总电压等于各部分电路两端电压 ，即U＝________________
总电压与各支路电压 ，即U＝__________________
电阻关系
总电阻等于各部分电路电阻 ，即R＝________________
总电阻的倒数等于各支路电阻
，
即 ＝___________________
串联电路、并联电路的电压、电流、电阻关系
知识梳理
相等
I1＝I2＝…＝In
之和
I1＋I2＋…＋In
之和
相等
之和
R1＋R2＋…＋Rn
U1＋U2＋…＋Un
U1＝U2＝…＝Un
倒数之和
1.判断下列说法的正误.
(1)串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和.(　 　)
(2)串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和.(　 　)
(3)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大.(　 　)
(4)电路中电阻的个数越多，电路的总电阻越大.(　 　)
(5)多个电阻串联时，其中任一电阻增大，总电阻也随之增大；多个电阻并联时，其中任一电阻增大，总电阻将减小.(　 　)
(6)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比.(　 　)
即学即用
×
√
×
√
√
×
2.如图1所示的电路中，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R3＝30 Ω，S断开时，A、B两端的总电阻为____ Ω，S闭合后，A、B两端的总电阻为_____ Ω.
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图1
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一、串联电路和并联电路
导学探究　 1.如图2所示，三个电阻组成串联电路.
(1)若R1＝R2＝R3＝R，则此串联电路的总电阻R总为多少？
答案　由于串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和，
则R总＝R1＋R2＋R3＝3R.
重点探究
图2
(2)若R1 又由于R1 2.如图3所示，三个电阻构成并联电路.
(1)若R1＝R2＝R3＝R，则此并联电路的总电阻R总为多少？
图3
(2)若R1 答案　由并联电路各支路两端电压相等得
I1R1＝I2R2＝I3R3
又由于R1知识深化
?
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＝nR
n个相同电阻R并联，总电阻R总＝
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
2.串、并联电路总电阻的比较：
例1　如图4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　12 Ω　
图4
(2)A、C两端的电压值.
答案　4.4 V
例2　如图5所示，当a、b两端接入100 V的电压时，c、d两端电压为20 V，当c、d两端接入100 V的电压时，a、b两端电压为50 V，则R1∶R2∶R3等于
A.4∶2∶1 B.2∶1∶1
C.3∶2∶1 D.8∶4∶3
√
图5
解析　据题意可知，当a、b两端接入电压时，c、d两端电压为R2两端电压，
?
限流式
分压式
电路组成
?
?
滑动变阻器接入电路的特点
采用“一上一下”的接法
采用“一上两下”的接法
二、滑动变阻器限流式和分压式接法
调压范围
～E(不计电源内阻)
0～E(不计电源内阻)
适用情况
负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起
(1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调
(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的总电阻R
例3　如图6所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200 Ω，R2＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V.
(1)当S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
答案　4.8～8 V
图6
解析　S断开时，滑动变阻器R1为限流式接法，R1的下部不接入电路中，当滑片P在最上端时，R1接入电路的电阻为零，因此R2获得的最大电压等于8 V，当滑片P在最下端时，R1与R2串联，
(2)当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
答案　0～8 V



解析　当S闭合时，滑动变阻器R1为分压式接法，当滑片P在最下端时，R2两端电压为0，当滑片P在最上端时，R2两端的电压最大，为8 V，
所以R2两端可获得的电压变化范围为0～8 V.
总结提升
1.滑动变阻器接入电路时，金属杆的两个端点不能同时接入电路，否则电流将从金属杆流过而将滑动变阻器短路.
2.限流式接法电压调节范围较小，而分压式接法电压调节范围较大(电压最小值从0开始)，在具体应用中要根据题目要求合理选择.
针对训练　(多选)如图7所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器接成一个分压电路向一个小灯泡供电，并要求滑片P向c移动时，小灯泡两端电压减小，下列说法中正确的是
A.a接电源正极，b接电源负极，c、d接小灯泡两端
B.a接电源正极，b接电源负极，c、a接小灯泡两端
C.a接电源正极，b接电源负极，d、b接小灯泡两端
D.a接电源正极，b接电源负极，d、a接小灯泡两端
图7
√
√
解析　分压电路的正确接法是“一上两下”，而且a与b需要接电源两极，可将a接电源正极，b接电源负极，
由于题目要求“滑片P向c移动时，小灯泡两端电压减小”，可知滑片P向c移动时，分压部分的电阻丝的长度减小，
由题图可知P与a之间的电阻丝长度减小，所以需要c、a或d、a接小灯泡两端，故选B、D.
1.(并联电路)电阻R1的阻值为6 Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶2，则R2的阻值和总电阻的阻值分别是
A.4 Ω；3.6 Ω B.9 Ω；4.5 Ω C.4 Ω；2.4 Ω D.9 Ω；3.6 Ω
随堂演练
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√
解析　并联电路中通过各支路电阻的电流之比等于电阻的反比，R1∶R2＝I2∶I1，
2.(串、并联电路)(多选)如图8所示，R1＝2 Ω，R2＝10 Ω，R3＝10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则
A.S断开时，R1与R2两端的电压之比为1∶5
B.S闭合时，通过R1与R2的电流之比为2∶1
C.S闭合时，R1与R2两端的电压之比为1∶5
D.S断开与闭合两种情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1
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√
图8
S闭合时，通过R2与R3的电流相等，等于通过R1的电流的一半，选项B正确.
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解析　滑动变阻器为分压式接法，灯泡两端的电压在0～U范围内变化，选项C正确.
3.(滑动变阻器的接法)如图9所示，A、B间电压恒为U，当滑动变阻器的滑片P逐渐向上端移动的过程中灯泡上的电压数值
A.一直为U
B.一直为0
C.逐渐增大到U
D.先由0逐渐增大到U再减小到0
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√
图9
考点一　串联电路和并联电路
1.下列说法错误的是
A.一个电阻R和一根电阻为零的理想导线并联，总电阻为零
B.并联电路的总电阻一定小于并联支路中最小的电阻
C.在并联电路中，任意支路电阻增大或减小时，总电阻将随之增大或减小
D.电阻R和阻值无穷大的电阻并联，总电阻为无穷大
基础对点练
课时对点练
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解析　并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，如果电阻R与电阻为零的导线并联，则电阻R被短路，总电阻为零，选项A正确，不符合题意；
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多个电阻无论串联还是并联，任意支路电阻增大或减小，总电阻也随之增大或减小，选项C正确，不符合题意.
2.(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.三只电阻两端的总电压为21 V
D.电阻R3两端的电压为4 V
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电阻R3两端的电压U3＝IR3＝0.6×5 V＝3 V，总电压U＝U1＋U2＋U3＝6 V＋12 V＋3 V＝21 V，故C正确，D错误.
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3. (2019·济南市期末)两导体的I－U关系如图1所示，图线1表示的导体的电阻为R1，图线2表示的导体的电阻为R2，则下列说法正确的是
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＝1∶1
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图2
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考点二　滑动变阻器的限流式接法与分压式接法
5.a、b两点与一个稳压直流电源相连，当滑动变阻器的滑片从中点O向d端移动一段距离时，图中的电流表读数会变小的是
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解析　选项A、C、D中，滑动变阻器接入电路中的有效部分为Od段的电阻丝，当滑动变阻器的滑片从O向d端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值减小，由欧姆定律I＝ 可知，电路中的电流将会增大，电流表的读数会变大；
选项B中，滑动变阻器接入电路中的有效部分为cO段的电阻丝，当滑动变阻器的滑片从O向d端移动时，滑动变阻器接入电路的阻值增大，电路中的电流会减小，电流表的读数会变小，选项B正确.
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6.(多选)一同学将滑动变阻器与一个6 V、6～8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源E上，当S闭合时，发现灯泡发光.按如图3所示的接法，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，灯泡将
A.变暗 B.变亮
C.亮度不变 D.不可能被烧坏
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图3
解析　由题图可知，滑动变阻器接入电路的有效部分是PB段的电阻丝，当滑片P向右滑动时，接入电路中的电阻减小，灯泡变亮，选项B正确；
由于灯泡的额定电压等于电源电压，所以灯泡不可能被烧坏，选项D正确.
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7.如图4所示的电路中，U＝24 V，滑动变阻器R2的最大阻值为100 Ω，R1＝50 Ω.当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为
A.8 V B.12 V C.16 V D.4 V
图4
√
8.在如图5所示电路中，R2＝2R1，电路两端电压恒定，
当S断开时，电流表的读数为0.5 A，电压表的读数为4 V，
则当S闭合时，电流表和电压表的读数分别为
A.1.5 A,6 V B.0.75 A,4 V
C.1.5 A,0 D.0,6 V
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图5
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能力综合练
当S闭合时，R1被短路，电路中只有电阻R2，电流表读数为0，电压表读数为6 V，选项D正确.
9.如图6所示电路中，电压表V1和V2的内阻都远远大于R1、R2、R3和R4的电阻.R1和R3电阻未知，R2＝R4＝20 Ω，电压表V1和V2的读数分别为15 V和10 V，则a、b两点间的电压为
A.23 V B.24 V C.25 V D.26 V
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图6
解析　因为两电压表为理想电压表，R1、R2、R3和R4串联，且R2＝R4，故R2＋R3＝R3＋R4，
则R3和R4两端电压也为10 V.a、b两点间电压是R1和R2两端电压与R3和R4两端电压之和，即为15 V＋10 V＝25 V.
10.在如图7所示的电路中，三个电阻的阻值分别为R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω，电源电压恒定.
(1)接通开关S，断开开关S′时，
R1与R2两端电压之比为多少？
答案　2∶3
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图7
解析　接通开关S，断开开关S′时，电阻R1与R2串联，由串联电路的规律知，U1∶U2＝R1∶R2＝2∶3.
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(2)两个开关S、S′都接通时，R1与R2两端电压之比为多少？
答案　7∶6
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11.(2020·江西九江一中月考)如图8所示的电路中，各电阻的阻值已标出.已知R＝1 Ω，当输入电压UAB＝110 V时，求：
(1)流经10R电阻的电流；
答案　10 A
图8
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则电路的总电阻为R总＝10R＋R＝11R
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(2)输出电压UCD.
答案　1 V
12.如图9所示，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，滑动变阻器最大阻值R3＝5 Ω，则当滑片从a滑到b的过程中，电流表示数的最小值为多少？
答案　2 A
图9
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拓展提升练
解析　题图中R3可以当成两个电阻Ra、Rb来看待，电路图可简化成如图所示电路图，

由于Ra＋Rb＝R3＝5 Ω，R1＋Ra＋R2＋Rb＝10 Ω，
令R1＋Ra＝x Ω，
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当x＝5即R1＋Ra＝5 Ω，Ra＝3 Ω，Rb＝2 Ω时，R总有最大值Rmax＝2.5 Ω，
本课结束