11.4 串联电路和并联电路 讲义—2020-2021学年【新教材】人教版（2019）高中物理必修第三册word版含答案

第十一章电路及其应用
第4节串联电路和并联电路
【素养目标】
掌握串并联电路的电流、电压、电阻的基本规律
2.掌握电压表和电流表的改装原理．
【必备知识】
知识点一、串并联电路的特点
串联电路
并联电路
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＝U1＋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
总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和，即＝＋＋…＋
有关总电阻的几个常用结论
①电阻越串越大，串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻
②电阻越并越小，并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻。
③无论串联还是并联，其中任一个电阻增大，总电阻就会增大；任一个电阻减小，总电阻就会减小。
知识点二、电压表和电流表的电路结构
小量程电流表（表头）的相关参数
①表头的内阻用表示。
②指针偏转到最大刻度时的电流叫满偏电流，用表示。
③表头通过满偏电流时，加在它两端的电压叫满偏电压，用表示。
（2）电流表、电压表的改装
两表改装
小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表
小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电流表?
内部电路
扩大后量程
U
I
R的作用
分压
分流
R的数值
R＝－Rg或R＝(n－1)Rg(n＝)
R＝或R＝(n＝)
电表的
总内阻
RV＝Rg＋R或RV＝
RA＝或RA＝
（3）表头完成改装后，表头的满偏电流、满偏电压、内阻都不变。
【课堂检测】
1.如图所示，电流表A1（0~3A）和A2（0~0.6A）是由两个相同的电流计改装而成，现将这两个电流表并联后接入电路中。闭合开关S，调节滑动变阻器，下列说法中正确的是（??
）
A.?A1、A2的读数之比为1:1?????????????????????????????????????B.?A1、A2的读数之比为1:5
C.?A1、A2的指针偏转角度之比为1:5???????????????????????D.?A1、A2的指针偏转角度之比为1:1
【答案】
D
【解析】由电表
、
量程之比5：1，则其内阻由
可得内阻之比为1：5；
、
并联，故流经
、
电流之比等于内阻的反比，即流经
、
电流之比为5：1，所以读数之比为5：1，由电表改装原理可得
、
并联，故流经电流计的电流相等，两指针偏转角度相等。
故答案为：D。
2.如图所示，将滑动变阻器滑片P滑到最左端，闭合S后移动滑片P灯泡L不亮，但电压表有示数，电流表示数很小。若电路只有一处出现断路故障，当用多用电表的电压挡检测故障位置时（??
）
A.?若多用电表接在滑动变阻器两端有示数，则可能是灯泡L断路
B.?若多用电表接在滑动变阻器两端有示数，则可能是滑动变阻器R断路
C.?若多用电表接在灯泡L两端有示数，则可能是滑动变阻器R断路
D.?若多用电表与电容器的两极板相连有示数，则可能是灯泡L断路
【答案】
B
【解析】电路有断路故障，多用电表（电压挡）与用电器并联有示数，说明多用电表和电源相连部分通路，与多用电表并联部分可能断路。所以B符合题意。
故答案为：B。
【素养作业】
1.小明同学在改装电表时发现，电压表由灵敏电流计G和电阻R串联而成。若使用过程中发现这个电压表的读数总比标准电压表读数低一些，为了使它读数更加准确，应当在原电路中（??
）
A.?在电阻R两端串联一个比R大得多的电阻??????????????B.?在电阻R两端并联一个比R大得多的电阻
C.?在电阻R两端并联一个比R小得多的电阻??????????????D.?在电阻R两端串联一个比R小得多的电阻
【答案】
B
【解析】根据电压表的改装及读数原理可知，若电压表读数偏小，说明通过电压表的电流偏小，所以只需减小电压表的内阻即可，根据串并联的特点可知，应在R上并联一比R大得多的电阻即可，B符合题意，ACD不符合题意。
故答案为：B。
【分析】两个电阻串联，总电阻等于两个电阻之和；两个电阻并联，并联后的总电阻等于两个电阻的积除以电阻之和。
2.已知某一电流表G的满偏电流
，内阻
，要把它改装成一个量程为3V的电压表，则应在电流表G上（
??）
A.?串联一个400Ω的电阻?????????????????????????????????????????B.?串联一个100Ω的电阻
C.?并联一个400Ω的电阻?????????????????????????????????????????D.?并联一个100Ω的电阻
【答案】
A
【解析】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻，串联电阻阻值：
故答案为：A
【分析】通过串联一个大电阻起分压作用，可以把电流计改装成电压表，利用欧姆定律求解串联电阻的阻值。
3.如图所示，将一个电流计G和一个电阻串联可以改装成电压表，将一个电流计G和一个电阻并联可以改装成电流表，要使它们的量程增大，R1、R2应如何变化(??
)
A.?R1增大，R2增大????????????B.?R1减小，R2减小????????????C.?R1增大，R2减小????????????D.?R1减小，R2增大
【答案】
C
【解析】由图甲所示可知，电流表与电阻串联，甲图为电压表，R1起分压作用，要使量程增加，需增加R1的分压，即增加R1的电阻，由图乙所示可知，电流表与电阻并联，乙图为电流表，R2起分流作用，要使量程增加，需增加R2的分流，即减小R2的电阻，C符合题意。
故答案为：C
【分析】通过并联一个小电阻起分流作用，可以把电流计改装成电流表，通过串联一个大电阻起分压作用，可以把电流计改装成电压表。
4.一个电流表的满偏电流
、内阻
，要把它改装成一个量程为15V的电压表，应在电流表上（??
）
A.?串联一个15kΩ的电阻?????????????????????????????????????????B.?串联一个14.5kΩ的电阻
C.?并联一个15kΩ的电阻?????????????????????????????????????????D.?并联一个14.5kΩ的电阻
【答案】
B
【解析】把电流表改装成电压表需要串联电阻从而进行分压，串联电阻阻值
，
故答案为：B
【分析】通过并联一个小电阻起分流作用，可以把电流计改装成电流表，利用欧姆定律求解量程即可。
5.将一内阻是2kΩ电压表的量程由0～3V扩大到0-15V，需要给它（??
）
A.?串联
电阻?????????????B.?并联
电阻?????????????C.?并联
电阻?????????????D.?串联
电阻
【答案】
A
【解析】根据串联分压可知应串联一定值电阻。令原小量程电压表的内阻和分得的电压分别为R1和U1
．
所串联的电阻的阻值及电压为R2和U2
，
根据串联电路知识知，且U1+U2=15，U1=3V，所以U2=12V，故R2=4R1=8KΩ，
故答案为：A.
【分析】通过串联一个大电阻起分压作用，可以把电流计改装成电压表，利用欧姆定律求解量程即可。
6.在如图所示的电路中,电源电动势为6
V,当开关S接通后,灯泡L1和L2都不亮,用电压表测得各部分电压是
,由此可断定(?
???)
A.?L1和L2的灯丝都烧断了??????????????B.?.L1的灯丝烧断??????????????C.?L2的灯丝烧断??????????????D.?变阻器R烧断
【答案】
C
【解析】
，即L2的电压等于电源两极间的电压，说明d与a连接完好，c与b连接完好，所以不可能是L1的灯丝烧断了，也不可能变阻器R断路。只可能是L2的灯丝烧断，ABD不符合题意，C符合题意。
故答案为：C。
【分析】本题考查的是电路的故障分析，?由于ab电压6V，cd电压6V，ad电压0V因此判定L2断路。
7.如图所示，将材料和长度相同，粗细均匀的镍铬合金导体连接起来，接到一个电路中，通以电流；已知右边横截面积是左边横截面积的两倍。则下列说法正确的是（??
）
A.?左右导体电流不相等，I左>I右?????????????????????????????B.?左右导体的两端电压相等
C.?左右两端电阻不等，R左V右
【答案】
D
【解析】导体由同种材料制成，长度相同，由图可知右边比左边的横截面积大，由于导体的电阻与横截面积成反比，所以
；因串联电路中各处的电流相等，所以图中通过两导体的电流相等，即
；由
的变形式
可知
，根据电流的微观表达式
可得
，所以自由电子定向移动的速率为
，D符合题意，A、B、C不符合题意；
故答案为：D
【分析】两段导体是串联关系，所以流过两段导体的电流是一样的，电流是描述电荷流量的物理量，电流越大，单位时间内流过的电荷量就越多，电流的微观表达式结合电子的密度和流速求解即可。
8.一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为300Ω，要把它改装成一个量程为15V的电压表，则应在电流表上（???
）
A.?串联一个14700Ω的电阻?????????????????????????????????????B.?并联一个14700Ω的电阻
C.?串联一个15000Ω的电阻?????????????????????????????????????D.?并联一个15000Ω的电阻
【答案】
A
【解析】根据电路串联分压和并联分流的特点，电流表改装成大量程的电压表需要串联一个大电阻分担多的电压；结合部分电路的欧姆定律可知
，代入数据得
，
故答案为：A。
【分析】通过串联一个大电阻起分压作用，可以把电流计改装成电压表，利用欧姆定律求解串联电阻的阻值。