人教版高中物理必修三 （串联电路和并联电路）教育课件(第2课时)

第2课时第十一章电路及其应用串联电路和并联电路

1.掌握小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理，并能根

据串、并联电路的知识进行有关计算.2.认识伏安法测电阻的两种电路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内阻Rg：

的电阻.满偏电流Ig：指针偏转到

时，流过表头的电流.满偏电压Ug：表头通过

时，加在表头两端的

电压.Ug＝

.电压表和电流表1.小量程电流表G(表头)的三个参量知识梳理表头最大刻度满偏电流IgRg2.电表改装原理(1)电压表改装：将表头

一个较

电阻，常被称作分压电阻，如图1所示.串联大图1(2)电流表改装：将表头

一个较

电阻，常被称作分流电阻，如图2所示.并联小图21.判断下列说法的正误.(1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流.(

)(2)电流表中并联的电阻的作用是分去一部分电压.(

)(3)若将电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压.(

)(4)若将电阻并联在电流表两端改装成电流表后，电阻两端的电压和电流表两端的电压相等.(

)即学即用×√××2.某同学在进行电阻测量时，需要将一满偏电流为50μA、内阻阻值为800Ω的小量程电流表G改装成量程为3V的电压表，则需要选择一个阻值为___________Ω的电阻与这一电流表____(选填“串”或“并”)联.串5.92×104解析

设小量程电流表的内阻为Rg，量程为Ig，需要串联电阻的阻值为R，电压表改装的原理图为：改装电压表需要串联大电阻来分压，根据串联电路规律：Ig(Rg＋R)＝3V，代入数据可得：R＝5.92×104Ω一、电表的改装导学探究

(1)小量程电流表有哪三个参量？三个参量之间有什么关系？答案

三个参量：内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug.Ug＝IgRg.(2)对于小量程电流表，其额定电压比较小，如何将该电流表改装成大量程的电压表？答案

需将表头串联一个阻值较大的分压电阻，改装成大量程的电压表.(3)对于小量程电流表，其额定电流比较小，如何将该电流表改装成大量程的电流表？答案

需将表头并联一个阻值较小的分流电阻，改装成大量程的电流表.重点探究知识深化电压表、电流表的改装及其特点项目小量程电流表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的作用分压分流例1

有一电流表G，内阻Rg＝10Ω，满偏电流Ig＝3mA.(1)要把它改装成量程为0～3V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

990Ω

1000Ω解析

由题意知电流表G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03V改装成量程为0～3V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R两端的电压UR＝U－Ug＝2.97V改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝1000Ω.(2)要把它改装成量程为0～0.6A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

0.05Ω

0.05Ω解析

改装成量程为0～0.6A的电流表，当达到满偏时，通过分流电阻R′的电流IR′＝I－Ig＝0.597A总结提升关于电表改装的四点提醒1.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，只要把表头看成一个电阻Rg即可.2.无论表头改装成电压表还是电流表，它的三个参量Ug、Ig、Rg是不变的，即通过表头的最大电流并不改变.针对训练1图3所示是有两个量程的电压表，当使用a、b两个端点时，量程为0～10V，当使用a、c两个端点时，量程为0～100V.已知电流表的内阻Rg＝500Ω，满偏电流Ig为1mA，求电阻R1、R2的值.答案

9.5×103Ω

9×104Ω图3解析

当使用a、b两个端点时，接10V电压，电流表满偏，即电流为满偏电流.根据串联电路规律，Ig(Rg＋R1)＝10V，解得R1＝9.5×103Ω.同理，当使用a、c两端点时，接100V电压，电流表满偏，Ig(Rg＋R1＋R2)＝100V，解得R2＝9×104Ω.

内接法外接法电路

误差分析电压表示数：UV＝UR＋UA＞UR电流表示数：IA＝IR

电压表示数：UV＝UR电流表示数：IA＝IR＋IV＞IR

二、伏安法测电阻的两种接法1.两种接法的比较误差来源电流表的分压作用电压表的分流作用适用情况测大电阻测小电阻2.电流表内、外接的选择方法(1)直接比较法：当Rx≫RA时，采用内接法，当Rx≪RV时，采用外接法，可记忆为“大内小外”.(2)公式计算法(3)试触法：如图4，把电压表的可动接线端分别试接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，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法.图4例2

(2020·宿州市高二期末)用电流表(内阻约4Ω)和电压表(内阻约3kΩ)测量电阻R的阻值.某次按照如图5所示电路的测量情况：电流表的示数是5mA，电压表的示数是2.5V.下列说法正确的是A.电阻R的值为500ΩB.电阻R的值略大于500ΩC.电阻R的值略小于500ΩD.如果采用电流表外接法测量，结果更加精确√图5由R≫RA可知采用电流表内接的方法测量，结果更加精确，故C正确.针对训练2

(2019·重庆市高二期末)用伏安法测某一电阻：电压表示数为U，电流表示数为I，电阻测量值R＝

.如果采用如图6甲所示的电路，测量值为R1，如果采用如图乙所示电路，测量值为R2，电阻的真实值为R真，它们之间的关系是：R1____R真，R2_____R真(填“>”“＝”或“<”)，这种误差属于________误差.图6<>系统解析

题图甲中电压表测量值为真实值，由于电压表分流作用电流表测量值偏大，故电阻测量值偏小；题图乙中电流表测量值为真实值，由于电流表分压作用电压表测量值偏大，故电阻测量值偏大，所以有R1<R真，R2>R真，这种误差属于系统误差.1.(电压表的改装)一个电流表的满偏电流Ig＝2mA，内阻为800Ω，要把它改装成一个量程为10V的电压表，则应在电流表上A.串联一个5kΩ的电阻B.并联一个5kΩ的电阻C.串联一个4.2kΩ的电阻D.并联一个4.2kΩ的电阻随堂演练123√1232.(电流表的改装)有一个电压表，它的内阻是100Ω，量程为0.2V，现要改装成量程为10A的电流表，电压表上应A.并联0.002Ω的电阻B.并联0.02Ω的电阻C.并联50Ω的电阻D.串联4900Ω的电阻123√1233.(伏安法测电阻的两种接法)(多选)如图7所示，用伏安法测电阻时A.采用图甲所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于

真实值B.采用图甲所示测量电路，误差来源于

电流表分压，使电阻测量值大于真实值C.采用图乙所示测量电路，误差来源于电压表分流，使电阻测量值小于

真实值D.采用图乙所示测量电路，误差来源于电流表分压，使电阻测量值大于

真实值123√√图7解析

题图甲所示测量电路因电压表分流，使电阻测量值小于真实值，题图乙所示测量电路因电流表分压，使电阻测量值大于真实值，选项A、D正确.123考点一电压表、电流表的改装1.(2020·聊城市期末)一只电流表的满偏电流Ig＝2mA，内阻Rg＝500Ω，把它改装成量程为0～3V的电压表，下列说法中正确的是A.需串联一个1500Ω的电阻B.需串联一个1000Ω的电阻C.需并联一个1000Ω的电阻D.改装后，电压表的内阻为1000Ω基础对点练课时对点练123456789101112√13142.(2020·马鞍山第二中学期末)磁电式电流表(表头)最基本的组成部分是磁铁和放在磁铁两极之间的线圈，由于线圈的导线很细，允许通过的电流很弱，所以在使用时还要扩大量程.已知某一表头G，内阻Rg＝30Ω，满偏电流Ig＝5mA，要将它改装为量程为0～3A的电流表，所做的操作是A.串联一个570Ω的电阻B.并联一个570Ω的电阻C.串联一个0.05Ω的电阻D.并联一个0.05Ω的电阻1234567891011121314√12345678910111213143.(多选)某电流表的内阻为Rg，满偏电流为Ig，那么下列说法正确的是A.该电流表也可以并联在电路中测电压，只是量程较小，Ug＝Ig·RgB.如果串联一个阻值为nRg的定值电阻，就可以改装为最大电压是

(n＋1)IgRg的电压表C.如果并联一个阻值为

Rg的定值电阻，就可以改装为最大电流为nIg

的电流表D.在电流表两端并联一个小电阻将电流表改装成一个较大量程的电流表，

通过原电流表的最大电流将增大123456789101112√√1314√123456789101112解析

已知内阻的电流表可以当电压表用，电压可以通过欧姆定律计算出，Ug＝Ig·Rg，故A正确；电流表串联一个阻值为nRg的定值电阻后，该定值电阻的最大分压为U′＝Ig·nRg，则改装后电压表的最大电压为(n＋1)IgRg，故B正确；给电流表并联一个阻值为

Rg的定值电阻后，根据并联分流原则，该电阻能分得的最大电流为(n－1)Ig，则改装后电流表的最大电流为nIg，故C正确；电流表改装成大量程的电流表后通过原电流表的最大电流不变，只是并联上电阻后总电流变大，故D错误.13144.(多选)(2020·长沙一中期中)如图1所示，虚线框内为改装好的电表，M、N为新电表的接线柱.已知灵敏电流计G的满偏电流为200μA，内阻为495.0Ω，电阻箱读数为5.0Ω.根据以上数据计算可知改装好的电表A.电压量程为1mV B.电压量程为99mVC.电流量程为20mA D.电流量程为2μA1234567891011121314√√图1解析

灵敏电流计与电阻箱并联，此为电流表，M、N两端电压为：U＝IgRg＝200×10－6×495.0V＝0.099V＝99mV1234567891011121314考点二伏安法测电阻的两种接法5.(多选)在图2中，甲、乙两图分别为测灯泡电阻R的电路图，下列说法正确的是A.甲图的接法叫作电流表外接法，乙图的接法叫作电流表内接法B.甲中R测>R真，乙中R测<R真C.甲中误差由电压表分流引起，为了减

小误差，应使R≪RV，故此法测较小电阻好D.乙中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R≫RA，故此法测

较大电阻好123456789101112√1314√√图2解析

题图甲的接法叫作电流表外接法，题图乙的接法叫作电流表内接法，A正确；题图甲由于电压表的分流导致电流的测量值偏大，由R＝

可知，R测＜R真，R越小，电压表分流越小，误差越小，因此这种接法适合测小电阻；题图乙由于电流表的分压导致电压的测量值偏大，由R＝

得R测＞R真，R越大，电流表的分压越小，误差越小，因此这种接法适用于测大电阻，B错误，C、D正确.12345678910111213146.(2020·成都市检测)分别用如图3所示的甲、乙两种电路测量同一待测电阻，图甲中两电表的示数分别为3V、4mA；图乙中两电表的示数分别为4V、3.8mA，则待测电阻Rx的真实值A.略小于1kΩ B.略小于750ΩC.略大于1kΩ D.略大于750Ω123456789101112√1314图31234567891011127.(多选)(2020·长沙一中期中)用伏安法测电阻，当对被测电阻的阻值一无所知而无法选择用何种接法时，可采用试触的方法.如图4所示，某同学测量未知电阻R时，让电压表的一端接在A点，另一端先后接到B点和C点；他发现电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，则下列说法中正确的是A.R与电压表阻值接近，应选择电流表内接电路B.如果选择电流表内接电路，测量值大于真实值C.R与电流表阻值接近，应选择电流表外接电路D.如果选择电流表外接电路，测量值大于真实值图4√1314√123456789101112解析

由题图电路图可知，电压表的一端接A点，另一端接到B点时，电压表与电阻并联，电流表测电阻与电压表电流之和，另一端接到C点时，电流表测通过电阻的电流；若电流表示数有明显变化，而电压表示数无明显变化，说明电压表分流较大，而电流表分压较小，故R阻值较大，与电压表阻值接近，故应选择电流表内接电路；如果选择电流表内接电路，测量值是待测电阻和电流表电阻的串联总电阻，测量值大于真实值，故A、B正确，C、D错误.13148.(多选)(2020·吉化第一高级中学期中)如图5所示的电路，将两个相同的小量程的灵敏电流计分别改装成A1(0～3A)和A2(0～0.6A)的电流表，把两个改装后的电流表并联接入电路中测量电流强度，则下列说法正确的是A.A1的指针满偏时，A2的指针也满偏B.A2的指针满偏时，A1的指针刚好指到量程的五分之一处C.A2的读数始终为A1读数的五分之一D.A1的读数为1.5A时，干路电流为1.80A123456789101112图5√1314√√能力综合练解析

由电路图知两电流表并联，它们两端电压相等，因为两电流表是由相同的灵敏电流计改装成的，通过表头的电流相等，指针偏转的角度相同，但量程不同的电流表读数不同，A1的量程等于A2的量程的5倍，故读数也是A2的5倍.A1的指针满偏时，A2的指针也满偏，偏转角度相同，故A正确，B错误；A2的读数始终为A1读数的五分之一，故C正确；由分析可知A1的读数为1.5A时，A2的读数为0.3A，故干路电流为1.80A，故D正确.12345678910111213149.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U＝12V的直流电源上，且电源电压保持不变.把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端(如图6所示)，电压表的示数为8V，如果把此表改接在R2两端，则电压表的示数A.小于4V B.等于4VC.大于或等于8V D.大于4V，小于8V123456789101112√图61314123456789101112131410.(多选)(2019·天津耀华中学期末)四个相同的小量程电流表(表头)分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2.已知电流表A1的量程大于A2的量程，电压表V1的量程大于V2的量程，改装好后把它们按图7所示接法连入电路，则A.电流表A1的读数大于电流表A2的读数B.电流表A1指针的偏转角小于电流表A2指针的

偏转角C.电压表V1的读数小于电压表V2的读数D.电压表V1指针的偏转角等于电压表V2指针的偏转角√123456789101112图71314√解析

电流表A1与电流表A2由相同表头改装而成，并联在电路中，电流表A1与电流表A2的指针偏转角相同，电流表A1的量程较大，则电流表A1的读数较大，故A正确，B错误；电压表V1与电压表V2由相同表头改装而成，串联在电路中，通过表头的电流相同，故指针的偏转角相同，因电压表V1量程较大，所以电压表V1的读数大于电压表V2的读数，故C错误，D正确.123456789101112131411.如图8所示用电压表和电流表测电阻，Rx为待测电阻，如果电压表的读数是3.50V，电流表的读数是10.0mA，电压表的内阻是1.50kΩ，电流表的内阻是10Ω，那么Rx的精确值为A.457Ω B.350ΩC.360Ω D.1200Ω1234567891011121314√图812.(2019·吉安三中高二上月考)一电压表由电流表G与电阻R串联而成，如图9所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍大一些，采用下列哪种措施可加以改进A.在R上串联一个比R大得多的电阻B.在R上串联一个比R小得多的电阻C.在R上并联一个比R小得多的电阻D.在R上并联一个比R大得多的电阻图9√1234567891011121314解析

电压表由电流表G和电阻R串联而成，发现此电压表的读数比准确值稍微大一些，说明加上相同电压时，流过表头的电流偏大，要使电流适当小些，故需要略微增加电阻R的值，可以在R上串联一个比R小得多的电阻，故B正确.123456789101112131413.如图10所示，有一个表头G，满偏电流Ig＝500mA，内阻Rg＝200Ω，用它改装为有1A和10A两种量程的电流表，则R1、R2的阻值各为多大？答案

20Ω

180Ω图101234567891011121314解析

设I1＝1A，I2＝10A，则公共端与“1A”端接入被测电路时，电阻R1和R2串联，再与表头内阻Rg并联，由并联电路特点有(I1－Ig)(R1＋R2)＝Ig·Rg代入数值可得R1＋R2＝200Ω ①当公共端与“10A”端接入被测电路时，电阻R2与表头内阻Rg串联，再与电阻R1并联，由并联电路的特点有Ig(Rg＋R2)＝(I2－Ig)R1代入数值可得R2＋200Ω＝19R1 ②联立①②解得R1＝20Ω，R2＝180Ω.123456789101112131414.如图11所示，灵敏电流计的内阻Rg为500Ω，满偏电流Ig为1mA.当使用a、b两个端点时，是量程为I1的电流表；当使用a、c两个端点时，是量程为I2的电流表；当使用a、d两个端点时，是量程为U的电压表.已知电阻R1、R2、R3的阻值分别为0.5Ω、2Ω和100Ω.求量程I1、I2、U的值.答案

1.005A

201mA

20.6V123456789101112图111314拓展提升练1234567891011121314解析

当使用a、b两个端点时满足Ig(Rg＋R2)＝(I1－Ig)R1解得I1＝1.005A当使用a、c两个端点时满足IgRg＝(I2－Ig)(R1＋R2)解得I2＝201mA当使用a、d两个端点时，设流过R3的电流为I3，则满足IgRg＋I3R3＝U且IgRg＝(I3－Ig)(R1＋R2)解得U＝20.6V.本课结束第4节串联电路和并联电路

核心素养物理观念科学思维1.掌握串、并联电路的电流、电压和电阻的关系。2.掌握将小量程电流表改装成电压表和大量程电流表的原理。3.认识伏安法测电阻的两种电路。1.会分析串、并联电路和简单的混联电路，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。3.根据串、并联电路知识，进行电表改装的有关计算。4.理解电流表的内接法和外接法，并能正确的选择和应用。知识点一串联电路和并联电路[观图助学]

大型庆祝活动期间，街上的树上都挂满了装饰用的一串串小彩灯，当夜幕降临的时候，火树银花，非常好看，这些小彩灯的额定电压一般只有几伏，但大多数都使用了220V的家用照明电路，这些小彩灯是怎样连接的？1.串联电路：把几个导体或用电器____________连接，接入电路的连接方式，如图甲所示。2.并联电路：把几个导体或用电器的一端____________，另一端也____________，再将两端接入电路的连接方式，如图乙所示。依次首尾连在一起连在一起3.串联电路、并联电路的特点相等

串联电路并联电路电流关系各处电流________，即I＝____________总电流等于各支路电流________，即I＝________________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[思考判断](1)横截面积不同的两个导体串联时，通过面积较大的导体的电流大。(

)(2)两电阻并联时，电阻越大，单位时间内流过电阻某一横截面的电荷量越多。(

)(3)串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和。(

)(4)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大。(

)×××√[观图助学]上图是学生实验中经常用到的电压表和电流表，实际上这两个电表是由小量程的灵敏电流计G(表头)改装而成的，结合初中物理知识，猜想应该如何改装呢？知识点二电压表和电流表的电路结构1.小量程电流表G(表头)的三个参量：表头最大刻度满偏电流IgRg2.电表改装原理： (1)电压表改装：将表头________一个较________电阻，如图所示：串联大(2)电流表改装：将表头________一个较________电阻，如图所示：并联小[思考判断](1)电压表中串联的电阻的作用是分去一部分电流。(

)(2)改装后电压表的量程越大，其串联的分压电阻就越大。(

)(3)若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压。(

)(4)若将电阻并联在电流表上改装成大量程的电流表后，增大了原电流表的满偏电压。(

)×√××[观察探究]1.如图所示，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？(2)若R1<R2<R3，每个电阻两端的电压由小到大如何排序？核心要点对串、并联电路的理解2.如图所示，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？ (2)若R1<R2<R3，流过每个电阻的电流由小到大如何排序？[探究归纳]1.串、并联电路总电阻的比较2.关于电压和电流的分配关系[试题案例][例1]由四个电阻连接成的电路如图所示。R1＝8Ω，R2＝4Ω，R3＝6Ω，R4＝3Ω。(1)求a、d之间的总电阻；(2)如果把42V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？思路点拨(1)分清四个电阻的串、并联关系。(2)流过R3和R4的电流与其电阻值成反比。即为通过R1、R2的电流。设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，则由并联电路电压相等，得I3R3＝I4R4，又I3＋I4＝3A，解得I3＝1A，I4＝2A。答案见解析故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8Ω＋4Ω＋2Ω＝14Ω。方法凝炼串并联电路的规律(1)串联电路的总电阻“越串越大，比大的还大”。(2)并联电路的总电阻“越并越小，比小的还小”。(3)若并联的支路增多时，总电阻将减小；几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一。(4)串联电路中“串联可分压”；并联电路中“并联可分流”。[例2]如图所示，R2＝R4，理想电压表V1的示数为70V，理想电压表V2的示数为50V，则A、B间的电压为(

)A.140V B.120VC.100V D.无法计算解析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50V＋70V＝120V，选项B正确。答案B方法总结混联电路及其处理方法(1)混联电路：既有串联又有并联的较复杂连接电路。(2)混联电路的处理方法：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。[针对训练1](多选)三个阻值都为12Ω的电阻，它们任意连接、组合，总电阻可能为(

) A.4Ω B.24Ω C.18Ω D.36Ω答案ACD[针对训练2]如图，R1＝R2＝R3＝4Ω，若在A、C两点之间加上U＝6V的电压，则电流表的读数为(

)A.0 B.0.5A C.1A D.1.5A答案B[观察探究]

实验室有一表头G，满偏电流3mA，内阻100Ω。(1)用它能直接测量