串联电路和并联电路 课件 2023-2024学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

11.4串联电路和并联电路(教学课件）——高中物理人教版（2019）必修第三册1．知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点。2．掌握串、并联电路的相关计算。3．了解电流表(表头)的原理，知道满偏电流和满偏电压的概念。4．理解利用电流表(表头)改装成电压表和电流表的原理。学习目标：在初中，我们曾研究过串、并联电路中电流的规律和电压的规律，如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，它们应该是怎样的关系？··R1R2R1R2今天我们就用高中物理知识作进一步分析。在此基础上，讨论串、并联电路中各部分电阻的关系。新知导入1、电流①串联电路中的电流处处相等0123串联电路I0=

I1=

I2=

I3证明：恒定电流电路中各处电荷分布稳定，保持不变（任何位置的电荷量不会越来越多或越来越少），可以看出，通过0、1、2、3处的电荷量必然相等，所以在时间t内有q0=q1=q2=q3I0=I1=I2=I3新知讲解一：串、并联电路的特点证明：要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于流过各支路1、2、3各点的电荷量之和，由此可知1、电流②并联电路的总电流等于各支路电流之和0123并联电路I0=

I1+

I2+

I3q0=q1+q2+q3I0=I1+I2+I3一：串、并联电路的特点串、并联电路中电流的分配关系①串联电路中电流处处相等②并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比．推导：在并联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，U1＝U2＝…＝Un，所以有I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U.2、电压①串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和0123串联电路

串联电路中，以φ0、φ1、φ2、φ3表示电路中0、1、2、3各点的电势，以U01、U12、U23、U03表示各点之间的电势差U01

=φ0

–φ1

；U12

=φ1

–

φ2

；U23

=φ2

–

φ3

；U03

=φ0

–

φ3；

U01+

U12

+

U23

=

(φ0

–φ1)+(φ1

–

φ2)+(φ2

–

φ3)=

φ0

–

φ3U01+

U12

+

U23

=

U03

一：串、并联电路的特点2、电压②并联电路的总电压与各支路电压相等。3’0123并联电路1’2’0’在不考虑导线电阻的情况下：左边：φ0

=

φ1

=

φ2

=

φ3

；右边：φ0’=

φ1’=

φ2’=

φ3’

φ0

–φ0’=

φ1

–

φ1’=

φ2

–φ2’=

φ3

–φ3’U总=U1=U2=U3一：串、并联电路的特点串、并联电路中电压的分配关系①并联电路中电压处处相等②串联电路中通过各电阻的两端的电压跟它们的阻值成正比．推导：在串联电路中，U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3…Un＝InRn，I1＝I2＝…＝In,所以有：3、电阻①串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和IUU1U2R1R2当两个电阻串联至电路时，若将其看为一个整体，则此时的电阻为R，此时的电压为U，则有：R=R1+R2U=U1+U2RUI一：串、并联电路的特点3、电阻②并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和II1I2R1R2U当两个电阻并联至电路时，若将其看为一个整体，则此时的电阻为R，此时的电压为U，则有：I=I1+I2

新知讲解一：串、并联电路的特点串、并联电路中电阻的关系串联电路：并联电路：思考1：如果增大其中一个电阻的阻值，R总会如何变化？思考2：如果在原串联电路上再串一个（或者在原并联电路上再并一个），R总会如何变化？串联：RxR总

并联：RxR总串联：再串一个，R总

并联：再并一个，R总简记：越串越大；越并越小不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大（减少），总电阻就增大（减少）。串、并联电路总电阻的比较四、电压表和电流表的电路结构1.表头（1）常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。（2）工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，电流越大，指针偏角越大。（3）从电路的角度看，表头就是一个电阻，遵从欧姆定律。通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。新知讲解2.表头的三个特征量①内阻Rg：表头的电阻Rg

叫作电流表的内阻。②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流Ig

叫作满偏电流。③满偏电压Ug：表头通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫作满偏电压。由欧姆定律可知：Ug＝IgRg表头的满偏电压Ug

和满偏电流Ig

一般都比较小。RgUgIg3.表头G改装成大量程的电压表U（1）测量较大的电压时，要串联一个分压电阻R，把表头改装成电压表，即电压表可以看作一个电压可读的“大电阻”。UUgURIgRgRVU（2）串联电阻R的作用是分担一部分电压，起这种作用的电阻常常被叫作分压电阻。电压表的内阻：RV=R+Rg4.表头G改装成大量程的电流表测量较大的电流时，则要并联一个分流电阻R，把小量程的表头改装成大量程的电流表。电流表可以看作一个电流可读的“小电阻”。UUIAIIgRgR（2）并联电阻R的作用是分去一部分电流，起这种作用的电阻常常被叫作分流电阻。电流表的总电阻例题：一个表头的内阻Rg

为30Ω，满偏电流Ig

为1mA。要把它改装为量程0〜0.6A的电流表，需要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多少？分析：电流表由表头和电阻R并联组成，如图的虚线框所示。电流表量程为0〜0.6A，是指通过电流表的电流为0.6A时，表头的指针指在最大刻度，即通过表头的电流等于Ig

。新知讲解新知讲解解：通过电阻R的电流IR

＝I－Ig

＝（0.6－0.001）A＝0.599A由欧姆定律可以求出分流电阻电流表内阻RA

等于Rg

与R的并联值，有【例1】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

B电路元件的处理技巧①若电阻上没有电流流过时，该电阻相当于导线。②理想电流表的内阻可看成零，可用导线替代。③理想电压表的内阻可看成无穷大,可看成断路。④稳定电容器的电阻无穷大，可看成断路经典例题【例2】如图所示，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3．当AB两端加上某一电压后，则流过三个电阻的电流之比为I1：I2：I3＝

。

6：3：2R1R2R3ABR1R2R3ABCDCDφA=φDφB=φCφA＞φBR1:A→C等效与A→BR2:D→C等效与A→BφA=φD＞φB=φCR3:D→B等效与A→B【变式训练】如图所示，R1∶R2∶R3＝1∶2∶3．当AB两端加上某一电压后，则三个电流表示数I1：I2：I3＝

。

11：5：9A3A1A2AR1R2R3BA3A2R1R2R3BA1ACDCDEE注意：电路简化后，求电表示数要将电表复原到对应的节点之间【例3】如图所示电路,当ab两端接入100V电压时,cd两端为20V,当cd两端接入100V电压时,ab两端电压为50V,则R1:R2:R3为()A.4:2:1B.2:1:1C.3:2:1D.以上都不对R1R1R2R3R3abcdAR2R3R3abcdR1R1R2abcd100V20V40V40V100V50V25V25V注意：简化电路时，没有电流经过的电阻要去掉【变式训练】如图所示电路,设R1=R2=R3=R4=R，求：电键S闭合和开启时，A、B两端电阻之比。5：61.如图所示，当AB间加上电压时，R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R1：R2：R3为（）A．1：1：4B．1：1：1C．1：1：2D．2：2：1AR1R2AR3B课堂练习2.某同学要把一个量程为200μA，内阻为300Ω的直流电流计G，改装成量度范围是0～4V的直流电压表，那么（）A．串联一个阻值为20kΩ的电阻B．并联一个阻值为19.7kΩ的电阻C．改装后的电压表内阻为20kΩD．改装后的电压表内阻为19.7kΩC课堂练习3．如图所示，两个电阻串联后接在电路中a，b两点，已知a，b两点间电压不变。某同学把一个实验室里的电压表并联在R1两端时，读数为5V；将该电压表并联在R2两端时，读数为4V，则a，b两点间电压（）A．大于9VB．等于9VC．小于9VD．无法确定AR1R2ab课堂练习4.一电流表由电流计G和电阻R并联而成，如图所示，在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍小些，采用下列措施可使读数变准确的是（）A．在R上串联一比R小得多的电阻B．在R上串联一比R大得多的电阻C．在R上并联一