1、4.串联电路和并联电路学习目标：1.物理观念知道串、并联电路的电流、电压、电阻特点。2.科学思维理解电表改装的原理，会进行相关的计算。3.科学探究能够根据实际情况设计可行方案对电表改装。4.科学态度与责任有学习和研究物理的内在动机。阅读本节教材，回答第68页问题并梳理必要知识点。教材P68问题提示：串联：RR1R2，并联：。一、串联电路和并联电路中的电流、电压和电阻关系1定义(1)串联电路：把几个导体(用电器)依次首尾连接，接入电路的连接方式，如图甲所示。甲乙(2)并联电路：把几个导体(用电器)的一端连在一起，另一端也连在一起，再将两端接入电路的连接方式。如图乙所示。2串、并联电路的特点串联电
2、路并联电路电流电流处处相等：II1I2In_总电流等于各支路电流之和： II1I2In_电压总电压等于各部分电压之和：UU1U2Un各支路两端电压相等：UU1U2Un总电阻总电阻等于各部分电阻之和：RR1R2Rn总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和：二、电流表和电压表1表头小量程的电流表，通过表头的电流可以从刻度盘上读出来。2表头的三个参数满偏电流Ig、_满偏电压Ug、内阻Rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是UgIgRg。3改装(1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头上串联一个较大的电阻，就改装成了电压表。(2)电流表改装：测量较大的电流时，将表头上并联一个较小的电阻，就改装成了量程较大的电
3、流表。1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)串联电路的总电阻大于电路中任意电阻。()(2)并联电路的总电阻小于电路中任意电阻。()(3)并联电路中某电阻变大时，总电阻减小。()(4)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。()2(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的最大值不变AD电流表改装成电压表的原理是串联电阻的分压作用，故A正确；电流表改装成电压表后Rg、Ig、Ug均不变，故
4、B、C错误，D正确。3今有两阻值分别为10 、20 的定值电阻R1和R2，其中允许通过R1的电流的最大值为1.5 A，允许加在R2两端的电压的最大值为10 V。现将R1和R2串联，则允许加的电压的最大值为()A45 VB5 VC25 VD15 VD本题中R1、R2串联，R1允许通过的最大电流为1.5 A，经计算，R2允许通过的最大电流仅为0.5 A，则通过串联电路的最大电流以最小的为准，可求得允许加在电路两端的最大电压是15 V，D正确。对串、并联电路的理解每年春节期间，大街小巷的树上都挂满了装饰用的串串小彩灯，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
5、使用了220 V的家用照明电路，这些小彩灯是怎样连接的？提示：小彩灯串联连接。1串联电路、并联电路总电阻的比较串联电路的总电阻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nRn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、并联电路中，电压和电流的分配关系(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比推导：在串联电路中，由于U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3UnInRn，II
6、1I2In，所以有I。(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，U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3UnInRn，U1U2Un，所以有I1R1I2R2InRnI总R总U。【例1】由四个电阻连接成的电路如图所示。R18 ，R24 ，R36 ，R43 。(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？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。解析(1)由题图可知Rcd 2 。故RadR1R2Rcd8 4 2 14 。(2)由欧姆定律知I A3 A，即为通过R1、R2的
7、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I3R3I4R4；又I3I43 A，解得I31 A，I42 A。答案见解析上例中，如果将1 A的电流通过a、d电路，则每个电阻两端的电压分别是多少？a、d之间的总电压是多少？解析U1IR18 VU2IR24 VU3U4IRcd2 VUadU1U2U314 V。答案8 V4 V2 V2V2 V14 V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。训练角度1：串联电路中电压分配关系1(多选)电阻R1、R2、R3串联在电
8、路中。已知R110 、R35 ，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 AB电阻R2的阻值为20 C三只电阻两端的总电压为21 VD电阻R3两端的电压为4 VABC电路中电流IA0.6 A，A正确；R2阻值为R2 20 ，B正确；三只电阻两端的总电压UI(R1R2R3)21 V，C正确；电阻R3两端的电压U3IR30.65 V3 V，D错误。训练角度2：并联电路中电流分配关系2如图所示电路，电压保持不变，当开关S断开时，电流表的示数为0.6 A，当S闭合时，电流表的示数为0.9 A，则两电阻阻值之比R1R2为()A12B21C23D32A由题意知，当S断
9、开时，电流表示数I10.6，则R1，当S闭合时，I总I1I2，I2I总I10.3 A，则R2，所以R1R212，A正确。电压表和电流表的改装实验室用的电流表和电压表分别有几个量程？如何把量程较小的灵敏电流计改装成大量程的电流表和电压表？甲乙提示：实验室用的电流表有0.6 A、3 A两个量程，电压表有3 V、15 V两个量程，灵敏电流计改装成电流表需要并联一个电阻，改装成电压表需要串联一个电阻。1两表改装对比改装成电压表V改装成电流表A内部电路扩大后的量程UI电阻R的作用分压分流电阻R的数值RRg(n1)RgR电表的总电阻RVRgRRA2.电表改装问题的四点提醒(1)电表改装的问题实际上是串、并
10、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。(3)由改装后电压表的内阻RVR串RgnRg可知，电压表量程越大，其分压电阻R越大，电压表内阻RV越大。(4)由改装后电流表的内阻RA(其中n)可知，电流表的量程越大，其分流电阻R并越小，电流表的内阻RA越小。【例2】有一电流表G，内阻Rg100 ，满偏电流Ig1 mA。(1)要把它改装成量程为03 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00.6 A的电流表，需要并联一个多大的电阻？
11、改装后电流表的内阻是多大？解析(1)由题意知电流表G的满偏电压UgIgRg0.1 V改装成量程为03 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压URUUg2.9 V所以分压电阻R 2 900 改装后电压表的内阻RVRgR3 000 。(2)改装成量程为00.6 A的电流表，当达到满偏时，分流电阻R的分流IRIIg0.599 A所以分流电阻R0.167 改装后电流表的内阻RA0.167 。答案(1)2 900 3 000 (2)0.167 0.167 电表改装问题的三点提醒(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
12、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。(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。3.一量程为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培？解析设该表内阻为Rg，并联电阻值为的分流电阻后，分流电阻承担的电流为IR A1.2 A所以改装后的电流表的量程为IIRIg(1.20.6) A1.8 A所以每一个小格表示I0 A0.06 A。答案0.06 A1三个阻值
13、都是6 的电阻可以用不同的方法连接起来，如图所示的四个图中等效电阻(即总电阻)等于4 的是()ABCDC由电阻的串联、并联特点可知选项A中的总电阻为18 ，选项B中的总电阻为2 ，选项C中的总电阻为4 ，选项D中的总电阻为9 ，C正确，A、B、D错误。2已知通过三个并联支路的电流之比是I1I2I3123，则三个并联支路的电阻之比R1R2R3为()A123B321C236D632D由欧姆定律有R，在并联电路中，电压相等，所以有R1R2R3632，D正确。3如图所示，R2R4，理想电压表V1的示数为70 V，理想电压表V2的示数为50 V，则A、B间的电压为()A140 VB120 VC100 V
14、D无法计算B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R2R4，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 V70 V120 V，选项B正确。4电流表的内阻是Rg200 ，满刻度电流值是Ig500 A，现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表，正确的方法是()A应串联一个0.1 的电阻B应并联一个0.1 的电阻C应串联一个1 800 的电阻D应并联一个1 800 的电阻C把电流表改装成电压表需串联一个电阻R，改装后UIg(RgR)，解得RRg 1 800 ，即应串联一个1 800 的电阻，C正确。5情境：电子式互感器是数字变电站的关键装备之一。如图所示，某电子式电压互感器探头的原理为电阻分压，ac间的电阻是cd间电阻的(n1)倍。问题：(1)电子式互感器的ac段和cd段属于什么连接方式？(2)在某次测量中，输出端数字电压表的示数为U，则输入端的电压为多少？解析(1)因为电子式互感器探头原理为电阻分压，所以ac段和cd段应串联。(2)该电子式互感器探头的原理为电阻分压，即Rac与Rcd串联，所以，又Rac(n1)Rcd，输入电压U输入UacU，可求得U输入nU。答案(1)串联(2)nU
