11.4串联电路和并联电路预习案1 2022-2023学年上学期高二物理人教版(2019)必修第三册(word含答案)

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11.4串联电路和并联电路预习案1 2022-2023学年上学期高二物理人教版(2019)必修第三册(word含答案)

资源简介

串联电路和并联电路
预习案
预习目标
1、串联和并联电路的连接方式及电流和电压的特点。
2、掌握电阻的串、并联的计算。
3、了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
4、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值。
预习内容
预习教材68~71页,思考下列问题:
1.串、并联电路中的电流有什么特点?
2.串、并联电路中的电压有什么特点?
3.串、并联电路中的电阻有什么特点?
预习检测
1.串联电路:各处电流 。总电压等于 。总电阻等于 。
并联电路:总电流等于 。各支路两端电压 。总电阻倒数等于 。
满偏电流Ig、 、内阻Rg,根据欧姆定律,三个参数之间的关系是 。
2.用两只完全相同的电流表,分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表,将它们串联起来接入电路中,如图所示,此时( )
A.两只电表的指针偏转角相同
B.两只电表的指针都不偏转
C.电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D.电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
3. (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
4. 三个阻值都是12 Ω的电阻,它们任意连接,组成电路,总电阻值可能为( )
A.4Ω
B.24 Ω
C.8 Ω
D.18 Ω
探究案
学习目标
1、串联和并联电路的连接方式及电流和电压的特点。
2、掌握电阻的串、并联的计算。
3、了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
4、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值。
课堂探究
考点一:串、并联电路中的电流
1.什么是电路的串联
把几个导体元件依次首尾相连的方式
2.什么是电路的并联
把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起,然后把两端接入电路的方式
电流特点
1.串联电路:
据串联电路各处的电荷量相同得
I0 = I1 = I2 = I3
2.并联电路:
据并联电路的总电荷等于各支路的电荷量之和得
I0 = I1 + I2 + I3
讨论:如果有更多的导体串联或并联,结论如何?
串、并联电路中电流的分配关系
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.
考点二:串、并联电路中的电压
1.串联电路:
①各点的电势与各点之间的电势差有什么关系
U01=φ0-φ1
U12=φ1-φ2
U23=φ2-φ3
U03=φ0-φ3
②比较电压关系
U03=U01+U12+U23
③结论:串联电路两端的总电压等于各部分电路
电压之和,串联正比分压(I=U/R)
2.并联电路:
①比较0、1、2、3点的电势关系
②比较4、5、6点的电势关系
③比较电压关系
U=U1=U2=U3
并联电路的总电压与各支路的电压相等,并联反比分流(U=IR)
讨论:如果有更多的导体串联或并联,结论如何?
串、并联电路中电压的分配关系
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U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3…Un=InRn,I=I1=I2=…=In,所以有
= =…= = =I.
考点三:串、并联电路中的电阻
1.串联电路:
讨论:多个电阻串联呢?
串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和
2.并联电路:
讨论:多个电阻并联呢?
并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和
思考讨论:
①R1和R2并联后R=?
(若R1远大于R2,R=?)
②n个相同电阻(R1)串联或并联,其总电阻R=?
③不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关系
④不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系
⑤并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变
⑥混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变?
考点四:电流计(表头)
1.作用:测量微小电流和电压
2. 三个主要参数
①内阻:电流计内阻Rg
②量程:满偏电流 Ig
③满偏电压Ug
3.电路图符号:
4.满偏电流 Ig、满偏电压Ug都很小,现实中不能用表头测量实际电流、电压的大小
考点五:电流表G改为电压表V
1、电流表改装成电压表的原理:
1、电流表改装成电压表的原理:
串联一个大电阻,分担一部分电压
2、改装后的电压表量程U
当G表满偏时电压表两端的电压值
3、分压电阻的计算
满偏电压
分压电阻
电压表内阻
4、改装后的电压表刻度盘:
将量程U按总刻度均分或用
5、若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V,需要串联电阻的阻值为
六、把表头G改为电流表A
1、表头改装电流表的原理:
并联一个小电阻,分担一部分电流
2、改装后的电流表量程I
当G表满偏时电流表通过的电流值
3、分流电阻的计算
分流电阻
电流表内阻
4、改装后的电流表刻度盘:
将量程I按总刻度均分或用
5、若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A,需要并联的电阻的阻值为
典例精析
 由四个电阻连接成的电路如图所示.R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω.
(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?
变式训练
1.如图所示电路,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω.
(1)如果已知流过电阻R1的电流I1=3 A,则干路电流多大?
(2)如果已知干路电流I=3 A,则流过每个电阻的电流多大?
随堂检测
1.(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
2.已知通过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为(  )
A.1∶2∶3
B.3∶2∶1
C.2∶3∶6
D.6∶3∶2
3.如图所示,R2=R4,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(  )
A.140 V
B.120 V
C.100 V
D.无法计算
4.伏安法测电阻的接法有如图中甲、乙两种,下列说法正确的是(  )
A.两种接法完全等效
B.按甲图接法,测量结果偏小
C.若待测电阻的阻值很大,按甲图接法误差较小
D.若待测电阻的阻值很小,按甲图接法误差较小
本课小结
参考答案
预习检测
相等 各部分电压之和 各部分电阻之和 支路电流之和 相等 各支路电阻倒数之和 满偏电压Ug Ug=IgRg
C
ABC
ACD
课堂探究
考点
典例精析
【解析】
 (1)由题图可知Rcd== Ω=2 Ω.
故Rad=R1+R2+Rcd=8 Ω+4 Ω+2 Ω=14 Ω.
(2)由欧姆定律知I== A=3 A,
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=3 A,解得I3=1 A,I4=2 A.
变式训练
【解析】(1)由欧姆定律得R1两端的电压
U1=I1R1=3×2 V=6 V
R1、R2、R3并联,三者两端电压应相等,即U1=U2=U3
R2中的电流为I2== A=2 A
R3中的电流为I3== A=1.5 A
干路中的电流为I=I1+I2+I3=6.5 A.
(2)设并联后的总电阻为R,则
=++
所以R= Ω
并联电路两端的电压为U=IR=3× V= V
电流分别为I1== A≈1.38 A
I2== A≈0.92 A
I3== A≈0.69 A.
[答案] (1)6.5 A (2)1.38 A 0.92 A 0.69 A
随堂检测
1. 【解答】 电流表改装成电压表的原理是串联电路的分压作用,故A正确;电流表改装成电压表后Rg、Ig、Ug均不变,故B、C错误,D正确.
故选:AD。
2. 【解答】由欧姆定律有R=,在并联电路中,电压相等,所以有R1∶R2∶R3=∶∶=∶∶=6∶3∶2
故选:D。
3. 【解答】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50 V+70 V=120 V,选项B正确.
故选:B。
4. 【解答】:甲为内接法,适合R RA,乙为外接法,适合R RV,由两种接法的特点可知,A、B、D错误,C正确.
故选:C。

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