资源简介

11.4 串联电路和并联电路
【学习目标】
1. 分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程。
2. 依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。
3. 通过建立简化模型，应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理，理解理想电表是一种科学抽象的产物，进一步体 会理想化模型的思想方法。
【开启新探索】
初中我们学过串、并联电路中的电流规律、电压规律，高中我们将要学习，为什么电路中会存在这样的规律？
【质疑提升1】串联、并联电路中的电流
1. 初中已学习了串联电路中电流处处相等。结合高中所学内容说明，串联电路的电流为什么处处相等？
2. 初中已学习了并联电路的总电流等于各支路电流之和。结合高中所学内容说明，并联电路的总电流为什么等于各支路电流之和？
【质疑提升2】串联、并联电路中的电压
1. 通过高中知识说明：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
2. 通过高中知识说明：并联电路的总电压与各支路电压相等。
3. 串联电路中的每一个电阻通过的电流都相等，但都可以分担一部分电压，试证明，串联电阻分压与电阻成正比。
4. 　并联电路中的每一个电阻两端的电压都相等，但都可以分担一部分电流，试证明，并联电阻分流与电阻成反比。
【质疑提升3】串联、并联电路中的电阻
1.　如图所示，两个电阻R1、R2串联接入电路，两端加电压U、产生电流I。如果将这两个电阻换为另个一个电阻R，接入电路，两端加电压U、也产生电流I，则这一个电阻R和两个电阻R1、R2在效果和大小上怎样的关系？
2.　如图所示，两个电阻R1、R2并联接入电路，两端加电压U、产生电流I。如果将这两个电阻换为另个一个电阻R，接入电路，两端加电压U、也产生电流I，则这一个电阻R和两个电阻R1、R2在效果和大小上怎样的关系？
【质疑提升4】电压表和电流表的电路结构　
1.　在初中的学习中，我们通常认为电压表的电阻极大，接入某支路时，电压表支路相当于断路；电流表的电阻极小，接入某支路时，电流表相当于导线，短路。但实际上，电压表支路仍有较小的电流、电流表两端极有较小的电压。常用的电压表、电流表都是由小量程的电流表（表头）改装而成的。从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。但表头的电流可以从刻度盘上读出。阅读课本，用哪些物理量描述表头？这些物理量之间存在怎样的关系？
2.　若已知表头的Ig＝10μA、Rg=1000Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电流表内阻为多少？表盘刻度应如何调整？
3.　若已知表头的Ig＝10μA、Rg=1000Ω，若要改装成量程为3V的电压表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电压表内阻为多少？表盘刻度应如何调整？
【学以致用】
1. 下列说法不正确的是（ ）
A．两个电阻串联，总电阻的阻值一定大于其中任何一个电阻的阻值
B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路的电阻增大（其它支路不变），则总电阻也增大
D．并联电路增加一电阻很大的支路（其它支路不变），则总电阻增加
2．一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是____1____V。用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数大小为___0.80_____V。
【素养提升专练】
1． 如图的一段电路中，电阻R1为10欧、R2为30欧、R3为40欧，电流表的示数为0.5安，则电压表V1、V2的示数分别为（　　）
A．10伏，20伏
B．10伏，10伏
C．5伏，20伏
D．8伏，10伏
2． 如图所示，R1=2 Ω，R2=10 Ω，R3=10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　）
A．S断开时，R1与R2的电压之比为5∶1
B．S闭合时，R1与R2两端的电压之比2∶5
C．S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1
D．S闭合时，通过R1与R2电流之比为1∶5
3. 在如图所示的电路中，A、B 之间的电压为 U，定值电阻的阻值为 R，滑动变阻器的最大阻值为 R1。在滑动变阻器的滑动端移动过程中，R 两端电压 UR 的变化范围是多少？
Umin= Umax=
4. （1） 如左图所示，电压之比与电阻R1、R2的值有什么关系？请推导出这个关系式。
（2） 如右图所示中的电路常被叫作分压电路，当 A、B 之间的电压为 U 时，利用它可以在 C、D 端获得0和U之间的任意电压。试说明其中的道理。
答： 上：U 下0
5. 如图是有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0 10 V；当使用A、C两个端点时，量程为0 100 V。已知表头的内阻Rg为 500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，求电阻R1、R2的值。
9500 9×104
6. 如图是有两个量程的电流表，当使用A、B 两个端点时，量程为0 1 A，当使用A、C 两个端点时， 量程为0 0.1 A。已知表头的内阻 Rg为 200 Ω，满偏电流 Ig为2 mA，求电阻R1、R2 的值。
R1＝
R2＝
7. 如图所示，用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表的内阻为1 kΩ，电流表的内阻为 1 Ω，被测导体R的真实电阻为 1000 Ω。测量时，把电压表示数和电流表示数之比作为电阻的测量值。如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是多少？你能从中得出什么结论？
甲：500Ω 乙：1001Ω11.4 串联电路和并联电路
【学习目标】
1. 分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程。
2. 依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。
3. 通过建立简化模型，应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理，理解理想电表是一种科学抽象的产物，进一步体 会理想化模型的思想方法。
【开启新探索】
初中我们学过串、并联电路中的电流规律、电压规律，高中我们将要学习，为什么电路中会存在这样的规律？
【质疑提升1】串联、并联电路中的电流
1. 初中已学习了串联电路中电流处处相等。结合高中所学内容说明，串联电路的电流为什么处处相等？
2. 初中已学习了并联电路的总电流等于各支路电流之和。结合高中所学内容说明，并联电路的总电流为什么等于各支路电流之和？
【质疑提升2】串联、并联电路中的电压
1. 通过高中知识说明：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。
2. 通过高中知识说明：并联电路的总电压与各支路电压相等。
3. 串联电路中的每一个电阻通过的电流都相等，但都可以分担一部分电压，试证明，串联电阻分压与电阻成正比。
4. 　并联电路中的每一个电阻两端的电压都相等，但都可以分担一部分电流，试证明，并联电阻分流与电阻成反比。
【质疑提升3】串联、并联电路中的电阻
1.　如图所示，两个电阻R1、R2串联接入电路，两端加电压U、产生电流I。如果将这两个电阻换为另个一个电阻R，接入电路，两端加电压U、也产生电流I，则这一个电阻R和两个电阻R1、R2在效果和大小上怎样的关系？
2.　如图所示，两个电阻R1、R2并联接入电路，两端加电压U、产生电流I。如果将这两个电阻换为另个一个电阻R，接入电路，两端加电压U、也产生电流I，则这一个电阻R和两个电阻R1、R2在效果和大小上怎样的关系？
【质疑提升4】电压表和电流表的电路结构　
1.　在初中的学习中，我们通常认为电压表的电阻极大，接入某支路时，电压表支路相当于断路；电流表的电阻极小，接入某支路时，电流表相当于导线，短路。但实际上，电压表支路仍有较小的电流、电流表两端极有较小的电压。常用的电压表、电流表都是由小量程的电流表（表头）改装而成的。从电路的角度看，表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律。但表头的电流可以从刻度盘上读出。阅读课本，用哪些物理量描述表头？这些物理量之间存在怎样的关系？
2.　若已知表头的Ig＝10μA、Rg=1000Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电流表内阻为多少？表盘刻度应如何调整？
3.　若已知表头的Ig＝10μA、Rg=1000Ω，若要改装成量程为3V的电压表。思考：表头应串联、还是并联电阻，对应接入的电阻值为多少？改装后的电压表内阻为多少？表盘刻度应如何调整？
【学以致用】
1. 下列说法不正确的是（ ）
A．两个电阻串联，总电阻的阻值一定大于其中任何一个电阻的阻值
B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路的电阻增大（其它支路不变），则总电阻也增大
D．并联电路增加一电阻很大的支路（其它支路不变），则总电阻增加
2．一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，表盘刻度均匀，现串联一个9900Ω的电阻将它改装成电压表，则该电压表的量程是________V。用它来测量电压时，表盘指针位置如图所示。此时电压表的读数大小为________V。
【素养提升专练】
1． 如图的一段电路中，电阻R1为10欧、R2为30欧、R3为40欧，电流表的示数为0.5安，则电压表V1、V2的示数分别为（　　）
A．10伏，20伏
B．10伏，10伏
C．5伏，20伏
D．8伏，10伏
2． 如图所示，R1=2 Ω，R2=10 Ω，R3=10 Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（　　）
A．S断开时，R1与R2的电压之比为5∶1
B．S闭合时，R1与R2两端的电压之比2∶5
C．S闭合时，通过R2与R3的电流之比为2∶1
D．S闭合时，通过R1与R2电流之比为1∶5
3. 在如图所示的电路中，A、B 之间的电压为 U，定值电阻的阻值为 R，滑动变阻器的最大阻值为 R1。在滑动变阻器的滑动端移动过程中，R 两端电压 UR 的变化范围是多少？
4. （1） 如左图所示，电压之比与电阻R1、R2的值有什么关系？请推导出这个关系式。
（2） 如右图所示中的电路常被叫作分压电路，当 A、B 之间的电压为 U 时，利用它可以在 C、D 端获得0和U之间的任意电压。试说明其中的道理。
5. 如图是有两个量程的电压表，当使用A、B两个端点时，量程为0 10 V；当使用A、C两个端点时，量程为0 100 V。已知表头的内阻Rg为 500 Ω，满偏电流Ig为1 mA，求电阻R1、R2的值。
6. 如图是有两个量程的电流表，当使用A、B 两个端点时，量程为0 1 A，当使用A、C 两个端点时， 量程为0 0.1 A。已知表头的内阻 Rg为 200 Ω，满偏电流 Ig为2 mA，求电阻R1、R2 的值。
7. 如图所示，用电压表、电流表测量导体电阻的两种电路图。图中电压表的内阻为1 kΩ，电流表的内阻为 1 Ω，被测导体R的真实电阻为 1000 Ω。测量时，把电压表示数和电流表示数之比作为电阻的测量值。如果不考虑实验操作中的偶然误差，按甲、乙两种电路进行实验，得到的电阻测量值各是多少？你能从中得出什么结论？

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