第4节 串联电路和并联电路 课件

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第4节 串联电路和并联电路 课件

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串联电路和并联电路
第4节
(赋能课—精细培优科学思维)
课标要求 层级达标 了解串、并联电路电阻的特点。 学考 层级 1.分析得出串联和并联电路电流、电压的关系,并理解其含义,体会严谨的推理过程。
2.掌握串并联电路电流、电压的关系,能计算串并联电路的总电阻。
选考 层级 应用串并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理。
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课前预知教材 落实主干基础
课堂精析重难 深度发掘知能
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课时跟踪检测
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课前预知教材 落实主干基础
一、串、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。
(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.串联电路和并联电路的比较
串联电路 并联电路
电流 各处电流_____, 即I=____________ 总电流等于各支路电流____,
即I=__________
电压 总电压等于各部分电路两端电压____,即U=____________ 各支路两端电压_____,即U=_____________
电阻 总电阻等于各部分电路电阻____,即R=_______________ 总电阻的倒数等于各支路电阻的_________,

相等
I1=I2=…
之和
I1+I2+…
之和
U1+U2+…
相等
U1=U2=…
之和
R1+R2+…
倒数之和
___________
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
IgRg
2.电表改装原理
(1)电压表改装:将表头_____一个较大电阻,如图所示:
(2)电流表改装:将表头_____一个较小电阻,如图所示:
串联
并联
改装后的电流表或电压表示数达到满偏时,流过表头G的电流大小与满偏电流Ig相同。
1. 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,
但接在220 V的家用照明电路上。
试对以下结论作出判断。
[微情境·大道理]
(1)这些小彩灯是串联连接。( )
(2)这些小彩灯是并联连接。( )
(3)这些小彩灯的电压是相等的。( )


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2.“并联电路的总电阻小于任一支路的电阻”这一说法是否正确,为什么?
3.实验室中的电流表和电压表一般有两个量程,均是由小量程的电流表改装而成的,试对以下说法作出判断。
(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。( )
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02
课堂精析重难 深度发掘知能
[要点释解明]
1.关于电压和电流的分配关系
强化点(一)  串、并联电路的分析与计算
2.串、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=nR n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 [典例] 如图所示的a、d电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω。
[解题指导] 在串、并联电路的有关计算中,首先要明确各电阻的串、并联关系,然后再结合串、并联电路的特点及电流、电压分配规律和欧姆定律列式计算。
[变式拓展] 上述[典例]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?
提示:U1=IR1=8 V
U2=IR2=4 V
U3=U4=IR34=2 V
Uad=U1+U2+U3=14 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。  
1. 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R2两端的电压之比为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的电流之比为1∶5
[题点全练清]
答案:B
2.(2023·海南高考)如图所示电路,已知电源电动势为E,内阻不计,电容器电容为C,闭合开关K,待电路稳定后,电容器上的电荷量为(  )
答案:C 
[典例]  有一电流表G,内阻Rg=100 Ω,满偏电流Ig=1 mA。
强化点(二)   电压表与电流表的改装
(1)若要将它改装成量程为0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?
(2)若将其改装成如图所示的双量程电压表,则分压电阻R1和R2的阻值各为多大?
1.电压表、电流表的改装及其特点
[要点释解明]
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
扩大量程 的计算 U=Ig(R+Rg) R= -Rg IgRg=(I-Ig)R
R= Rg
电表的 总内阻 RV=Rg+R RA=
使用 并联在被测电路中,“+”接线柱接电势较高的一端 串联在被测支路中,电流从“+”接线柱流入
续表
2.电表改装问题的两点提醒
(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)改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压;改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流。
1.一个电流表的满偏电流Ig=1 mA,内阻为500 Ω,要把它改装成一个量程为0~10 V的电压表,则应在电流表上(  )
A.串联一个10 kΩ的电阻
B.并联一个10 kΩ的电阻
C.串联一个9.5 kΩ的电阻
D.并联一个9.5 kΩ的电阻
[题点全练清]
答案:C 
2.有一电流表G,内阻Rg=10 Ω,满偏电流Ig=3 mA。
(1)要把它改装成量程为0~3 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0~0.6 A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?
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A级——学考达标
1.(2023·济南学考检测)两个灯串联在电路中,其中一只灯亮,另一只灯比较暗,则通过两者的电流(  )
A.亮的电流大     B.暗的电流大
C.两者电流相等 D.无法比较
答案:C 
解析:由于两个灯串联在电路中,则通过两者的电流相等,A、B、D错误,C正确。
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2.(多选)下列叙述正确的有(  )
A.并联电路中各支路电阻两端的电压不相等
B.用同一表头改装成的电压表,电压表的量程越大,其内阻越大
C.并联电路的总电阻一定大于每一个支路的电阻
D.串联电路任一电阻增大(其他电阻不变),总电阻一定增大
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答案:BD 
解析:由并联电路的特点知,并联电路的总电阻比任一支路的阻值都要小,且各支路电阻两端的电压相等,所以A、C错误;用同一表头改装成的电压表,电压表的量程越大,其内阻越大,故B正确;串联电路任一电阻增大(其他电阻不变),总电阻一定增大,故D正确。
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3.创建交通安全文明城市,遵守交通法规从我做起。根据你对斑马线旁边红、绿信号灯的了解,下列选项图中符合实际的电路图是(  )
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答案:C 
解析:对A项中的图分析,当开关S2闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光,当只有S1闭合时红、绿交通信号灯同时发光,故A不符合实际;对B项中的图分析,两开关均闭合时红、绿交通信号灯同时发光,否则均不发光,故B不符合实际;对C项中的图分析,只闭合开关S1时红灯亮,只闭合开关S2时绿灯亮,两灯并联,符合实际情况,故C正确;对D项中的图分析,只有开关S2闭合时,两灯均亮,而当只闭合开关S1时,绿灯发光,故D不符合实际。
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答案:B 
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5.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的内阻Rg=30 Ω、满偏电流Ig=5 mA,要将它改装为量程为0~3 A的电流表,所做的操作是(  )
A.串联一个570 Ω的电阻
B.并联一个570 Ω的电阻
C.串联一个0.05 Ω的电阻
D.并联一个0.05 Ω的电阻
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答案:D 
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6.如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是(  )
A.甲表是电流表,R增大时量程增大
B.甲表是电流表,R增大时量程减小
C.乙表是电压表,R增大时量程减小
D.上述说法都不对
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答案:B 
解析:电压表中的串联电阻起分压作用;电流表中的并联电阻起分流作用,所以甲表为电流表,乙表为电压表。并联电路电阻大时分流少,所以电流表中的R增大时量程减小;串联电路电阻大时分压多,所以电压表中的R增大时量程增大,故B正确。
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7. 如图所示电路,电压U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R1∶R2为(  )
A.1∶2 B.2∶1
C.2∶3 D.3∶2
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答案:A 
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8. (多选)如图所示,图线1表示的导体的电阻为R1,图线2表示的导体的电阻为R2,则下列说法正确的是(  )
A.R1∶R2=1∶3
B.R1∶R2=3∶1
C.将R1与R2串联后接于电源上,则电流比I1∶I2=1∶3
D.将R1与R2并联后接于电源上,则电流比I1∶I2=3∶1
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答案:AD 
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9. (多选)如图所示的电路中,通过R1的电流是3 A,已知R1=4 Ω,R2=15 Ω,R3=10 Ω,则(  )
A.电路的总电阻是6 Ω
B.通过R2的电流是1.2 A
C.ab两端的电压是12 V
D.ac两端的电压是18 V
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答案:BC 
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10.(2023·云南富源期末)在如图所示的电路中,三个电阻的阻值分别为R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω,电源电压恒定。
(1)接通开关S,断开开关S′时,R1与R2两端电压之比为多少?
(2)两个开关S、S′都接通时,R1与R2两端电压之比为多少?
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B级——选考进阶
11.如图所示的电路中,R1=5 Ω,R2=10 Ω,滑动变阻器R3的最大阻值为10 Ω,则A、B两端的总电阻的最大值与最小值的和是(  )
A.5 Ω B.10 Ω
C.15 Ω D.20 Ω
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答案:C 
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12.(2023·宣城中学期末)四个相同的电流表分别改装成两个电流表A1、A2和两个电压表V1、V2,A1的量程小于A2,V1的量程小于V2,把它们接入如图所示的电路,闭合开关后(  )
A.A1的读数和A2的读数相同
B.V1的读数和V2的读数相同
C.A1指针偏转角度和A2指针偏转角相同
D.V1指针偏转角度比V2指针偏转角度大
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答案:C 
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13.如图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0~10 V,当使用a、c两个端点时,量程为0~100 V。已知电流表的内阻Rg=500 Ω,满偏电流Ig为1 mA,求电阻R1、R2的值。
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解析:当使用a、b两个端点时,接10 V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)=10 V
解得R1=9.5×103 Ω
同理,当使用a、c两端点时,接100 V电压时,电流表满偏,Ig(Rg+R1+R2)=100 V
解得R2=9×104 Ω。
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