2023年新教材高中物理第11章电路及其应用4串联电路和并联电路课件新人教版必修第三册

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第十一章　电路及其应用4 串联电路和并联电路课前 | 自主预习串、并联电路的特点I1＝I2＝…＝In　电流之和　I1＋I2＋…＋In　电压之和　U1＋U2＋…＋Un相等　U1＝U2＝…＝Un　之和　R1＋R2＋…＋Rn倒数之和大型庆祝活动期间，街道两边的树上都挂满了装饰用的一串串小彩灯，这些小彩灯的额定电压一般只有几伏，但大多数使用了220 V的照明电源，这些小灯泡是怎样连接的？【答案】串联．微思考 (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 AB．电阻R2的阻值为20 ΩC．三只电阻的总电压为21 VD．电阻R3两端的电压为4 V【答案】ABC1．表头：小量程的电流表，符号为G.2．表头的三个参数．满偏电流Ig、__________、内阻Rg，根据欧姆定律，三个参数之间的关系是______________．3．改装．(1)电压表改装：测量较大的电压时，将表头________一个____________的电阻，就改装成了量程更大的电压表．(2)电流表改装：测量较大的电流时，将表头______一个__________的电阻，就改装成了量程较大的电流表．满偏电压Ug　电流表和电压表Ug＝IgRg串联　阻值较大　并联　阻值较小　某小量程电流表的满偏电流为5毫安，满偏电压为0.2伏特，该小量程电流表的内阻为多少？微思考 (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最大值不变【答案】AD【解析】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．课堂 | 重难探究1．串联电路、并联电路总电阻的比较．对串、并联电路的理解例1　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？【答案】见解析变式1　如图所示电路，R1＝2 Ω，R2＝3 Ω，R3＝4 Ω.求：(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？【答案】(1)6.5 A　(2)1.38 A　0.92 A　0.69 A1．电表的改装分析．电压表和电流表的改装特别提醒：把电流表或电压表接入电路时，对原电路会产生影响，如果这种影响很小并可以忽略时，电流表或电压表就可以看成理想电表，即认为电流表内阻为零，电压表内阻无穷大．2．电表的校对．按如图所示的电路对改装后的电表进行校准．校准时注意搞清楚改装后电表刻度盘每一小格表示多大的数值．特别提醒：(1)测电压时，电压表由于并联在电路中，使整个电路的电阻减小，内阻越大，测量时对电路的影响越小．(2)测电流时，电流表由于串联在电路中，使整个电路的电阻增大，内阻越小，测量时对电路的影响越小．例2　有一灵敏电流表G，内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 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？【答案】(1)2 900 Ω　3 000 Ω　(2)0.167 Ω　0.167 Ω变式2　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A?【答案】0.06 A 电表改装需注意的几点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，切记通过表头的满偏电流Ig是不变的．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．1．电流表的两种接法．伏安法测电阻(3)试触法：如图所示，把电压表的接线端分别接b、c两点，观察两电表的示数变化．若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流对电路影响大，应选用内接法，若电压表的示数无明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响小，所以应选外接法．例3　用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：A．待测电阻Rx：阻值5～8 Ω，额定电流0.45 AB．电流表A1：量程0～0.6 A(内阻0.2 Ω)C．电流表A2：量程0～3 A(内阻0.05 Ω)D．电压表V1：量程0～3 V(内阻3 kΩ)E．电压表V2：量程0～15 V(内阻15 kΩ)F．滑动变阻器R∶0～100 ΩG．蓄电池：电动势12 VH．导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选________，电压表应选________，并画出电路图．【答案】A1　V1　见解析图变式3　用伏安法测电阻，可采用如图所示的甲、乙两种接法．若所用电压表内阻为5 000 Ω，电流表内阻为0.5 Ω.(1)当测量100 Ω左右的电阻时，宜采用______________________ (填“甲”或“乙”)电路．(2)现采用乙电路测量某电阻的阻值时，两电表的读数分别为10 V、0.5 A，则此电阻的测量值为________Ω，真实值为________Ω.【答案】(1)甲　(2)20　20.1核心素养应用1．灵敏电流计：是一种允许通过很小电流的电流表，俗称表头，用G表示(如图所示)．通常用来测量微小电流、检测电流方向以及实验时改装成电压表或者大量程电流表．灵敏电流计2．从电路角度看，表头相当于一个电阻，同样遵从欧姆定律．表头和一般电阻的不同处仅在于通过表头的电流是可以从表盘上读出来的．3．三个参数：满偏电流(Ig)：表头的指针指在满刻度时的电流．满偏电压(Ug)：表头的指针满刻度时，加在它两端的电压．表头内阻(Rg)：表头内线圈的阻值．三个参数之间的关系满足欧姆定律Ug＝IgRg.4．电表的改装原理：运用串联分压，并联分流的规律．例4　如图为实验室常用的两个量程的电压表原理图．当使用O、A两接线柱时，量程为3 V；当使用O、B两接线柱时，量程为15 V．已知某电流计的内阻Rg＝100 Ω，满偏电流Ig＝1 mA，求分压电阻R1和R2的阻值．小练 | 随堂巩固1．三个阻值都是6 Ω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 Ω的是 (　　)A　　　　 B　　 　 　C　　 　　D 【答案】C【解析】由电阻的串联、并联规律可知选项A中的总电阻为18 Ω，选项B中的总电阻为2 Ω，选项C中的总电阻为4 Ω，选项D中的总电阻为9 Ω，C正确，A、B、D错误．2．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【答案】C【解析】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．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 VC．100 V　 D．无法计算【答案】B【解析】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，B正确．4．某灵敏电流计的满偏电流为100 mA，与阻值为2 Ω的定值电阻R并联可改装成量程为0.6 A的电流表，如图所示，则该灵敏电流计的内阻为 (　　)A．10 Ω B．0.4 ΩC．20 Ω D．0.2 Ω【答案】A