高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路第1课时导学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路第1课时导学案，共7页。

[学习目标]
1.掌握串、并联电路的电流、电压和电阻的关系.
2.会分析串、并联电路和简单的混联电路，并能进行有关计算.
3.理解滑动变阻器的限流式和分压式接法，并能正确选择和应用．
[基础梳理]
一、串联电路和并联电路
1．串联电路：把几个导体或用电器依次首尾连接，接入电路的连接方式，如图1甲所示．
2．并联电路：把几个导体或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．
图1
二、串联电路、并联电路的特点
[能力拓展]
一、对串、并联电路的理解
1．串联电路中的电压分配
串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，即eq \f(U1,R1)＝eq \f(U2,R2)＝…＝eq \f(Un,Rn)＝eq \f(U,R总)＝I.
2．并联电路中的电流分配
并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比，即I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U.
3．串、并联电路总电阻的比较
二、滑动变阻器的两种接法
[随堂演练]
1．关于串并联电路，下列说法正确的是（ ）
A．几个电阻串联接在电路中，每个电阻所分电压相等
B．几个电阻串联接在电路中，电阻电压之比为各电阻阻值的倒数之比
C．几个电阻并联接在电路中，通过每个电阻的电流相等
D．几个电阻并联接在电路中，通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比
2．某兴趣小组的同学利用“光敏”材料制成的“光控开关”控制楼道灯，天黑时自动闭合，天亮时自动断开；利用“声敏”材料制成的“声控开关”，有人走动发出声音时自动闭合，无人走动时自动断开。若将这两种开关配合使用，就可以使楼道灯变的“智能”。这种“智能”的电路是图中的（ ）
A．B．
C．D．
3．如图所示，考虑两表内阻的影响，用两表示数算出的（ ）
A．比R的真实值小B．比R的真实值大
C．引起误差的原因是电压表分流D．引起误差的原因是I偏小
4．一个电流表的满偏电流Ig=1mA，内阻为100Ω，要把它改装成一个量程为3V的电压表，则应在电流表上（ ）
A．串联一个3kΩ的电阻B．串联一个2.9kΩ的电阻
C．并联一个3kΩ的电阻D．并联一个2.9kΩ的电阻
5．如图所示，两个定值电阻、串联后接在电压稳定于的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于、的电压表接在两端，电压表的示数为。如果他把电压表改接在两端，则电压表的示数将（ ）
A．等于B．小于C．大于小于D．等于或大于
6．两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图所示，电压表的示数为8V，如果把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（ ）
A．小于4V
B．等于4V
C．大于4V而小于8V
D．等于或大于4V
7．如图所示的电路常称为分压电路，当间的电压恒为时，利用它可以在端获得和之间的任意电压。如果滑动触头在的正中间时，则此时端获得的电压为_______；在这种情况下保持滑动触头不动，在间再接入另一电阻，则端的电压_______（填“＞”“＜”或“=”）。
8．如图（a）所示，现有半球形导体材料，接成两种形式，则两种接法的电阻值之比为________。如图（b）所示，正四面体，每条边的电阻均为R，取一条边的两个顶点，如图中A、B，问整个四面体的等效电阻为________。
串联电路
并联电路
电流关系
各处电流相等，即I＝I1＝I2＝…＝In
总电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2＋…＋In
电压关系
总电压等于各部分电压之和，即U＝U1＋U2＋…＋Un
各支路两端电压相等，即U＝U1＝U2＝…＝Un
电阻关系
总电阻等于各部分电阻之和，即R＝R1＋R2＋…＋Rn
总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，即eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋…＋eq \f(1,Rn)
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＝eq \f(R,n)
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
限流式
分压式
电路图
滑动变阻
器接入电
路的特点
采用“一上
一下”的接法
采用“两下一
上”的接法
调压范围
eq \f(ERx,R＋Rx)～E
0～E
适用情况
负载电阻的阻值Rx与滑动变阻器的总电阻R相差不多，或R稍大，且电压、电流变化不要求从零调起
(1)要求负载上电压或电流变化范围较大，且从零开始连续可调
(2)负载电阻的阻值Rx远大于滑动变阻器的最大电阻R
参考答案
1．D
【详解】
AB．根据分压原理，电阻串联时，电压之比电压电阻之比。故AB错误；
CD．根据分流原理，几个电阻并联时，通过每个电阻的电流之比为各电阻阻值的倒数之比。故C错误；D正确。
故选D。
2．A
【详解】
根据题意可得，声控开关和光控开关串联后共同控制灯泡，即用导线将各元件依次连接起来；
故选A。
3．B
【详解】
此电路引起误差的原因是电流表的分压作用，使得电压的测量值偏大，则由
可知，电阻的测量值比R的真实值大。
故选B。
4．B
【详解】
据电压表的改装原理可知，应串联一个分压电阻，阻值为
B正确。
故选B。
5．B
【详解】
电压表接在两端，电压表的示数为，此时两端的电压为4V，则说明、的电阻之比大于2:1，把电压表改接在两端，由于内阻不是远大于、，则电压表与并联之后的阻值小于，所以、两端的电压之比依然大于2:1，所以电压表的示数将小于。
故选B。
6．A
【详解】
当电压表接在R1两端时，电压表的示数为8V，则R2的电压为4V，根据串联电路的电压分配规律，电压表与R1并联电阻是R2的两倍。当把电压表接在R2的两端时，R1的阻值将大于电压表与R2并联的电阻阻值的两倍，所以R1的电压将大于8V，即电压表的示数将小于4V。
故选A。
7． ＜
【详解】
[1]空载时，如果滑动触头在的正中间时，则此时端获得的电压为。
[2]保持滑动触头不动，在间再接入另一电阻，则并联部分的电阻将减小，所以并联部分电阻所分电压也将减小则＜。
8．1:4 0.5R
【详解】
[1]设球体电阻为R，则第一种接法为两电阻并联，总电阻R1=0.5R；第二种接法为两电阻串联，总电阻R2=2R；则两种接法电阻之比为
R1：R2=1：4
[2]取一条边的两个顶点AB，画出整个四面体的等效电路图，如图所示
根据对称性可知，电阻R2、R3、R4、R5四个电阻的电压相等，则电阻R6两端的电压为零，相当断路，电路等效看成R2与R3串联、R4与R5串联，三条支路并联，则整个电路的等效电阻为0.5R。