鲁科版 (2019)必修 第三册第3章 恒定电流第4节 串联电路和并联电路课文配套ppt课件

这是一份鲁科版 (2019)必修 第三册第3章 恒定电流第4节 串联电路和并联电路课文配套ppt课件，共39页。PPT课件主要包含了课前自主学习，阻值之和，R1+R2++Rn，I2R2InRn，最大刻度，IgRg，课堂合作探究等内容，欢迎下载使用。

一、串联电路、并联电路和混联电路　任务驱动　将初中学习的串并联电路拓展到n个元件，各处电流、电压及电阻有什么特点？提示：串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和；并联电路各支路两端电压相等，总电流等于各支路电流之和。
1.串联电路、并联电路的特点和性质：
2.混联电路：串联之中有_____，并联之中有_____的电路。
P1R1=P2R2=…PnRn
二、电流计和电压表、电流表的改装　任务驱动　电压表、电流表是怎样改装的？提示：电压表的改装是利用串联电路的分压作用，由小量程的电流计改装而成；电流表的改装是利用并联电路的分流特点由电流计改装而成。
1.电流计的三个参数：(1)满偏电流Ig：指针指到_________时的电流。(2)满偏电压Ug：电流计通过满偏电流时，加在它两端的_____。(3)内阻Rg：电流计的内阻。(4)三个参数之间的关系为Ug=____。2.电压表的改装：(1)改装电压表的原因：电流计的满偏电压和满偏电流都很小，不能测量较大的电压。(2)改装的方法：给电流计_____一个较大的电阻，分担一个较大的电压UR，如图所示。
3.电流表的改装：(1)改装电流表的原因：电流计的满偏电流Ig很小，不能直接用来测量大电流。(2)改装的方法：给电流计_____一个较小的电阻，分担较大的电流IR，如图所示。
主题一　串、并联电路的特点【实验情境】　情境1：将电路中的元件逐个顺次串联起来，这个电路就是串联电路，若将初中学习的串联电路拓展到n个元件，各处电流、电压及电阻有什么特点？情境2：将电路中所有元件的一端连在一起，另一端也连在一起然后接在电路中，这个电路就是并联电路。若将初中学习的并联电路拓展到n个元件，各处电流、电压及电阻有什么特点？
【问题探究】　(1)情境1中电路如图所示，从图中能得到电流、电压及电阻的什么特点？提示：串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和。
(2)情境2中电路如图所示，从图中得到电流、电压及电阻的什么特点？ 提示：并联电路各支路两端电压相等，总电流等于各支路电流之和。
(3)通过上述情境，串联电路中各电阻两端电压与其阻值有什么关系？并联电路中各支路电阻的电流跟它们的阻值又有什么关系？提示：根据部分电路欧姆定律R= 推导规律。(4)通过上述情境，串并联电路中各部分消耗的功率有什么特点？提示：根据电功率的计算公式P=UI推导规律。
【结论生成】1.串联电路、并联电路的比较：(科学思维)
2.关于电阻的五个常用推论：(科学思维)(1)串联电路的总阻值大于其中任意部分电路的阻值，并且串联电阻个数越多，总电阻越大。(2)并联电路的总阻值小于其中任一支路的电阻，并且并联电阻越多，总阻值越小。(3)n个相同的电阻并联，其总阻值为R总= (4)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。以两个电阻R1、R2为例加以说明：串联时R=R1+R2，并联时R= 。可见，当R1或R2增大或减小时，R都随之增大或减小。(5)当一个大电阻和一个小电阻并联时，总电阻小于小电阻但接近小电阻。
【典例示范】如图所示，R1=6 Ω，R2=3 Ω，R3=4 Ω，接入电路后下列判断错误的是(　　) A.总电阻R=6 ΩB.电压之比U1∶U2∶U3=2∶2∶1C.电流之比I1∶I2∶I3=1∶2∶3D.功率之比P1∶P2∶P3=1∶2∶6
【解析】选B。电阻R1与R2并联后与R3串联；并联电阻为：R12= Ω=2 Ω，总电阻为：R=R12+R3=2 Ω+4 Ω=6 Ω，故A正确；并联电路电压相等，串联电路电压比等于电阻比，故：U并∶U3=R12∶R3=2∶4=1∶2，故：U1∶U2∶U3=1∶1∶2，故B错误；串联电路电流相等，并联电路电流比等于电阻的反比，故： ，I3=I1+I2，故I1∶I2∶I3=1∶2∶3，故C正确；根据电功率公式P=UI，有：P1∶P2∶P3=U1I1∶U2I2∶U3I3=1∶2∶6，故D正确。
【探究训练】1.用完全相同的电阻组成甲、乙两个电路，电阻阻值R不随电压变化，R的额定电压为U0，额定电流为I0。现将甲、乙电路分别接入各自能承受的最大电压，则(　　) A.甲电路的电压较大　　　　B.乙电路的电压较大C.甲电路的电功率较大D.乙电路的电阻较大
【解析】选A。因为串联电路总电压为各用电器电压之和，并联电路总电压等于各支路电压，所以甲电路的电压为2U0，乙电路的电压为U0，甲电路电压大，故A正确，B错误；因为功率为标量，电路中的总功率等于各用电器功率之和，故甲乙的电功率都为2U0I0，故C错误；甲电路的总电阻为R甲=2 ，乙电路的总电阻为R乙= ，所以甲电路的电阻较大，故D错误。
2.额定电压都是110 V，额定功率PA=100 W，PB=40 W的灯泡两盏，若接在电压为220 V的电路上，使两盏灯泡均能正常发光，且消耗功率最小的电路是(　　)
【解析】选D。由题知，两灯泡额定电压相等，A灯泡的额定功率较大，由P= 可知，A灯泡的电阻较小，即RB>RA。A图中灯泡A和B串联在220 V的电源上，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的电压均不等于110 V，所以都不能正常工作，故A错误；B图中灯泡A和灯泡B并联后又与可变电阻R串联，当可变电阻的阻值和两灯泡并联的电阻相等时它们可以同时发光；由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知通过R的电流等于A和B两灯泡的额定电流之和，由P=UI可知，电路中消耗的电功率较大，故B错误；C图中灯泡A和可变电阻R并联后又和灯泡B串联，由并联电路中电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，B灯泡的电阻一定大于并联部分的总电阻，由串联电路的分压特点可知，两灯泡两端的
电压均不等于110 V，所以都不能正常工作，故C错误；D图中灯泡B和可变电阻R并联后又和灯泡A串联，由电阻的并联特点可知，可变电阻调节合适时可以使并联部分的电阻和灯泡A的电阻相等，即两灯泡可以同时正常发光，且电路中的电流等于A灯泡的额定电流，消耗的电功率最小，故D正确。
主题二　电压表、电流表的改装 【实验情境】如图所示为电流计的原理图。实际电流计的满偏电流Ig一般在几十微安到几毫安之间，而电流计的内阻Rg在几百欧到几千欧之间，对应的满偏电压Ug=IgRg一般很小。
【问题探究】1.电压表的改装：(1)根据上述情境，怎样将电流计改装成大量程的电压表？提示：串联一个较大的电阻R，如图所示。
(2)问题(1)中，电阻R的作用是什么？提示：分压：UR=IgR。(3)根据(1)、(2)的结论，扩大量程后总电压U的大小是多少？提示：根据串联分压特点：U=Ug+UR，U=Ig(Rg+R)(4)若将量程扩大为原来的n倍，即U=nUg，则UR扩大为原来电压Ug的多少倍？串联电阻R是原来电阻Rg的多少倍？总电阻RV呢？提示：根据以上结论可推导出：UR=(n-1)Ug，R=(n-1)Rg，RV=R+Rg，即RV=nRg
2.电流表的改装：(1)根据上述情境，怎样将电流计改装成大量程的电流表？提示：并联一个较小的电阻R，如图所示。
(2)问题(1)中，电阻R的作用是什么？提示：分流：IR= 。(3)根据(1)、(2)的结论，扩大量程后总电流I的大小是多少？提示：根据并联分流特点：IgRg=IRRI=Ig+IR
(4)若将量程扩大为原来的n倍，即I=nIg，则IR扩大为原来Ig的多少倍？并联电阻R是原来电阻Rg的多少倍？总电阻RA呢？提示：根据以上结论可推导出：IR=(n-1)Ig
【结论生成】1.电流表与电压表改装比较：(科学思维)
2.电表改装的技巧：(科学思维)(1)先明确小量程电流表G的两个参数：Ig、Rg，并计算出满偏电压Ug=IgRg。(2)用欧姆定律求改装时需要串联或并联的电阻：①改装成电压表时要串联一个阻值较大的电阻以分压，它的阻值由R= 确定。②改装成电流表时要并联一个阻值较小的电阻以分流，它的阻值由R= 确定。
【典例示范】　某电流表内阻Rg为200 Ω，满偏电流Ig为2 mA，如按图甲、乙改装成量程为0～0.1 A和0～1 A的两个量程的电流表，试求：(1)在图甲中，R1和R2各为多少？(2)在图乙中，R1和R2各为多少？(3)从安全角度分析，哪种改装方法较好？
【解析】(1)如图甲所示，电阻阻值：R1= Ω≈4.08 Ω，R2= Ω≈0.4 Ω；
(2)如图乙所示，分流电阻的阻值为：R1+R2= Ω≈4.08 Ω连接1 A挡时有：Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)·R1，即0.002×(200+R2)=(1-0.002)×R1，联立解得：R1≈0.41 Ω，R2≈3.67 Ω；(3)乙图中电流表串联电阻分压，有保护作用，则从安全角度应为乙图好。答案：(1)4.08 Ω　0.4 Ω　(2)0.41 Ω　3.67 Ω　(3)乙图好
【探究训练】1.某同学用一个微安表头(量程100 μA，内阻900 Ω)；电阻箱R1和电阻箱R2组装一个多用电表，有电流1 mA和电压3 V两挡，改装电路如图所示，则R1、R2应调到多大阻值(　　) A.R1=100 Ω，R2=3 000 Ω　　B.R1=100 Ω，R2=2 910 ΩC.R1=90 Ω，R2=3 000 ΩD.R1=90 Ω，R2=2 910 Ω
【解析】选B。微安表并联一个小电阻改装成大量程的电流表，串联一个大电阻改装成大量程的电压表。改装图如图所示：
当接O、a接线柱时当电流表用，根据并联电路特点得：IgRg=(I-Ig)R1代入数据解得：R1= Ω=100 Ω当接O、b接线柱时当电压表用，根据串联电路的特点得：IgRg+IR2=U解得：R2= Ω=2 910 Ω故B正确，A、C、D错误。
2.(多选)如图所示，四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程，伏特表V1的量程大于V2的量程，把它们按图接入电路，则(　　)A.安培表A1的读数大于安培表A2的读数B.安培表A1的偏转角小于安培表A2的偏转角C.伏特表V1的读数等于伏特表V2的读数D.伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角
【解析】选A、D。两安培表并联，表头两端的电压相同，电流相同，指针偏转角度相同，安培表A1的量程大于安培表A2的量程，则安培表A1的读数大于安培表A2的读数，故A正确，B错误；两伏特表串联，两表头的电流相同，指针偏转角度相同，量程大的读数大，伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角，故C错误，D正确。