高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路优质第1课时学案

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路优质第1课时学案，文件包含人教版2019高中物理必修三新教材同步第11章4第1课时串联和并联电路的特点限流电路与分压电路--教师版docx、人教版2019高中物理必修三新教材同步第11章4第1课时串联和并联电路的特点限流电路与分压电路--学生版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共25页， 欢迎下载使用。

[学科素养与目标要求]
科学思维
1．掌握串、并联电路的电流、电压和电阻的关系.
科学思维
1．会分析串、并联电路和简单的混联电路，并能进行有关计算.
2．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．
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
1．判断下列说法的正误．
(1)串联电路的总电流等于流过各电阻的电流之和．( )
(2)串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和．( )
(3)并联电路干路上的电流一定比通过某一支路的电流大．( )
(4)电路中电阻的个数越多，电路的总电阻越大．( )
(5)多个电阻串联时，其中任一电阻增大，总电阻也随之增大；多个电阻并联时，其中任一电阻增大，总电阻将减小．( )
(6)串联电路中各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比，并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比．( )
2．如图2所示的电路中，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，滑动变阻器R3的最大阻值为30 Ω，则A、B两端的总电阻的最大值为________ Ω，最小值为________ Ω.
图2
一、对串、并联电路的理解
导学探究
1．如图3所示，三个电阻组成串联电路．
图3
(1)若R1＝R2＝R3＝R，则此串联电路的总电阻R总为多少？
(2)若R12.如图4所示，三个电阻构成并联电路．
图4
(1)若R1＝R2＝R3＝R，则此并联电路的总电阻R总为多少？
(2)若R1知识深化
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.
特别提示 越串越大,比大的还大;越并越小,比小的还小;串联可分压,并联可分流。
3．串、并联电路总电阻的比较
例1 由四个电阻连接成的电路如图5所示．R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω.
图5
(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？
针对训练1 电阻R1的阻值为6 Ω，与电阻R2并联后接入电路中，通过它们的电流之比I1∶I2＝3∶2，则R2的阻值和总电阻的阻值分别是( )
A．4 Ω；3.6 Ω B．9 Ω；4.5 Ω
C．4 Ω；2.4 Ω D．9 Ω；3.6 Ω
例2 如图6所示电路中，已知R1＝5 Ω，R2＝12 Ω，电压表示数为2 V，电流表示数为0.2 A，则电阻R3＝________，UAC＝________.
图6
针对训练2 (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 A
B．电阻R2的阻值为20 Ω
C．三只电阻两端的总电压为21 V
D．电阻R3两端的电压为4 V
二、滑动变阻器的两种接法
例3 (多选)一同学将滑动变阻器与一个6 V、6～8 W的小灯泡L及开关S串联后接在6 V的电源上，当S闭合时，发现灯泡发光．按如图7所示的接法，当滑片P向右滑动时，灯泡将( )
图7
A．变暗 B．变亮
C．亮度不变 D．不可能被烧坏
INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2020\\同步\\例4.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\张潇\\2020\\同步\\例4.TIF" \* MERGEFORMATINET 例4 如图8所示，滑动变阻器R1的最大阻值是200 Ω，R2＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V.
图8
(1)当S断开时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
(2)当S闭合时，移动滑片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
1．(串、并联电路的特点)(多选)下列说法中正确的是( )
A．一个电阻和一根理想导线并联，总电阻为零
B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻
C．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻也增大
D．并联电路任一支路电阻增大(其他支路不变)，则总电阻一定减小
2．(串、并联电路的特点)(2019·邢台一中月考)三个电阻按照如图9所示的电路连接，其阻值之比为R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，通过三个电阻R1、R2、R3的电流之比I1∶I2∶I3为( )
图9
A．6∶3∶1 B．1∶3∶6
C．6∶2∶1 D．3∶2∶1
3．(滑动变阻器的使用)如图10所示，A、B间电压恒为U，当滑动变阻器的滑片P逐渐向上端移动的过程中灯泡上的电压数值( )
图10
A．一直为U
B．一直为0
C．逐渐增大到U
D．先由0逐渐增大到U再减小到0
4．(滑动变阻器的使用)如图11所示的电路中，U＝24 V，滑动变阻器R2的最大阻值为100 Ω，R1＝50 Ω.当滑片P滑至R2的中点时，a、b两端的电压为( )
图11
A．8 V B．12 V C．16 V D．4 V
考点一 串、并联电路的特点
1．将一只阻值为几千欧的电阻R1和一只阻值为千分之几欧的电阻R2串联起来，则总电阻( )
A．很接近R1且略大于R1
B．很接近R1且略小于R1
C．很接近R2且略大于R2
D．很接近R2且略小于R2
2.(2018·济南市期末)两导体的I－U关系如图1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( )
图1
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＝1∶1
3．R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，R1允许通过的最大电流为1.5 A，R2两端允许加的最大电压为10 V．若将它们串联，加在电路两端的最大电压是( )
A．45 V B．5 V C．25 V D．15 V
4.如图2所示，三个完全相同的电阻阻值R1＝R2＝R3，接在电路中，则R1、R2、R3两端的电压之比为( )
图2
A．1∶1∶1
B．1∶2∶2
C．1∶4∶4
D．2∶1∶1
5．如图3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( )
图3
A．140 V B．120 V
C．100 V D．无法计算
6.如图4所示电路中，电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池两端电压恒定．那么开关S接通后通过R2的电流是S接通前的( )
图4
A.eq \f(1,2) B.eq \f(2,3)
C.eq \f(1,3) D.eq \f(1,4)
考点二 滑动变阻器的使用
7．(多选)如图5所示，a、b、c、d是滑动变阻器的四个接线柱，现把此变阻器接成一个分压电路向一个小灯泡供电，并要求滑片P向c移动时，小灯泡两端电压减小，下列说法中正确的是( )
图5
A．a接电源正极，b接电源负极，c、d接小灯泡两端
B．a接电源正极，b接电源负极，c、a接小灯泡两端
C．a接电源正极，b接电源负极，d、b接小灯泡两端
D．a接电源正极，b接电源负极，d、a接小灯泡两端
8.(多选)如图6所示的电路中，若ab为输入端，AB为输出端，现把滑动变阻器的滑片置于变阻器的中央，则( )
图6
A．空载时输出电压UAB＝Uab
B．当AB间接上负载R时，输出电压UABC．AB间的负载R越大，UAB越接近eq \f(Uab,2)
D．AB间的负载R越小，UAB越接近eq \f(Uab,2)
9．(多选)实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小，有时用一个不方便，须用两个阻值不同的滑动变阻器，一个作粗调(被调节的电流变化大)，一个作微调(被调节的电流变化小)．使用时连接方式可以是串联，也可以并联，如图7所示，则( )
图7
A．串联时，阻值大的变阻器作粗调
B．串联时，阻值大的变阻器作微调
C．并联时，阻值大的变阻器作微调
D．并联时，阻值大的变阻器作粗调
10．(多选)(2018·衡中微山分校期末)在如图8所示的电路中，通过电阻R1的电流I1是( )
图8
A.eq \f(U,R1) B.eq \f(U1,R1)
C.eq \f(U2,R2) D.eq \f(U,R1＋R2)
11.如图9所示，当a、b两端接入100 V的电压时，c、d两端电压为20 V，当c、d两端接入100 V的电压时，a、b两端电压为40 V，则R1∶R2∶R3是( )
图9
A．4∶2∶1 B．2∶1∶1
C．3∶2∶1 D．8∶4∶3
12.如图10所示电路中的A、B两端加有电压U，若R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，R3＝3 Ω，通过它们的电流与电阻两端电压分别为I1、I2、I3和U1、U2、U3，则I1∶I2∶I3为多大？U1∶U2∶U3为多大？
图10
13.如图11所示，滑动变阻器的总电阻R＝1 000 Ω，A、B两端电压U＝100 V，调节滑片P使其下部电阻R1＝400 Ω.
图11
(1)空载时，C、D两端电压多大？
(2)在C、D间接入一个R0＝400 Ω的电阻，C、D两端的电压多大？
14.(2019·盐城市阜宁县高二上期中)如图12所示，A、B两点间电压恒定为12 V，定值电阻R1＝2.4 kΩ、R2＝4.8 kΩ.
图12
(1)若在a、b之间接一个C＝100 μF的电容器，闭合开关S，电路稳定后，求电容器上所带的电荷量；
(2)若在a、b之间接一个R＝4.8 kΩ的电阻，求该电阻两端的电压．
串联电路
并联电路
电流关系
各处电流 ，即I＝ ＝ ＝…＝
总电流等于各支路电流 ，即I＝ ＋ ＋…＋
电压关系
总电压等于各部分电压 ，即U＝ ＋ ＋…＋
各支路两端电压 ，即U＝ ＝ ＝…＝
电阻关系
总电阻等于各部分电阻 ，即R＝ ＋ ＋…＋
总电阻的倒数等于各支路电阻 ，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