第4節串聯電路和并聯電路學習目標課標解讀1.知道串、并聯電路的電流和電壓特點。2.掌握串、并聯電路中的電阻有關計算。3.了解電流表(表頭)的原理,知道什么是滿偏電流和滿偏電壓。4.掌握表頭改裝成電壓表和電流表的原理,并會進行相應計算。1.通過對初中物理知識的回顧,初步形成串、并聯電路的電壓、電流特點。2.通過對串、并聯電路的結構分析,掌握電阻計算的基本方法。3.通過對電壓表和電流表結構的觀察,掌握電表的改裝原理。基礎探究合作探究實踐應用基礎探究形成概念·掌握新知知識梳理相等一、串、并聯電路的規律串聯電路并聯電路電流電路中的電流處處

.總電流等于各支路電流

.電壓總電壓等于各部分電路兩端電壓

.總電壓與各支路電壓

.電阻總電阻等于各部分電路電阻

.總電阻的倒數等于各支路電阻的

.之和之和相等之和倒數之和二、電壓表和電流表的電路結構1.小量程電流表(表頭)的三個參數最大刻度滿偏電流IgRg2.電壓表的改裝3.電流表的改裝思考與自測1.思考判斷(1)串聯電路的總電流等于流過各電阻的電流之和。(

)(2)兩并聯電阻的電流與電阻成反比,兩串聯電阻的電壓與電阻成正比。(

)(3)并聯電路的總電阻一定大于每一個支路的電阻。(

)(4)電流表中的并聯電阻的作用是分去一部分電流。(

)(5)若將分壓電阻串聯在電流表上改裝成大量程電壓表后,增大了原電流表的滿偏電壓。(

)(6)若將分流電阻并聯在電流表上改裝成大量程電流表后,分流電阻和電流表兩端的電壓相等。(

)×√×√×√2.思維探究(1)照明電路的電壓為220V,試想馬路上的額定電壓為220V的路燈若想正常發光,它們之間是如何連接的?答案:照明電路的電壓為220V,而每個燈泡的額定電壓也是220V,因此欲使路燈同時正常工作,它們之間只能是并聯。(2)幾個電阻并聯,如果電路中任一電阻增大(其他電阻不變),則總電阻怎樣變化?如果幾個電阻串聯呢?答案:并聯電路任一支路電阻增大(其他電阻不變),總電阻將增大。串聯電路中任一電阻增大,總電阻也增大。(3)小量程的電流表改裝成大量程的電壓表或電流表的原理是什么?答案:利用電阻的分壓或分流作用,改裝成電壓表時利用較大電阻分壓,改裝成電流表時利用較小電阻分流。合作探究突破要點·提升關鍵問題情境每年春節期間,大街小巷的樹上都掛滿了裝飾用的串串小彩燈,當夜幕降臨的時候,火樹銀花,非常好看。這些小彩燈的額定電壓一般只有幾伏,但使用了220V的家用照明電路。(1)這些小彩燈是怎么連接的?要點一對串、并聯電路的理解及應用答案:(1)多個小彩燈串聯后一起接在電源上,使每一個小彩燈分得的電壓之和等于220V。(2)若每個小彩燈的電阻為R,則n個這樣的彩燈連接后的總電阻為多大?答案:(2)串聯后的總電阻為nR。歸納拓展1.串聯電路、并聯電路總電阻的幾個常用推論的比較(2)并聯電路具有分流作用。并聯電路中通過各支路電阻的電流跟它的阻值成反比,即I1R1=I2R2=I3R3=U。[例1](多選)一個T形電路如圖所示,電路中的電阻分別是R1=10Ω,R2=60Ω,R3=40Ω。另有一測試電源,提供的電壓為80V。則(

)A.當c、d端短路時,a、b之間的等效電阻是34ΩB.當a、b端短路時,c、d之間的等效電阻是34ΩC.當a、b兩端接通測試電源時,c、d兩端的電壓為64VD.當c、d兩端接通測試電源時,a、b兩端的電壓為64VAC名師點撥(1)處理串、并聯電路以及簡單的混聯電路的方法①準確地判斷出電路的連接方式,畫出等效電路圖;②正確利用串聯、并聯電路的基本規律、性質;③靈活選用恰當的公式進行計算。(2)電路簡化的原則①無電流的支路去除;②電勢相等的各點合并;③理想導線可任意長短;④理想電流表的電阻為零,理想電壓表的電阻為無窮大;⑤電壓穩定時電容器可認為斷路。BC[針對訓練1](2021·山西呂梁期末)(多選)如圖A、B間電壓為20V,電阻R1=2kΩ,R2=4Ω,R3=3kΩ,R4=2Ω,則(

)A.C、D兩點間阻值約為2kΩB.上支路阻值約為3kΩC.干路中電流I近似為10AD.干路中電流I近似為7mA要點二電表的改裝問題情境如圖是某一電流表G的刻度盤。當指針指著某一電流刻度時,兩接線柱之間具有一定大小的電壓,若將刻度盤改為對應的電壓值,則此表即為一個電壓表,如果圖中電流表的內阻是100Ω,這個電壓表的量程是多少?若使電流表的內阻變為5kΩ,則量程又變為多少?答案:由于允許通過電流表的最大電流為3mA,則對應電壓U=IR=3×10-3×100V=0.3V,即它的量程為0～0.3V;若電流表的內阻變為5kΩ時,電流表中通過3mA電流時,對應的電壓U′=5×103×3×10-3V=15V,即量程為0～15V。歸納拓展1.電表改裝的步驟(1)先明確小量程電流表G的兩個參數Ig、Rg,并算出滿偏電壓Ug=IgRg。(2)用歐姆定律求改裝時需要串聯或并聯的電阻阻值。①改裝成電壓表時要串聯一個阻值較大的電阻以分壓;②改裝成電流表時要并聯一個阻值較小的電阻以分流。2.電壓表、電流表的改裝對比項目改裝成電壓表V改裝成電流表A量程UI電路結構[例2]如圖所示,有一個表頭,滿偏電流Ig=500mA,內阻Rg=200Ω,用它改裝為有0～1A和0～10A兩種量程的電流表,則R1、R2的阻值各為多大?解析:公共端與“1A”端接入被測電路時,電阻R1和R2串聯,再與表頭內阻Rg并聯,當指針為滿偏時,有(I1-Ig)(R1+R2)=IgRg,代入數值可得R1+R2=200Ω;當公共端與“10A”端接入被測電路時,電阻R2與表頭內阻Rg串聯,再與電阻R1并聯,當指針為滿偏時,有Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1,代入數值可得R2+200Ω=19R1,聯立解得R1=20Ω,R2=180Ω。答案:20Ω

180Ω名師點撥電表改裝四要點(1)改裝電壓表需串聯一個大電阻,且串聯電阻的阻值越大,改裝后電壓表的量程越大。(2)改裝電流表需并聯一個小電阻,且并聯電阻的阻值越小,改裝后電流表的量程越大。(3)改裝過程把表頭看成一個電阻Rg,通過表頭的滿偏電流Ig是不變的。(4)改裝后電表的量程指的是當表頭達到滿偏電流時串聯電路的總電壓或并聯電路的總電流。[針對訓練2]如圖為實驗室常用的兩個量程的電壓表原理圖。當使用O、A兩接線柱時,量程為0～3V;當使用O、B兩接線柱時,量程為0～15V,已知表頭的內阻Rg=500Ω,滿偏電流Ig=100μA,求分壓電阻R1和R2的阻值。答案:2.95×104

Ω

1.2×105

Ω實踐應用拓展延伸·凝練素養模型·方法·結論·拓展電阻的最值問題若兩個并聯電路的電阻可以變化但代數和為定值,則當兩個電路的阻值相等時,兩電路的總并聯電阻最大。如圖所示,滑片兩側電阻相等時總電阻阻值最大。[示例]如圖所示,R1=2Ω,R2=3Ω,滑動變阻器最大值R3=5Ω,則當滑片從a滑到b的過程中,電流表示數的最小值為多少?答案:2A科學·技術·社會·環境城市“亮化工程”香港維多利亞港的夜景與日本函館、意大利那不勒斯并稱為“世界三大夜景”。華燈初上,港灣周邊的摩天大廈霓光煥發,在天際和水面之間展示著瑰麗壯觀的身姿。維多利亞港瞬間化身成為聲光交織的舞臺,以繽紛艷麗的色彩,散發著香港這個國際大都會朝氣蓬勃、多姿多彩的魅力。美麗夜景中的霓虹燈離不開電路的串、并聯。[示例]小明和小婷探究小彩燈的發光情況,他們通過觀察發現,每個小彩燈上標有“2.5V

0.25A”字樣。(1)要使這些小彩燈正常發光,應將

個這樣的小彩燈

(選填“串”或“并”)聯在家庭電路的供電線路上。

答案:(1)88串[示例]小明和小婷探究小彩燈的發光情況,他們通過觀察發現,每個小彩燈上標有“2.5V

0.25A”字樣。(2)他們發現,當其中的一個小彩燈的燈絲斷了,其余的小彩燈還能發光,這是為什么呢?他們找來一個小彩燈砸破玻璃外殼,發現燈絲(設阻值為R1)上并排接有一不發光的電阻R2,如圖所示。關于R1與R2的大小,小明和小婷發生了爭論:小婷認為R2比R1小很多,燈絲R1發光時,由于R2與R1的接觸處有一薄的絕緣層,電流只能從R1中通過。當燈絲R1斷了,電路電壓將擊穿絕緣層,R2使電路導通,其余小彩燈還能發光,其亮度與原來相比

(選填“不變”“變亮”或“變暗”),原因是電路中的電流

,燈絲R1的實際功率

(后兩空均選填“不變”“變大”或“變小”)。

小明則認為R2比R1大很多,燈絲R1發光時流過R2的電流可以忽略不計,當燈絲R1斷了,R2使電路導通,其余小彩燈還能發光,其亮度與原來相比

(