第四节　串联电路和并联电路
课标定位
学习目标：1.掌握串、并联电路中电流、电压和电阻的特点．
2．掌握电阻串、并联的计算．
3．理解小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算．
重点难点：电流表改装的原理和有关计算．
一、串联电路和并联电路
相等
和
和
等于
等于
等于
思考感悟
1．电阻串联连接时，其中一个电阻增大，总电阻一定增大，试分析电阻并联连接时，其中一个电阻增大，并联总阻值如何变化．
二、电压表和电流表
1．小量程电流表G(表头)
(1)主要部分：永久磁铁和可转动的______
(2)工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，指针的偏角与通过指针的电流成_______
(3)表头三个主要参数：
①内阻Rg：小量程电流表G的电阻．
②满偏电流Ig：小量程电流表G指针偏转到__________时的电流．
线圈．
正比．
最大刻度
③满偏电压Ug：小量程电流表G通过满偏电流时，加在它两端的电压．则欧姆定律可知：Ug＝IgRg.
2．改装原理
(1)将表头______一个电阻改装成了电压表．
(2)将表头______一个电阻改装成了大量程的电流表．
串联
并联
思考感悟
2．改装电表时，表头上串联或并联的电阻起什么作用？电表改装后，表头G的三个参数是否发生了改变？
提示：串联电阻起分压作用；并联电阻起分流作用，电表改装后，表头的参数不改变．
核心要点突破
2．电压、电流的分配关系
(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比．
(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比．
特别提醒：(1)在电路电压超过用电器额定电压时，可以串接一个分压电阻；在电路中电流超过某元件的额定电流时，可并联一个分流电阻．
(2)串联和并联的总电阻与原电阻是一种等效替代关系，计算等效电阻时，首先要分清串并联关系．
答案：D
二、电表的改装和校对
1．改装
2．校对
按图2－4－1所示的电路对改装后的电表进行核对．核对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．
即时应用 (即时突破，小试牛刀)
2．两只完全相同的灵敏电流计改装成量程不同的电压表V1、V2，如将两表串联起来后去测某一线路的电压，则两只表(　　)
A．读数相同
B．指针偏转的角度相同
C．量程大的电压表读数大
D．量程大的电压表读数小
解析：选BC.电流表改装成电压表后，量程大的内阻大，两改装后的电压表串联在一起去测电压，每个表两端的电压与其内阻成正比，所以量程大的电压表读数大．两电压表串联，流过两电压表的电流相等，即流过电压表内部的表头的电流相等，所以指针偏转的角度相等．
(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图2－4－4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，若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法．
四、滑动变阻器两种接法的比较
1．两种接法比较
2．限流电路、分压电路的选择原则
(1)若采用限流式不能控制电流满足实验要求，即若滑动变阻器阻值调到最大时，待测电阻上的电流(或电压)仍超过电流表(或电压表)的量程，或超过待测电阻的额定电流，则必须选用分压式．
(2)若待测电阻的阻值比滑动变阻器总电阻大得多，以致在限流电路中，滑动变阻器的滑动触头从一端滑到另一端时，待测电阻上的电流或电压变化范围不够大，此时，应改用分压电路．
(3)若实验中要求电压从零开始连续可调，则必须采用分压式电路．
(4)限流接法好处是电路简单、耗能低．
课堂互动讲练
两个用电器的额定电压都是6 V，额定电流分别是I1＝0.1 A和I2＝0.3 A.
(1)把这两个用电器并联后接在电压为8 V的电路中，要使它们正常工作，应附加多大的电阻？功率至少需多大？
(2)如果把它们串联后接在12 V的电路上，要使它们正常工作应该接多大的电阻？功率至少为多大？
【思路点拨】　(1)两个用电器的额定电压都是6 V，并联后接入6 V的电路上就能正常工作；而今电路的电压是8 V，大于6 V，故应串联一个分压电阻Rx，使其分担2 V的电压．
(2)两个电阻不能简单地串联，因串联后两个用电器的分压不同，不能均分12 V的电压．
【答案】　(1)5 Ω　0.8 W　(2)30 Ω 　1.2 W
【题后反思】　用电器正常工作的条件是，加在它们两端的电压必须是额定电压，或通过它们的电流必须是额定电流，若电源电压不满足要求，就要用学过的串并联知识进行电路整合．
变式训练1　如图2－4－6所示电路中有三个电阻，已知R1∶R2∶R3＝1∶3∶6，则电路工作时，电压U1∶U2为(　　)

A．1∶6　　　　　　　B．1∶9
C．1∶3 D．1∶2
答案：D
如图2－4－7所示是一个电流表、电压表两用的电路，电流表G的量程是100 μA，内阻是1000 Ω.电阻R1＝0.1 Ω，R2＝99 kΩ，当双刀双掷开关合到a、b上时，电流表改装成什么表？其量程是多少？当双刀双掷开关合到c、d上时，电流表改装成什么表？其量程是多少？
【精讲精析】　当开关合到a、b上时，电路转换成图2－4－8甲所示的电路，此时小电阻R1与电流表G并联，R1起分流作用，可作为大量程电流表使用．
【答案】　见精讲精析
【规律总结】　理解电表改装的原理，并根据串、并联电路的特点进行计算是解这类题的关键．
变式训练2　将一个电阻为60 Ω，满偏电流为500 μA的电流表表头改成如图2－4－9所示的两个量程的电压表，量程分别为3 V和15 V，试求R1和R2的阻值．
答案：5940 Ω　24000 Ω
用电流表和电压表测量电阻Rx的阻值．如图2－4－10所示，分别将图甲和图乙两种测量电路连接到电路中，按照甲图时，电流表示数4.60 mA，电压表示数2.50 V；按照乙图时，电流表示数为5.00 mA，电压表示数为2.30 V，比较这两次结果，正确的是(　　)
A．电阻的真实值更接近543 Ω，且大于543 Ω
B．电阻的真实值更接近543 Ω，且小于543 Ω
C．电阻的真实值更接近460 Ω，且大于460 Ω
D．电阻的真实值更接近460 Ω，且小于460 Ω
【答案】　B
变式训练3　(2011年吉林实验中学期中)如图2－4－11所示，用伏安法测电阻R，按图中甲图测得的结果为R1，按乙图测得为R2，若电阻的真实值为R，则(　　)
A．R1>R>R2 B．R1C．R>R1，R>R2 D．R1＝R＝R2
解析：选A.用内接法测电阻有R1>R，用外接法测电阻有R2R>R2，选项A正确．
如图2－4－12所示，滑动变阻器R1的最大值是200 Ω，R2＝R3＝300 Ω，A、B两端电压UAB＝8 V.
(1)当开关S断开时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压变化范围是多少？
(2)当S闭合时，移动滑动片P，R2两端可获得的电压变化范围又是多少？
【思路点拨】　先认清电键S断开、闭合时的滑动变阻器的接法，再根据串并联关系结合滑片位置计算R2获得的电压范围．
【答案】　(1)4.8 V～8 V　(2)3.43 V～8 V
【名师归纳】　(1)滑动变阻器接入电路时，金属杆的两个端点不能同时接入电路，否则电流由金属杆流过而短路．
(2)限流接法电压调节范围较小，而分压式接法电压调节范围较大，在具体应用中要根据题目要求合理选择．
变式训练4　如图2－4－13所示，R1＝7 Ω，R2＝3 Ω，可变电阻器R3的最大阻值为6 Ω，求AB两端的电阻值的范围．
答案：7 Ω≤R≤9 Ω