2.4 串联电路和并联电路
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教学设计:高中课程标准.物理(人教版)选修3-12.4串联电路和并联电路(一)内容及解析1、内容:本节主要介绍电表的改装、测量电阻的方法。
2、解析:电流表的改装就是把小量程的电流表改装成大量程的电流表,要并联一个小电阻;电流表的改装电压表,要串联一个较大的电阻;根据R=U/I可以用电压表和电流表测出U、I即可。
(二)目标及其解析1、了解电流表(表头)的工作原理,知道什么是满偏电流和满偏电压.2、知道电流表改装原理,知道电流表G改装成电流表A和电压表V的方法与计算.3、会用伏安法测电阻,知道内、外接法的区别.思考题1:如何用表头去测量较大的电压?思考题2:如何给改装后的电压表、电流表标度?解析:满偏电流指最大电流,满偏电压指最大电压,改装成电压表要串联一个电阻,依据分压关系来计算,改装成电流表要并联一个电阻,根据分流关系可以计算,伏安法测量电阻分为内接和外接两种,要根据具体的条件来选择,目的就是减小测量中的误差。
(三)教学问题诊断分析1、学生在学习知识过程中,初中知识没有学好或遗忘,在实际进行电路计算时容易出现问题。
2、电路连接仪器选择困难比较大。
3、选择内接或外接也会有较大困难。
(四)、教学支持条件分析为了加强学生对这部分知识的学习,帮助学生克服在学习过程中可能遇到的障碍,本节课要对初中电路进行复习,举一些例子来说明电表的改装和电阻的测量。
(五)、教学过程设计1、教学基本流程复习前节内容→本节学习要点→电表改装→电阻测量→练习、小结2、教学情景问题1串联电路的基本特点是什么?串联电阻起什么作用?设计意图:复习分压关系问题2并联电路的基本特点是什么?并联电阻起什么作用?设计意图:复习分流关系。
问题3什么是满偏电流?什么是满偏电压?设计意图:知道满偏电流、满偏电压就是最大量程。
例题1. 在“伏安法测电阻”的实验中:(1)实验原理是什么?(2)实验中需要测哪些物理量?(3)写出待测电阻的计算式;(4)实验中怎样改变待测电阻两端的电压?(5)如图(甲)是某同学设计的实验电路图,其中有几处错误,各错在何处?(6)请画出正确的电路图.解析 (1)伏安法测电阻的实验原理是欧姆定律I =.(2)被测的物理量是待测电阻两端的电压U 和通过待测电阻的电流I .(3)由欧姆定律的变形式R =,可以计算出待测电阻的阻值.(4)实验中是利用滑动变阻器来改变通过待测电阻的电流从而改变加在它两端的电压值.(5)图中有两处错误:①电流表和电压表的位置接错了;②图中缺少滑动变阻器.(6)正确电路图如图乙所示.【变式】在用伏安法测未知电阻R x 的实验中,电源电压为3V ,R x 的值约为3Ω.滑动变阻器两只,规格分别是“0.2A ,50Ω”和“1A ,20Ω”;电流表一只(量程0~0.6A 和0~3A );电压表一只(量程O ~3V 和0~15V ).测量时,滑动变阻器应选______;电流表应选_____量程;电压表应选_____量程.设计意图:示范怎样测量电阻(六)、目标检测1. 电流表的内阻为Rg 、满刻度电流为Ig.那么以下结论中正确的是 ( )A .如并联一个阻值为nRg 的定值电阻,就可以改装为量程是nIg 的电流表B .如串联一个阻值为nRg 的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n +1)IgRg 的电压表C.如并联 一个阻值为1 n R g的定值电阻,就可以改装为一个量程是nIg 的电流表D.如串联一个阻值为n R g的定值电阻,就可以改装一个量程是(n- 1)IgRg 的电压表 2.电流表的内阻是Rg=200Ω,满刻度电流值是Ig=500微安培,现欲把这电流表改装成量程为1.0V 的电压表,正确的方法是 ( )A .应串联一个0.1Ω的电阻B .应并联一个0.1Ω的电阻C .应串联一个1800Ω的电阻D .应并联一个1800Ω的电阻3.校准过程中发现待测表(即改装表)的读数比标准电流表的读数稍大,若灵敏电流计G 的满偏电流值是准确的,则出现误差的原因可能是 ( )A .Rg 的测量值比真实值偏大B .Rg 的测量值比真实值偏小C.所并联的R S 比用公式g ggR I I I -算出的偏大 D. 所并联的R S 比用公式g gg R I I I -算出的偏小 A 组题:1、大量程电流表与小量程电流表相比,大量程档位的内阻比小量程档位的内阻______;把一个灵敏电流表改装成两个不同档位的电压表,则大量程档位电压表的内阻比小量程档位电压表的内阻______.2.有一内阻为10k Ω、满刻度电流值为100A 的灵敏电流计,它所允许测量的电压最多是______mV .如果把它串联一个490k Ω的大电阻后,它的电压量程扩大到______V ,原来“10A ”的刻度线,现k Ω的定值电阻,那么它的电流量程扩大到原来的______倍,可允许测量的电流最大值是______A.设计意图:对学生进行基础知识练习B 组题1. 图1中的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G 和一个变阻器R 组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是( )A .甲表是电流表,R 增大时量程增大B .甲表是电流表,R 增大时量程减小C .乙表是电压表,R 增大时量程减小D .上述说法都不对2.图2所示电路中,已知电流表内阻RA 比定值电阻R 小很多倍(RA 〈〈R ).当电键K 断开时,电流表的示数为3.0A ;当电键K 闭合时,电流表示数为1.0A.标准电阻R0=6Ω,则电流表的内阻RA 等于 ( )A .2ΩB .3ΩC .12ΩD .18Ω3.利用滑动变阻器来改变用电器R0上所得到的电压可以有图3中甲、乙两种电路.用R 表示滑动变阻器的全部阻值.选择哪个电路更合适,以下叙述中正确的是 ( )A .若R0〉〉R ,则采用电路甲比较合适B .若R0〉〉R ,则采用电路乙比较合适C .若R0≈R ,则甲、乙电路都合适D .两种电路都能使R0上的电压改变,因此两种电路都适合4.将滑动变阻器接成分压电路,如图4所示,由于电路有一处出现故障,致使输出电压Up 不能随滑动键P 的位置而改变①不论P 如何滑动,Up 始终等于0V ,则故障原因可能是 ( )A .导线EF 段有断开处B .导线AB 段有断开处C.滑动键P与电阻R接触不通D.导线BC段有断开处②不论P如何滑动,Up始终等于输入电压U0,则故障原因可能是()A.电源与导线端F接触不良B.滑动键P与电阻R接触不通C.BC段导线有断开处D.滑动变阻器R的电阻丝有断开处设计意图:提高学生对基础知识的学习,加强对库仑定律的巩固C组题1. 一个电流表的满刻度电流值Ig= 0.6A,面板如图5所示,那么它每一小格所相应的电流是______mA,指针现在的电流示数是______A.如果这个量程为0.6A的电流表内阻Rg=60Ω,要把这个电流表的量程扩大成3A,那么应该在Rg上______联一个电阻Rs,Rs的大小应是______Ω;并联Rs后,测某一电流,指针仍指到图5中所示位置,则该电流是______A,并联Rs 后,刻度盘上每一小格所代表的电流值是未并联Rs前的______倍.2. 图6所示是一个双量程电压表,表头是一个内阻Rg=500Ω,满刻度电流为Ig=1A的毫安表,现接成量程分别为10V和100V的两个量程,则所串联的电阻R1=______Ω,R2=______Ω.3.如图7所示电路中,定值电阻R1=80Ω,可变电阻R2的全部电阻为240Ω,A、B两点之间加恒定电压9.6V.当电键K断开时,滑动触头P,由R2最上端滑到最下端时,R1两端电压由______V变化到______V;当电键K闭合时,滑动触头P,由R2最上端滑到最下端,R1两端电压由______V变化到______V.设计意图:使部分学生有拓展的空间教学反思:学生对这一节内感到困难特别是仪器选择,学生还没有掌握好,第一轮复习还要进一步学习。
2.4 串联电路和并联电路学案【学习目标】1、了解串联和并联电路的连接方式,掌握串并联电路的电流和电压特点;掌握电组的串并联的计算。
2、知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G(表头)改装而成的。
3、了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
【自主学习】1.把几个导体依次相连,接入电路,这样的连接方式叫做。
2.把几个导体的一端连在一起,另一端也连在一起,然后把这两端接入电路,这样的连接方式叫做。
3.电流特点:串联电路各处的电流;并联电路总电流等于各支路电流。
4.电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之;并联电路各部分电压与各支路电压。
5.电流表:已知电流表的内阻为R g,满偏电流为I g,则满偏电压U g=。
【同步导学】1.串联电路:把导体依次首尾相连,就组成串联电路。
如图(1)串联电路中各处的电流处处相等:表达式:(2)串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和:表达式:(3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和:表达式:(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比:表达式:2. 并联电路:把几个导体并列地连接起来,就组成并联电路。
如图(1)并联电路各支路两端的电压相等表达式:(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和表达式:(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和表达式:(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比表达式:例1如图所示的电路中,R1=8 Ω,R2=4 Ω,R3=6 Ω,R4=3 Ω.(1)求电路中的总电阻.(2)当加在电路两端的电压U=42 V时,通过每个电阻的电流是多少?变式训练1 如图所示,有三个电阻,已知R 1∶R 2∶R 3=1∶3∶6,则电路工作时,电压U 1∶U 2为( )A .1∶6B .1∶9C .1∶3D .1∶2例2 有三个电阻,其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压,问:在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少?问题思考与总结:1.并联电路的总电阻与其任一支路的电阻大小关系怎样?2.串联电路的电压分配关系是怎样的?3.并联电路的电流分配关系是怎样的?3.电压表和电流表(1)电流表G (表头):常用的电压表和电流表都是由小量程的___ ___改装而成的.小量程电流表主要有三个参数:①电流表的电阻叫做___ __,用字母R g 表示;②指针偏转到最大刻度时的电流I g 叫做__ ___;③电流表通过满偏电流时,加在它两端的电压U g 叫做__ ____,上述三个物理量的关系为:__________.(2)电压表和电流表的改装:当把电流表G 改装成量程较大的电压表时,应当______一个电阻R ;当把电流表G 改装成大量程的电流表时,应当______一个电阻R.(a)电流表G 改装成电压表电流表G (表头)满偏电流I g 、内阻R g 、满偏电压U g .如图所示即为电压表的原理图,其中R x 为分压电阻,由串联电路特点得:I g = = 所以R x = =(n -1)R gn 为量程扩大倍数,g U U n =改装后的总内阻:RV =R g +R x =nR g(b)电流表G 改装成大量程电流表如图所示即为电流表的原理图,其中R x 为分流电阻.由并联电路特点得: U = = =1-=-n R R I I I g g g g(n 为量程扩大倍数,g I In =改装后的总内阻R A =n R R R R R g x g xg =+例3 有一电流表G ,内阻R g =10 Ω,满偏电流I g =3 mA .要把它改装成量程为0~3 V 的电压表,应串联一个多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?变式训练3有一电流计,内阻R g=25 Ω,满偏电流I g=3 mA.要把它改装成量程为0~0.6 A的电流表,需要并联一个多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?【课堂达标】1.三个阻值都为12 Ω的电阻,它们任意连接、组合,总电阻可能为()A.4 ΩB.24 ΩC.8 ΩD.36 Ω2.下列说法正确的是()A.一个电阻和一根无电阻的理想导线并联总电阻为零B.并联电路任一支路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),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),总电阻一定减少3.如图所示,甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是()A.甲表是电流表,R增大时量程增大B.甲表是电流表,R增大时量程减小C.乙表是电压表,R增大时量程减小D.上述说法都不对4.电流表的内阻是R g=200 Ω,满刻度电流值是I g=500 μA,现欲把这个电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是()A.应串联一个0.1 Ω的电阻B.应并联一个0.1 Ω的电阻C.应串联一个1 800 Ω的电阻D.应并联一个1 800 Ω的电阻5.图中R1=4Ω,R2=9Ω,R3=18Ω。
2.4串联电路和并联电路课时二《电表的改装》同步训练一.单选题(每题3分)1.(3分)如图所示,甲、乙两个电压表是由相同的电流表G(内阻不为零)改装而成,R1、R2是分压电阻,R1<R2。
下列说法正确的是______A.甲的量程等于乙的量程B.甲的量程大于乙的量程C.测量同一电压时,甲、乙两表指针的偏转角度相同D.测量同一电压时,甲表指针的偏转角度比乙表大2.(3分)将一个内阻为100Ω、满偏电流为3mA的电流表,改装成量程为0∼0.6A的电流表,则需要______A.串联一个阻值约为0.5Ω的电阻B.串联一个阻值约为5Ω的电阻C.并联一个阻值约为0.5Ω的电阻D.并联一个阻值约为5Ω的电阻3.(3分)如图所示,电压表由灵敏电流计G与电阻R串联而成。
某同学在使用中发现一块电压表的读数总比真实值偏大一点,若要校准,可采用的措施是______A.在电阻R上串联一个比其大得多的电阻B.在电阻R上串联一个比其小得多的电阻C.在电阻R上并联一个比其大得多的电阻D.在电阻R上并联一个比其小得多的电阻4.(3分)【2015北京高考19】如图所示,其中电流表A的量程为0.6A,表盘均匀划分为30个小格,每一小格表示0.02A;R1的阻值等于电流表内阻的1;R2的阻值等于电流表内阻的22倍。
若用电流表A的表盘刻度表示流过接线柱1的电流值,则下列分析正确的是______A.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.04AB.将接线柱1、2接入电路时,每一小格表示0.02AC.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.06AD.将接线柱1、3接入电路时,每一小格表示0.01A5.(3分)如图所示的甲、乙两个电路,都是由一个灵敏电流计G和一个变阻器R组成,它们之中一个是测电压的电压表,另一个是测电流的电流表,那么以下结论中正确的是______A.甲表是电流表,R增大时量程增大B.甲表是电压表,R增大时量程增大C.乙表是电流表,R增大时量程增大D.乙表是电压表,R增大时量程增大6.(3分)如图所示,有一个表头G,满偏电流I g=5mA,内阻R g=100Ω,把它改装为有3V和15V两种量程的电压表,则图中电阻R1,R2分别为______A.600Ω3000ΩB.500Ω2500ΩC.500Ω2400ΩD.500Ω3000Ω7.(3分)某同学利用一块表头和三个定值电阻设计了如图所示的电表,该电表有1、2两个量程。