高中物理第2章第4节串联电路和并联电路学案新人教版选修3_1
- 格式:doc
- 大小:410.50 KB
- 文档页数:4
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。
第四节、串联电路和并联电路(2课时)一、教学目标(一)知识与技能1.进一步学习电路的串联和并联,理解串、并联电路的电压关系、电流关系和电阻关系,并能运用其解决有关关问题。
2.进而利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理。
(二)过程与方法通过复习、归纳、小结把知识系统化。
(三)情感态度与价值观通过学习,学会在学习中灵活变通和运用。
三、重点与难点:重点:教学重点是串、并联电路的规律。
难点:难点是电表的改装。
四、教学过程:(一)复习上课时内容要点:欧姆定律、电阻概念、导体的伏安特性曲线。
(二)新课讲解-----第四节、串联电路和并联电路1.串联电路和并联电路先让学生回忆初中有关这方面(串、并联电路的规律)的问题,然后让学生自学,在此基础上,让学生将串联和并联加以对比,学生容易理解和记忆。
老师点拨:一是要从理论上认识串、并联电路的规律,二是过程分析的不同,引入电势来分析。
从而让学生体会到高中和初中的区别,也能让学生易于理解和接受。
学生自己先推导有关结论,老师最后归纳小结得出结论:(并适当拓展)(1)串联电路①电路中各处的电流强度相等。
I=I1=I2=I3=…②电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和U=U1+U2+U3+…③串联电路的总电阻,等于各个电阻之和。
R=R1+R2+R3+…④电压分配:U1/R1=U2/R2 U1/R1=U/R⑤n个相同电池(E、r)串联:E n = nE r n = nr(2)并联电路①并联电路中各支路两端的电压相等。
U=U1=U2=U3=…②电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。
I=I1+I2+I3+…③并联电路总电阻的倒数,等于各个电阻的倒数之和。
1/R=1/R1+1/R2+1/R3+ 对两个电阻并联有:R=R1R2/(R1+R2)④电流分配:I1/I2=R1/R2 I1/I=R1/R⑤n个相同电池(E、r)并联:E n = E r n =r/n再由学生讨论下列问题:①几个相同的电阻并联,总电阻为一个电阻的几分之一;②若不同的电阻并联,总电阻小于其中最小的电阻;③若某一支路的电阻增大,则总电阻也随之增大;④若并联的支路增多时,总电阻将减小;⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻。
4.串联电路和并联电路三维目标知识与技能1.进一步学习电路的串联和并联,理解串、并联电路的电压关系、电流关系和电阻关系,并能运用其解决有关问题;2.了解电流表〔表头〕的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
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。
利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值。
过程与方法1.通过分压电阻和分流电阻阻值的计算,培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力;2.通过复习、归纳、小结把知识系统化。
情感态度与价值观通过学习,学会在学习中灵活变通和运用。
要培养学生的应用意识,引导学生关心实际问题,有志于把所学物理知识应用到实际中去。
教学重点串、并联电路的特点、规律。
教学难点表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理,并会计算分压电阻和分流电阻。
教学方法讲授、讨论、练习。
教具表头、电阻箱、投影片、多媒体辅助教学设备。
教学过程[新课导入]我们在初中已经学知道,把几个导体首尾相连,接入电路,这样的连接方式叫做串联;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并联。
这一节,我们分别研究串联电路和并联电路中各部分电流的关系、各部分电压的关系,以及各部分电阻的关系。
在初中我们已经研究过其中的某些问题,现在用高中的物理知识做进一步分析。
[新课教学]一、串联电路和并联电路的电流 1.串联和并联的接法 〔1〕串联接法 ①串联的接法把几个导体首尾相连,接入电路,这样的连接方式叫做串联。
②串联接法的特点两电阻串联,一端等电势,另一端不等电势。
〔2〕并联接法 ①并联的接法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并联。
②并联接法的特点两电阻并联,两端分别为高低等势点。
2.串联电路和并联电路的电流引导学生推导出串联电路和并联电路的电流规律,学生阅读教材,并进行推导。
教学设计4串联电路和并联电路本节分析本节学习串联电路和并联电路的基本规律,核心内容是基于欧姆定律的串、并联电路的电流、电压和电阻关系.本节内容是电学部分的基础,在本章乃至整个电学部分都具有重要地位.它是学生进一步学习电学其他规律的基石,也是掌握电路规律、解释电路现象及进行电路设计必不可少的储备知识.认识并改装电压表和电流表是串联电路和并连电路规律的应用,也是欧姆定律的进一步深化和巩固.本节内容为学生理解电流表、电压表的特点及工作原理,也为后面多用电表原理的学习奠定了基础.学情分析串联电路和并联电路知识是初中电学的基础知识,学生并不陌生.但是初中电路较简单,学生对复杂的混联电路处理起来仍比较困难.本节引导学生从电路基础知识入手,应用部分电路欧姆定律,对串、并联复杂电路的规律进一步加以理解和掌握.电压表和电流表的原理和改装则对学生能力提出了更高的要求,这不仅是对电路串、并联知识的深化,也对学生以后学习和理解闭合电路欧姆定律以及多用电表原理起到了重要的铺垫作用.教学目标●知识与技能(1)了解串联电路和并联电路的连接方式,根据恒定电流的特征分析并理解串、并联电路的电流和电压规律.(2)掌握电阻串、并联的计算规律.(3)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.了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压.(4)理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值.●过程与方法(1)运用欧姆定律的知识,对串、并联电路进行计算和分析.(2)通过分压电阻和分流电阻阻值的计算,培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力.●情感、态度与价值观通过本节的学习,引导学生关心实际问题,树立善于把所学的物理知识应用到实践中去的意识,培养学生勤于思考、勇于探究的习惯.教学重难点1.本节重点是串联电路和并联电路的性质及特点,以及欧姆定律的应用.2.本节难点是电表的改装.教学方法学案导学法、教师启发引导教学法与学生小组合作探究法相结合.教学准备多媒体课件,投影仪、小量程电流表、演示电流表(可拆卸演示用表)、演示电压表(可拆卸演示用表)、自制演示实验教具.教学设计(设计者:董萍萍)教学过程设计【提出问题】上述两种电路连接方式有什么不同?回顾初中学过的知识,什么是串联电路?什么是并联电路?说明:上述两种电路中元件的连接方法分别为串联(如(设计意图:利用学生初中学过的内容,使学生感觉熟悉并引发兴趣,自然地进入新课学习.)甲乙【归纳总结】串联电路各处的电流相等:I0=I1=I2=I3甲如图乙,若不考虑导线电阻,则1、2、3点没有电势乙【归纳总结】串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和:U23=U03.甲乙)并联电路:I=I1+I2,U=U1=U2,所以IU=I1U+,对于多个电阻的并联:1R=1R1+1R2甲)满偏电流I g乙【巩固练习】解:电压表V由表头丙【巩固练习】的电流I R=I-I g=0.599 A. 由欧姆定律可以求出分流电阻×10-3板书设计4串联电路和并联电路串联:把几个导体依次首尾相连,接入电路,这样的连接方式叫做串联.并联: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并联.一、串、并联电路的电流1.串联电路各处的电流相等:I0=I1=I2=I32.并联电路的总电流等于各支路电流之和:I0=I1+I2+I3二、串、并联电路的电压1.串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和:U01+U12+U23=U032.并联电路的总电压与各支路的电压相等:U1=U2=U3=U三、串、并联电路的电阻1.串联电路总电阻等于各部分电路电阻之和:R=R1+R2+…2.并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和:1R=1R1+1R2+…四、电压表和电流表1.小量程电流表G(表头)的主要参数2.小量程电流表改装成电压表:串联分压电阻,且U=U g+U R3.小量程电流表改装成大量程电流表:并联分流电阻,且I=I g+I R分压分流U=I g(R+R g) I g R g=(I-I g)RR=I gI-I gR g教学反思本节的知识在初中已经有所涉及,利用学生的已有知识,在教学中通过“恒定电流电路中各处电荷分布是稳定的”和有关“电势、电势差”的新增知识进行理论分析,再引领学生认识“场”与“路”的内在联系,从更高的角度深化学生对串、并联电路规律的理解.接着从实际应用出发,引导学生进行合作探究,通过对电表的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使串、并联知识得以巩固和拓展,进一步训练利用欧姆定律解决问题.同时,本节内容为后续学习闭合电路的欧姆定律、进行电路的动态分析、理解多用电表原理在知识上作了充分准备.教学设计充分利用学案导学,通过提出问题、合作探究、分析归纳、思维拓展、实验教具辅助教学等方式让学生积极参与到课堂活动中来,充分调动学生的兴趣,并将解决实际问题的具体例题穿插到抽象的理论分析中,贯彻了学以致用的理念.备课资料●复杂电路的化简在高中物理稳恒电流教学中,化简电路是应当掌握的基本技能之一.由于电路千变万化,如果没有一个简明的思路,在化简复杂电路时,总会感到困难,现在介绍几种简单的电路化简的方法.一、化简原则1.理想导线可任意长短;2.无电流支路可去掉;3.等电势点可合并;4.摘表:理想电压表可看成断路,理想电流表可看成短路,电流稳定后,电容器可看成断开;5.判断电阻串、并联关系,两个电阻并联后可看成一个整体;6.支路法:假想高低电势点,电流从高电势点流入,从低电势点流出,看经过哪些支路.二、化简方法1.电流分支法(1)将各节点用字母标上;(2)判定各支路元件的电流方向;(3)按电流流向,自左向右将各元件、节点、分支逐一画出;(4)将画出的等效图加工整理.如上面电路,可进行化简与等效:A、D接电源时:A、B接电源时2.等势点排列法(1)将各节点用字母标上;(2)判定各节点电势的高低;(3)将各节点按电势高低自左向右依次排列,再将各节点之间的支路画出;(4)将画出的等效图加工整理.如下面电路可进行等效:。
永宁中学集体备课教学设计模板
J教师:【提出问题】
1.回顾初中学过的内容,串、并联电路的电流分别有什么特点?
2.根据恒定电流电路内部电荷分布特点,如何解释串、并联电路
甲
乙
甲
如图乙,若不考虑导线电阻,则1、2、3点没有电势差,即它们
乙
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和:
.
03
并联电路的总电压与各支路的电压相等:U
甲乙
(2)并联电路:I=I1+2,U=U1=U2,所以I
U=,对于多个电阻的并联:
2.并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和:1
R=
1
R1+
1
R2+…
课后反思本节的知识在初中已经有所涉及,利用学生的已有知识,在教学中通过“恒定电流电路中各处电荷分布是稳定的”和有关“电势、电势差”的新增知识进行理论分析,再引领学生认识“场”与“路”的内在联系,从更高的角度深化学生对串、并联电路规律的理解。
同时,本节内容为后续学习闭合电路的欧姆定律、进行电路的动态
分析、理解多用电表原理在知识上作了充分准备.教学设计充分利用
学案导学,通过提出问题、合作探究、分析归纳、思维拓展、实验
教具辅助教学等方式让学生积极参与到课堂活动中来,充分调动学
生的兴趣,并将解决实际问题的具体例题穿插到抽象的理论分析
中,贯彻了学以致用的理念.
作业布置。
山东省德州市乐陵一中高中物理 2.4 串联电路和并联电路学案新人教版选修3-1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2.掌握电阻的串并联的计算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,并会进行有关的计算学习重点串并联电路的规律学习难点电表的改装自主学习一.串联电路1.连接方式:几个导体连接2.特点:串联电路中各处的相等;总电压等于各部分电路的电压。
3.性质:(1)串联电路的总电阻等于(2)串联电路各部分两端的电压与电阻成二.并联电路1.连接方式:几个导体两端连接2.特点。
并联电路的总电流等于各支路电流;总电压与各支路电压。
3.性质:(1)并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的(2)各支路的电流与电阻成。
思考与讨论:(1)n个相同的电阻R并联,总电阻等于多少?(2)若干不同的电阻并联,总电阻与其中最小的电阻的大小关系如何?课堂练习(一)R21.如图所示,有三个电阻,已知R1:R2:R3A.1:6B.1:9C.1:3D.1:22.如图所示的电路中,R 1=8Ω,R 2=4Ω,R 3=6Ω,R 4=3Ω.(1)求电路中的总电阻(2)当加在电路两端的电压U=42V 时,通过每个电阻的电流是多少?三.电压表和电流表1.表头:小量程的 ,符号为2.表头的三个参数: , ,根据欧姆定律,三个参数之间的关系是3.改装:(1)测量较大的电压时,将表头上 一个电阻,就改装成了电压表。
(2)测量较大的电流时,将表头上 一个电阻,就改装成了量程较大的电流表。
课堂练习(二)1. 有一个电流表G ,内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA 。
要把它改装成量程0 —3V 的电压表,要串联多大的电阻?改装后电压表的内阻是多大?2. 有一个电流表G ,内阻Rg=25Ω满偏电流Ig=3mA 。
要把它改装成量程0 —0.6mA 的电流表,要并联多大的电阻?改装后电流表的内阻是多大?巩固训练:1.已知通过三个并联支路的电流比是I 1:I 2:I 3=1:2:3,则三个并联支路的电阻之比R 1:R 2:R 3为( )R 3A.1:2:3B.3:2:1C.2:3:6D.6:3:22.如图所示电路,电压保持不变,当电键S 断开时,电流表A 的示数为0.6A ,当电键S 闭合时,电流表的示数为0.9A ,则两电阻阻值之比R 1:R 2为( )A 、1:2B 、2:1C 、2:3D 、3:23.有四盏灯,接入如图所示的电路中,L 1和L 2的电 阻均为484Ω,L 3和L 4的电阻均为1210Ω把电路接通后,四个灯的电流之比I 1:I 2:I 3:I 4=4.一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成,如图所示.若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些,采用下列哪种措施可能加以改进( )A.在R 上串联一比R 小得多的电阻B.在R 上串联一比R 大得多的电阻C.在R 上并联一比R 小得多的电阻D.在R 上并联一比R 大得多的电阻5.一安培表由电流表G 与电阻R 并联而成。
§2.4串联电路和并联电路学 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。
2、掌握电组的串并联的计算。
3、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。
4、了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值。
重、难点重点:熟练掌握串并联电路的特点;电组的串并联的计算。
难点:表头G 改装成大量程电压表V 和电流表A 的原理,并会计算分压电阻和分流电阻自主学习自主学习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:(2)串联电路的总电压 等于各部分电路两端电压之和:n U U U U U + +++=321(3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和:(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比:学生活动n I I I I I ===== 321nR R R R R + +++=321I R U R U R U R U nn ===== 2211 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n U U U U U ===== 321 (2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和n I I I I I ++++= 321(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和nR R R R R 11111321+ +++= (4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比n n R I R I R I R I IR ++++= 332211例1 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?3.电压表和电流表(1)表头:表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律,与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
串联电路和并联电路【学习目标】1.学习电路的串联和并联,理解串、并联电路的电压关系、电流关系和电阻关系,并能运用其解决有关关问题。
2.利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理。
【学习重点】串、并联电路的规律【学习难点】电表的改装【问题导学】目标一:串联电路与并联电路1.什么是电路的串联?___________________________________________________什么是电路的并联?______________________________________________________2.电流特点串联电路: ___________________________并联电路:_____________________________,电流分配与各电阻的关系_________________________________________3.电压特点串联电路:________________________________ ,电压分配与各电阻的关系_________________________________________并联电路:__________________________________讨论:串联电路的作用:___________________________________并联电路的作用:______________________________________从电势的角度,分析串连电路电势的特点,串联电路中0、1、2、3各点电势大小的关系__________________________________________________ 并联电路中电势的特点,并联电路中0、1、2、3各点电势大小的关系____________;4、5、6各点的电势大小的关系______________________。
4.电阻特点串联电路: ____________________________________________ 并联电路:________________ ______________________________ 讨论:(1)若R 1远大于R 2,R 1和R 2并联后R=__________________;R 1和R 2串联后R=__________________(2)n 个相同电阻(R 1)串联,其总电阻R=_________________________;n 个相同电阻(R 1)并联,其总电阻R=_________________________ (3)不同阻值的电阻串联,总电阻与其中最大电阻有何关系? ____________________(4)不同阻值的电阻并联,总电阻与其中最小电阻有何关系?_____________________(5)并联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变?_______________________________ (6)混联电路中,某一电阻增大,总电阻如何变?______________________________ 目标二: 电压表和电流表1.电流计G ——俗称表头G (1)作用:测量微小电流和电压 (2)三个主要参数:_______________________________________________________ 三者满足关系:_____________________________________________________ (3)电路图符号:(4)如图是某一电流表G 的刻度盘。
4 串联电路和并联电路教学设计(一)整体设计教学分析串联电路和并联电路是新课标物理选修31的第二章《恒定电流》第四节的内容,本节教材的内容是建立在学生初中学习了串联电路和并联电路的性质和特点的基础上,从理论分析入手,根据“恒定电流电路内电荷的稳定分布”分析得出串、并联电路电流关系;根据电势和电势差的概念分析得出串、并联电路电压关系,根据部分电路欧姆定律得出串、并联电路电阻关系。
然后从应用的角度出发,通过对电表的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使知识得以巩固和拓展。
本节内容为后续学习闭合电路欧姆定律和多用电表在知识上做好了准备,起到了承上启下的作用。
教学目标1.经历串、并联电路的电流关系和电压关系的理论分析过程。
2.经历根据电流、电压关系和欧姆定律,推导串、并联电路的电阻关系的过程。
理解串、并联电路的电阻关系。
提高逻辑思维能力。
3.通过对电表改装的分析讨论,提高综合运用欧姆定律、电路串并联规律以及分析解决问题的能力。
教学重点难点本节的教学重点是串联电路和并联电路的性质和特点,难点是电表量程的改装。
教学方法与手段使用学案导学的教学方法,在初中实验总结的基础上,通过课前预习,在课堂上以合作学习的方式由学生进行理论分析得出串联电路和并联电路的性质和特点,同时教师引导和评价。
电表量程的改装以理论应用的方式呈现,其规律在教师的引导下由学生自主探究完成。
课前准备教学媒体多媒体课件、投影仪、灵敏电流计、演示电流表(可拆卸演示用表)、演示电压表(可拆卸演示用表)。
知识准备恒定电流电路内电荷的稳定分布、电势和电势差的概念、欧姆定律等。
教学过程导入新课[事件1]教学任务:复习回顾,导入新课。
师生活动:复习回顾:回忆初中学习的串、并联电路特点和性质。
(1)串联电路电流关系:I=I1=I2=…=I n电压关系:U =U 1+U 2+…+U n 电阻关系:R =R 1+R 2+…+R n 电压与电阻关系:U 1R 1=U 2R 2=…=U nR n(2)并联电路电流关系:I =I 1+I 2+…+I n电压关系:U =U 1=U 2=…=U n 电阻关系:1R =1R 1+1R 2+…+1R n电流与电阻关系:I 1R 1=I 2R 2=…=I n R n导入新课为深入研究串并联电路中各部分的电流、电压及电阻的关系,高中阶段如何从理论分析入手探究串联电路和并联电路的性质和特点?设计说明:从熟悉的知识出发,激发学生进一步深入学习的兴趣,激发学生探索欲望。
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。
2.掌握电阻的串并联的计算。
3.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。
4.了解电流表(表头)的原理,知道什么是满偏电流和满偏电压。
5.理解表头改装成常用电压表和电流表的原理,会求分压电阻和分流电阻的阻值。
【重点难点】
重点:熟练掌握串并联电路的特点;电组的串并联的计算。
难点:表头G 改装成大量程电压表V 和电流表A 的原理,会计算分压电阻和分流电阻。
【课前预习】
1.串联电路和并联电路的电流
(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 。
2.串联电路和并联电路的电压
.电压特点:串联电路两端的总电压等于各部分电路电压 ;并联电路的总电压与各支路电压 。
3..串联电路和并联电路的电阻
电阻特点:串联电路的总电阻等于各部分电路电阻 ;并联电路总电阻的倒数等到于各支路电阻的
4.电压表和电流表
(1)表头:表头就是一个电阻,同样遵从欧姆定律,与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。
它有三个特征量:电表的内阻Rg 、满偏电流Ig 、满偏电压Ug ,它们之间的关系是U g =I g R g
(2)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:
x g g
g
R R U R U +=, R x =g g g R R U U - =(n -1)R g (n 为量程扩大倍数,g
U U n =) 改装后的总内阻R V =R g +R x =nR g
(3)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:
R x (I -I g )=I g R g , R x =1-=
-n R R I I I g g g g
(n 为量程扩大倍数,g I I n =) 改装后的总内阻R A =n R R R R R g
x g x
g =
+ (4)理想电压表和理想电流表
由改装后的电压表的分压电阻R =(n-1)R g,可知电压表量程越大,其分压电阻越大,电压表内阻Rv 越大.通常不做特别说明,都认为电压表内阻无穷大;由改装后的电流表的分流电阻R=1
-n Rg 可知,电流表的量程越大,其分流电阻越小,电流表的内阻越小. 通常不做特别说明,都认为电流表内阻为零.
5.滑动变阻器
(1)滑动变阻器在电路中有两种接法
①限流接法
如图所示,
电路中变阻器起限流作用,负载R x 两端电压的可调范围为ER x R x +R 0~E ,在合上开关前
使变阻器所使用的阻值最大,因此在闭合开关前一定要检查滑动触头P 是否在正确的一端.
②分压接法
如图所示,
电路中变阻器起分压作用,滑片自A 端向B 端滑动时,负载上电压的变化范围约为0~E .显然比限流时调节范围大.合上开关前滑片应在A 端,以使负载R x 两端的电压和通过的电流最小.
(2)方法选择
通常以限流接法为主,但在下列三种情况下,必须选择分压连接方式:
①题目所提供的实验仪器最大允许电流、电压不够.
②变阻器电阻远小于被测电阻或远小于电路中串联的其他电阻的阻值.
在变阻器电阻远小于被测电阻时,若采用限流式接法,即使变阻器从一端滑至另一端,电路中电流变化仍极小,因此此时应用分压接法.
③要求回路中某部分电路的电压从零开始可连续变化,应采用分压接法.
【预习检测】
1.下列说法正确是( )
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(其它支路不变) 总电阻也增大
D .并联电路任一支路电阻增大(其它支路不变) 总电阻一定减少
2.三个电阻之比为R 1:R 2:R 3=1:2:5,将这三个电阻并联,则通过这三支路的电流强度I 1:I 2:I 3之比为( )
A .1:2:5
B .5:2:1
C .10:5:2
D .
2:5:10
R 1 R 2 R 3 R
3.如图所示,4只电阻串联于某电路中.已测出U AC =9V , U BD =6V , R 2=R 4则U AE 为( )
A .3V
B .7.5V
C .15V
D .无法确定
4.一电流表G ,允许通过的最大电流(满刻度电流)为I g =50μA ,表头电阻R g =1k Ω,若改装成量程为I m =1mA 的电流表,应并联的电阻阻值为 Ω。
若将改装后的电流表再改装成量程为U m =10V 的电压表,应再串联一个阻值为 Ω的电阻。
【典题探究】
【例1】如图所示,三个阻值相同的电阻连成三角形电路,原来A 、B 间电阻R A B 等于B 、C 间电阻R BC ,由于某种原因,其中一个电阻发生了变化,结果R AB >R BC ,其原因可能是( )
A .R 1变小
B .R 2变小
C .R 3变大
D .R 3变小
【解析】在A 、B 之间,是R 2和R 3串联后再与R 1并联的电路,
R AB =()()321312
1321
321R R R R R R R R R R R R R +++=+++……⑴ 在B 、C 之间,是是R 1和R 2串联后再与R 3并联的电路,
R BC =()32132313213
21)(R R R R R R R R R R R R R +++=+++……⑵
对比⑴、⑵,原来R AB = R BC ,表明R 1=R 3,要使R AB > R BC ,则应使R 1>R 3,可知R 1变大或R 3变小。
【解答】D
【例2】如图所示,R 1:R 2:R 3=1:2:3,三个电流表的电阻均可忽略不计,
则它们的读数之比为I 1:I 2:I 3= 。
【解析】可将原电路等效为如图所示电路,电路为R 1、R 2、R 3的并联电路,
电流表A 1测总电流I 1,电流表A 2测R 2、R 3两电阻电流之和,而电流表A 3测
R 1、R 2两电阻电流之和,由并联分流的关系可知,各支路电流与电阻成反比。
因为R 1:R 2:R 3=1:2:3所以支路的电流之比I R1:I R2:I R3=6:3:
2
所以I 1:I 2:I 3=11:5:9
【点评】:简化电路时,若能将电流分支法和等势点排列法结合使用,
效果更好。
【例3】如图所示,M 、N 两点间电压为18V ,R 1=6Ω,R 2=3Ω,C 1=6μF ,C 2=3μF ;当电键K 断开时,A 、B 两点间的电压U AB 为_______伏,当K 闭合时,电容器C 1的电荷量变化了_______库。
【解析】:直流电不能通过C 1、C 2,所以当电键K 开启时,全电路无电流,B 、C 等势,A 、D 等势,U AB =U CD =18V ,此时电容C 1的带电荷量Q 1=C 1U AC =C 1U DC =6×10-6×18=1.08×10-4(库)。
当电键K 闭合时,电路R 1、R 2导通,相当于R 1、R 2串联,C 1、C 2分别和R 1、R 2并联,所以C 1电压等于R 1上两端电压,()/1126181263BC RU U R R ⨯===++(伏) 电容器C 1带电荷量Q /1=C 1U /AB =6×10-6×12=0.72×10-4
(库)
电容器C 1上电荷量变化:ΔQ =Q /1-Q 1=0.72×10-4-1.08×10-4=-0.36×10-4(库)
D M N
负号表示电荷量减小。
【总结】:求解电路中电容器的带电荷量关键在于求出电容两端的电压。
【例4】:一个分压电阻为R 1串联到电压表上,使电压表的量程扩大为原来的n 倍,另一个分压电阻R 2串联到同样的电压表上,量程扩大到原来的m 倍,如果把这两个电阻并联之后再串联到同样的电压表上,此时电压表的量程扩大了几倍?
【解析】:设原电压表的内阻为R V ,原来的量程为U ,满偏电流为I ,则有:U=IR V
串联上分压电阻R 1时,有:I (R 1+R V )=nU
串联上分压电阻R 2时,有:I (R 2+R V )=mU
R 1、R 2并联后再串联到电压表上时,有:I[R 1R 2/(R 1+R 2)+R V ]=kU
把I=U/R V 代入得:R 1=(n-1)R V ,R 2=(m-1)R V ,R 1R 2/(R 1+R 2)=(k-1)R V
由以上方程可解得: 2
1-+-=n m mn k 【拓展】:本题主要考查电压表的改装,涉及的知识点是串联电阻的分压原理。
解题过程中要弄清楚电压表量程的扩大与串联电阻之间的内在联系。
2.4 串联电路和并联电路
【学案答案】
【课前预习】
1.(1).首尾 串联 (2).并联(3).相等 之和
2.之和 相等
3.之和 倒数之和
【预习检测】 1.ABC 2.C 3.C 4.52.6Ω 199k Ω
堂中互动
【典题探究】
例 1 D
例 2 11:5:9
例 3 12 0. 36×10
-4 例 4 12mn k m n -=
+-。