高二物理分流在电流表中的应用

高二物理导学案11.4 串联电路和并联电路【情景导入】回顾初中所学串并联电路中电流、电压、电阻的关系；我们以前使用电压表、电流表测量电压、电流有两个量程，为什么一个表会有两个量程呢？【核心素养】1、科学思维：两种电路的电压、电流、电阻的关系。

2、科学探究：电表的改装原理。

【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、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。

【导读提纲】串并联电路中的电流1．串联电路电流特点：_____________________________表达式：_______________________________2．并联电路电流特点：_____________________________表达式：_______________________________串并联电路中的电压1．串联电路电压特点：____________________________表达式：______________________________2．并联电路电压特点：____________________________表达式：_______________________________串并联电路中的电阻1．串联电路特点：_______________________________表达式：____________________________ __2．并联电路特点：_______________________________表达式：______________________________电压表和电流表的电路结构1．小量程电流表G(表头)的三个参数2．电表改装原理(1)电压表的改装(2)电流表的改装【思考讨论】1、关于电阻中的电阻：①几个相同的电阻并联，总电阻为______________；②若不同的电阻并联，总电阻_________________；③若某一支路的电阻增大，则总电阻____________；④若并联的支路增多时，总电阻将_________；⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近_________。

电流表的原理及应用1. 电流表的原理电流表（或称安培表）是一种用于测量电流大小的仪器，原理基于安培定律。

安培定律是指单位时间内通过导体横截面的电荷量与通过导体的电流强度成正比关系，即I = Q/t，其中I表示电流强度，Q表示电荷量，t表示时间。

电流表通过将电流分流至自身，利用电流和电阻之间的关系进行测量。

当电流通过电流表时，根据欧姆定律，电流表内的电阻会产生电压降，大小与电流成正比。

通过测量电压降可以确定电流的强度。

传统的电流表采用镍铬合金丝作为测量电流强度的元件。

这种丝的电阻是固定的，通过测量丝两端的电压降就可以推算出电流的大小。

近年来，随着技术的发展，数字电流表开始普及。

数字电流表通过将电流转换成电压信号，再通过数模转换电路进行测量，精度更高、响应更快。

2. 电流表的应用电流表在各种电路中起到重要的作用，以下是一些常见的应用场景：•电子实验室中的电路实验电流表在电子实验室中是必备工具之一。

通过测量电路中的电流可以判断电路的工作状态，进而调试和优化电路设计。

•电力行业的电力监控在电力行业中，电流表用于监控电网中的电流变化。

通过监测电流的大小，可以及时了解电网负荷情况，从而采取相应的措施，保障电力系统的正常运行。

•电力工程中的电流测量在电力工程中，需要测量各种设备和线路的电流，以确保其工作正常。

电流表可以精确测量电流的强度，并提供准确的数据供工程师进行分析和判断。

•工业控制系统中的电流监测在工业自动化控制系统中，电流表用于监测电机、电器设备等的工作状态。

通过监测电流的变化，可以及时发现故障和异常情况，并采取措施进行处理，确保生产的正常运行。

•电池的电流充放电管理在电池管理系统中，电流表用于测量电池的充放电电流。

通过监测电流的变化，可以控制电池的充放电速率，保护电池的寿命并确保其工作正常。

3. 电流表的选择与使用选择和使用合适的电流表对于准确测量电流至关重要。

以下是一些选购和使用电流表的注意事项：•选择合适的量程电流表的量程应根据需要测量的电流范围选择。

第11章电路及其应用第4节串联电路和并联电路一、教学内容分析《串联电路和并联电路》是《普通高中物理课程标准（2017年版2020年修订）》必修课程必修3模块中“电路及其应用”主题下的内容。

课程标准要求为：了解串、并联电路电阻的特点。

《普通高中物理课程标准(2017年版)解读》对课程的标准的解读为：本条目要求学生了解电阻串、并联电路具有分流作用；知道串联电路等效电阻等于各电阻之和，大于各个电阻值；知道并联电路等效电阻倒数等于每条支路电阻值倒数之和，小于各支路电阻值。

在串并联电路的探究过程中，教师应让学生体会等效方法来处理复杂问题的思想，建议通过电压表、电流表改装，加深对串并联电路特点的理解。

本节依据恒定电路内部电荷稳定分布特点，根据电流含义分析得出串、并联电路的电流关系式，根据电势及电压含义得出，串、并联电路的电压关系式，利用了恒定电场与静电场性质类似的特点。

根据得出的电流和电压关系式，得出串、并联电路等效电阻的关系式，最后应用串、并联电路分析电流表和电压表的电路结构。

二、学情分析从知识层面，学生在初中对串、并联电路的电流、电压和电阻关系熟悉并掌握，但初中是通过实验说明电路规律。

在本章第1节学习了恒定电场，了解恒定电场与静电场性质类似，任一点存在电势，知道恒定电路中电荷稳定不变。

学生要在已学知识的基础上，分析推理得到串、并联电路的电流、电压和电阻的关系式。

高二年级学生的逻辑推理能力有了较大的发展，教师可以设置提问，提供线索，引导学生从已学知识完成本节内容的学习。

三、教学目标1.学生分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，经历严谨的科学推理过程。

2.学生依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的应用。

3.学生通过建立简化模型，应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理，理解理想电表是一种科学抽象的产物，进一步体会理想化模型的思想方法。

四、教学重难点教学重点：串、并联电阻总电阻与各部分电阻关系、电流表和电压表的改装原理教学难点：电流表和电压表的改装原理教学方法：讲授法、启发式教学、分组讨论法五、教学过程新课引入复习回顾：1.电阻串联，流过电阻的电流有何关系？为什么？生：电阻串联，流过电阻的电流相等。

人教版新教科书选择性必修第二册第三章交变电流复习与提高（解析版）第1节交变流电练习与应用1. 有人说，在图3.1-3中，线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，因而线圈中的感应电动势最大；线圈平面跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，因而感应电动势为0。

这种说法对不对？为什么？【答案】这种说法不对。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比，而磁通量的大小与磁通量的变化率，没有对应关系。

当线圈转到中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0;当线圈平面转到跟中性面位置垂直时，穿过线圈的磁通量为0,但是磁通量的变化率最大，即感应电动势最大。

从导线切割磁感线角度来看，当线圈转到中性面位置时，AB、CD两条边都平行于磁场方向运动，没有切割磁感线，根据法拉第电磁感应定律，可知这个瞬间感应电动势为0;当线圈平面转到跟中性面位置垂直时，AB、CD两条边都垂直于磁场方向运动，此时线圈磁通量变化率最大，即这个瞬间感应电动势最大。

2. 图3.1-3中，设磁感应强度为0.01 T，单匝线圈边长AB为20cm，宽BC为10cm，转速n＝50 r/s，求线圈转动时感应电动势的最大值。

【答案】0.06 V【解析】当线圈平面转到与磁场平行位置时，即教材图3.1-3乙，感应电动势最大。

线圈产,代人数据得E m=0.06 V.生的电动势是AB边产生电动势的2倍，即E m = 2Bl ABω=BSωl BC23. 一台发电机产生正弦式电流。

如果发电机电动势的峰值Em＝400 V，线圈匀速转动的角速度ω＝314 rad/s，试写出电动势瞬时值的表达式（设0时刻电动势瞬时值为0）。

如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为 2 kΩ，电路中电流的峰值为多少？写出电流瞬时值的表达式。

【答案】e=400sin(314t)，0.2 A, i=0. 2sin (314t)【解析】根据题意，发电机匀速转动的线圈平面是从中性面开始计时的，感应电动势瞬时值的表达式为正弦函数e=E m sinωt=400sin (314t)。