資源簡介

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4.串聯電路和并聯電路
第十一章/電路及其應用
物理
學習目標
①分析得出串聯和并聯電路電流、電壓的關系，并理解其含義，經歷科學探究過程，體會科學探究的嚴謹。
②依據電流和電壓的關系，推導得到串聯和并聯電路總電阻的表達式，體會等效思想在物理中的運用之妙。
③通過建立簡化模型，應用串、并聯電路規律分析電流表及電壓表的改裝原理，理解理想電表是科學抽象的產物，進一步體會理想化模型的思想方法。
學習重難點
重點：
串、并聯電路的電壓、電流、電阻的特點及其應用。
難點：
電流表、電壓表的改裝原理。
情境導入
情境
節日里的小彩燈、馬路上的路燈、家用電器的連結方式都是怎樣的？結合初中知識說一說什么是串聯電路，什么是并聯電路？
講授新課
探究一　串、并聯電路中的電流
串聯電路的電流
-
-
-
-
-
思考：恒定電流電路中的電荷分布有何特點？串聯電路的電流有何特點？
0
1
2
3
I0 = I1 = I2 = I3
q0 = q1 = q2 = q3
結論：串聯電路中的電流處處相等。
結論：并聯電路的總電流(干路電流)等于各支路電流之和。
I1
I0 = I1 + I2 + I3
q0 = q1 + q2 + q3
= + +
0
1
2
3
I2
I3
I0
并聯電路的電流
講授新課
探究一　串、并聯電路中的電流
講授新課
探究二　串、并聯電路中的電壓
串聯電路的電壓
U01=φ0－φ1
U12=φ1－φ2
U23=φ2－φ3
結論：串聯電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。
U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03
0
1
2
3
φ0
φ1
φ2
φ3
初中學習的串、并聯的電路的電壓有何特點？如何用電勢和電勢差的知識解釋串、并聯電路的電壓特點。
講授新課
探究二　串、并聯電路中的電壓
并聯電路的電壓
U=U1=U2=U3
φ0 =φ1 =φ2 = φ3
φ4 =φ5 =φ6
結論：并聯電路的總電壓與各支路的電壓相等。
0
1
2
3
U
6
5
4
講授新課
探究三　串、并聯電路中的電阻
串、并聯電路的電阻
如果把兩個電阻R1、R2串聯或并聯后看成一個電阻，那么這個電阻跟R1、R2有怎樣的關系？請同學們利用串、并聯電路中電流、電壓的特點和歐姆定律進行推導。
推導過程：串聯電路： ， ， 所以
推導過程：并聯電路： ， ， 所以
思考：如果是n個電阻串聯或并聯，那總電阻又為多少？
。
。
串聯電路：
并聯電路：
講授新課
探究三　串、并聯電路中的電阻
【思考與討論】高壓線上的電壓很高，但是小鳥站在上邊為什么不會被觸電呢？
因為小鳥兩腳之間的電線電阻很小，所以分得的電壓很小，不會觸電。
講授新課
探究四　電壓表和電流表的電路結構
情境
【情境設問】 常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的。它的工作原理是通電后,線圈在磁場力的作用下帶動指針偏轉,電流越大,指針偏角越大，指針偏轉到最大的刻度時的電流叫滿偏電流Ig。從電路的角度看,表頭就是一個電阻,遵從歐姆定律。在已知電流表內阻Rg的情況下，能不能把它當成一個電壓表來使用？
【提出問題】表頭的滿偏電流和滿偏電壓一般都比較小，如果要測量較大的電壓或較大的電流該怎么辦？
把對應表盤上的電流值改為電壓值就可以當成一個電壓表來使用。
電表改裝
講授新課
探究四　電壓表和電流表的電路結構
【討論計算】已知 ，要改裝成量程為U 電壓表需要串聯多大的電阻，要改裝成量程為I的電流表需要串聯多大的電阻。
甲
乙
改裝成電壓表需要串聯的電阻 ，改裝之后的總電阻 ；
改裝成電流表需要并聯的電阻 ，改裝之后的總電阻 。
課堂練習
【例題1】
如圖所示，滑動變阻器的總阻值為R0，定值電阻的阻值為R， ,要使定值電阻的兩端電壓是電源提供的恒定電壓U的一半，滑動觸頭P應滑到的位置是（ ）
A．距a端 處
B．距a端 處
C．距a端 處
D．無論調到什么位置均不能滿足要求
A
【變式訓練1】
三個電阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=5Ω,將它們并聯后加一恒定電壓U，電路如圖所示。流過每個電阻的電流分別是I1、I2、I3，每個電阻兩端電壓分別是U1、U2、U3，則下列說正確的是（　　）
課堂練習
A．
B．
C．若再并聯一個100Ω的電阻，則并聯的總阻值增大
D．若減小R1的阻值，則電路中并聯的總阻值減小
D
課堂練習
【例題2】
一個表頭的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改裝成量程為0.6A的電流表。需要并聯多大的電阻？改裝后的電流表內阻為多少？
通過電阻R的電流
由歐姆定理可以求出分流電阻
電流表的內阻RA等于Rg與R的并聯值，有
。
。
。
【變式訓練2】
有一電流表G，內阻Rg＝10 Ω，滿偏電流Ig＝3 mA．要把它改裝成量程為0～3 V的電壓表。(1)應串聯一個多大的電阻？(2)改裝后電壓表的內阻是多大？
課堂練習
(1)由題意知電流表G的滿偏電壓Ug＝IgRg＝0.03 V，改裝成量程為0～3 V的電壓表，當達到滿偏時，分壓電阻R的分壓UR＝U－Ug＝2.97 V，所以分壓電阻R＝990 Ω。
(2)改裝后電壓表的內阻RV＝Rg＋R＝1 000 Ω。
課堂小結
問題思考
我們今天都講了哪些知識？
　 名稱 　 串聯電路 并聯電路
電流關系 各處電流相等，_____________ 總電流等于各支路電流之和，
I＝___________________
電壓關系 總電壓等于各部分電壓________，U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路兩端電壓______，
即U＝U1＝U2＝…＝Un
電阻關系 總電阻等于各部分電阻之和，即 R總＝R1＋R2＋…＋Rn 總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數之和，即
I1=I2=…=In
I=I1+I2+=…+In
之和
相等
磁電式電表的結構和及電表的改裝
完成課本課后習題和學案。
布置作業
謝謝大家

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