高中物理第4节串联电路和并联电路教学过程一新人教版选修31

第4节串连电路和并联电路新课教课过程一进行新课:1、串连电路和并联电路的电流教师：（投影）教材图2.4-1和图2.4-2（如下图）指引学生推导出串连电路和并联电路的电流规律。学生阅读教材，进行推导：1）在恒定电流的电路中各处电荷的散布是稳固的，所以，在相等时间内，经过串连电路各部分的电荷量一定相等，故有串连电路各处的电流相等。即2）在并联电路中，要保持电路各处电荷量散布稳固不变，同样时间内流过干路0点的电荷量一定等于各支路1、2、3各点的电荷量之和。所以，并联电路的总电流等于各支路电流之和。即2、串连电路和并联电路的电压教师：在图2。4-1中，用0、1、2、3分别表示电路中1、2、3

各点的电势，用

U01、U12、U23、U03分别表示

0与

1、1

与

2、2与3、0与3的电势差。指引学生推导出串连电路和并联电路的电压规律。学生阅读教材，进行推导：（1）串连电路两头的总电压等于各部分电路电压之和。即U01+U12+U23=U03（2）并联电路的总电压与各支路电压相等。用U1、U2、U3代表图2。4-2中三个电阻两头的电压，即有U1=U2=U3=U3、电阻的串连和并联教师活动：（投影）教材图2。4-3和图2。4-4（如下图）指引学生推导出串连电路和并联电路的电阻规律。学生阅读教材，进行推导：1）串连电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。即关于多个电阻的串连2）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即关于多个电阻的串连思虑与议论：1）几个同样的电阻并联，总电阻等于多少？2）若干不一样的电阻并联，总电阻与此中最小的电阻的大小关系如何？3）若某一支路的电阻增大，则总电阻如何变化？4）若并联的支路增加时，总电阻如何变化？结论：1）几个同样的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；2）若干不一样的电阻并联，总电阻小于此中最小的电阻；3）若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大；4）若并联的支路增加时，总电阻将减小。4、电压表和电流表学生：请问：利用表头能够丈量的最大电流和最大电压分别是多大？教师：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。（投影）利用多媒体介绍表头的满偏电流Ig、内阻Rg和满偏电压Ug。（1）满偏电流Ig表头的线圈允许经过的最大电流很小，一般不超出几十微安到几毫安，这个电流值叫表头的满偏电流，用Ig表示。满偏电流Ig：表头指针偏转到最大刻度时的电流。［说明］假如经过表头的电流超出满偏电流Ig，不只指针指不出示数，表头还可能被烧坏。（2）表头的内阻Rg表头的线圈电阻一般为几欧到几百欧，这个电阻值叫做表头的内阻，用Rg表示。内阻Rg：表头线圈的电阻叫做表头的内阻。［说明］每个表头都有它的满偏电流Ig和内阻R，R和I是ggg表头的两个重要参数。教师：同学们能不可以依据Ig、Rg归纳出什么叫做满偏电压？学生：表头经过满偏电流时，加在它两头的电压，这个电压值叫满偏电压，用Ug表示。教师：满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？学生：据部分电路欧姆定律可知：Ug=IgRg小结：表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装。（投影）例1电流表改装成电压表（投影）例2电流表改装成大批程电流表【要点、难点分析】1．纯电阻电路的简化方法——电势法简单的纯电阻电路，不论表面上看多复杂，最后都能够简化为电阻串、并联或二者混联的方式。所以娴熟掌握串、并联电路的特点和规律，是辨别和简化电路的基本出发点。简化电路的主要依据是：串连电路中，电流强度到处相等，从电势上看，沿电流方向每经过一个电阻电势要降低。并联电路中，总电流等于各支路电流之和，从电势上看，各支路两头电势分别相等。导线理想化，以为是“有电流、无电阻”，所以导线上各点是等势点。图2-4-10图2-4-11下边举例详细说明应用的步骤和方法。例如图2-4-10所示电路，电源的电压U=10V，电阻R1=5Ω，R3=R410Ω，R2=10Ω，电流表的内阻忽视不计。求电流表的示数。分析：第一，找出电流的分叉点—节点，并标上字母。找到电图2-4-12势的最高点和最低点（电路中没有标电源的正、负时，可假定一端的电势高）如图2-4-10中可假定左端为电源的正极。明显，A点电势最高，D点电势最低，将A、D两点画在两边，在此间画电阻。其次，分析各点电势，找等势点。因为电流表的内阻忽视不计，可看作导线，它两头的电势相等，即B点和D点等势，所以B、D可合为一点。第三，依据电势的高低，把电阻接在此间，先画从A到D的电阻R，再画其余的电阻。简化后的电路如图2-4-11所示。2从图中简单计算出电路中的总电流是2A，电流表测的是流过R2和R3的电流之和，流过R2的电流是1A，流过R3的电流是0.5A，所以，电流表的示数是1.5A。滑动变阻器的限流和分压1）限流电路的工作原理如图2-4-12所示为一限流电路，此中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流。挪动滑动变阻器的滑动触头P能够改变连入电路中的阻值，进而控制负载中的电流大小，图中滑动触头P滑至端时，连入电路中的电阻值是滑动变阻器的最大值，此时电流最小，所以，在闭合电键S以前，应使P移至B端。采纳限流式电路，负载电阻R的电流I=U，当R减小时，0RR0I增大，I的调理范围为U—URR0maxR

，R两头的电压调理范围为RU—U，当R0max>R时，调理范围较大。R0max（2）分压电路的工作原理如图2-4-13的电路常称为分压电路，当a、b间的电a压为U时，变阻器下部分电阻R与负载电阻R并联后再Rcx0URxR0与变阻器上部分电阻（R0-Rx）串连，依据分压关系得：bd图2-4-13xcdxcdcd故当R=0时，U=0，当R=R时，U=U，故U能够取从0至U的随意值。3）两种连结方法的选择分压接法对负载的电压、电流调理范围较大，但电路耗能多；限流接法对负载的电压、电流调理范围较小，但电路耗能少且电路连结简单。故优先考虑限流接法为主。但在以下状况下一定用分压接法：①要使某部分电路的电压或电流从零开始连续调理时；②实验所供给的电压表、电流表量程或电阻元件同意最大电压或电流较小，采纳限流接法时，不论如何调理，电路中实质电流都会超出电表量程或电阻元件同意的最大电流（压）；③所用滑动变阻器的阻值远小于待测电阻阻值时。以上三点分别从要求角度、安全角度、方便角度考虑。3．伏安法测电阻及电流表内接与电流表外接(1)伏安法测电阻原理：依据

R=U

，用电压表测出电阻

R两I端的电压

U，用电流表测出经过电阻

R的电流I，就能够求出电阻R的阻值。(2)伏安法测电阻的两种接法：如图图2-4-142-4-14(a)所示，电流表接在电压表两接线柱外侧，往常叫外接法。如图2-4-14(b)所示，电流表接在电压表两接线柱内侧，往常叫内接法。伏安法测电阻的偏差分析：图2-4-14中R为待测电阻，因为电流表、电压表分别有分压、分流作用，所以两种方法丈量电阻都有偏差。采纳外接法丈量电阻〔图

(a)

〕，电压表的示数为

R两头的电压真切值，电流表的示数大于经过

R的电流

(因为电压表内阻

RV分流)，故由

R=U

算出的丈量值小于真切值，

R测

R真。I丈量值其实是被测电阻和电压表内阻的并联电阻，不难看出RV比R大得越多，RV的分流越小，丈量偏差越小，所以，外接法适宜丈量小电阻。采纳内接法丈量电阻〔图(b)〕，电流表的示数是经过R的电流真切值，电压表的示数大于

R两头的电压

(因为电流表的内阻

RA分压)，故由

R=U

算出的丈量值大于真切值，

R测

R真。丈量值实质上I是被测电阻和电流表内阻的串连电阻，不难看出

RA比

R小得越多，RA的分压越小，丈量偏差越小。所以，内接法适合丈量大电阻。一般地说，当R>>RA时采纳内接法，当R<<RV时，采纳外接法。在丈量电阻的阻值时，选择电流表内接法或外接法十分重要，应认真认真地加以确立。①若已知待测电阻的大概值Rx电流表的内阻RA和电压表的内阻RV，则当RxRVx>RRx可以为是大电阻，采纳RARx时，即RAV时，R电流表内接法。当RxRVx<RRx可以为是小电阻，RARx时，即RAV时，R采纳电流表外接法。②若待测电阻的大概值未知时，可依据实验中两电表的读数变化状况判断。如图2-4-15所示，当电压表的一端固定，另一端分别接在a、b两点时，若电压表的示数变化较图2-4-15大，说明待测电阻R能够与RA对比较，待测电阻是小电阻;若电流表的示数变化较大，说明待测电阻R能够与RV对比较，待测电阻是大电阻。【典例分析】种类一串、并联电路的特色例1．已知经过三个并联支路的电流之比是I1∶I2∶I3=1∶2∶3,则三个并联支路的电阻之比R1∶R2∶R3为()A．1∶2∶3B．3∶2∶1C．2∶3∶6D．6∶3∶2分析：在并联电路中，各部分电压都相等，电流的分派与各支路电阻成反比。所以有R1=I2=2,R2=I3=3R2I11R3I22写在一同应当是R1∶R2∶R3=6∶3∶2,D项对。答案：D变式题1．有R1、R2两个电阻，阻值分别为30Ω、90Ω，并联后接入某电路中总电阻为______Ω,经过两个电阻中的电流之比为________,两个电阻两头的电压之比为_________。3090分析：R22.53090依据Ｉ１Ｒ１＝Ｉ２Ｒ２得：I1R23I2R11并联电阻两头的的电压相等，电压之比为1：１答案：22.51∶31∶1变式题2．如图2-4-16所示是一个电路的一部I1R1分，此中R1=5Ω，R2=1Ω，R3=3Ω，I1=0.2A，I2=0.1A，R3那么电流表测得电流为I2R2AA．0.2A,方向向右B．0.15A,方向向左图2-4-16C．0.2A,方向向左D．0.3A,方向向右分析：此题考察并联电路电流的特色，有图示电流方向可计算出R1和R2两头电压降U1=1.0V，U2=0.1V,电势左高右低，比较U1、U2可判断R3两头电势下高上低，U3=0.9V，经过R3的电流I3=U30.3A，R3电流方向由下向上。由图可知，R3上的电流由I2和IA共同供给的，故IA=0.2A，方向向左。答案：C种类二电压表、电流表的改装例2．一量程为100μA的电流表，内阻为100Ω，50表盘刻度平均，现串连一个9900Ω的电阻将它改装0100成电压表，则该电压表的量程是______V，用它来测图2-4-17量电压时，表盘指针地点如图2-4-17所示，此时电压表的读数大小为______V。分析：敏捷电流表与一较大的电阻串连即可改装为量程较大的电压表，依据U=Ig(Rg+R)=10-4(100+9900)V=1V。答案：1V；0.80V。变式题3．两只完整同样的敏捷电流计改装成两只不一样的电压表V1、V2，如将两表串连起来后去测某一线路的电压，则两只表（）A．读数同样B．指针偏转的角度同样C．量程大的电压表读数大D．量程大的电压表读数小分析：电压表是敏捷电流计与大电阻串连组成，两只电压表串联后，两敏捷电流计上的电流同样，故指针偏转角度同样，B正确；量程大的电压表的内阻大，读数也大，应选项C正确。答案：B、C。变式题4．在一块微安表G上并联一个电阻R，就改装成一块电流表，今将该表与一标