串联电路的特点教案

7．3 串联电路 第一课时 串联电路的特点
学习目标
1． 理解串联电路的特点。

2． 知道通过实验探究和欧姆定律数学推导，归纳得到串联电路中的电流、电压、电阻特点。

3． 理解串联电路的分压作用。

4． 理解用伏安法测电阻。

知识解读
1． 串联电路概念：
用导线把电路元件逐个顺次连接起来组成的电路。

【例1】两个灯泡串联，因为电阻是对电流的阻碍，所以电阻大的那个灯泡通过的电流小，而电阻小的那个灯泡通过的电流大，对吗？
【思路点拨】此题考查对串联电路的电流特点的理解以及利用欧姆定律的分析问题的能力。

【解】不对，因为串联电路中电流处处相等，而且电阻小的导体电流大有前提;必须是电压相等时。

2．串联电路的特点：
⑴串联电路中电流只有一条路径，各用电器不能单独工作，电路中一处开路，整个电路开路。

理解：串联电路中并列连接在导体两端的电压表，由于其中没有电流，不会因为其发生开路而影响整个串联电路。

⑵串联电路中电流处处相等,I=I 1=I 2。

理解：电流是在电路中的每一部分同时产生的，不会在流经导体后消耗减少，平时我们说的耗电量，不是消耗电量或者电流，而是电能有多少转化为其它形式的能。

【例2】相同材料做成的导体，长度相同，横截面积之比为S 1︰S 2＝2︰3，那么将两个导体如图接入电路中，则两导体两端电压之比为U 1︰U 2＝_________，通过两导体的电流之比为I 1︰I 2＝_________。

【思路点拨】此题综合考查对电阻的影响因素和串联电路的特点的理解应用。

【解】3︰2，1︰1。

【点评】容易犯的错误是认为电流之比与电阻成反比，为I 1︰I 2＝2:3，忘记利用串联电路的特点解题。

⑶串联电路两端的总电压等于串联各导体两端的电压之和，U=U 1＋U 2。

理解：串联电路两端的总电压就是电源电压。

⑷串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和，R=R 1+R 2。

理解:把几个导体串联起来，相当于增加了导体的长度，所以总电阻比任何一个导体的电阻都大，总电阻也叫串联电路的等效电阻。

⑸串联电路中各电阻两端的电压跟它们的电阻大小成正比，U 1︰U 2＝R 1︰R 2。

理解：公式可以变形为U 1=
2
11R R R +U ，U 2=
2
12R R R +U 。

⑹注意：以上
公式都适用于电路中不止两个导体的情况，如U=U 1＋U 2＋U 3＋U 4……，
U 1︰U 2︰U 3︰U 4︰……＝R 1︰R 2︰R 3︰R 4︰……；
【例3】电路如图所示，当断开电键时，电流表和电压表示数分别为2V 、0.2A ，当闭合电键时，电压表示数变为6V ，求R 和R ’的阻值。

【思路点拨】此题主要要能判断电键闭合前后电路情况的变化，电路中电阻及其两端电压的变化情况。

【点评】求R ’时也可利用U R ︰U ’＝R ︰R ’来解。

【例5】我们知道电压表使用时不能与被测导体串联在电路中，因为电压表的电阻很大，理论上可以认为接近无穷大，会造成电路开路，那么如果电压表使用时与被测导体串联在电路中，电压表的示数是多少？你能不能用刚学过的串联电路的特点来解释这个现象？
【思路点拨】此题要求会用无穷大和无穷小的概念来分析问题。

【解】电压表的示数应该为电源电压，根据题意画电路图，电压表与被测导体R 串联，闭合电键时，根据串联电路中分压原理，U 1︰U 2＝R 1︰R 2，由于R 的电阻相对于电压表的电阻很小，可以认为它分得的电压很小，小到接近0，而根据串联电路中电压的特点，U=U 1＋U 2，R 分得的电压为0时，电压表分得的电压就接近总的电压即电源电压。

【点评】同样我们可以用这种方法解释导线两端的电压为何等于0。

3．伏安法测电阻
⑴实验原理：欧姆定律的变形公式R=U/I.
⑵滑动变阻器的作用：与待测电阻串联，当移动滑片时，通过改变自身电阻改变电路中各电阻的电压分配，从而改变待测电阻两端的电压，得到多组U 、I 值，计算出多组R 值的平均值，减小实验误差。

【例4】在图中所示的电路中，电阻R 1和R 2是________联连接的（选填：“串”或“并”）。

当滑片P 向左移动时，电流表的示数将_____________，电压表的示数与电流表的示数的比值将__________（均选填：“变大”、“变小”或“不变”）。

【思路点拨】串联电路中含有滑动变阻器的问题，基于串联电路中电流和电压特点进行分析，当滑动变阻器滑片滑动时，电流表和电压表的示数一般都会变化，电路中不会变化的有定值电阻的电阻和电源的电压。

【解】串联，变大，变小。

【例6】小王同学在做“用伏安法测电阻”的实验中，所用的器材有：待测电阻、电源、电压表、电流表、标有“20 2A ”字样的滑动变阻器、电键及导线若干，所有实验器材均完好。

他连接电路、闭合电键，记录数据，然后分别移动滑动变阻器的滑片在中点及阻值最小处，并将电压表、电流表的示数记录在表一中。

在数据记录和分析计算的过程中，小王同学发现数据有明显不合理之处，说明在实验操作中存在着一定的问题。

经过认真分析检查电路，他找到了问题所在，对表一数据进行了修正，并计算出了电阻的值。

（1）请仔细观察表一并指出小王同学在实验中电路存在的主要问题。

问题： ____________________________________________________________。

（2）请将正确的数据填写在表二中，并计算出电阻值。

（计算电阻时，精确到0.1欧）
实验 序号
电压 （伏） 电流 （安）
电阻 （欧）
电阻 平均
表一
【思路点拨】此题考查对伏安法测电阻的理解，以及利用串联电路特点进行综合分析计算。

【解】（1）电压表接在滑动变阻器两端，测的是滑动变阻器电压； （2）见下表
【实验】伏安法测电阻
实验器材: 待测电阻，滑动变阻器，电流表，电压表，电键各一个，学生直流电源或者干电池若干节，导线若干。

实验步骤: ⑴测R x 两端电压U 和通过电流I 。

⑵I 用电流表测，U 用电压表测。

⑶连接时开关是断开的，滑动变阻器滑片要移到阻值最大处，电流表和电压表的“+”“-”接线柱要连接正确。

⑷闭合开关，观察电压表，电流表读数，填入表中。

⑸调节滑动变阻器，改变加在R x 两端的电压，再记下两组对应的电流值和电压值。

⑹利用公式：R=U/I 求出R X 的电阻，再取三次平均值。

注意事项: 选用电流表电压表量程时，可以根据已知的滑动变阻器和待测电阻阻值范围，进行估算；改变加在电阻两端电压时，要考虑电表的量程是否恰当，需要时应作调整。

一、填空题
1．标有“3.6V ，0.3A ”的小灯与一个电阻串联后接入电源电压为6V 的电路中，正好能正常发光，R 的阻值为 Ω，10秒钟内通过R 的电量为 C 。

2．如第2题图中，R 1电阻为10Ω， R 2电阻为20Ω，当电键断开时，电流表的示数为0.1A ，则电源电压为 V ，电键闭合时，电流表的示数变为 A 。

3．如第3题图中，电键断开时，R 1R 2是 联的，电键闭合时，电压表示数将 。

(变大、变小或不变)
4．如第4
题图所示，为使小灯能正常发光，图中空白处应接上 表，当滑片P 向左移动时，此电表的示数将 ，灯泡的亮度将 。

（选填“变大”、 “变小”或“不变” ） 5． 要测定某一导体的电阻，只要测出导体两端的____ 和导体中的____ ，即可用公式____ 计算出待测电阻。

这种测电阻的方法叫做____ 法。

二、作图题
6．第6题图为测电阻的实验电路图，要求：
(1)在电路图中填上电表的符号，标出电表的正、负接线柱
值（欧）
1 4 0.
2 20
2 3 0.3
10 3
0.6
R1
R2
第2题图 第3题图 A A
B P
第4题图
8
(2)在实物图中用笔线代替导线连接电路，使滑片划至最左端时，接入电路的电阻最大。

(3)如要使电流表的读数变小，电路图中滑动变阻器的滑片P 应向_______（左或右）端滑动。

第6题图 三、计算题
7．用电压表分别测第7题图a 中所示电路中，小灯L 1和电源两端的电压，结果都如图b 所示，再用电流表测得电流为0.2A ，则小灯L 2的电压为多少？小灯L 2的电阻为多少？ …
（a ） （b ） 第7题图
8．一盏标有“4V ，0.2A ”的小灯，一个15 的电阻，串联后接在电源两端，灯正常发光，求：通过电阻的电流大小以及电源电压。

四、选择题
9．串联电路的总电阻比电路中任何一个电阻还要大，因为串联的结果，相当于 （ ） A ．增大横截面积 B ．减小横截面积 C ．增加了长度 D ．缩短了长度
10．如第10题图所示的电路，闭合开关，当滑片P 向由a 向b 移动的过程中，则 （ ） A ．电流表示数变大，电压表示数变大 B ．电流表示数变小，电压表示数变小 C ．电流表示数不变，电压表示数变大 D ．电流表示数不变，电压表示数不变
第10题图
11．如第11题图所示的电路，闭合开关，当滑片P 向左移动的过程中，则 （ ） A ．电流表示数变小，电压表示数变大 B ．电流表示数变大，电压表示数变大 C ．电流表示数变小，电压表示数变小
图2
图10
D ．电流表示数变大，电压表示数变小
第11题图
12．第12题图是某汽车上一种自动测定油箱内油面高度的装置。

R 是滑动变阻器，它的金属滑片是杠杆的一端，从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度，就可以知道油箱内油面的高度，当滑动变阻器的金属滑片上移时( )
A.电路中的电流减小，油箱油面降低
B.电路中的电流减小，油箱油面升高
C.电路中的电流增大，油箱油面降低
D.电路中的电流增大，油箱油面升高 五、实验题
13．在“用电压表和电流表测电阻”的实验中，为了减小实验误差，可通过改变被测电阻两端的电压，分别记下三组对应的电压值和电流值，根据每组数据，算出电阻，最后算出电阻的平均值，作为被测电阻的阻值。

（1）某实验小组同学通过讨论，知道要改变被测电阻两端的电压可以通过 或___________ 的方法来实 现。

（2）某次测量中电压表和电流表的示数 如图所示，算出电阻阻值为
Ω 。

第13题图
14．小明利用如第14题图所示的电路进行实验。

已知电源电压保持不变，L 1、L 2为电阻恒定的灯泡，滑动变阻器标有“45Ω，lA ”字样，实验中各电表均正常。

（1）小明将单刀双掷开关掷向1时，通过调节滑动变阻器的滑片P ，得到各电表的示数如表一所示：则L 1的阻值为 Ω。

由表一中的数据可归纳出两条结论① _____________② 。

当滑片P 滑至a 点时，灯泡L 1恰好正常发光，则灯泡L 1的额定电压为 V 。

（2）小明将单刀双掷开关掷向2，小心移动滑片P ，得到各电表的示数如表二所示，由表二可知，此电路中出现的故障是 。

第14题图 表一
实验序号 A 1 A 2 V 1 V 2 V 1 0.5A 0.5A 7.5V 4.5V 12V 2
0.6A
0.6A
9V
3V
12V
表二
实验序号 A 1 A 2 V 1 V 2 V 1 0.4A 0.4A 0 12V 12V 2
0.6A
0.6A
12V
12V
第12题图。