第四节 串联电路和并联电路

第四节 串联电路和并联电路
教学目标：
（一）知识与技能
1、理解串联电路、并联电路，会连接简单的串联和并联电路，
会画简单的串联和并联电路图；
2、通过学生动手实验，培养学生初步的实验操作技能，会使用简单的仪器，进行实验探究；
3、通过学生自主的合作、探究，得出串联、并联电路的概念和特点 。

（二）过程与方法
通过实验探究过程的体验，使学生对科学探究的方法有初步的认识和感受，
并为观察、提出问题、设计实验方案、分析概括能力的初步形成打下基础。

（三）情感与价值观
1、通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然
现象和日常生活中物理道理；体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦；
2、通过探究学习中交流与合作的体验，使学生认识交流与合作的重要性，敢于提出与别人不同的见解，也勇于修正自己的错误观点。

教学重点：理解串联电路、并联电路，电表的改装 教学难点：并联电路的识别及连接、电表的改装 教学方法：复习、讲授、实验、讨论
教学用具：电压表、电流表，开关，导线、电阻 教学过程：
（一）新课引入：电阻的串、并联问题在初中就已经有了系统的讲解，但是在高中依然有较多的应用，下面就系统地罗列了电阻串、并联时所满足的规律和特点，并在初中的基础上有了进一步的提高。

（二）新课教学：
一、电阻串联时的规律和特点（师生共同回顾） 1．电流关系：n I I I I ==== 21
2．电压关系：n U U U U +++= 21 3．电阻关系：n R R R R +++= 21 4．电压分配关系（和电阻成正比）：n
n R U R U R U R U I =====
22
11或U R R R R R U n
i i
i +++=
21
5．功率分配关系（和电阻成正比）：n
n R P R P R P R P I =====
22
112或P R R R R R P n
i i
i +++=
21
6．当n 个相同的电阻R 串联时，总电阻为：nR R =总 二、电阻并联时的规律和特点（师生共同回顾） 1．电流关系：n I I I I +++= 21 2．电压关系：n U U U U ==== 21 3．电阻关系：
n
R R R R 1
11121+
++= 4．电流分配关系（和电阻成反比）：n n R I R I R I U ==== 2211；当只有两个电阻并联时，有I R R R I 2121+=、I R R R I 2
11
2+=，但仅适用于两个电阻并联的
情况
5．功率分配关系（和电阻成反比）：n n R P R P R P U ==== 22112；当只有两个电阻并联时，有P R R R P 2121+=、P R R R P 2
11
2+=，但仅适用于两个电阻并
联的情况
6．当2个电阻并联时，总电阻为：2
12
1R R R R R +=并
当21R R ≈时，2
22
1R R R ≈≈并； 当21R R >时，
2
221R
R R >>并； 当21R R >>时，2R R ≈并、且并R 略小于2R
7．当n 个相同的电阻R 并联时，总电阻为：n
R R =
总 8．支路电阻对并联电路总电阻的影响：增加某个支路的电阻，总电阻增加；增加支路的条数，总电阻减小。

师：常规的电阻的串并联大家都很熟悉了，现在看你能否对非常规的电路进行处理。

例1．如图1所示，P 为一块均匀的半圆形电阻合金薄片，先将它按照图甲的方式接在电极A 、B 之间，测量它的电阻为R ，然后再将它按照图乙的方式接在电极C 、D 之间，求此时P 的阻值。

生一：补缺法。

在图甲中，假设把半圆合金片补上半圆，使它成为一个整圆片，其总电阻为两半圆合金片阻值的串联值，即R R 2=总。

在图乙中也假设
把半圆合金片补成一个整圆片，其总电阻也R 2，但是图乙补后的电阻为两半圆合金片阻值的并联值，即
R R 22
`
=，则有R R 4`=。

生二：分割法。

将图甲中的半圆合金片看成是两个4
1
圆片并联，将图乙中的半圆合金片看成是两个
4
1
圆片串联，同样可以得到R R 4`=。

教师给予点评和肯定
师：本节的难点是利用串并联电路的特点对电表进行改装，下面看两个问题。

三、将电流计改装为伏特表
电流计本身能测量的电压V g
为了能测量较高的电压，可在电流计上串联一个扩程电阻R p ，如图2所示，这时电流计不能承受的那部分电压将降落在扩程电阻上，而电流计上仍降落原来的量值V g 。

设电流计的量程为I g ，内阻为R g ，改装成伏特表的量程为V ，由欧姆定律得
图1
到
()V R R I p g g =+
g g
g g
p R V V R I V R )1(-=-=
式中V ／V g 表示改装后电压表扩大量程的倍数，可用m 表示，则有 g p R m R )1(-=
可见，要将表头测量的电压扩大m 倍时，只要在该表头上串联阻值为g R m )1(-扩程电阻R p 。

在电流计上串联不同阻值的扩程电阻，便可制成多量程的电压表，如图3所示。

同理可得
12
2221111
1)()(R R I V R V R R R I R R V
R V R R I g g
g g g
g g g --=
=++-==+
四、将电流计改装为电流表
电流计的指针偏转到满刻度时所需要的电流I g 称为表头量程。

这个电流越小，表头灵敏度越高。

表头线圈的电阻R g 称为表头内阻。

表头能通过的电流很小，要将它改装成能测量大电流的电表，必须扩大它的量程，方法是在表头两端
并联一分流电阻R S ，如图4。

这样就能使表头不能承受的那部分电流流经分流电阻R S ，而表头的电流仍在原来许可的范围之内。

设表头改装后的量程为I ，由欧姆定律得 ()g g S g R I R I I =-
1-=
-=
g
g
g
g g S I I R I I R I R 式中I ／I g 表示改装后电流表扩大量程的倍数，可用n 表示，则有 1
-=n R R g S
可见，将表头的量程扩大n 倍，只要在该表头上并联一个阻值为R g ／(n －1)的分流电阻R S 即可。

在电流计上并联不同阻值的分流电阻，便可制成多量程的安培表，如图5所示。

同理可得)
()()()(212211R R I R I I R I R R I I g g g g
g g +=-=+⋅-⎩⎨
⎧ 则 )
(1211g g g I I I I R I R -= )
()(12122g g g I I I I I R I R --=
小结：电表的改装难度比较大，特别是多量程电表的改装，所用的知识就是串联分压和并联分流，大家课后画出改装的电路图再体会一下。

作业：课本P52 4、5题。