串联电路和并联电路-教案

串联电路和并联电路
【教学目标】
一、知识与技能
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．了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。

5．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。

二、过程与方法
知道常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。

通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。

三、情感、态度与价值观
通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。

【教学重点】
1．熟练掌握串并联电路的特点。

2．电阻的串并联的计算。

【教学难点】
表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。

【教学过程】
一、复习提问、新课导入
教师：什么是电路的串联？
学生回答：把几个导体元件依次首尾相连的方式。

教师：什么是电路的并联？
学生回答：把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起，然后把两端接入电路的方式。

教师：在初中我们已经学过有关串联和并联的知识，这节课我们要深入研究串并联电路中各部分的电流、电压及电阻的关系。

二、新课教学
（一）串并联电路中的电流
1．串联电路
I0=I1=I2=I3
串联电路各处的电流相同。

2．并联电路
I0=I1+I2+I3+⋯
并联电路的总电流等于各支路的电流之和。

（二）串并联电路中的电压
1．串联电路
U=U1+U2+U3
串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。

2．并联电路
U=U1=U2=U3
并联电路的总电压与各支路的电压相等。

（三）串并联电路中的电阻
1．串联电路
根据U=U1+U2+U3，I0=I1=I2=I3，得：
U I =
U1
I
+
U2
I
+
U3
I
则：
R=R1+R2+R3串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。

2．并联电路
根据U=U1=U2=U3，I0=I1+I2+I3，得：
I U =
I1
U
+
I2
U
+
I3
U
则：
④若并联的支路增多时，总电阻将减小。

⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近小电阻。

例题1：有四盏灯，接入如图的电路中，L1和L2的电阻均为2Ω，L3和L4的电阻均为4Ω，把电路接通后，四盏灯的电流之比I1:I2:I3:I4= 。

3．怎样判断串联电路和并联电路？
串联电路和并联电路是电路连接的两种基本形式。

判断某一电路中的用电器是串联还是并联，要抓住串联电路和并联电路的基本特征。

具体方法是：
（1）定义法：分析电路中用电器的连接方法，逐个顺次连接起来的是串联；并列连接在电路两点间的是并联。

（2）电流法：凡是同一股电流依次流经几个用电器，就一定是串联。

电流在某点分支，即一股电流（干路电路）分成几股电流（支路电流），再在某点处汇成一股电流，这几股电流流过的用电器是并联。

（3）开路法：串联的几个用电器中任何一个用电器开路，其他用电器就没有电流通过，并联的几个用电器中任何一个用电器开路，其他用电器仍有电流通过，用电器互不影响。

（四）电压表和电流表的电路结构
1．构造（从电路的角度看）：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。

2．原理：磁场对通电导线的作用（为后续知识做准备）
3．描述表头的三个特征量（三个重要参数）
①内阻R g：表头的内阻。

②满偏电流I g：电表指针偏转至最大角度时的电流（另介绍半偏电流）
③满偏电压U g：电表指针偏转至最大角度时的电压，与满偏电流I g的关系U g=I g R g，因而若已知电表的内阻R g，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流表也是电压表，本质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。

4．把表头改装成电压表
例1．有一个电流表G，内阻R g=30Ω，满偏电流I g=1mA。

要把它改装为量程为0～3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后的电压表内阻多大？
引出结论：在表头串联一个阻值较大的电阻。

提问：计算出以下几个值：
（1）改装后的电压表内阻
（2）改装需要串联的电阻值
（3）改装后的电表量程
5．把表头改装成电流表
例2．有一个电流表G，内阻R g=30Ω，满偏电流I g=1mA。

要把它改装为量程为0～0.6A的电流表，要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻多大？
引出结论：在表头上并联一个阻值较小的电阻。

提问：计算出以下几个值：
（1）改装后的电流表内阻
（2）改装需要并联的电阻值
（3）改装后的电表量程
三、课堂练习
1．在图中，AB间的电压为30V，改变滑动变阻器触头的位置，可以改变CD间的电压，U CD的变化范围是（）（将电压表看做理想电表）
A．0~10V
B．0~20V
C．10~20V
D．20~30V
答案：C
2．有一满偏电流I g=5mA，内阻R g=400Ω的电流表G，若把它改装成量程为10V 的电压表，应__________一个__________Ω的分压电阻，该电压表的内阻为__________Ω；若把它改装成量程为3A的电流表，应__________联一个__________Ω的分流电阻，该电流表的内阻为__________Ω。

答案：串1600 0.668 并0.667 2000
3．如图所示为一双量程电压表的示意图。

已知电流表G
的量程为0~100μA，内阻为600Ω，则图中串联的分压电阻
R1=________Ω，R2=________Ω，两种电表的总电阻分别是
________Ω、________Ω。

答案：4.94×1041055×105 1.5×106
4．用两只完全相同的电流表，分别改装成一只量程更大的电流表和一只电压表，将它们串联起来接入电路中，如图所示，此时（）
A．两只电表的指针偏转角相同
B．两只电表的指针都不偏转
C．电流表指针的偏转角小于电压表指针的偏转角
D．电流表指针的偏转角大于电压表指针的偏转角
答案：C
5．四个电阻R1、R2、R3、R4如图所示连接，若R1=R2=R3=R4=2Ω，且R1两端的电压为4V，求：
（1）电路的总电阻
（2）电阻R2两端的电压
答案：电路的总电阻为1.2Ω；电阻R2两端的电压为6V。

四、课堂小结
（一）串并联电路的特点
1．串联电路
I=I1=I2=⋯=I n
U=U1+U2+⋯+U n
R=R1+R2+⋯+R n
2．并联电路
I=I1+I2+⋯+I n
U=U1=U2=⋯=U n
1 R =
1
R1
+
1
R2
+⋯+
1
R n
（二）电表的改装
1．表头G：U g=I g R g
2．表头改装成电压表：串联大电阻
3．表头改装成电流表：并联小电阻。