高中人教版 (新课标)4 串联电路和并联电路学案

这是一份高中人教版 (新课标)4 串联电路和并联电路学案，共8页。
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、掌握电组的串并联的计算。
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。
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，培养应用所学物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观
通过本节课的教学活动，要培养应用意识关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。
学习重点
熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。
学习难点
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。
自主学习
1.把几个导体依次 相连，接入电路，这样的连接方式叫做 。
2.把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做 。
3.电流特点：串联电路各处的电流 ；并联电路总电流等于各支路电流 。
4.电压特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之 ；并联电路各部分电压与各支路电压 。
5.电流表：已知电流表的内阻为Rg，满偏电流为Ig，则满偏电压Ug＝ 。
同步导学
1.串联电路：把导体依次首尾相连，就组成串联电路。如图
(1)串联电路中各处的电流处处相等
(2)串联电路的总电压 等于各部分电路两端电压之和
(3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和
(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比
2. 并联电路：把几个导体并列地连接起来，就组成并联电路。如图
(1)并联电路各支路两端的电压相等
(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和
(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和
(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比
例1 有三个电阻，其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少?
解析： 设电源电压为U.
根据I=∝，当三个电阻串联时，电阻最大，且最大值为Rmax=R1＋R2＋R3=６0 Ω，当三个电阻并联时，电阻最小，且最小值为Rmin= Ω= Ω.所以，最大电流与最小电流之比为
3.电压表和电流表
(1)表头：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。它有三个特征量：电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，它们之间的关系是Ug=IgRg
(2)电流表G改装成电压表
电流表G(表头)满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug.如图所示即为电压表的原理图，其中Rx为分压电阻，由串联电路特点得：
，
Rx= =（n-1)Rg (n为量程扩大倍数，)
改装后的总内阻RV=Rg+Rx=nRg
(3)电流表G改装成大量程电流表
如图所示即为电流表的原理图，其中Rx为分流电阻.由并联电路特点得：
Rx(I-Ig)=IgRg,Rx= (n为量程扩大倍数，)
改装后的总内阻RA=
例2 一电压表由电流表G与电阻R串联而成，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是( )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻
B.在R上串联一个比R大得多的电阻
C.在R上并联一个比R小得多的电阻
D.在R上并联一个比R大得多的电阻
解析：电流表G上允许加的最大电压Ug=IgRg,若要制成最大量程为Ug的n倍即nUg的电压表，则应串联一个分压电阻R，且，即R=(n-1)Rg.若电压表读数比准确值稍小一些，说明通过电流表的电流值稍小一些，也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应稍减小R的阻值.为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总阻值更大，也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻，那样会使并联后的总电阻比R小得多.如果在R上并联一个比R大得多的电阻，则并联后的总电阻稍小于R，所以应选D.
4.伏安法测电阻
伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律(R=).测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为
甲图中 R外=＜Rx 乙图中 R内==Rx+RA＞Rx
为减小测量误差，可先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx《RV时，宜采用电流表外接法（甲图）；若Rx》RA时，宜采用电流表内接法（乙图）.
5.滑动变阻器的连接
例3 用最大阻值为28 Ω的滑动变阻器控制一只“6V，3W”灯泡的发光程度，分别把它们连成限流和分压电路接在9V的恒定电压上，求两种电路中灯泡的电流、电压调节范围.
解析：灯泡的额定电流为：I0= A=0.5 A
灯泡的电阻R0= Ω=12 Ω
（1）连成限流电路有：（如图所示）
Imin= A=0.225 A
Imax=I0=0.5 A （例3）
Umin=IminR0=0.225×12 V=2.7 V
Umax=6 V
故电流调节范围为0.225 A~0.5 A，电压调节范围为2.7 V~6 V.
（2）连成分压电路：（如图所示）
Imin=0 A，Imax=0.5 A
Umin=0 V,Umax=U0=6 V
故电流调节范围为0 A~0.5 A，电压调节范围为0 V~6 V.
当堂达标
1.两个完全相同的电流表G，分别改装成0～0.6A和0～3A的电流表。则下列说法中正确的是（ ）
A．两个电流表串联接入电路后，它们的读数之比是1:1
B．两个电流表串联接入电路后，它们的指针偏转的角度是5:1
C．两个电流表并联接入电路后，它们的读数之比是1:5
D．两个电流表并联接入电路后，它们的指针偏转的角度是1:1
2.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电源上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图．电压表的示数为8V，如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（ ）
小于4V
等于4V
大于4V小于8V
等于或大于8V
3.在图中，A. B两图分别为测灯泡电阻 R的电路图，下述说法正确的是 ( )


A．A图的接法叫电流表外接法，B图的接法叫电流表的内接法
B．A中R测 ＜R真，B中R测＞R真
C．A中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使RRA，故此法测较小大电阻好
4．在图所示的电路中。U=12V，若电压表的示数也是12V，这说明可能 [ ]
A．灯泡L开路
B．电阻R1、R2中有开路发生
C．电阻R1、R2中有短路发生
D．灯泡L和电阻R1都发生了开路
5．如图所示，是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电源电压为U保持恒定，滑动片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是 [ ]
A．空载（不接R）时，输出电压为U/2
B．接上负载 R时，输出电压＜ U/2
C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低
D．接上负载R后，要使输出电压为U/2，滑动片P须向上移动至某一位置。
6.图中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后经R1、R2和R3的电流之比I1：I2：I3= ，R1、R2和R3两端的电压之比U1：U：U3= 。
7、一电流表G，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50μA，表头电阻Rg=1kΩ，若改装成量程为Im=1mA的电流表，应并联的电阻阻值为 Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应再串联一个阻值为 Ω的电阻。
8、 如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω。
9、 图中U=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．
（1）闭合开关S,求稳定后通过R1的电流及此时电容器所带电荷量。
（2）然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量．
探究：
家庭电路的电器连接方式是串联还是并联，若增加电器个数总电功率怎么变化？
学后反思：


你对学案的意见：


课后作业：
问题与练习3、4、5
第四节、串联电路和并联电路参考答案
自主学习
1.首尾 串联 2.并联 3.相等 之和 4.和 相等 5.
当堂达标
1、AD 2、A 3、ABC 4、B 5、ABD
6、3:2:1 2:3:3
7、52.6Ω 199kΩ
8、9500，9×104
9、1A 1.8×10-4C 1.2×10-4C