人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路教案

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一、学习目标展示

1.知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点。

2.掌握串、并联电路的相关计算。

3.了解电流表(表头)的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。

4.理解表头改装成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、情景引入

    如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，你认为这个电阻跟R1、R2应该是怎样的关系？  

了解本节课学习目标

学生观察图片思考

有目的的学习

为引入电电荷的概念做铺垫

讲授新课

【自学感知】    

一、串联电路和并联电路的特点

二、电压表和电流表的电路结构

常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表（表头）改装而成的。表头就是一个电阻，通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。

1．表头G的三个参量：

2．电表改装原理：

①电压表改装：将表头串联一个电阻R（分压电阻），电压表可以看作一个电压可读的“大电阻”，如图所示：

②电流表改装：将表头并联一个电阻R（分流电阻），电流表可以看作一个电流可读的“小电阻”，如图所示：

【探究解惑 】  

探究一：串、并联电路总电阻的比较

例1、(多选)一个T形电路如图所示,电路中的电阻R1=10 Ω,R2=120 Ω,R3=40 Ω。另有一输出电压为100 V的测试电源,内阻忽略不计,则(　　)

A.当cd端短路时,ab之间的等效电阻是40 Ω

B.当ab端短路时,cd之间的等效电阻是40 Ω

C.当ab两端接通测试电源时,cd两端的电压为80 V

D.当cd两端接通测试电源时,ab两端的电压为80 V

解析:当cd端短路时,等效电路如图(1)所示,等效电阻R=R1+=40 Ω,选项A正确;当ab端短路时,等效电阻R=R2+=128 Ω,选项B错误;

当a、b两端接通测试电源时,等效电路如图(2)所示,根据欧姆定律得I= A=2 A,所以Ucd=IR3=80 V,选项C正确;当c、d两端接通测试电源时,根据欧姆定律得I= A= A,所以Uab=IR3=25 V,选项D错误。

答案:AC

【例2】　由四个电阻连接成的电路如图所示。R1＝8 Ω，R2＝4 Ω，R3＝6 Ω，R4＝3 Ω。

(1)求a、d之间的总电阻；

(2)如果把42 V的电压加在a、d两端，则通过每个电阻的电流是多少？

[解析]　(1)由题图可知Rcd＝＝ Ω＝2 Ω。

故Rad＝R1＋R2＋Rcd＝8 Ω＋4 Ω＋2 Ω＝14 Ω。

(2)由欧姆定律知I＝＝ A＝3 A，

即为通过R1、R2的电流。

设通过R3、R4的电流分别为I3、I4，

则由并联电路电压相等，得I3R3＝I4R4；

又I3＋I4＝3 A，解得I3＝1 A，I4＝2 A。

探究二：电压、电流的分配关系

(1)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比。

＝ ＝…＝ ＝I

(2)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比。

IR＝I1R1＝I2R2…＝InRn

(3)规律：串联可分压;并联可分流。

例3：如图所示的电路中,R1=2 Ω,R2=3 Ω,R3=4 Ω。

(1)电路的总电阻是多少?

(2)若流过电阻R1的电流I1=3 A,则通过R2、R3的电流分别为多少?干路电流为多少?

解析:(1)根据并联电路的特点

电路中     所以R总= Ω

(2)由于I1R1=I2R2=I3R3,所以I2=2 A         I3=1.5 A

干路电流I=I1+I2+I3=(3+2+1.5)A=6.5 A。

答案:(1) Ω　(2)2 A　1.5 A　6.5 A

探究三、电表改装中分压、分流电阻的阻值如何计算？

例4、一个满偏电流Ig=1 mA、线圈电阻Rg=100 Ω的小电流表。(1)把它改装成满偏电压U=10 V的电压表,请画出电路图,并算出应接入的电阻的阻值;(2)把它改装成满偏电流I=0.6 A的电流表,请画出电路图,并算出应接入的电阻的阻值。

解析:(1)小量程电流表的满偏电压Ug=IgRg=0.1 V<U,因此需要串联一个适当的分压电阻,可将其改装成电压表,改装的电路如图甲所示,

由欧姆定律有U=Ig(Rg+Rx),

解得Rx=-Rg=9 900 Ω。

(2)小量程电流表的满偏电流Ig<I,要将其改装成大量程的电流表,应给其并联一个适当的分流电阻,改装的电路如图乙所示,

由并联电压相等得:

IgRg=(I-Ig)Rx            解得:Rx=Rg≈0.17 Ω

例5、一量程为0.6 A的电流表，其刻度盘如图所示，若此电流表的两端并联一个电阻，其阻值等于该电流表内阻的一半，使其成为一个新的电流表，则图示的刻度盘上的一个小格表示多少安培？

[解析]　设该表内阻为Rg，并联电阻值为的分流电阻后，分流电阻承担的电流为

IR＝＝ A＝1.2 A

所以改装后的电流表的量程为I＝IR＋Ig＝(1.2＋0.6) A＝1.8 A

所以每一个小格表示I0＝ A＝0.06 A。

学生阅读课文，认真研究，然后填空，对填不出的空重新看书理解并与同桌讨论。

学生理解后记忆

学生思考讨论

并回答

学生独立完成解题过程

在教师的引导下学生分析。

学生思考讨论并在教师的引导下回答

学生练习

把读书自学的机会还给学生。

锻炼学生的逻辑思维能力

帮助学生透彻理解公式的实质。

让学生理解实际情形下所学知识是如何应用的。

锻炼学生的分析能力，

教师引导下的讨论，注重学生的讨论过程，淡化探究的结果，给学生成功的喜悦。

强化所学知识

课堂小结

梳理自己本节所学知识。

根据学生表述，查漏补缺，

板书

一、串联电路和并联电路的特点

串联电路                           并联电路

电流关系   电路中的电流处处相等：           总电流等于各支路电流之和：

I＝ U1＋U2＋…＋Un              I＝ U1＝U2＝…＝Un

电压关系   总电压等于各部分电压之和：       总电压与各支路两端电压相等：

U＝U1＋U2＋…＋Un                U＝U1＝U2＝…＝Un

总电阻   总电阻等于各部分电路电阻之和：   总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和：

R＝R1＋R2＋…＋Rn 

二、电压表和电流表的电路结构

1．表头G的三个参量：Rg、Ig和Ug

2．电表改装原理：

①电压表改装：将表头串联一个电阻R

②电流表改装：将表头并联一个电阻R

教学反思