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2019-2020年人教版高中物理选修3-1第2章第4节串联电路和并联电路(教案)【知识与技能】
1、进一步学习电路的串联和并联,理解串、并联电路的电压关系、电流关系和电阻关系,并能运用其解决有关关问题
2、进而利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理【过程与方法】
1、通过复习、归纳、小结把知识系统化【情感态度与价值观】【教学过程】★重难点
一、对串、并联电路的理解★
一、 串联电路特点及性质1.特点1电流特点串联电路中各处的电流相等,即I=I1=I2=I3=…=In.2电压特点串联电路的总电压等于各部分电压之和,即U=U1+U2+U3…+Un.2.性质1串联电路的等效总电阻为各电阻阻值R
1、R
2、R
3、…Rn之和,即R=R1+R2+R3+…+Rn.2串联电路的电压分配关系是各电阻两端的电压跟它们的阻值成正比,即==…=.【特别提醒】1串联电路的总电阻大于任何一个分电阻.2由于R总=R1+R2+R3+…+Rn..所以任何一电阻变大,总电阻均变大.
二、 并联电路的特点及性质1.特点1电压特点并联电路中各支路的电压相等,即U=U1=U2=U3=…=Un.2电流特点并联电路的总电流等于各支路电流之和,即I=I1+I2+I3+Un..2.性质1并联电路的等效总电阻R与各支路的电阻R
1、R
2、…、Rn的关系是=++…+.n个相同的电阻并联时,总电阻R总=2并联电路的电流分配关系是通过各个支路电阻的电流跟它们的阻值成反比,即I1R1=I2R2=…=InRn=U.【特别提醒】1并联电路的总电阻小于其中任一支路的电阻.2n个相同电阻R并联时其总电阻为R总=.3多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小,以两电阻R
1、R2为例加以说明.串联时R=R1+R2,并联时R==.可见,当R1或R2增大或减小时,R也随之增大或减小.4当一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻.
三、对串、并联电路的理解1.串、并联电路总电阻的比较比较串联电路的总电阻R总并联电路的总电阻R总不同点n个相同电阻R串联,总电阻R总=nRn个相同电阻R并联,总电阻R总=R总大于任一电阻阻值R总小于任一电阻阻值一个大电阻和一个小电阻串联时,总电阻接近大电阻一个大电阻和一个小电阻并联时,总电阻接近小电阻相同点多个电阻无论串联还是并联,其中任一电阻增大或减小,总电阻也随之增大或减小
2.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==…==I2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【典型例题】三个电阻器按照如图所示的电路连接,其阻值之比为R1∶R2∶R3=1∶3∶6,则电路工作时,通过三个电阻器R
1、R
2、R3上的电流之比I1∶I2∶I3为()A.6∶3∶1B.1∶3∶6C.6∶2∶1D.3∶2∶1【答案】D★重难点
二、电压表和电流表★电压表和电流表1.小量程的电流表G表头1工作原理通电后,线圈在磁场力的作用下带动指针偏转,指针的偏角与通过电流表的电流成正比.2表头的三个主要参数
①内阻Rg小量程电流表G的电阻.
②满偏电流Ig小量程电流表G指针偏转到最大刻度时的电流.
③满偏电压Ug小量程电流表G通过满偏电流时,加在它两端的电压.满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者的关系据部分电路欧姆定律可知Ug=IgRg灵敏电流计的满偏电流Ig、满偏电压Ug一般比较小,若通过电流计的电流大于Ig,电流表很容易烧杯.2.表头G改装成电压表1原理根据欧姆定律将电流表的示数换算成电压值,可直接用于测电压,只是量程Ug很小.如果给小量程电流表串联一个分压电阻,就可以用来测量较大的电压.因此,电压表就是一个串联了分压电阻的电流表,如图所示.2分压电阻的计算由串联电路的特点知U=IgRg+IgR解得R=-Rg=Rg=Rg因为电压表量程扩大的倍数n=,所以R=n-1Rg.电压表的内阻RV=Rg+R=nRg.3.表头G改装成电流表1原理给小量程电流表并联一个分流电阻,就可以用来测量较大的电流,即扩大了电流表的量程,如图所示.2分流电阻的计算根据并联电路的特点,有IgRg=I-IgR解得R==因为电流表量程扩大的倍数n=,所以R=.电流表的内阻RA==.【特别提醒】1无论表头G改装成电压表还是电流表,它的三个特征量Ug、Ig、Rg是不变的,即通过表头的最大电流Ig并不改变.2改装后电压表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头串联电路的总电压,改装后电流表的量程指小量程电流表表头满偏时对应的R与表头并联电路的总电流.【典型例题】一个量程为15V的电压表,串联一个R1=3kΩ的电阻后,测量某电路两端的电压时,电压表示数为12V,若已知该电路两端的实际电压为15V,试求
(1)该电压表的内阻RV;
(2)将该电压表改装成量程为0~90V的电压表,应串联电阻的阻值R2【答案】
(1)12KΩ
(2)R2=60kΩ【解析】
(1)当电压表串联一个的电阻R1=3kΩ测量某电路两端的电压时,电压表两端的电压为,电阻分得的电压为据得
(2)将这个电压表改装成量程为90V的电压表,原电压表两端最大分得的电压为,串联电阻分得的电压U2=75V据得:R2=60kΩ。