2019-2020学年高中物理上学期第七周 电阻的串联、并联及其应用教学设计.doc

2019-2020学年高中物理上学期第七周 电阻的串联、并联及其应用教学设计课题3.电阻的串联、并联及其应用课时2考点、知识点 串并联电路的特点、伏安法测电阻原理学习目标1. 掌握串、并联电路的电流、电压、电阻特点(重点)2理解将小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算(重点、难点)3知道限流电路和分压电路的特点及应用4掌握伏安法测电阻的两种电路和误差分析.重、难点串、并联电路的电流、电压、电阻特点(重点)小量程电流表改装成大量程电流表和电压表的原理，并会进行有关计算(重点、难点)伏安法测电阻的两种电路和误差分析(难点)学习环节和内容学生活动建议教师活动建议调整记录 电 阻 的 串 联 与 并 联环节一：1串联和并联电路图2312串联：把几个导体依次首尾相接如图甲所示3并联：把几个导体的一端连在一起，另一端连在一起，如图乙所示4串、并联电路的特点串联电路并联电路电流各处电流相等：I0I1I2I3总电流等于各支路电流之和：I0I1I2I3电压总电压等于各部分电压之和：U01U12U23U03各支路两端电压相等：U1U2U3U总电阻总电阻等于各部分电阻之和：RR1R2总电阻倒数等于各支路电阻倒数之和：1横截面积不同的两个导体串联时，通过面积较大的导体的电流大()2两电阻并联时，电阻越大，单位时间内流过电阻某一横截面的电荷量越多()3并联电阻的总阻值小于每个电阻的阻值()大型庆祝活动期间，街上的树上都挂满了装饰用的一串串小彩灯，这些小彩灯的额定电压一般只有几伏，但大多数使用了220 V的照明电源，这些小灯泡是怎样连接的？【提示】将足够多的小彩灯串联后一起接在电源上，使每一串小彩灯分得的电压之和等于220 V，这样小彩灯就可以正常工作了环节二：探讨1：你家里的各个用电器采用的是什么连接方式？【提示】各个用电器都需要220 V的电压供电，因此必须将它们并联接入电路探讨2：电路中并联的电阻越多，电路的总阻值是越大还是越小？【提示】由于，并联的电阻越多，相加项越多，越大，即并联电路的总阻值R越小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.关于电压和电流的分配关系(1)串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比推导：在串联电路中，由于U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3，UnInRn，II1I2In，所以有I.(2)并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比推导：在并联电路中，U1I1R1，U2I2R2，U3I3R3，UnInRn，U1 U2Un，所以有I1R1I2R2InRnI总R总U.环节三:1有三个电阻，R12 ，R23 ，R34 ，现把它们并联起来接入电路，则通过它们的电流之比I1I2I3是()A643B346C234D432【解析】设并联电路两端电压为U，则I1I2I3643，故正确选项为A.【答案】A2(多选)三个阻值都为12 的电阻，它们任意连接、组合，总电阻可能为()A4 B24 C18 D36 【解析】若三个电阻并联，R总R4 ，A正确；若三个电阻串联，R总3R36 ，D正确；若两个电阻并联后和第三个电阻串联R总RR12 6 18 ，C正确；若两个电阻串联后和第三个电阻并联，R总 8 ，B错误【答案】ACD3如图232所示的电路中电阻R1、R2、R3的阻值相等，电池的电阻不计那么开关S接通后流过R2的电流是S接通前的() 【导学号：33410076】图232A.B.C. D.【解析】设电池提供的电压为U，每个电阻的阻值为R.K接通前，通过R2的电流I.K接通后，通过R2的电流I，B项正确【答案】B混联电路及其处理方法(1)混联电路：既有串联又有并联的较复杂连接电路(2)混联电路的处理方法：准确地判断出电路的连接方式，画出等效电路图准确地利用串、并联电路的基本规律、特点灵活地选用恰当的物理公式进行计算电 压 表 和 电 流 表 的 改 装环节四: 1表头的三个参数(1)满偏电流Ig：指针指到最大刻度时的电流(2)满偏电压Ug：电流表通过满偏电流时，加在它两端的电压(3)内阻Rg：电流表的内阻(4)三个参数之间的关系为：UgIgRg.2电压表和电流表的改装(1)给电流表串联一较大的电阻，分担较大的电压UR.如图233所示，就改装成一个电压表图233(2)给电流表并联一较小的电阻，分担较大的电流IR.如图234所示，就改装成大量程的电流表图2341把小量程的电流表改装成大量程的电流表需串联一个电阻()2改装后电压表的量程越大，其串联的分压电阻就越大()3若将分压电阻串联在电流表上改装成电压表后，增大了原电流表的满偏电压()某小量程电流表的满偏电流为5毫安，满偏电压为0.2伏特，该小量程电流表的内阻为多少？【提示】根据欧姆定律，小量程电流表的内阻Rg 40 .环节五:实验室有一表头G，满偏电流3 mA，内阻100 .图235探讨1：用它能直接测量3 A的电流吗？【提示】不能探讨2：要改装成一个大量程的电流表是串联一个电阻，还是并联一个电阻？【提示】并联小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电压表V小量程的表头G(Ig，Rg)改装成电流表A内部电路量程UIR的作用分压分流R的数值RRg或R(n1)Rg(n)R或R(n)电表的总内阻RVRgR或RVnRgRA或RA环节六: 4如图236所示为一双量程电压表的示意图，已知电流表G的量程为0100 A，内阻为600 ，则图中串联的分压电阻R1_，R2_.图236【解析】用5 V量程时，Ig；用15 V量程时，Ig，由以上两式解得：R14.94104 ，R2105 .【答案】4.941041055现有一个灵敏电流计，它的满偏电流为Ig1 mA，内阻Rg200 ，若要将它改装成量程为5 A的电流表，应_一个 _的电阻，改装后的电流表测量电流时，指针指在表盘上原来0.2 mA处，则被测电流的大小是_【解析】要把电流计改装成量程更大的电流表，需要并联一个小电阻，根据并联的特点可知，两支路两端电压相等，则IgRg(IIg)R，代入数据可得R0.04 .因为量程扩大了5 000倍，所以原来0.2 mA处对应的电流为1 A.【答案】并联0.041 A电表改装四要点(1)改装电压表需串联一个大电阻，且串联电阻的阻值越大，改装后电压表的量程越大(2)改装电流表需并联一个小电阻，且并联电阻的阻值越小，改装后电流表的量程越大(3)改装过程把表头看成一个电阻Rg，通过表头的满偏电流Ig是不变的(4)改装后电表的量程指的是当表头达到满偏电流时串联电路的总电压或并联电路的总电流欧姆定律的应用推广R(1)欧姆定律的表达式是I，而公式R应该理解成电阻的比值定义式(2)比值定义的魅力就在于被定义的物理量与比值中的那两个物理量无关(3)R告诉了我们一种测量导体电阻的方法，即伏安法限流和分压电路伏安法测电阻的两种电路环节七: 1限流电路和分压电路(1)如图237甲所示为变阻器的限流接法，这种接法使用前应保证滑动变阻器连入电路中的阻值最大，即滑片应滑至滑动变阻器的最右端，这种电路使用过程中，电阻R两端电压的变化范围是UU.(2)如图乙所示为变阻器的分压接法，这种接法使用前应让电阻R两端电压最小(可以认为是零)即滑片应滑至滑动变阻器的最左端，这种电路使用过程中，电阻R两端电压的变化范围是0U.甲乙图2372电流表的两种接法(1)电流表外接电路图：如图238甲所示电路图238R测与R真的关系：R测R真应用：测量小电阻误差小(2)电流表内接电路图：如图乙所示电路R测与R真的关系：R测R真应用：测量大电阻时误差小1待测电阻RxRA时，用电流表外接法误差较小()2测量时，为减小偶然误差常通过多次测量取平均值的方法()3用外接法测电阻时，电流表的示数略大于电阻R上的电流值()在“描绘小灯泡伏安特性曲线”实验中，滑动变阻器是采用限流式接法还是分压式接法？【提示】因为该实验中要求小灯泡两端的电压变化范围很大，且要求电压要从0开始调节，所以滑动变阻器应采用分压式接法，如图所示环节八: 用电流表和电压表测量电阻时，电路有两种接法，分别如图239甲、乙所示，请思考下列问题：甲 乙图239探讨1：两种接法是否等效？【提示】两种接法都有误差，不等效探讨2：若待测电阻的阻值很大，则哪种接法误差较小？【提示】当RxRA时，用图甲电路测量误差较小探讨3：若待测电阻的阻值很小，则哪种接法误差较小？【提示】当RxRV时，用图乙电路测量误差较小1伏安法测电阻原理欧姆定律给了我们测量电阻的一种方法，由R可知，用电压表测出电阻两端的电压，用电流表测出通过电阻的电流，就可求出待测电阻的阻值2电流表的两种接法内接法外接法电路误差分析电压表示数UVURUAUR电流表示数IAIRR测R真电压表示数UVUR电流表示数IAIRIVIRR测时，用电流表内接法；当Rx时，用电流表外接法；当Rx时，两种接法效果相同(3)试触法：适用于Rx、RV、RA的阻值关系都不能确定的情况，如图2310所示，把电压表的可动接线端分别试接b、c两点，观察两电表的示数变化若电流表的示数变化明显，说明电压表的分流作用对电路影响大，应选用内接法；若电压表的示数有明显变化，说明电流表的分压作用对电路影响大，所以应选外接法图2310环节九: 6用伏安法测金属电阻Rx(约为5 )的值，已知电流表内阻为1 ，量程为0.6 A，电压表内阻为几千欧，量程为3 V，电源电动势为9 V，滑动变阻器的阻值为06 ，额定电流为5 A，试画出测量Rx的原理图【解析】待测金属电阻Rx.应采用电流表外接法如果采用变阻器限流接法，负载Rx的电压Umin9 V V，Umax9 V，调节范围9 V，显然所提供的电压表量程不够，应采用分压接法，电路原理图如图所示【答案】见解析图7用伏安法测量某电阻Rx的阻值，现有实验器材如下：【导学号：33410077】A待测电阻Rx：范围在58 ，额定电流0.45 AB电流表A1：量程00.6 A(内阻0.2 )C电流表A2：量程03 A(内阻0.05 )D电压表V1：量程03 V(内阻3 k)E电压表V2：量程015 V(内阻15 k)F滑动变阻器R：0100 G蓄电池：电动势12 VH导线，开关为了较准确地测量，并保证器材安全，电流表应选_，电压表应选_，并画出电路图【解析】待测电阻Rx的额定电流为0.45 A，应选电流表A1；额定电压Umax0.458 V3.6 V，应选电压表V1；由于375，40，故RVRx，因此选用电流表的外接法测电阻；因为电压表V1量程小于3.6 V，且要较准确地测量，故变阻器R应选择分压式接法，其电路如图所示【答案】A1V1电路见解析下列情况滑动变阻器必须选用分压式接法(1)要求回路中某部分电路电流或电压实现从零开始可连续调节时(如：测定导体的伏安特性、校对改装后的电表等电路)，或要求大范围内测量电压和电流时，必须采用分压式接法(2)当待测用电器的电阻R远大于滑动变阻器的最大值R0时，必须采用分压式接法(3)当电压表或电流表的量程太小时，若采用限流接法，电路中实际电压(或电流)的最小值仍超过电压表或电流表的量程，只能采用分压式接法(4)在题目中有以下语言暗示时，比如：要求多测几组测量数据，要求精确测量等，一般也采用分压式接法学生课前独立完成学生合作探究完成课堂训练，加深学生对于知识点的理解，同时学生展示，差改错。学生课前独立完成学生合作探究完成课堂训练，加深学生对于知识点的理解，同时学生展示，差改错