高中物理 第二章 直流电路 2.4 电阻的串联、并联及其应用教案 教科版选修3-1.doc

2.4 电阻的串联、并联及其应用【教学目的】1、理解串联电路的分压作用，会把电流计改装成电压表2、理解并联电路的分流作用，会把电流计改装成电流表3、掌握串联电路的电压和功率的分配关系，掌握并联电路的电流和功率分配关系。【教学重点】 理解分压和分流的原理，并能熟练运用【教学难点】 学生对功率的分配关系难以理解【教学媒体】 电流计（表头），定值电阻若干，安培表，伏特表，学生电源，电键，导线【教学安排】1. 回顾串联与并联的简单知识（1） 提问：什么是串联电路？把导体（电阻）一个一个的依次连接起来，就组成串联电路。板画三个不同阻值的电阻、电源、开关，要求学生在黑板上连线成串联电路，并照此连接实物。实验1：把安培表先后串联在电路中的不同位置，记下读数，并给出结论：串联电路电流处处相同。（分析原因由电路中电荷总量守恒得出。）i=i1=i2=i3=实验2：把伏特表先后并联在不同的电阻和总电阻上，记下读数，并给出结论：串联电路各电阻电压之和等于总电压。（分析原因可由电势降低得出。）u=u1+u2+u3+重要推论1：r=r1+r2+r3+；这里的r是总电阻，即用一个电阻代替刚才的三个串联电阻，效果要相同。重要推论2：由于电流强度处处相同，则i=u/r= u1/r1= u2/r2=；可推出电压与电阻呈正比。即串联电路中大电阻得大电压，小电阻得小电压。重要推论3：p=iu= i（u1+u2+u3+）=iu1+iu2+iu3+=p1+p2+p3+；串联电路总功率等于各部分功率之和；同时p=i2r可推出p/r= p1/r1= p2/r2= p3/r3=i2，说明电功率与电阻成正比。强调说明这里的结论都建立在电路是纯电阻电路这一基础上。例：书p59/3（2）（2） 提问：什么是并联电路？把各导体（电阻）的两端分别接到一起，再接入电路构成并联电路。板画三个不同阻值的电阻、电源、开关，要求学生在黑板上连线成并联电路，并照此连接实物。实验1：把伏特表先后并联在电路中的不同位置，记下读数，并给出结论：并联电路各支路电压相同。（分析原因由导线是等势体得出。）u=u1=u2=u3=实验2：把安培表先后串联在不同的支路和干路中，记下读数，并给出结论：并联电路各支流电流之和等于干路总电流。（分析原因可由电荷不堆积得出。）i=i1+i2+i3+重要推论1：1/r=1/r1+1/r2+1/r3+；这里的r是总电阻，即用一个电阻代替刚才的三个串联电阻，效果要相同。重要推论2：由于各支路电压相同，则u=ir=i1r1= i2r2=；可推出电流与电阻成反比。即并联电路中大电阻得小电流，小电阻得大电流。重要推论3：p=iu= u（i1+i2+i3+）=i1u+i2u+i3u+=p1+p2+p3+；并联电路总功率仍等于各部分功率之和；同时p=u2r可推出pr= p1r1= p2r2= p3r3=u2，说明电功率与电阻成反比。强调说明这里的结论也都建立在电路是纯电阻电路这一基础上。例：书p59/3（1）2. 混联电路：例：书p65/例题体会逐层简化的思路。巩固练习：手册p60/93. 含非纯电阻的串并联。提问：若是电路中有电阻和非纯电阻串联或并联，电压和电流的分配还如前所述吗？不可能按电阻值成正比的分压或成反比的分流，因为对非纯电阻来说，欧姆定律不成立。但仍有串联电路u=u1+u2+u3+；并联电路i=i1+i2+i3+；无论如何连接，总功率都等于p=p1+p2+p3。例：手册p60/64. 利用串联分压来改装电流计为伏特表。提问：如果将一个伏特表接在固定电压的电源上，伏特表的示数是3伏；若将两个一模一样的伏特表串联起来接在该电源上，伏特表的示数是多少？实验演示示数为1.5v；为什么呢？其实伏特表并非电阻无穷大，它只是电阻比较大而已。所以将伏特表串联起来，两伏特表一样要串联分压，各分一半电源电压。虽然我们还没学习到电压表和电流表的测量原理，但大家要牢记，电压表测量的是它自己两端的电压，当它与被测电阻并联时，就能反映出被测电阻的电压值；而电流表测量的是通过它自己表头的电流，当它与被测电流串联时，就能以它的电流去反映待测电流。提问：要是我们需要用到一个量程为3伏的电压表；而手头又只有一个3mv，10a的表头和一些定值电阻，你可不可以利用所学知识制造出一个适用的电压表，需要用上多大的定值电阻，该怎么做？（学生讨论）归纳：表头也是一个定值电阻，其最大电流为10a，最大电压为3mv，可以计算出其阻值为300。若将3v电压加在表头上，表头将烧坏，所以我们可利用一个定值电阻来帮它分担走2997mv的电压，串联分压，因此该电阻加2997mv电压时的电流也是10a，可见该电阻应为299700。串上后，整个串联部分（新伏特表的）电阻为300k。最大能测量3v电压。而且即使表头上电流未达满偏，他们的分压比也是定值。所以我们只要按电压比1：1000将表头的示数换成伏特表的示数即可。巩固练习：书p61/例题5.