第4节串联电路和并联电路

1、物理物理第第4 4节串联电路和并联电路节串联电路和并联电路物理物理( (教师参考教师参考) )一、教学目标一、教学目标知识与技能知识与技能1.1.让学生通过自主探究让学生通过自主探究, ,共同学习共同学习, ,理解串、并联电路的特点理解串、并联电路的特点2.2.会分析连接简单的串、并联电路会分析连接简单的串、并联电路3.3.掌握串、并联电路的规律掌握串、并联电路的规律4.4.会利用串、并联电路的规律分析、解决有关问题会利用串、并联电路的规律分析、解决有关问题5.5.利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理利用电路的串、并联规律分析电表改装的原理过程与方法过程与方法1.1.了解物理学习的基本方法

2、了解物理学习的基本方法实验探究法实验探究法2.2.培养学生物理来源于生活、用物理指导生活的良好思维品质培养学生物理来源于生活、用物理指导生活的良好思维品质情感态度与价值观情感态度与价值观1.1.培养学生的合作精神和对科学的求知欲培养学生的合作精神和对科学的求知欲2.2.形成对电路的亲切感形成对电路的亲切感物理物理二、教学重点难点二、教学重点难点教学重点教学重点认识串、并联电路认识串、并联电路, ,会画串、并联电路会画串、并联电路教学难点教学难点1.1.根据要求或根据电路图根据要求或根据电路图, ,画出实物图或连接实际电路画出实物图或连接实际电路2.2.难点是电表的改装难点是电表的改装三、重难点

3、突破方略三、重难点突破方略电流表电流表G G改装为电压表的突破方略改装为电压表的突破方略【教师介绍并教师介绍并设问设问】 小量程电流表小量程电流表G G也叫表头也叫表头, ,如图如图( (甲甲) )所示所示, ,介绍内部构造以介绍内部构造以及其三个参数及其三个参数: :满偏电流满偏电流IgIg、内阻、内阻RgRg和满偏电压和满偏电压Ug.Ug.物理物理表头是一个会表头是一个会“说话说话”的电阻的电阻, ,能说出流过自身的电流和两个接线柱之能说出流过自身的电流和两个接线柱之间的电压间的电压. .如图如图( (乙乙) )是一表头的刻度盘是一表头的刻度盘. .使用时指针指着某一电流刻度使用时指针指着

4、某一电流刻度, ,表示通过电流表的电流为某一数值表示通过电流表的电流为某一数值, ,而且也意味着表头的两接线柱之间而且也意味着表头的两接线柱之间具有一定大小的电压具有一定大小的电压, ,因此因此, ,表头实际上也是一个小量程的电压表表头实际上也是一个小量程的电压表. .并提并提问问. .(1)(1)表头的满偏电流表头的满偏电流I Ig g、内阻、内阻R Rg g、满偏电压、满偏电压U Ug g三者之间有什么关系三者之间有什么关系? ?学生学生: :关系为关系为U Ug g=I=Ig gR Rg g(2)(2)若表头的内阻是若表头的内阻是R Rg g=100 ,=100 ,那么该表可以测量的最大

5、电压为多少那么该表可以测量的最大电压为多少? ?刻刻度盘上电压的数据又将怎样标出度盘上电压的数据又将怎样标出? ?学生学生: :从表盘上可知从表盘上可知I Ig g=3 mA,=3 mA,由欧姆定律可知由欧姆定律可知U Ug g=I=Ig gR Rg g=0.3 V,=0.3 V,该表可以测该表可以测量出最大为量出最大为0.3 V0.3 V的电压的电压. .所以将表盘上的单位改为所以将表盘上的单位改为 V,V,刻度刻度“1”1”改标为改标为“0.1”,0.1”,刻度刻度“2”2”改标为改标为“0.2”,0.2”,刻度刻度“3”3”改标为改标为“0.3”.0.3”.物理物理【教师过渡】【教师过渡

6、】 表头的满偏电压表头的满偏电压U Ug g和满偏电流和满偏电流I Ig g一般都比较小一般都比较小, ,也能进行也能进行电压和电流的测量电压和电流的测量, ,但满足不了大电压测量的需要但满足不了大电压测量的需要, ,因此需要将表头加以因此需要将表头加以改装改装, ,扩大其量程扩大其量程, ,并提问并提问. .【思考与讨论】【思考与讨论】 现有一个表头现有一个表头, ,量程只有量程只有0.3 V,0.3 V,但要将它并联到一个有但要将它并联到一个有3 V3 V电压的用电器上电压的用电器上, ,那么可以增加一些什么元件达到目的那么可以增加一些什么元件达到目的? ?学生学生: :可以将一个大电阻与

7、表头串联可以将一个大电阻与表头串联. .教师教师: :电压表为表头加串联的分压电阻电压表为表头加串联的分压电阻. .【例题突破】【例题突破】有一只电流表有一只电流表G,G,内阻内阻R Rg g=30 ,=30 ,满偏电流为满偏电流为I Ig g=1 mA,=1 mA,要把它改成量程为要把它改成量程为0 03 V3 V的电压表的电压表, ,要串联多大的分压电阻要串联多大的分压电阻R?R?改装后电压表的内阻改装后电压表的内阻R RV V是是多大多大? ?物理物理【教师讲授教师讲授】 电压表的内阻较大电压表的内阻较大. .实验测量中实验测量中, ,电压表应并联在被测电电压表应并联在被测电路中路中,

8、,其内阻可能要影响原来的电路其内阻可能要影响原来的电路. .物理物理自主学习自主学习课堂探究课堂探究达标测评达标测评物理物理自主学习自主学习 课前预习课前预习感悟新知感悟新知( (教师参考教师参考) )情境链接一情境链接一我们生活的时代一个最明显的特征是电气化我们生活的时代一个最明显的特征是电气化. .大到国家的各项建设大到国家的各项建设, ,小到小到我们的日常生活几乎一刻也离不开电我们的日常生活几乎一刻也离不开电, ,不同的电器连接到电路中不同的电器连接到电路中, ,就会发就会发挥它的神奇功效挥它的神奇功效, ,为我们提供各种便利为我们提供各种便利, ,我们在享受它们提供的便利时我们在享受它

9、们提供的便利时, ,是是否想过它们是如何接入电路的否想过它们是如何接入电路的? ?为什么接入后就会工作为什么接入后就会工作? ?而且我们还能随而且我们还能随意地控制它们意地控制它们? ?好奇的你时常会想打开电器、插座看看里面的奥秘吧好奇的你时常会想打开电器、插座看看里面的奥秘吧, ,但但立刻会被家长阻止立刻会被家长阻止, ,好像里面有什么邪魔鬼怪似的好像里面有什么邪魔鬼怪似的, ,即使侥幸打开一个用即使侥幸打开一个用电器电器, ,一看里面只是一堆电路元件一看里面只是一堆电路元件, ,使我们更加迷惑不解使我们更加迷惑不解. .今天我们就来探今天我们就来探究用电器是如何接入电路的究用电器是如何接入

10、电路的? ?物理物理信息信息在用电器内部有很多电阻、电容、线圈、开关等元件在用电器内部有很多电阻、电容、线圈、开关等元件, ,它们是通过串联、它们是通过串联、并联组成电路的并联组成电路的. .情境链接二情境链接二在用电高峰期在用电高峰期, ,特别是夏天炎热的晚上特别是夏天炎热的晚上, ,你在房间开灯写作业你在房间开灯写作业, ,父母在客厅父母在客厅烧水喝茶看电视烧水喝茶看电视, ,还打开了好几个空调还打开了好几个空调, ,这种情况下有时电表会突然跳闸这种情况下有时电表会突然跳闸, ,你家停电了你家停电了! !家里的电表在电流过大时会自动断开电闸家里的电表在电流过大时会自动断开电闸, ,你知道各

11、种用电你知道各种用电器是以怎样的方式连到电路中的吗器是以怎样的方式连到电路中的吗? ?电流过大的原因是什么电流过大的原因是什么? ?你能采取哪你能采取哪些合理的措施避免电表跳闸些合理的措施避免电表跳闸? ?信息信息各种用电器都是并联到电路中的各种用电器都是并联到电路中的, ,工作的用电器增多工作的用电器增多, ,电路中的总电流就电路中的总电流就增大增大. .物理物理教材梳理教材梳理一、串联、并联电路的特点一、串联、并联电路的特点阅读教材第阅读教材第4848页至页至5050页内容页内容, ,了解串、并联电路中电流关系、电压关系了解串、并联电路中电流关系、电压关系与电阻关系与电阻关系. .I I2

12、 2=I=In n I I1 1+I+I2 2+I+In n 之和之和 相等相等 物理物理议一议议一议 教材第教材第5050页页“思考与讨论思考与讨论”中中, ,如何证明若干个不同电阻并联的总如何证明若干个不同电阻并联的总电阻小于其中最小的电阻电阻小于其中最小的电阻. .二、电压表和电流表二、电压表和电流表阅读教材第阅读教材第5050页页“电压表和电流表电压表和电流表”部分部分, ,大致知道电表改装原理大致知道电表改装原理. .1.1.小量程的电流表小量程的电流表G(G(表头表头) )的三个参数的三个参数: :内阻内阻R Rg g、满偏电流、满偏电流I Ig g、满偏电压、满偏电压U Ug g

13、. .三三个参数之间的关系是个参数之间的关系是U Ug g= = . .2.2.改装改装(1)(1)电压表改装电压表改装: :将表头将表头 一个电阻一个电阻, ,改装成电压表改装成电压表. .(2)(2)电流表改装电流表改装: :将表头将表头 一个电阻一个电阻, ,改装成量程较大的电流表改装成量程较大的电流表. .I Ig gR Rg g串联串联并联并联物理物理议一议议一议 在教材在教材P P5151图图2.42.4- -7 7中中, ,表头满偏电流为表头满偏电流为I Ig g、内阻为、内阻为R Rg g, ,当并联一当并联一阻值为阻值为R R的电阻后成为量程为的电阻后成为量程为I I的电流表

14、的电流表, ,改装后的电流表的内阻和表头改装后的电流表的内阻和表头允许通过的最大电流是多少允许通过的最大电流是多少? ?物理物理自主检测自主检测1.1.已知通过三个并联支路的电流之比是已知通过三个并联支路的电流之比是I I1 1II2 2II3 3=123,=123,则三个并联支则三个并联支路的电阻之比路的电阻之比R R1 1RR2 2RR3 3为为( ( ) )A.123A.123B.321B.321C.236C.236D.632D.632D D解析解析: :在并联电路中在并联电路中, ,各支路电压都相等各支路电压都相等, ,电流的分配与各支路电阻电流的分配与各支路电阻成反比成反比, ,所以

15、有所以有R R1 1RR2 2=I=I2 2II1 1=21,R=21,R2 2RR3 3=I=I3 3II2 2=32,=32,即即R R1 1RR2 2R R3 3=632,=632,故选故选D.D.物理物理2.2.两电阻两电阻R R1 1,R,R2 2的电流的电流I I和电压和电压U U的关系如图所示的关系如图所示, ,以下正确的是以下正确的是( ( ) )A.RA.R1 1RR2 2B.RB.R1 1=R=R2 2C.RC.R1 1和和R R2 2串联后的总电阻的串联后的总电阻的I-UI-U图线应在区域图线应在区域D.RD.R1 1和和R R2 2并联后的总电阻的并联后的总电阻的I-U

16、I-U图线应在区域图线应在区域C C 物理物理3.3.( (多选多选) )三个阻值都为三个阻值都为12 12 的电阻的电阻, ,它们任意连接、组合它们任意连接、组合, ,总电阻可能为总电阻可能为( ( ) )A.4 A.4 B.24 B.24 C.18 C.18 D.36 D.36 ACD ACD 物理物理4.(20164.(2016吉林一中检测吉林一中检测) )一个电流表的满偏电流一个电流表的满偏电流I Ig g=1 mA.=1 mA.内阻为内阻为500 ,500 ,要要把它改装成一个量程为把它改装成一个量程为10 V10 V的电压表的电压表, ,则应在电流表上则应在电流表上( ( ) )A

17、.A.串联一个串联一个10 k10 k的电阻的电阻B.B.并联一个并联一个10 k10 k的电阻的电阻C.C.串联一个串联一个9.5 k9.5 k的电阻的电阻D.D.并联一个并联一个9.5 k9.5 k的电阻的电阻解析解析: :改装电压表需要串联一个定值电阻分压改装电压表需要串联一个定值电阻分压, ,根据欧姆定律可得根据欧姆定律可得(R+R(R+Rg g)I)Ig g=10 V,=10 V,解得解得R=9 500 ,CR=9 500 ,C正确正确. .C C 物理物理课堂探究课堂探究 核心导学核心导学要点探究要点探究要点一要点一对串、并联电路的理解及应用对串、并联电路的理解及应用 【问题导引问

18、题导引】每年春节期间每年春节期间, ,大街小巷的树上都挂满了装饰用的串串小彩灯大街小巷的树上都挂满了装饰用的串串小彩灯, ,当夜幕降临的当夜幕降临的时候时候, ,火树银花火树银花, ,非常好看非常好看. .这些小彩灯的额定电压一般只有几伏这些小彩灯的额定电压一般只有几伏, ,但使用了但使用了220 V220 V的家用照明电路的家用照明电路. .(1)(1)这些小彩灯是怎么连接的这些小彩灯是怎么连接的? ?(2)(2)若每个小彩灯的电阻为若每个小彩灯的电阻为R,R,则则n n个这样的彩灯连接后的总电阻为多大个这样的彩灯连接后的总电阻为多大? ?答案答案: :(1)(1)多个小彩灯串联后一起接在电

19、源上多个小彩灯串联后一起接在电源上, ,使每一个小彩灯分得的电压之使每一个小彩灯分得的电压之和等于和等于220 V.220 V.(2)(2)串联后的总电阻为串联后的总电阻为nR.nR.物理物理( (教师备用教师备用) )【要点归纳要点归纳】1.1.串、并联电路几个常用的结论串、并联电路几个常用的结论: :(1)(1)串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的电阻; ;并联电路的总电阻小并联电路的总电阻小于并联电路中最小的电阻于并联电路中最小的电阻; ;(3)(3)无论串联电路还是并联电路无论串联电路还是并联电路, ,电路中任一电阻的阻值增大电路中任一电阻的

20、阻值增大, ,电路总电阻电路总电阻都增大都增大; ;反之总电阻都减小反之总电阻都减小. .(4)(4)并联电路支路增多时并联电路支路增多时, ,无论增加的支路电阻多大无论增加的支路电阻多大, ,并联电路的总电阻都并联电路的总电阻都减小减小. .物理物理(2)(2)并联电阻起分流作用并联电阻起分流作用, ,通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比, ,即即I I1 1R R1 1=I=I2 2R R2 2=I=In nR Rn n=I=I总总R R总总=U.=U.物理物理思路探究思路探究( (1)1)已知已知R R1 1,R,R2 2,R,R3 3的阻值和通过

21、的阻值和通过R R1 1的电流的电流, ,如何求干路中如何求干路中的电流的电流? ?【例例1 1】如图所示电路如图所示电路,R,R1 1=2 ,R=2 ,R2 2=3 ,R=3 ,R3 3=4 .=4 .(1)(1)如果已知流过电阻如果已知流过电阻R R1 1的电流的电流I I1 1=3 A,=3 A,则干路电流多大则干路电流多大? ?(2)(2)如果已知干路电流如果已知干路电流I=3 A,I=3 A,则流过每个电阻的电流多大则流过每个电阻的电流多大? ?(2)(2)已知已知R R1 1,R,R2 2,R,R3 3的阻值和干路电流的阻值和干路电流, ,如何求电阻两端电压如何求电阻两端电压? ?

22、答案答案: :由并联的电阻关系求出由并联的电阻关系求出R R总总, ,然后由然后由U=IRU=IR求出电阻两端电压求出电阻两端电压. .物理物理物理物理误区警示误区警示 求解电阻时应注意的问题求解电阻时应注意的问题(1)(1)明确无论串联还是并联明确无论串联还是并联, ,若某一支路的电阻增大若某一支路的电阻增大( (或减小或减小),),则总电阻则总电阻也随之增大也随之增大( (或减小或减小).).(2)(2)并联电路中电流与电阻的反比关系是并联电路中电流与电阻的反比关系是I I1 1R R1 1=I=I2 2R R2 2=I=I3 3R R3 3, ,但一定注意不能但一定注意不能将上式错误地写

23、成将上式错误地写成I I1 1II2 2II3 3=R=R3 3RR2 2RR1 1. .物理物理( (教师备用教师备用) )例例1-1:1-1: 如图所示如图所示, ,已知已知R R1 1=3 k,R=3 k,R2 2=6 k,=6 k,电压表的内阻为电压表的内阻为9 k,9 k,当电压表接在当电压表接在R R1 1两端时两端时, ,读数为读数为2 V,2 V,而当电压表接在而当电压表接在R R2 2两端时读数两端时读数为为3.6 V,3.6 V,试求电路两端试求电路两端(AB(AB间间) )的电压和电阻的电压和电阻R R的阻值的阻值. .答案答案: :13.2 V13.2 V6.6 k6.

24、6 k物理物理针对训练针对训练1: 1: 如图所示如图所示,a,b,a,b两端电压恒定两端电压恒定, ,电阻电阻R R1 1=2 k,=2 k,用内阻也是用内阻也是2 k2 k的电压表测电阻的电压表测电阻R R1 1两端电压为两端电压为2 V,2 V,测测R R2 2两端电压为两端电压为4 V,4 V,则则a,ba,b间总电压为间总电压为( ( ) )A.6 VA.6 VB.8 VB.8 VC.10 VC.10 V D.12 V D.12 VC C 物理物理要点二要点二电表的改装电表的改装【问题导引问题导引】如图是某一电流表如图是某一电流表G G的刻度盘的刻度盘. .当指针指着某一电流刻度时当

25、指针指着某一电流刻度时, ,两接线柱之间具两接线柱之间具有一定大小的电压有一定大小的电压, ,若将刻度盘改为对应的电压值若将刻度盘改为对应的电压值, ,则此表即为一个电压表则此表即为一个电压表, ,如果图中电流表的内阻是如果图中电流表的内阻是100 ,100 ,这个电压表的量程是多少这个电压表的量程是多少? ?若使电流表的内若使电流表的内阻变为阻变为5 k,5 k,则量程又变为多少则量程又变为多少? ?答案答案: :由于允许通过电流表的最大电流为由于允许通过电流表的最大电流为3 mA,3 mA,则对应电压则对应电压U=IR=3U=IR=31010-3-3100 V=0.3 V,100 V=0.

26、3 V,即它的量程为即它的量程为0 00.3 V,0.3 V,若电流表的内阻变为若电流表的内阻变为5 k5 k时时, ,电流表电流表中通过中通过3 mA3 mA电流时电流时, ,对应的电压对应的电压U=5U=510103 33 31010-3-3 V=15 V, V=15 V,即量程为即量程为0 015 15 V.V.物理物理【例例2 2】 ( (多选多选) )两个电压表两个电压表V V1 1和和V V2 2是由完全相同的电流表改装成的是由完全相同的电流表改装成的,V,V1 1的量程的量程是是5 V,V5 V,V2 2的量程是的量程是15 V.15 V.为了测量为了测量151520 V20 V

27、的电压的电压, ,拟将两电压表串联使用拟将两电压表串联使用, ,这种情况下这种情况下( ( ) )A.A.两个电压表的读数相等两个电压表的读数相等B.B.两个电压表的指针偏转角度相等两个电压表的指针偏转角度相等C.C.两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比两个电压表的读数等于两电压表的内阻之比D.D.两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比两个电压表指针偏转角度之比等于两电压表内阻之比思路探究思路探究(1)(1)电压表电压表V V1 1和和V V2 2指针偏转角度取决于什么指针偏转角度取决于什么? ?答案答案: :电压表电压表V V1 1和和V V2 2指针偏转角度取决于流过电流表电流的

28、大小指针偏转角度取决于流过电流表电流的大小. .(2)(2)电压表的内阻怎样求解电压表的内阻怎样求解? ?答案答案: :电压表的内阻等于表头内阻和所串联的电阻之和电压表的内阻等于表头内阻和所串联的电阻之和, ,等于电压表等于电压表的量程除以表头的满偏电流的量程除以表头的满偏电流. .BC BC 物理物理 物理物理规律方法规律方法 电表改装的实质电表改装的实质改装后的电压表或电流表改装后的电压表或电流表, ,虽然量程扩大了虽然量程扩大了, ,但通过电流表的最大电流但通过电流表的最大电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流或加在电流表两端的最大电压仍为电流表的满偏电流I Ig g或满偏电

29、压或满偏电压U Ug g, ,只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了只是由于串联电路的分压及并联电路的分流使表的量程扩大了. . 物理物理( (教师备用教师备用) )变式变式:(:(多选多选) )两只电流表两只电流表A A1 1和和A A2 2是由完全相同的两只电流表改装成是由完全相同的两只电流表改装成的的,A,A1 1表的量程是表的量程是5 A,A5 A,A2 2表的量程是表的量程是15 A.15 A.为了测量为了测量151520 A20 A的电流的电流, ,把把A A1 1表和表和A A2 2表并联起来使用表并联起来使用, ,在这种情况下在这种情况下( ( ) )A.AA.

30、A1 1表和表和A A2 2表的示数相等表的示数相等B.AB.A1 1表和表和A A2 2表的示数之比为表的示数之比为1313C.AC.A1 1表和表和A A2 2表的指针偏转角度相等表的指针偏转角度相等D.AD.A1 1表和表和A A2 2表的指针偏转角度之比为表的指针偏转角度之比为1313BC BC 物理物理例例2 2- -1:1: 如图所示如图所示, ,有一个表头有一个表头G,G,满偏电流为满偏电流为I Ig g=1 mA,=1 mA,内阻内阻R Rg g= = 100 ,100 ,用它改装为有用它改装为有5 V5 V和和50 V50 V两种量程的电压表两种量程的电压表, ,求求R R1

31、 1,R,R2 2的阻值各为多大的阻值各为多大? ?答案答案: :R R1 1=4.9 k=4.9 kR R2 2=49.9 k=49.9 k物理物理例例2-2:2-2: 如图所示如图所示, ,有一个表头有一个表头G,G,满偏电流满偏电流I Ig g=500 mA,=500 mA,内阻内阻R Rg g=200 ,=200 ,用它改装为有用它改装为有1 A1 A和和10 A10 A两种量程的电流表两种量程的电流表, ,求求R R1 1,R,R2 2的阻值各为多大的阻值各为多大? ?答案答案: :R R1 1=180 =180 R R2 2=20 =20 物理物理针对训练针对训练2:(2:(多选多

32、选) )如图所示如图所示, ,甲、乙两个电路都是由一个小量程的电流表甲、乙两个电路都是由一个小量程的电流表G G和一个变阻器和一个变阻器R R组成组成, ,它们中一个是测电压的电压表它们中一个是测电压的电压表, ,另一个是测电流的电流另一个是测电流的电流表表, ,那么以下结论中正确的是那么以下结论中正确的是( ( ) )A.A.甲表是电流表甲表是电流表,R,R增大时量程增大增大时量程增大B.B.甲表是电流表甲表是电流表,R,R增大时量程减小增大时量程减小C.C.乙表是电压表乙表是电压表,R,R增大时量程减小增大时量程减小D.D.乙表是电压表乙表是电压表,R,R增大时量程增大增大时量程增大解析解析: :电压表的改装是串联电阻分压电压表的改装是串联电阻分压, ,电流表的改装是并联电阻分流电流表的改装是并联电阻分流, ,所以甲表为电流表所以甲表为电流表, ,乙表为电压表乙表为电压表, ,并联电路电阻大时分流少并联电路电阻大时分流少, ,所以所以R R增大时甲表量程减小增大时甲表量程减小, ,故选项故选项A A错误错误,B,B正确正确; ;串联电路电阻大时分压多串联电路电阻大时分压多, ,所以所以R R增大时乙表量程增大增大时乙表量程增大, ,故选项故选项C C错误错误,D,D正确正确. .BD BD 物理物理达标测评达标测评 随堂