新课标人教版高中物理选修3-124串联电路和并联电路

1第四节串联电路和并联电路教学目标：（一）知识与技能1、理解串联电路、并联电路，会连接简单的串联和并联电路，会画简单的串联和并联电路图；2、通过学生动手实验，培养学生初步的实验操作技能，会使用简单的仪器，进行实验探究；3、通过学生自主的合作、探究，得出串联、并联电路的概念和特点。（二）过程与方法通过实验探究过程的体验，使学生对科学探究的方法有初步的认识和感受，并为观察、提出问题、设计实验方案、分析概括能力的初步形成打下基础。（三）情感与价值观1、通过学生的观察、探究体验，使学生保持对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中物理道理；体验战胜困难、解决物理问题时的喜悦；2、通过探究学习中交流与合作的体验，使学生认识交流与合作的重要性，敢于提出与别人不同的见解，也勇于修正自己的错误观点。教学重点：理解串联电路、并联电路，电表的改装教学难点：并联电路的识别及连接、电表的改装教学方法：复习、讲授、实验、讨论教学用具：电压表、电流表，开关，导线、电阻教学过程：（一）新课引入：电阻的串、并联问题在初中就已经有了系统的讲解，但是在高中依然有较多的应用，下面就系统地罗列了电阻串、并联时所满足的规律和特点，并在初中的基础上有了进一步的提高。（二）新课教学：一、电阻串联时的规律和特点（师生共同回顾）1．电流关系：nIIII2122．电压关系：nUUUU213．电阻关系：nRRRR214．电压分配关系（和电阻成正比）：nnRURURURUI2211或URRRRRUniii215．功率分配关系（和电阻成正比）：nnRPRPRPRPI22112或PRRRRRPniii216．当n个相同的电阻R串联时，总电阻为：nRR总二、电阻并联时的规律和特点（师生共同回顾）1．电流关系：nIIII212．电压关系：nUUUU213．电阻关系：nRRRR1111214．电流分配关系（和电阻成反比）：nnRIRIRIU2211；当只有两个电阻并联时，有IRRRI2121、IRRRI2112，但仅适用于两个电阻并联的情况5．功率分配关系（和电阻成反比）：nnRPRPRPU22112；当只有两个电阻并联时，有PRRRP2121、PRRRP2112，但仅适用于两个电阻并联的情况6．当2个电阻并联时，总电阻为：2121RRRRR并当21RR时，2221RRR并；当21RR时，2221RRR并；3当21RR时，2RR并、且并R略小于2R7．当n个相同的电阻R并联时，总电阻为：nRR总8．支路电阻对并联电路总电阻的影响：增加某个支路的电阻，总电阻增加；增加支路的条数，总电阻减小。师：常规的电阻的串并联大家都很熟悉了，现在看你能否对非常规的电路进行处理。例1．如图1所示，P为一块均匀的半圆形电阻合金薄片，先将它按照图甲的方式接在电极A、B之间，测量它的电阻为R，然后再将它按照图乙的方式接在电极C、D之间，求此时P的阻值。生一：补缺法。在图甲中，假设把半圆合金片补上半圆，使它成为一个整圆片，其总电阻为两半圆合金片阻值的串联值，即RR2总。在图乙中也假设把半圆合金片补成一个整圆片，其总电阻也R2，但是图乙补后的电阻为两半圆合金片阻值的并联值，即RR22`，则有RR4`。生二：分割法。将图甲中的半圆合金片看成是两个41圆片并联，将图乙中的半圆合金片看成是两个41圆片串联，同样可以得到RR4`。教师给予点评和肯定师：本节的难点是利用串并联电路的特点对电表进行改装，下面看两个问题。三、将电流计改装为伏特表电流计本身能测量的电压Vg是很低的。为了能测量较高的电压，可在电流计上串联一个扩程电阻Rp，如图2所示，这时电流计不能承受的那部分电压将降落在扩程电GIgRgRp＋－图2图14阻上，而电流计上仍降落原来的量值Vg。设电流计的量程为Ig，内阻为Rg，改装成伏特表的量程为V，由欧姆定律得到VRRIpggggggpRVVRIVR)1(式中V／Vg表示改装后电压表扩大量程的倍数，可用m表示，则有gpRmR)1(可见，要将表头测量的电压扩大m倍时，只要在该表头上串联阻值为gRm)1(扩程电阻Rp。在电流计上串联不同阻值的扩程电阻，便可制成多量程的电压表，如图3所示。同理可得1222211111)()(RRIVRVRRRIRRVRVRRIgggggggg四、将电流计改装为电流表电流计的指针偏转到满刻度时所需要的电流Ig称为表头量程。这个电流越小，表头灵敏度越高。表头线圈的电阻Rg称为表头内阻。表头能通过的电流很小，要将它改装成能测量大电流的电表，必须扩大它的量程，方法是在表头两端并联一分流电阻RS，如图4。这样就能使表头不能承受的那部分电流流经分流电阻RS，而表头的电流仍在原来许可的范围之内。设表头改装后的量程为I，由欧姆定律得－＋IgRgGR1R2V2V1图3图4RgI-IgIgIRSGGIgRgR2图5R1I1I25ggSgRIRII1gggggSIIRIIRIR式中I／Ig表示改装后电流表扩大量程的倍数，可用n表示，则有1nRRgS可见，将表头的量程扩大n倍，只要在该表头上并联一个阻值为Rg／(n－1)的分流电阻RS即可。在电流计上并联不同阻值的分流电阻，便可制成多量程的安培表，如图5所示。同理可得)()()()(212211RRIRIIRIRRIIgggggg则)(1211gggIIIIRIR)()(12122gggIIIIIRIR小结：电表的改装难度比较大，特别是多量程电表的改装，所用的知识就是串联分压和并联分流，大家课后画出改装的电路图再体会一下。作业：课本P524、5题