2015届高中物理第4节串联电路和并联电路教学过程一新人教版选修3

第4节 串联电路和并联电路

新课教学过程一

进行新课:

1、串联电路和并联电路的电流

教师：（投影）教材图2.4-1和图2.4-2（如图所示）

引导学生推导出串联电路和并联电路的电流规律。 学生阅读教材，进行推导：

（1）在恒定电流的电路中各处电荷的分布是稳定的，因此，在相等时间内，通过串联电路各部分的电荷量必须相等，故有串联电路各处的电流相等。即

I0?I1?I2?I3

（2）在并联电路中，要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于各支路1、2、3各点的电荷量之和。因此，并联电路的总电流等于各支路电流之和。即

I0?I1?I2?I3

2、串联电路和并联电路的电压

教师： 在图2。4-1中，用?0、?1、?2、?3分别表示电路中1、2、3各点的电势，用U01、U12、U23、U03分别表示0与1、1与2、2与3、0与3的电势差。引导学生推导出串联电路和并联电路的电压规律。

学生阅读教材，进行推导：

（1）串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。即

U01+U12+U23=U03

（2）并联电路的总电压与各支路电压相等。用U1、U2、U3代表图2。4-2中三个电阻两端的电压，即有

1

U1=U2=U3=U

3、电阻的串联和并联

教师活动：（投影）教材图2。4-3和图2。4-4（如图所示）

引导学生推导出串联电路和并联电路的电阻规律。 学生阅读教材，进行推导：

（1）串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。即

R?R1?R2

对于多个电阻的串联

R?R1?R2??

（2）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即

11R?1R? 1R2对于多个电阻的串联

1R?1R?1?? 1R2思考与讨论：

（1）几个相同的电阻并联，总电阻等于多少？

（2）若干不同的电阻并联，总电阻与其中最小的电阻的大小关系如何？（3）若某一支路的电阻增大，则总电阻如何变化？ （4）若并联的支路增多时，总电阻如何变化？ 结论：

（1）几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一； （2）若干不同的电阻并联，总电阻小于其中最小的电阻；

2

（3）若某一支路的电阻增大，则总电阻也随之增大； （4）若并联的支路增多时，总电阻将减小。 4、电压表和电流表

学生：请问：利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？ 教师：常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成的。 （投影）利用多媒体介绍表头的满偏电流Ig、内阻Rg和满偏电压Ug。 （1）满偏电流Ig

表头的线圈准许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安，这个电流值叫表头的满偏电流，用Ig表示。

满偏电流Ig：表头指针偏转到最大刻度时的电流。

［说明］如果通过表头的电流超过满偏电流Ig，不但指针指不出示数，表头还可能被烧坏。

（2）表头的内阻Rg

表头的线圈电阻一般为几欧到几百欧，这个电阻值叫做表头的内阻，用Rg表示。 内阻Rg：表头线圈的电阻叫做表头的内阻。

［说明］每个表头都有它的满偏电流Ig和内阻Rg，Rg和Ig是表头的两个重要参数。 教师：同学们能不能根据Ig、Rg概括出什么叫做满偏电压？

学生：表头通过满偏电流时，加在它两端的电压，这个电压值叫满偏电压，用Ug表示。 教师：满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？ 学生：据部分电路欧姆定律可知：Ug=IgRg

小结：表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装。

（投影）例1 电流表改装成电压表

3

（投影）例2 电流表改装成大量程电流表

【重点、难点剖析】

1．纯电阻电路的简化方法——电势法

4

简单的纯电阻电路，无论表面上看多复杂，最终都可以简化为电阻串、并联或两者混联的方式。所以熟练掌握串、并联电路的特点和规律，是识别和简化电路的基本出发点。简化电路的主要根据是：

(1)串联电路中，电流强度处处相等，从电势上看，沿电流方向每经过一个电阻电势要降低。

(2)并联电路中，总电流等于各支路电流之和，从电势上看，各支路两端电势分别相等。 (3)导线理想化，认为是“有电流、无电阻”，所以导线上各点是等势点。 下面举例具体说明应用的步骤和方法。

例 如图2-4-10所示电路，电源的电压U=10V，电阻R1=5Ω，R3=R410Ω，R2=10Ω，电流表的内阻忽略不计。求电流表的示数。

分析：首先，找出电流的分叉点—节点，并标上字母。找到电势的最高点和最低点（电路中没有标电源的正、负时，可假设一端的电势高）如图2-4-10中可假设左端为电源的正极。显然，A点电势最高，D点电势最低，将A、D两点画在两边，在其间画电阻。其次，分析各点电势，找等势点。因为电流表的内阻忽略不计，可看作导线，它两端的电势相等，即B点和D点等势，所以B、D可合为一点。第三，按照电势的高低，把电阻接在其间，先画从A到D的电阻R2，再画其他的电阻。简化后的电路如图2-4-11所示。从图中容易计算出电路中的总电流是2A，电流表测的是流过R2和R3的电流之和，流过R2的电流是1A，流过R3的电流是0.5A，所以，电流表的示数是1.5A。

2. 滑动变阻器的限流和分压 （1）限流电路的工作原理

如图2-4-12所示为一限流电路，其中滑动变阻器的作用是用来控制电路中的电流。移动滑动变阻器的滑动触头P可以改变连入电路中的阻值，从而控制图2-4-12 负载中的电流大小，图中滑动触头P滑至B端时，连入电路中的电阻值是滑动变阻器的最大值，此时电流最小，因此，在闭合电键S之前，应使P移至B端。 采用限流式电路，负载电阻R的电流I=

U，当R0减小时，I增大，I的调节

R?R0UU—，R两端的电压调节范RR?R0max范围为

围为

RU—U，当R0max>R时，调节范围

R?R0max图2-4-10

图2-4-11

较大。

（2）分压电路的工作原理

如图2-4-13的电路常称为分压电路，当a、b间的电压为U时，变阻器下部分电阻Rx与负载电阻R0并联后再与变阻器上部分电阻（R0-Rx）串联，根据分压关系得：

a U b 图2-4-13

R Rx d c R0

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