《滬科版九年級上冊物理 第15章 探究電路 第4節(jié) 電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 第1課時 電阻的串、并聯(lián) 【教學設計】》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《滬科版九年級上冊物理 第15章 探究電路 第4節(jié) 電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 第1課時 電阻的串、并聯(lián) 【教學設計】(7頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、
15.4 串聯(lián)和并聯(lián)電路
教學目標
(一)知識與技能
1.了解串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接方式,掌握串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點。
2.掌握電阻的串、并聯(lián)的計算。
3.知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。
4.了解電流表(表頭)的原理,知道什么是滿偏電流和滿偏電壓。
5.理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理,會求分壓電阻和分流電阻的阻值。
(二)過程與方法
知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的。通過分壓電阻和分流電阻阻值的計算,培養(yǎng)學生應用所學物理知識解決實際問題的能力。
(三)情感、態(tài)度與價值觀
通過本節(jié)課的教學活動,要培養(yǎng)
2、學生的應用意識,引導學生關心實際問題,立志于把所學物理知識應用到實際中去。
教學重點
熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點;電阻的串、并聯(lián)的計算。
教學難點
表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理,并會計算分壓電阻和分流電阻。
教學方法自學指導、講授法
教學用具
投影片、多媒體輔助教學設備
教學過程
(一)引入新課
教師:在初中我們已經(jīng)學過有關串聯(lián)和并聯(lián)的知識,這節(jié)課我們要深入研究串、并聯(lián)電路中各部分的電流、電壓及電阻的關系。
(二)進行新課
1.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流
教師:(投影)教材圖2.4-1和圖2.4-2(如圖所示)
圖2.4-1 串聯(lián)電路
3、
圖2.4-2 并聯(lián)電路
引導學生推導出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流規(guī)律。
學生閱讀教材,進行推導:
(1)在恒定電流的電路中各處電荷的分布是穩(wěn)定的,因此,在相等時間內(nèi),通過串聯(lián)電路各部分的電荷量必須相等,故有串聯(lián)電路各處的電流相等。即I0=I1=I2=I3。
(2)在并聯(lián)電路中,要保持電路各處電荷量分布穩(wěn)定不變,相同時間內(nèi)流過干路0點的電荷量必須等于各支路1、2、3各點的電荷量之和。因此,串聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和。即I0=I1+I2+I3。
2.串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓
教師:在圖2.41中,用φ0、φ1、φ2、φ3分別表示電路中0、1、2、3各點的電勢,用U01、
4、U12、U23、U03分別表示0與1、1與2、2與3、0與3的電勢差。引導學生推導出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律。
學生閱讀教材,進行推導:
(1)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和。即
U01+U12+U23=U03
(2)并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓相等。用U1、U2、U3代表圖2.4-2中三個電阻兩端的電壓,即
U1=U2=U3=U
3.電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
教師活動:(投影)教材圖2.4-3和圖2.4-4(如圖所示)
圖2.4-3 電阻串聯(lián)后作為一個整體,它相當于一個電阻
圖2.4-4 電阻并聯(lián)后作為一個整體,它相當于一個電阻
引導學生推導出串聯(lián)電路和并
5、聯(lián)電路的電阻規(guī)律。
學生閱讀教材,進行推導:
(1)串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。即
R=R1+R2
對于多個電阻的串聯(lián)
R=R1+R2+……
(2)并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。即
=+
對于多個電阻的串聯(lián)
=++……
思考與討論:(1)n個相同的電阻R0并聯(lián),總電阻等于多少?
(2)若干不同的電阻并聯(lián),總電阻與其中最小的電阻的大小關系如何?
4.電壓表和電流表
教師:請問:利用表頭能夠測量的最大電流和最大電壓分別是多大?
常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。
(投影)利用多媒體介紹表頭的滿偏電流Ig、內(nèi)阻R
6、g和滿偏電壓Ug。
(1)滿偏電流Ig
表頭的線圈允許通過的最大電流很小,一般不超過幾十微安到幾毫安,這個電流值叫表頭的滿偏電流,用Ig表示。
滿偏電流Ig:表頭指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流。
[說明]如果通過表頭的電流超過滿偏電流Ig,不但指針指不出示數(shù),表頭還可能被燒壞。
(2)表頭的內(nèi)阻Rg
表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐,這個電阻值叫做表頭的內(nèi)阻,用Rg表示。
內(nèi)阻Rg:表頭線圈的電阻叫做表頭的內(nèi)阻。
[說明]每個表頭都有它的滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg,Rg和Ig是表頭的兩個重要參數(shù)。
教師:同學們能不能根據(jù)Ig、Rg概括出什么叫做滿偏電壓?
學生:表頭通過滿偏電流時,
7、加在它兩端的電壓,這個電壓值叫滿偏電壓,用Ug表示。
教師:滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug三者之間有什么關系?
學生:據(jù)部分電路歐姆定律可知:Ug=IgRg
小結:表頭G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般都比較小,測量較大的電壓和較大的電流時,需要把小量程的表頭G加以改裝。
(投影)例1 電流表改裝成電壓表
例1〔見前面教學設計(一)例1〕
例2〔見前面教學設計(一)例2〕
(三)課堂總結、點評
教師活動:讓學生概括總結本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結,其他同學在筆記本上總結,然后請同學評價黑板上的小結內(nèi)容。
學生活動:認真總結概括本節(jié)內(nèi)容,并把自己這節(jié)課的體會寫下來,
8、比較黑板上的小結和自己的小結,看誰的更好,好在什么地方。
點評:總結課堂內(nèi)容,培養(yǎng)學生概括總結能力。
教師要放開,讓學生自己總結所學內(nèi)容,允許內(nèi)容的順序不同,從而構建他們自己的知識框架。
(四)實例探究
☆表頭(G)改裝成雙量程電流表
例3如圖所示,有一個表頭G,滿偏電流Ig=500 mA,內(nèi)阻Rg=200 Ω,用它改裝為有1 A和10 A兩種量程的電流表,求R1、R2的阻值各為多大?
解析:當公共端與1 A端接入電路時,量程為I1=1 A,當公共端與10 A端接入電路時,量程為I2=10 A。
當公共端與1 A端接入被測電路時,電阻R1和R2串聯(lián),再與表頭內(nèi)阻Rg并聯(lián)。由并
9、聯(lián)電路中的電流分配關系可得:R1+R2=Rg
代入Ig、I、Rg的數(shù)值得R1+R2=200 Ω①
當公共端與10 A端接入被測電路時,電阻R1與表頭支路的電阻Rg+R2并聯(lián)。由并聯(lián)電路的特點可知:
Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1
代入Ig、I2、Rg的數(shù)值,可得
R2+200 Ω=19R1②
由①②解得
R1=20 Ω,R2=180 Ω。
[說明]對于I1=1 A的量程,G是它的表頭,對于I2=10 A的量程,G與R2串聯(lián)后相當于它的表頭。
☆表頭(G)改裝成雙量程電壓表
例4如圖所示,有一個表頭G,滿偏電流為Ig=1 mA,內(nèi)阻Rg=100 Ω,用它改裝為有5 V
10、和50 V兩種量程的電壓表,求R1、R2的阻值各為多大?
答案:4.9 kΩ,49.9 kΩ
解析:當公共端與5 V端接入被測電路時,量程為U1=5 V,當公共端與50 V端接入被測電路時,量程為U2=50 V。
由串聯(lián)電路的電壓分配關系可知:
R1=-Rg=(-100) Ω=4 900 Ω=4.9 kΩ
R2=-Rg=(-100) Ω=49 900 Ω=49.9 kΩ。
教學體會
1.本節(jié)課要重點講清楚電流表的兩個特性參數(shù)滿偏電流Ig和表頭電阻Rg的含義,以及相對應的電流表兩端承受的最大電壓值Ug=IgRg的意義。
2.講述電表改裝時,要抓住問題的癥結所在,即表頭內(nèi)線圈允
11、許通過的最大電流是有限制的(滿偏電流Ig),那么要測量較大的電壓(或電流)怎么辦?通過啟發(fā)引導,學生能夠提出電阻分壓(或分流),然后讓學生討論,推導出有關公式。教材結合具體例題,分別推出了分壓電阻公式R=URRg/Ug和分流電阻公式R=IgRg/IR。
電路化簡
在高中物理穩(wěn)恒電流教學中,化簡電路是學生應當掌握的基本技能之一。由于電路千變?nèi)f化,學生如果沒有一個簡明的思路,在化簡復雜電路時,總感到困難,現(xiàn)在介紹幾種簡單的電路化簡的方法。
一、化簡原則
1.理想導線可任意長短
2.無電流支路可去掉
3.等電勢點可合并
4.摘表:理想電壓表可看成斷路,理想電流表可看成短路,電流穩(wěn)定
12、后,電容器可看成斷開
5.判斷電阻串、并聯(lián)關系,兩個電阻并聯(lián)后可看成一個整體
6.支路法:假想高低電勢點,電流從高電勢點流入,從低電勢點流出,看經(jīng)過哪些支路
二、化簡方法
1.電流分支法
(1)將各節(jié)點用字母標上
(2)判定各支路元件的電流方向
(3)按電流流向,自左向右將各元件、節(jié)點、分支逐一畫出
(4)將畫出的等效圖加工整理
A、D接電源時
A、B接電源時
2.等勢點排列法
(1)將各節(jié)點用字母標上
(2)判定各節(jié)點電勢的高低
(3)將各節(jié)點按電勢高低自左向右依次排列,再將各節(jié)點之間的支路畫出
(4)將畫出的等效圖加工整理
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