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2019-2020年高中物理 2.4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應(yīng)用教案 教科版選修3-1 【教學(xué)目的】 1、理解串聯(lián)電路的分壓作用，會(huì)把電流計(jì)改裝成電壓表 2、理解并聯(lián)電路的分流作用，會(huì)把電流計(jì)改裝成電流表 3、掌握串聯(lián)電路的電壓和功率的分配關(guān)系，掌握并聯(lián)電路的電流和功率分配關(guān)系。 【教學(xué)重點(diǎn)】 理解分壓和分流的原理，并能熟練運(yùn)用 【教學(xué)難點(diǎn)】 學(xué)生對(duì)功率的分配關(guān)系難以理解 【教學(xué)媒體】 電流計(jì)（表頭），定值電阻若干，安培表，伏特表，學(xué)生電源，電鍵，導(dǎo)線 【教學(xué)安排】 1. 回顧串聯(lián)與并聯(lián)的簡(jiǎn)單知識(shí) （1） 提問(wèn)：什么是串聯(lián)電路？——把導(dǎo)體（電阻）一個(gè)一個(gè)的依次連接起來(lái)，就組成串聯(lián)電路。 板畫三個(gè)不同阻值的電阻、電源、開(kāi)關(guān)，要求學(xué)生在黑板上連線成串聯(lián)電路，并照此連接實(shí)物。 實(shí)驗(yàn)1：把安培表先后串聯(lián)在電路中的不同位置，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：串聯(lián)電路電流處處相同。（分析原因——由電路中電荷總量守恒得出。）I=I1=I2=I3=—— 實(shí)驗(yàn)2：把伏特表先后并聯(lián)在不同的電阻和總電阻上，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：串聯(lián)電路各電阻電壓之和等于總電壓。（分析原因——可由電勢(shì)降低得出。）U=U1+U2+U3+—— 重要推論1：R=R1+R2+R3+——；這里的R是總電阻，即用一個(gè)電阻代替剛才的三個(gè)串聯(lián)電阻，效果要相同。 重要推論2：由于電流強(qiáng)度處處相同，則I=U/R= U1/R1= U2/R2=——；可推出電壓與電阻呈正比。即串聯(lián)電路中大電阻得大電壓，小電阻得小電壓。 重要推論3：P=IU= I（U1+U2+U3+——）=IU1+IU2+IU3+——=P1+P2+P3+——；串聯(lián)電路總功率等于各部分功率之和；同時(shí)P=I2R可推出P/R= P1/R1= P2/R2= P3/R3=——=I2，說(shuō)明電功率與電阻成正比。 強(qiáng)調(diào)說(shuō)明這里的結(jié)論都建立在電路是純電阻電路這一基礎(chǔ)上。 例：書P59/3（2） （2） 提問(wèn)：什么是并聯(lián)電路？——把各導(dǎo)體（電阻）的兩端分別接到一起，再接入電路構(gòu)成并聯(lián)電路。 板畫三個(gè)不同阻值的電阻、電源、開(kāi)關(guān)，要求學(xué)生在黑板上連線成并聯(lián)電路，并照此連接實(shí)物。 實(shí)驗(yàn)1：把伏特表先后并聯(lián)在電路中的不同位置，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：并聯(lián)電路各支路電壓相同。（分析原因——由導(dǎo)線是等勢(shì)體得出。）U=U1=U2=U3=—— 實(shí)驗(yàn)2：把安培表先后串聯(lián)在不同的支路和干路中，記下讀數(shù)，并給出結(jié)論：并聯(lián)電路各支流電流之和等于干路總電流。（分析原因——可由電荷不堆積得出。）I=I1+I2+I3+—— 重要推論1：1/R=1/R1+1/R2+1/R3+——；這里的R是總電阻，即用一個(gè)電阻代替剛才的三個(gè)串聯(lián)電阻，效果要相同。 重要推論2：由于各支路電壓相同，則U=IR=I1R1= I2R2=——；可推出電流與電阻成反比。即并聯(lián)電路中大電阻得小電流，小電阻得大電流。 重要推論3：P=IU= U（I1+I2+I3+——）=I1U+I2U+I3U+——=P1+P2+P3+——；并聯(lián)電路總功率仍等于各部分功率之和；同時(shí)P=U2R可推出PR= P1R1= P2R2= P3R3=——=U2，說(shuō)明電功率與電阻成反比。 強(qiáng)調(diào)說(shuō)明這里的結(jié)論也都建立在電路是純電阻電路這一基礎(chǔ)上。 例：書P59/3（1） 2. 混聯(lián)電路：例：書P65/例題——體會(huì)逐層簡(jiǎn)化的思路。 鞏固練習(xí)：手冊(cè)P60/9 3. 含非純電阻的串并聯(lián)。 提問(wèn)：若是電路中有電阻和非純電阻串聯(lián)或并聯(lián)，電壓和電流的分配還如前所述嗎？ ——不可能按電阻值成正比的分壓或成反比的分流，因?yàn)閷?duì)非純電阻來(lái)說(shuō)，歐姆定律不成立。但仍有串聯(lián)電路U=U1+U2+U3+——；并聯(lián)電路I=I1+I2+I3+——；無(wú)論如何連接，總功率都等于P=P1+P2+P3。 例：手冊(cè)P60/6 4. 利用串聯(lián)分壓來(lái)改裝電流計(jì)為伏特表。 提問(wèn)：如果將一個(gè)伏特表接在固定電壓的電源上，伏特表的示數(shù)是3伏；若將兩個(gè)一模一樣的伏特表串聯(lián)起來(lái)接在該電源上，伏特表的示數(shù)是多少？ 實(shí)驗(yàn)演示——示數(shù)為1.5V；為什么呢？其實(shí)伏特表并非電阻無(wú)窮大，它只是電阻比較大而已。所以將伏特表串聯(lián)起來(lái)，兩伏特表一樣要串聯(lián)分壓，各分一半電源電壓。雖然我們還沒(méi)學(xué)習(xí)到電壓表和電流表的測(cè)量原理，但大家要牢記，電壓表測(cè)量的是它自己兩端的電壓，當(dāng)它與被測(cè)電阻并聯(lián)時(shí)，就能反映出被測(cè)電阻的電壓值；而電流表測(cè)量的是通過(guò)它自己表頭的電流，當(dāng)它與被測(cè)電流串聯(lián)時(shí)，就能以它的電流去反映待測(cè)電流。 提問(wèn)：要是我們需要用到一個(gè)量程為3伏的電壓表；而手頭又只有一個(gè)3mV，10μA的表頭和一些定值電阻，你可不可以利用所學(xué)知識(shí)制造出一個(gè)適用的電壓表，需要用上多大的定值電阻，該怎么做？ （學(xué)生討論） 歸納：表頭也是一個(gè)定值電阻，其最大電流為10μA，最大電壓為3mV，可以計(jì)算出其阻值為300Ω。若將3V電壓加在表頭上，表頭將燒壞，所以我們可利用一個(gè)定值電阻來(lái)幫它分擔(dān)走2997mV的電壓，串聯(lián)分壓，因此該電阻加2997mV電壓時(shí)的電流也是10μA，可見(jiàn)該電阻應(yīng)為299700Ω。串上后，整個(gè)串聯(lián)部分（新伏特表的）電阻為300KΩ。最大能測(cè)量3V電壓。而且即使表頭上電流未達(dá)滿偏，他們的分壓比也是定值。所以我們只要按電壓比1：1000將表頭的示數(shù)換成伏特表的示數(shù)即可。 鞏固練習(xí)：書P61/例題 5. 利用并聯(lián)分流把電流計(jì)該裝成大量程的電流表。 剛才的電流計(jì)，如果要用來(lái)測(cè)3A的電流，該怎么辦呢 ？ （學(xué)生討論并給出結(jié)果。）結(jié)果略。 【課后作業(yè)】 第一課時(shí)：教材全練P40-41 第二課時(shí)：教材全練P42-43 【課后反思】