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11.4串联电路和并联电路(教案）

【教材分析】

本节课选自人教版（2019）高中物理必修3第11章第4节的内容，本节教材内容主要根据电流决定式分析得出串、并联电路的电流关系；根据电势和电势差的关系，通过理论分析得到串、并联电路的电压关系；并进一步推导得到串、并联电路的电阻关系。之后更进一步的学习了对电表量程的改装。

本节内容是学生深入掌握电路、从实际电路到开始熟练运用电路图的分水岭，是后续电路设计及应用的基石，可谓本章节重难点。

【学情分析】

本节课是在初中已有串并联电路知识的基础上,进一步归纳总结出串联电路和并联电路的电流特点、电压特点,并进一步推出串联电路和并联电路中电阻的计算方法.学生已经有了一定的基础,但高中知识的综合性、难度都加大了,要求学生认真对待,而不是还沉浸在对初中串、并联电路规律的应用上。

【教学目标】

物理观念：认识电压表、电流表内部结构，表头的结构与原理

科学探究：分析、理解串并联电路额电流和电压的关系式;依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻表达式。

科学思维：通过建立简化模型，应用串并联分析电流表和电压表的改装原理。

科学态度与责任：培养学生关心实际问题的意识，并能用所学知识解释实际问题的能力。

【教学重难点】

重点 依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻表达式。

难点 通过建立简化模型，应用串并联分析电流表和电压表的改装原理。

【新课导入】

在初中，我们曾研究过串、并联电路中电流的规律和电压的规律，如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，它们应该是怎样的关系？这节课我们就一起来学习串联电路和并联电路。

【新课讲解】

一、串、并联电路中的电阻

1.串联电路中的电阻

如图两个电阻R1、R2串联起来接到电路里，作为一个整体，它相当于一个电阻R。这个电阻的大小与原来两个电阻的大小有什么关系？

电流：I=I1+I2

电压：U＝U1＋U2

电阻：R＝R1＋R2

2.并联电路中的电阻

电流：I＝I1＋I2

电压：U=U1=U2

电阻：

思考讨论：

①几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的。

②若不同的电阻并联，总电阻其中最小的电阻

③若某一支路的电阻增大，则总电阻

④若并联的支路增多时，总电阻将

⑤当一个大电阻与一个小电阻并联时，总电阻接近

二、电压表和电流表的电路结构

1.表头

（1）常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表改装而成的。

（2）工作原理：通电后，线圈在磁场力的作用下带动指针偏转，电流越大，指针偏角越大。

（3）从电路的角度看，表头就是一个电阻，遵从欧姆定律。通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。

2.表头的三个特征量

①内阻Rg：表头的电阻Rg叫作电流表的内阻。

②满偏电流Ig：指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫作满偏电流。

③满偏电压Ug：表头通过满偏电流时，加在它两端的电压Ug叫作满偏电压。

由欧姆定律可知：Ug＝IgRg

表头的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小。

3.表头G改装成大量程的电压表U

（1）测量较大的电压时，要串联一个分压电阻R，把表头改装成电压表，即电压表可以看作一个电压可读的“大电阻”。

（2）串联电阻R的作用是分担一部分电压，起这种作用的电阻常常被叫作分压电阻。

电压表的内阻：Rv=R+Rg

4.表头G改装成大量程的电流表

测量较大的电流时，则要并联一个分流电阻R，把小量程的表头改装成大量程的电流表。电流表可以看作一个电流可读的“小电阻”。

（2）并联电阻R的作用是分去一部分电流，起这种作用的电阻常常被叫作分流电阻。

电流表的总电阻

例题：一个表头的内阻Rg为30Ω，满偏电流Ig为1mA。要把它改装为量程0?0.6A的电流表，需要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多少？

分析：电流表由表头和电阻R并联组成，如图的虚线框所示。

电流表量程为0?0.6A，是指通过电流表的电流为0.6A时，表头的指针指在最大刻度，即通过表头的电流等于Ig。

解：通过电阻R的电流

IR＝I－Ig＝（0.6－0.001）A＝0.599A

由欧姆定律可以求出分流电阻

电流表内阻RA等于Rg与R的并联值，有

【板书】

第四节串联电路和并联电路

1.串联电路中的电流处处相等。并联电路的总电流等于各支路电流之和。

2.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。并联电路的总电压与各支路电压相等。

3.串联电阻的总电阻等于各部分电路电阻之和。并联电阻总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数