逍遥学能 2013-05-21 10:15
第四节 串联电路和并联电路 导学案
学习目标
知识与技能
1、了解串联和并联电路的连接方式，掌握串并联电路的电流和电压特点。
2、掌握电组的串并联的计算。
3、知道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。
4、了解电流表（表头）的原理，知道什么是满偏电流和满偏电压。
5、理解表头改装成常用电压表和电流表的原理，会求分压电阻和分流电阻的阻值。
过程与方法
知道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。通过分压电阻和分流电阻阻值的计算，培养应用所学物理知识解决实际问题的能力。
情感、态度与价值观
通过本节的教学活动，要培养应用意识关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。
学习重点
熟练掌握串并联电路 的特点；电组的串并联的计算。
学习难点
表头G改装成大量程电压表V和电流表A的原理，并会计算分压电阻和分流电阻。
自主学 习
1.把几个导体依次 相连，接入电路，这样的连接方式叫做 。
2.把几个导体的一端连在一起，另一端也连在一起，然后把这两端接入电路，这样的连接方式叫做 。
3.电流特点：串联电路各处的电流 ；并联电路总电流等于各支路电流 。
4.电压特点：串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之 ；并联电路各部分电压与各支路电压 。
5.电流表：已知电流表的内阻为Rg，满偏电流为Ig，则满偏电压Ug＝ 。
同步导学
1.串联电路：把导体依次首尾相连，就组成串联电路。如图
(1)串联电路中各处的电流处处相等
(2)串联电路的总电压 等于各部分电路两端电压之和
(3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和
(4)串联电路中各个电阻两端电压跟它 们的阻值成正比
2. 并联电路：把几个导体并列地连接起，就组成并联电路。如图
(1)并联电路各支路两端的电压相等
(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和
(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和
(4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比
例1 有三个电阻，其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少??
解 析： 设电电压为U.?
根据I= ∝ ，当三个电阻串联时，电阻最大，且最大值为Rmax=R1＋R2＋R3=６0 Ω，当三个电阻并联时，电阻最小，且最小值为Rmin= Ω= Ω.所以，最大电流与最小电流之比为
3.电压表和电流表
(1)表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出的。它有三个特征量：电表的内阻Rg、满偏电流Ig、满偏电压Ug，它们之间的关系是Ug=IgRg
(2)电流表G改装成电压表?
电流表G(表头)满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug.如图所示即为电压表的原理图，其中Rx为分压电阻，由串联电路特点得：?
，?
Rx= =（n-1)Rg? (n为量程扩大倍数， )?
改装后的总内阻RV=Rg+Rx=nRg?
(3)电流表G改装成大量程电流表?
如图所示即为电流表的原理图，其中Rx为分 流电阻.由并联电路特点得：?
Rx(I-Ig)=IgRg,Rx= (n为量程扩大倍数， )?
改装后的总内阻RA=
例2 一电压表由电流表G与电阻R串联而成，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是( )
A.在R上串联一个比R小得多的电阻?
B.在R上串联一个比R大得多的电阻?
C.在R上并联一个比R小得多的电阻?
D.在R上并联一个比R大得多的电阻?
解析：电流表G上允许加的最大电压Ug=IgRg,若要制成最大量程为Ug的n倍即nUg的电压表，则应串联一个分压电阻R，且 ，即R=(n-1)Rg.若电压表读数比准确值稍小一些，说明通过电流表的电流值稍小一些，也就是电阻R的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应稍减小R的阻值.为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总阻值更大，也不能在R两端并联阻值比R小得多的电阻，那样会使并联后的 总电阻比R小得多.如果在R上并联一个比R大得多的电阻，则并联后的总电阻稍小于R，所以应选D.
4. 伏安法测电阻?
伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律(R= ).测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为?
甲图中 R外= ＜Rx? 乙图中 R内= =Rx+RA＞Rx?
为减小测量误差，可先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较，若Rx《RV时，宜采用电流表外接法（甲图）；若Rx》RA时，宜采用电流表内接法（乙图）.?
5.滑动变阻器的连接
例3 用最大阻值为28 Ω的滑动变阻器控制一只“6V，3W”灯泡的发光程度，分别把它们连成限流和分压电路接在9V的恒定电压上，求两种电路中灯泡的电流、电压调节范围.
解析：灯泡的额定电流为：?I0= A=0.5 A?
灯泡的电阻R0= Ω=12 Ω?
（1）连成限流电路有：（如图所示）?
Imin= A=0.225 A?
Imax=I0=0.5 A （例3）
Umin=IminR0=0.225×12 V=2.7 V?
Umax=6 V?
故电流调节范围为0.225 A~0.5 A，电压调节范围为2.7 V~6 V.?
（2）连成分压电路：（如图所示）?
Imin=0 A，Imax=0.5 A?
Umin=0 V,Umax=U0=6 V?
故电流调节范围为0 A~0.5 A，电压调节范围为0 V~6 V.?
当堂达标
1.两个完全相同的电流表G，分别改装成0～0.6A和0～3A的电流表。则下列说法中正确的是（ ）
A．两个电流表串联接入电路后，它们的读数之比是1:1
B．两个电流表串联接入电路后，它们的指针偏转的角度是5:1
C．两个电流表并联接入电路后，它们的读数之比是1:5
D．两个电流表并联接入电路后，它们的指针偏转的角度是1:1
2.两个定值电阻R1、R2串联后接在输出电压U稳定于12V的直流电上，有人把一个内阻不是远大于R1、R2的电压表接在R1两端，如图．电压表的示 数为8V，如果他把此电压表改接在R2两端，则电压表的示数将（ ）
A．小于4V
B．等于4V
C．大于4V小于8V
D．等于或大于8V
3.在图中，A. B两图分别为测灯泡电阻 R的电路图，下述说法正确的是 ( )
A．A图的接法叫电流表外接法，B图的接法叫电流表的内接法
B．A中R测 ＜R真，B中R测＞R真
C．A中误差由电压表分流引起，为了减小误差，就使R<<Rv，故此法测较小电阻好
D．B中误差由电流表分压引起，为了减小误差，应使R>>RA，故此法测较小大电阻好
4．在图所示的电路中。U=12V，若电压表的示数也是12V，这说明可能 [ ]
A．灯泡L开路
B．电阻R1、R2中有开路发生
C．电阻R1、R2中有短路发生
D．灯泡L和电阻R1都发生了开路
5．如图所示，是将滑动变阻器作分压器用的电路，A、B为分压器的输出端，R是负载电阻，电电压为U保持恒定，滑动片P位于变阻器的中央，下列判断正确的是 [ ]
A．空载（不接R）时，输出电压为U/2
B．接上负载 R时，输出电压＜ U/2
C．负载电阻R的阻值越大，输出电压越低
D．接上负载R后，要使输出电压为U/2，滑动片P须向上移动至某一位置。
6.图中R1=4Ω，R2=9Ω，R3=18Ω。通电后经R1¬、R2和R3的电流之比I1：I2：I3= ，R1、R2和R3两端的电压之比U1：U：U3= 。
7、一电流表G，允许通过的最大电流（满刻度电流）为Ig=50μA，表头电阻Rg=1kΩ，若改装成量程为Im=1mA的电流表，应并联的电 阻阻值为 Ω。若将改装后的电流表再改装成量程为Um=10V的电压表，应再串联一个阻值为 Ω的电阻。
8、 如图所示是一个双量程电压表，表头是一个内阻Rg=500Ω，满刻度电流为Ig=1A的毫安表，现接成量程分别为10V和100V的两个量程，则所串联的电阻R1=______Ω，R2=______Ω。
9、 图中U=10V，R1=4Ω，R2=6Ω，C=30μF．
（1）闭合开关S,求稳定后通过R1的电流及此时电容器所带电荷量。
（2）然后将开关S断开,求这以后流过R1的总电荷量．
探究：
家庭电路的电器连接方式是串联还是并联，若增加电器个数总电功率怎么变化？
学后 反思：
你对导学案的意见：
后作业：
问题与练习3、4、5