2019-2020年高中物理 2.4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應用教案 教科版選修3-1.doc

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2019-2020年高中物理 2.4 電阻的串聯(lián)、并聯(lián)及其應用教案 教科版選修3-1 【教學目的】 1、理解串聯(lián)電路的分壓作用，會把電流計改裝成電壓表 2、理解并聯(lián)電路的分流作用，會把電流計改裝成電流表 3、掌握串聯(lián)電路的電壓和功率的分配關系，掌握并聯(lián)電路的電流和功率分配關系。 【教學重點】 理解分壓和分流的原理，并能熟練運用 【教學難點】 學生對功率的分配關系難以理解 【教學媒體】 電流計（表頭），定值電阻若干，安培表，伏特表，學生電源，電鍵，導線 【教學安排】 1. 回顧串聯(lián)與并聯(lián)的簡單知識 （1） 提問：什么是串聯(lián)電路？——把導體（電阻）一個一個的依次連接起來，就組成串聯(lián)電路。 板畫三個不同阻值的電阻、電源、開關，要求學生在黑板上連線成串聯(lián)電路，并照此連接實物。 實驗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=—— 實驗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，即用一個電阻代替剛才的三個串聯(lián)電阻，效果要相同。 重要推論2：由于電流強度處處相同，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P=I2R可推出P/R= P1/R1= P2/R2= P3/R3=——=I2，說明電功率與電阻成正比。 強調(diào)說明這里的結論都建立在電路是純電阻電路這一基礎上。 例：書P59/3（2） （2） 提問：什么是并聯(lián)電路？——把各導體（電阻）的兩端分別接到一起，再接入電路構成并聯(lián)電路。 板畫三個不同阻值的電阻、電源、開關，要求學生在黑板上連線成并聯(lián)電路，并照此連接實物。 實驗1：把伏特表先后并聯(lián)在電路中的不同位置，記下讀數(shù)，并給出結論：并聯(lián)電路各支路電壓相同。（分析原因——由導線是等勢體得出。）U=U1=U2=U3=—— 實驗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，即用一個電阻代替剛才的三個串聯(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P=U2R可推出PR= P1R1= P2R2= P3R3=——=U2，說明電功率與電阻成反比。 強調(diào)說明這里的結論也都建立在電路是純電阻電路這一基礎上。 例：書P59/3（1） 2. 混聯(lián)電路：例：書P65/例題——體會逐層簡化的思路。 鞏固練習：手冊P60/9 3. 含非純電阻的串并聯(lián)。 提問：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，因為對非純電阻來說，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+——；無論如何連接，總功率都等于P=P1+P2+P3。 例：手冊P60/6 4. 利用串聯(lián)分壓來改裝電流計為伏特表。 提問：如果將一個伏特表接在固定電壓的電源上，伏特表的示數(shù)是3伏；若將兩個一模一樣的伏特表串聯(lián)起來接在該電源上，伏特表的示數(shù)是多少？ 實驗演示——示數(shù)為1.5V；為什么呢？其實伏特表并非電阻無窮大，它只是電阻比較大而已。所以將伏特表串聯(lián)起來，兩伏特表一樣要串聯(lián)分壓，各分一半電源電壓。雖然我們還沒學習到電壓表和電流表的測量原理，但大家要牢記，電壓表測量的是它自己兩端的電壓，當它與被測電阻并聯(lián)時，就能反映出被測電阻的電壓值；而電流表測量的是通過它自己表頭的電流，當它與被測電流串聯(lián)時，就能以它的電流去反映待測電流。 提問：要是我們需要用到一個量程為3伏的電壓表；而手頭又只有一個3mV，10μA的表頭和一些定值電阻，你可不可以利用所學知識制造出一個適用的電壓表，需要用上多大的定值電阻，該怎么做？ （學生討論） 歸納：表頭也是一個定值電阻，其最大電流為10μA，最大電壓為3mV，可以計算出其阻值為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定值電阻來幫它分擔走2997mV的電壓，串聯(lián)分壓，因此該電阻加2997mV電壓時的電流也是10μA，可見該電阻應為299700Ω。串上后，整個串聯(lián)部分（新伏特表的）電阻為300KΩ。最大能測量3V電壓。而且即使表頭上電流未達滿偏，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：書P61/例題 5. 利用并聯(lián)分流把電流計該裝成大量程的電流表。 剛才的電流計，如果要用來測3A的電流，該怎么辦呢 ？ （學生討論并給出結果。）結果略。 【課后作業(yè)】 第一課時：教材全練P40-41 第二課時：教材全練P42-43 【課后反思】