2.4  串联电路和并联电路

 高中物理课堂教学教案 2.4串联电路和并联电路        年   月    日 课 题 §2.4串联电路和并联电路 课 型 新授课 教   学  目   标  （一）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。 （二）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，培养学生应用所学物理知识解决实际问题的能力。 （三）情感、态度与价值观 通过本节课的教学活动，要培养学生的应用意识，引导学生关心实际问题，有志于把所学物理知识应用到实际中去。   教学重点、难点 教学重点 熟练掌握串并联电路的特点；电组的串并联的计算。 教学难点 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。   教 学 方 法 讲授、讨论、练习 教  学 手 段      投影片、多媒体辅助教学设备                        教学活动 （一）引入新课 教师：在初中我们已经学过有关串联和并联的知识，这节课我们要深入研究串并联电路中各部分的电流、电压及电阻的关系。 （二）进行新课 1、串联电路和并联电路的电流 教师：（投影）教材图2.4-1和图2.4-2（如图所示）        引导学生推导出串联电路和并联电路的电流规律。 学生阅读教材，进行推导： （1）在恒定电流的电路中各出电荷的分布是稳定的，因此，在相等时间内，通过串联电路各部分的电荷量必须相等，故有串联电路各处的电流相等。即 （2）在并联电路中，要保持电路各处电荷量分布稳定不变，相同时间内流过干路0点的电荷量必须等于各支路1、2、3各点的电荷量之和。因此，串联电路的总电流等于各支路电流之和。即 2、串联电路和并联电路的电压 教师： 在图2.4-1中，用 、 、 、 分别表示电路中1、2、3各点的电势，用 、 、 、 分别表示0与1、1与2、2与3、0与3的电势差。引导学生推导出串联电路和并联电路的电压规律。 学生阅读教材，进行推导： （1）串联电路两端的总电压等于各部分电路电压之和。即 + + = （2）并联电路的总电压与各支路电压相等。用U1、U2、U3代表图2.4-2中三个电阻两端的电压，即有 = = = 3、电阻的串联和并联 教师活动：（投影）教材图2.4-3和图2.4-4（如图所示）       引导学生推导出串联电路和并联电路的电阻规律。 学生阅读教材，进行推导： （1）串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。即 对于多个电阻的串联 （2）并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。即 对于多个电阻的串联 思考与讨论：（1）n个相同的电阻R0并联，总电阻等于多少？ （2）若干不同的电阻并联，总电阻与其中最小的电阻的大小关系如何？ 4、电压表和电流表 学生：请问：利用表头能够测量的最大电流和最大电压分别是多大？ 教师：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。 （投影）利用多媒体介绍表头的满偏电流Ig、内阻Rg和满偏电压Ug。 （1）满偏电流Ig 表头的线圈准许通过的最大电流很小，一般不超过几十微安到几毫安，这个电流值叫表头的满偏电流，用Ig表示。 满偏电流Ig：表头指针偏转到最大刻度时的电流。 ［说明］如果通过表头的电流超过满偏电流Ig，不但指针指不出示数，表头还可能被烧坏。 （2）表头的内阻Rg 表头的线圈电阻一般为几欧到几百欧，这个电阻值叫做表头的内阻，用Rg表示。 内阻Rg：表头线圈的电阻叫做表头的内阻。 ［说明］每个表头都有它的满偏电流Ig和内阻Rg，Rg和Ig是表头的两个重要参数。 教师：同学们能不能根据Ig、Rg概括出什么叫做满偏电压？ 学生：表头通过满偏电流时，加在它两端的电压，这个电压值叫满偏电压，用Ug表示。 教师：满偏电流Ig、内阻Rg、满偏电压Ug三者之间有什么关系？ 学生：据部分电路欧姆定律可知：Ug=IgRg 小结：表头G的满偏电压Ug和满偏电流Ig一般都比较小，测量较大的电压和较大的电流时，需要把小量程的表头G加以改装。 （投影）例1 电流表改装成电压表 （投影）例2 电流表改装成大量程电流表    （三）课堂总结、点评 教师活动：让学生概括总结本节的内容。请一个同学到黑板上总结，其他同学在笔记本上总结，然后请同学评价黑板上的小结内容。 学生活动：认真总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、比较黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。 点评：总结课堂内容，培养学生概括总结能力。 教师要放开，让学生自己总结所学内容，允许内容的顺序不同，从而构建他们自己的知识框架。 （四）实例探究 ☆表头（G）改装成双量程电流表 【例1】如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500 mA，内阻Rg=200 Ω，用它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？ 解析：当公共端与1 A端接入电路时，量程为I1=1 A，当公共端与10 A端接入电路时，量程为I2=10 A。 当公共端与1 A端接入被测电路时，电阻R1和R2串联，再与表头内阻Rg并联。由并联电路中的电流分配关系可得：R1+R2= Rg 代入Ig、I、Rg的数值得R1+R2=200 Ω           ① 当公共端与10 A端接入被测电路时，电阻R1与表头支路的电阻Rg+R2并联。由并联电路的特点可知： Ig（Rg+R2）=（I2-Ig）R1 代入Ig、I2、Rg的数值，可得 R2+200 Ω=19 R1                                                                                        ② 由①②解得        R1=20 Ω， R2=180 Ω ［说明］对于I1=1 A的量程，G是它的表头，对于I2=10 A的量程，G与R2串联后相当于它的表头. ☆表头（G）改装成双量程电压表 【例2】如图所示，有一个表头G，满偏电流为Ig=1 mA，内阻Rg= 100 Ω，用它改装为有5 V和50 V两种量程的电压表，求R1、R2的阻值各为多大？ 答案：R1=4.9 kΩ，R2=49.9 kΩ 解析：当公共端与5 V端接入被测电路时，量程为U1=5 V，当公共端与50 V端接入被测电路时，量程为U2=50 V. 由串联电路的电压分配关系可知： R1= Ω=4900 Ω=4.9 kΩ R2= =49900 Ω=49.9 kΩ   学 生 活 动 作   业 书面完成P22“问题与练习”第4、5题；思考并回答其他小题。 板   书   设   计 教 学 后 记