第十一章 第4节串联电路和并联电路--人教版高中物理必修第三册教学课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
4.串联电路和并联电路
第十一章/电路及其应用
物理
学习目标
①分析得出串联和并联电路电流、电压的关系，并理解其含义，经历科学探究过程，体会科学探究的严谨。
②依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用之妙。
③通过建立简化模型，应用串、并联电路规律分析电流表及电压表的改装原理，理解理想电表是科学抽象的产物，进一步体会理想化模型的思想方法。
学习重难点
重点：
串、并联电路的电压、电流、电阻的特点及其应用。
难点：
电流表、电压表的改装原理。
情境导入
情境
节日里的小彩灯、马路上的路灯、家用电器的连结方式都是怎样的？结合初中知识说一说什么是串联电路，什么是并联电路？
讲授新课
探究一　串、并联电路中的电流
串联电路的电流
-
-
-
-
-
思考：恒定电流电路中的电荷分布有何特点？串联电路的电流有何特点？
0
1
2
3
I0 = I1 = I2 = I3
q0 = q1 = q2 = q3
结论：串联电路中的电流处处相等。
结论：并联电路的总电流(干路电流)等于各支路电流之和。
I1
I0 = I1 + I2 + I3
q0 = q1 + q2 + q3
= + +
0
1
2
3
I2
I3
I0
并联电路的电流
讲授新课
探究一　串、并联电路中的电流
讲授新课
探究二　串、并联电路中的电压
串联电路的电压
U01=φ0－φ1
U12=φ1－φ2
U23=φ2－φ3
结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
U01+U12+U23 =φ0－φ3 = U03
0
1
2
3
φ0
φ1
φ2
φ3
初中学习的串、并联的电路的电压有何特点？如何用电势和电势差的知识解释串、并联电路的电压特点。
讲授新课
探究二　串、并联电路中的电压
并联电路的电压
U=U1=U2=U3
φ0 =φ1 =φ2 = φ3
φ4 =φ5 =φ6
结论：并联电路的总电压与各支路的电压相等。
0
1
2
3
U
6
5
4
讲授新课
探究三　串、并联电路中的电阻
串、并联电路的电阻
如果把两个电阻R1、R2串联或并联后看成一个电阻，那么这个电阻跟R1、R2有怎样的关系？请同学们利用串、并联电路中电流、电压的特点和欧姆定律进行推导。
推导过程：串联电路： ， ， 所以
推导过程：并联电路： ， ， 所以
思考：如果是n个电阻串联或并联，那总电阻又为多少？
。
。
串联电路：
并联电路：
讲授新课
探究三　串、并联电路中的电阻
【思考与讨论】高压线上的电压很高，但是小鸟站在上边为什么不会被触电呢？
因为小鸟两脚之间的电线电阻很小，所以分得的电压很小，不会触电。
讲授新课
探究四　电压表和电流表的电路结构
情境
【情境设问】 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。它的工作原理是通电后,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，指针偏转到最大的刻度时的电流叫满偏电流Ig。从电路的角度看,表头就是一个电阻,遵从欧姆定律。在已知电流表内阻Rg的情况下，能不能把它当成一个电压表来使用？
【提出问题】表头的满偏电流和满偏电压一般都比较小，如果要测量较大的电压或较大的电流该怎么办？
把对应表盘上的电流值改为电压值就可以当成一个电压表来使用。
电表改装
讲授新课
探究四　电压表和电流表的电路结构
【讨论计算】已知 ，要改装成量程为U 电压表需要串联多大的电阻，要改装成量程为I的电流表需要串联多大的电阻。
甲
乙
改装成电压表需要串联的电阻 ，改装之后的总电阻 ；
改装成电流表需要并联的电阻 ，改装之后的总电阻 。
课堂练习
【例题1】
如图所示，滑动变阻器的总阻值为R0，定值电阻的阻值为R， ,要使定值电阻的两端电压是电源提供的恒定电压U的一半，滑动触头P应滑到的位置是（ ）
A．距a端 处
B．距a端 处
C．距a端 处
D．无论调到什么位置均不能满足要求
A
【变式训练1】
三个电阻R1=2Ω，R2=3Ω，R3=5Ω,将它们并联后加一恒定电压U，电路如图所示。流过每个电阻的电流分别是I1、I2、I3，每个电阻两端电压分别是U1、U2、U3，则下列说正确的是（　　）
课堂练习
A．
B．
C．若再并联一个100Ω的电阻，则并联的总阻值增大
D．若减小R1的阻值，则电路中并联的总阻值减小
D
课堂练习
【例题2】
一个表头的Ig＝1mA、Rg=30Ω，若要改装成量程为0.6A的电流表。需要并联多大的电阻？改装后的电流表内阻为多少？
通过电阻R的电流
由欧姆定理可以求出分流电阻
电流表的内阻RA等于Rg与R的并联值，有
。
。
。
【变式训练2】
有一电流表G，内阻Rg＝10 Ω，满偏电流Ig＝3 mA．要把它改装成量程为0～3 V的电压表。(1)应串联一个多大的电阻？(2)改装后电压表的内阻是多大？
课堂练习
(1)由题意知电流表G的满偏电压Ug＝IgRg＝0.03 V，改装成量程为0～3 V的电压表，当达到满偏时，分压电阻R的分压UR＝U－Ug＝2.97 V，所以分压电阻R＝990 Ω。
(2)改装后电压表的内阻RV＝Rg＋R＝1 000 Ω。
课堂小结
问题思考
我们今天都讲了哪些知识？
　 名称 　 串联电路 并联电路
电流关系 各处电流相等，_____________ 总电流等于各支路电流之和，
I＝___________________
电压关系 总电压等于各部分电压________，U＝U1＋U2＋…＋Un 各支路两端电压______，
即U＝U1＝U2＝…＝Un
电阻关系 总电阻等于各部分电阻之和，即 R总＝R1＋R2＋…＋Rn 总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和，即
I1=I2=…=In
I=I1+I2+=…+In
之和
相等
磁电式电表的结构和及电表的改装
完成课本课后习题和学案。
布置作业
谢谢大家