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必修3串联电路和并联电路教学设计
课题 串联电路和并联电路 单元 11 学科 物理 年级 高二
教材 分析 本节课所采用的教材是人教版高中物理必修3第11章第4节的内容，本节教材内容主要的知识线索：根据“恒定电流电路内电荷的稳定分布”分析得出串、并联电路的电流关系；根据电势和电势差的概念，通过理论分析得到串、并联电路的电压关系；在此基础上，得到串、并联电路的电阻关系。然后，从应用角度出发，通过对电表量程的改装、电流表和电压表电路模型的建立等内容使知识得以拓展。 教学中要通过分析，让学生体会到高中与初中的区别，提高理论分析能力，与初中相比，本节教材内容注重串、并联电路有关规律的理论推导和实际应用。注重学生逻辑思维能力的提高。
教学目标与核心素养 一、教学目标 1.经历串、并联电路的电流关系和电压关系的理论分析过程．2.经历根据电流，电压关系和欧姆定律推导串、并联电路的电阻关系的过程,理解串，并联电路的电阻关系.提高逻辑思维能力。3.通过对电表改装的分析讨论，提高综合运用欧姆定律、电路串并联规律以及分析解决问题的能力。二、核心素养物理观念：通过对电表量程的改装构建电流表和电压表电路模型。科学思维：通过推导电流，电压关系和串、并联电路的电阻关系，培养提高学生的逻辑思维能力。科学探究：通过对电表改装的分析，提高学生综合运用物理规律来分析解决问题的能力。科学态度与责任：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。
重点 熟练掌握串并联电路的特点以及电阻的串并联的计算
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
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 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？今天我们就用高中物理知识作进一步分析。在此基础上，讨论串、并联电路中各部分电阻的关系。 学生回忆初中串、并联电路知识，思考如果把两个电阻 R1 、R2 串联或并联后看成一个电阻，它们应该是怎样的关系？ 温故而知新通过思考电阻 R1 、R2 串联或并联引起学生学习的兴趣
讲授新课 一、串、并联电路中的电流 1.串联电路中的电流 （1）电路的串联：把几个导体元件依次首尾相连的方式叫电路的串联。（2）恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，即电路中各处的电荷分布保持不变，所以相同时间内通过 0、1、2、3 各点的电荷量必然相等。串联电路中的电流处处相等。I0 = I1 = I2 = I32.串联电路中的电流（1）把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起，然后把两端接入电路的方式叫做电路的并联。（2）在并联电路中，只有在相同时间内流过干路 0 点的电荷量等于进入各支路 1、2、3 各点的电荷量之和，才能保证电路各处的电荷量的分布保持不变。并联电路的总电流等于各支路电流之和，I0 = I1 + I2 + I3+…二、串、并联电路中的电压1.串联电路中的电压如图各点的电势与各点之间的电势差之间的关系：U01 ＝ φ0 － φ1 ，U12 ＝ φ1 － φ2 ，U23 ＝ φ2 － φ3因此：U01 ＋ U12 ＋ U23 ＝ φ0 －φ3 ＝ U03串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，U=U1+U2+U32.并联电路中的电压思考：如图不考虑导线的电阻，0、1、2、3 各点之间的电势关系？4、5、6点的电势关系呢?φ0=φ1=φ2=φ3 φ4=φ5=φ6因此，并联电路的总电压与各支路电压相等U=U1=U2=U3。三、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？由于 R1 与 R2 是串联的，它们两端的总电压 U 等于两个电阻两端电压 U1 、U2 之和，即U ＝ U1 ＋ U2 由，通过这两个电阻的电流 I 是一样的，上式两边都除以电流 I，即可得R ＝ R1 ＋ R2 如果n个电阻串联，那么R ＝ R1 ＋ R2+…+ Rn 即，串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。2.并联电路中的电阻电阻的并联如图所示，在并联电路中，I ＝ I1 ＋ I2由 ，两个电阻上的电压U是相同的，把上式两边都除以U，得可得：如果 n 个电阻并联，那么即，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。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——————。答案:几分之一；小于；也随之增大；减小；小电阻。 四、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+Rg4.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 30 Ω，满偏电流 Ig 为 1mA。要把它改装为量程 0 ? 0.6 A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 ? 0.6 A，是指通过电流表的电流为 0.6 A 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 ＝ 0.599 A由欧姆定律可以求出分流电阻电流表内阻 R A 等于 R g 与 R 的并联值，有课堂练习1.如图所示，当AB间加上电压时，R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R1：R2：R3为（ ）A．1：1：4 B．1：1：1 C．1：1：2 D．2：2：1 答案：A 2.某同学要把一个量程为200μA，内阻为300Ω的直流电流计G，改装成量度范围是0～4V的直流电压表，那么（ ） A．串联一个阻值为20kΩ的电阻 B．并联一个阻值为19.7kΩ的电阻 C．改装后的电压表内阻为20kΩ D．改装后的电压表内阻为19.7kΩ答案： C3．如图所示，两个电阻串联后接在电路中a，b两点，已知a，b两点间电压不变。某同学把一个实验室里的电压表并联在R1两端时，读数为5V；将该电压表并联在R2两端时，读数为4V，则a，b两点间电压（ ） A．大于9V B．等于9V C．小于9V D．无法确定答案： A4.一电流表由电流计G和电阻R并联而成，如图所示，在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍小些，采用下列措施可使读数变准确的是（ ）A．在R上串联一比R小得多的电阻 B．在R上串联一比R大得多的电阻 C．在R上并联一比R小得多的电阻 D．在R上并联一比R大得多的电阻答案：A拓展提高1.一电流表G（表头）的内阻为Rg，满偏电流为Ig，现欲把它改装成量程为1200Ig的电流表，下列方法和判断正确的是（ ）A．应串联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多 B．应串联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多 C．应并联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多 D．应并联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多 答案： C2.在电灯旁再并联一只电炉，电灯变暗的原因是（ ） A．接上电炉使电路中总电流减小 B．电路中总电流不变，被电炉分去一些电流 C．电路中总电流增加导致线路上损失的电压增加，电灯两端电压变小 D．电路中总电流增加，通过电灯的电流增加答案： C 引导学生推导出串联电路和并联电路的电压规律。 根据电势和电势差的概念，通过理论分析得到串、并联电路的电压关系 学生思考讨论问题并填空 阅读课文了解电压表和电流表的电路结构 阅读课文掌握.表头G改装成大量程的电压表U和大量程的电流表 在教师的引导下分析解决例题 学生练习 锻炼学生逻辑思维能力。 让学生体会到高中与初中的区别，提高理论分析能力。 帮助学生进一步理解并联电路的电阻关系 锻炼学生的自主学习能力 它们完全遵从电阻的串、并联规律．认识电表的这一电阻模型可为灵活解决电路问题奠定很好的基础 锻炼学生的理解计算能力 巩固本节知识
课堂小结 1.串联电路I=I1=I2=…=In U=U1+U2+…+Un R=R1+R2+…+Rn2.并联电路I=I1+I2+…+In U=U1=U2=…=Un3.表头在电路中就是一个电阻，是一个小量程的电流表 4.表头改装成大量程的电压表串联一个大的分压电阻 5.表头改装成大量程的电流表并联一个小的分流电阻 梳理自己本节所学知识进行交流 根据学生表述，查漏补缺，并有针对性地进行讲解补充。
板书 一、串、并联电路中的电流 1.串联电路中的电流处处相等 I=I1=I2=…=In2.并联电路的总电流等于各支路电流之和 I = I1 + I2 + I3+…二、串、并联电路中的电压1.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和：U=U1+U2+U3 2.并联电路的总电压与各支路电压相等: U=U1=U2=U3。三、串、并联电路中的电阻并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。四、电压表和电流表的电路结构 1.表头在电路中就是一个电阻，是一个小量程的电流表2.表头改装成大量程的电压表串联一个大的分压电阻3.表头改装成大量程的电流表并联一个小的分流电阻
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串联电路和并联电路
人教版高中物理 必修3
新知导入
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？
今天我们就用高中物理知识作进一步分析。在此基础上，讨论串、并联电路中各部分电阻的关系。
新知讲解
一、串、并联电路中的电流
1.串联电路中的电流
（1）电路的串联：把几个导体元件依次首尾相连的方式叫电路的串联。
（2）恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，即电路中各处的电荷分布保持不变，所以相同时间内通过 0、1、2、3 各点的电荷量必然相等。
I0 = I1 = I2 = I3
串联电路中的电流处处相等。
新知讲解
（1）把几个元件的一端连在一起另一端也连在一起，然后把两端接入电路的方式叫做电路的并联。
（2）在并联电路中，只有在相同时间内流过干路 0 点的电荷量等于进入各支路 1、2、3 各点的电荷量之和，才能保证电路各处的电荷量的分布保持不变。
并联电路的总电流等于各支路电流之和，
2.串联电路中的电流
I0 = I1 + I2 + I3+…
新知讲解
二、串、并联电路中的电压
如图各点的电势与各点之间的电势差之间的关系：U01 ＝ φ0 － φ1 ，U12 ＝ φ1 － φ2 ，U23 ＝ φ2 － φ3
1.串联电路中的电压
因此：U01 ＋ U12 ＋ U23 ＝ φ0 －φ3 ＝ U03
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，U=U1+U2+U3
新知讲解
U=U1=U2=U3。
2.并联电路中的电压
思考：如图不考虑导线的电阻，0、1、2、3 各点之间的电势关系？
4、5、6点的电势关系呢?
φ0=φ1=φ2=φ3
因此，并联电路的总电压与各支路电压相等
φ4=φ5=φ6
新知讲解
三、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？
由于 R1 与 R2 是串联的，它们两端的总电压 U 等于两个电阻两端电压 U1 、U2 之和，即
U ＝ U1 ＋ U2
新知讲解
可得
R ＝ R1 ＋ R2
如果n个电阻串联，那么R ＝ R1 ＋ R2+…+ Rn
即，串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
由 ，通过这两个电阻的电流 I 是一样的，上式两边都除以电流 I，即
新知讲解
2.并联电路中的电阻
如图所示，在并联电路中，I ＝ I1 ＋ I2
电阻的并联
由 ，两个电阻上的电压U是相同的，把上式两边都除以U，得
可得：
如果 n 个电阻并联，那么
即，并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
新知讲解
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——————。
几分之一
小于
也随之增大
减小
小电阻
新知讲解
四、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。
新知讲解
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。
新知讲解
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”。
U
Ug
UR
Ig
Rg
R
V
U
（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
新知讲解
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”。
U
U
I
A
I
Ig
Rg
R
（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
新知讲解
例题：一个表头的内阻Rg 为 30 Ω，满偏电流 Ig 为 1mA。要把它改装为量程 0 ? 0.6 A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 ? 0.6 A，是指通过电流表的电流为 0.6 A 时，表头的指针指在最大刻度，即通过表头的电流等于 Ig 。
新知讲解
解：通过电阻 R 的电流
IR ＝ I － Ig ＝（0.6 － 0.001）A ＝ 0.599 A
由欧姆定律可以求出分流电阻
电流表内阻 R A 等于 Rg 与 R 的并联值，有
课堂练习
1.如图所示，当AB间加上电压时，R1、R2、R3三个电阻上消耗的功率相等，则三电阻的阻值之比R1：R2：R3为（ ）
A．1：1：4
B．1：1：1
C．1：1：2
D．2：2：1
A
B
课堂练习
2.某同学要把一个量程为200μA，内阻为300Ω的直流电流计G，改装成量度范围是0～4V的直流电压表，那么（ ）
A．串联一个阻值为20kΩ的电阻
B．并联一个阻值为19.7kΩ的电阻
C．改装后的电压表内阻为20kΩ
D．改装后的电压表内阻为19.7kΩ
C
课堂练习
3．如图所示，两个电阻串联后接在电路中a，b两点，已知a，b两点间电压不变。某同学把一个实验室里的电压表并联在R1两端时，读数为5V；将该电压表并联在R2两端时，读数为4V，则a，b两点间电压（ ）
A．大于9V B．等于9V
C．小于9V D．无法确定
A
4.一电流表由电流计G和电阻R并联而成，如图所示，在校准时发现此电流表的读数总比准确值稍小些，采用下列措施可使读数变准确的是（ ）
A．在R上串联一比R小得多的电阻
B．在R上串联一比R大得多的电阻
C．在R上并联一比R小得多的电阻
D．在R上并联一比R大得多的电阻
课堂练习
A
G
拓展提高
1.一电流表G（表头）的内阻为Rg，满偏电流为Ig，现欲把它改装成量程为1200Ig的电流表，下列方法和判断正确的是（ ）
A．应串联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多
B．应串联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多
C．应并联一个比Rg小得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg小得多
D．应并联一个比Rg大得多的电阻，改装后电流表的内阻比Rg大得多
C
拓展提高
2.在电灯旁再并联一只电炉，电灯变暗的原因是（ ）
A．接上电炉使电路中总电流减小
B．电路中总电流不变，被电炉分去一些电流
C．电路中总电流增加导致线路上损失的电压增加，电灯两端电压变小
D．电路中总电流增加，通过电灯的电流增加
C
课堂总结
1.串联电路
I=I1=I2=…=In U=U1+U2+…+Un R=R1+R2+…+Rn
2.并联电路
I=I1+I2+…+In U=U1=U2=…=Un
3.表头在电路中就是一个电阻，是一个小量程的电流表。
4.表头改装成大量程的电压表串联一个大的分压电阻。
5.表头改装成大量程的电流表并联一个小的分流电阻。
板书设计
一、串、并联电路中的电流
1.串联电路中的电流处处相等：I=I1=I2=…=In
2.并联电路的总电流等于各支路电流之和： I=I1+I2+…+In
二、串、并联电路中的电压
1.串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和：U=U1+U2+…+Un
2. 并联电路的总电压与各支路电压相等: U=U1=U2=…=Un
板书设计
三、串、并联电路中的电阻
四、电压表和电流表的电路结构
1.表头在电路中就是一个电阻，是一个小量程的电流表。
2.表头改装成大量程的电压表串联一个大的分压电阻。
3.表头改装成大量程的电流表并联一个小的分流电阻。
作业布置
课后练习和同步练习
谢谢
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