高中物理4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路教學設(shè)計及反思-教案下載-教習網(wǎng)

eq \(\s\up7(),\s\d5(整體設(shè)計))

教學目標

(一)知識與技能

1．了解串聯(lián)和并聯(lián)電路的連接方式，掌握串、并聯(lián)電路的電流和電壓特點。

2．掌握電阻的串、并聯(lián)的計算。

3．知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。

4．了解電流表(表頭)的原理，知道什么是滿偏電流和滿偏電壓。

5．理解表頭改裝成常用電壓表和電流表的原理，會求分壓電阻和分流電阻的阻值。

(二)過程與方法

知道常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表改裝而成的。通過分壓電阻和分流電阻阻值的計算，培養(yǎng)學生應(yīng)用所學物理知識解決實際問題的能力。

(三)情感、態(tài)度與價值觀

通過本節(jié)課的教學活動，要培養(yǎng)學生的應(yīng)用意識，引導學生關(guān)心實際問題，立志于把所學物理知識應(yīng)用到實際中去。

教學重點

熟練掌握串、并聯(lián)電路的特點；電阻的串、并聯(lián)的計算。

教學難點

表頭G改裝成大量程電壓表V和電流表A的原理，并會計算分壓電阻和分流電阻。

教學方法

自學指導、講授法

教學用具

投影片、多媒體輔助教學設(shè)備

eq \(\s\up7(),\s\d5(教學過程))

(一)引入新課

教師：在初中我們已經(jīng)學過有關(guān)串聯(lián)和并聯(lián)的知識，這節(jié)課我們要深入研究串、并聯(lián)電路中各部分的電流、電壓及電阻的關(guān)系。

(二)進行新課

1．串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流

教師：(投影)教材圖2.4－1和圖2.4－2(如圖所示)

圖2.4－1 串聯(lián)電路

圖2.4－2 并聯(lián)電路

引導學生推導出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流規(guī)律。

學生閱讀教材，進行推導：

(1)在恒定電流的電路中各處電荷的分布是穩(wěn)定的，因此，在相等時間內(nèi)，通過串聯(lián)電路各部分的電荷量必須相等，故有串聯(lián)電路各處的電流相等。即I0＝I1＝I2＝I3。

(2)在并聯(lián)電路中，要保持電路各處電荷量分布穩(wěn)定不變，相同時間內(nèi)流過干路0點的電荷量必須等于各支路1、2、3各點的電荷量之和。因此，串聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和。即I0＝I1＋I2＋I3。

2．串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓

教師：在圖2.41中，用φ0、φ1、φ2、φ3分別表示電路中0、1、2、3各點的電勢，用U01、U12、U23、U03分別表示0與1、1與2、2與3、0與3的電勢差。引導學生推導出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律。

學生閱讀教材，進行推導：

(1)串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路電壓之和。即

U01＋U12＋U23＝U03

(2)并聯(lián)電路的總電壓與各支路電壓相等。用U1、U2、U3代表圖2.4－2中三個電阻兩端的電壓，即

U1＝U2＝U3＝U

3．電阻的串聯(lián)和并聯(lián)

教師活動：(投影)教材圖2.4－3和圖2.4－4(如圖所示)

圖2.4－3 電阻串聯(lián)后作為一個整體，它相當于一個電阻

圖2.4－4 電阻并聯(lián)后作為一個整體，它相當于一個電阻

引導學生推導出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電阻規(guī)律。

學生閱讀教材，進行推導：

(1)串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。即

R＝R1＋R2

對于多個電阻的串聯(lián)

R＝R1＋R2＋……

(2)并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。即

eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)

對于多個電阻的串聯(lián)

eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋……

思考與討論：(1)n個相同的電阻R0并聯(lián)，總電阻等于多少？

(2)若干不同的電阻并聯(lián)，總電阻與其中最小的電阻的大小關(guān)系如何？

4．電壓表和電流表

教師：請問：利用表頭能夠測量的最大電流和最大電壓分別是多大？

常用的電壓表和電流表都是由小量程的電流表G(表頭)改裝而成的。

(投影)利用多媒體介紹表頭的滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg和滿偏電壓Ug。

(1)滿偏電流Ig

表頭的線圈允許通過的最大電流很小，一般不超過幾十微安到幾毫安，這個電流值叫表頭的滿偏電流，用Ig表示。

滿偏電流Ig：表頭指針偏轉(zhuǎn)到最大刻度時的電流。

[說明]如果通過表頭的電流超過滿偏電流Ig，不但指針指不出示數(shù)，表頭還可能被燒壞。

(2)表頭的內(nèi)阻Rg

表頭的線圈電阻一般為幾歐到幾百歐，這個電阻值叫做表頭的內(nèi)阻，用Rg表示。

內(nèi)阻Rg：表頭線圈的電阻叫做表頭的內(nèi)阻。

[說明]每個表頭都有它的滿偏電流Ig和內(nèi)阻Rg，Rg和Ig是表頭的兩個重要參數(shù)。

教師：同學們能不能根據(jù)Ig、Rg概括出什么叫做滿偏電壓？

學生：表頭通過滿偏電流時，加在它兩端的電壓，這個電壓值叫滿偏電壓，用Ug表示。

教師：滿偏電流Ig、內(nèi)阻Rg、滿偏電壓Ug三者之間有什么關(guān)系？

學生：據(jù)部分電路歐姆定律可知：Ug＝IgRg

小結(jié)：表頭G的滿偏電壓Ug和滿偏電流Ig一般都比較小，測量較大的電壓和較大的電流時，需要把小量程的表頭G加以改裝。

(投影)例1 電流表改裝成電壓表

例1〔見前面教學設(shè)計(一)例1〕

例2〔見前面教學設(shè)計(一)例2〕

(三)課堂總結(jié)、點評

教師活動：讓學生概括總結(jié)本節(jié)的內(nèi)容。請一個同學到黑板上總結(jié)，其他同學在筆記本上總結(jié)，然后請同學評價黑板上的小結(jié)內(nèi)容。

學生活動：認真總結(jié)概括本節(jié)內(nèi)容，并把自己這節(jié)課的體會寫下來，比較黑板上的小結(jié)和自己的小結(jié)，看誰的更好，好在什么地方。

點評：總結(jié)課堂內(nèi)容，培養(yǎng)學生概括總結(jié)能力。

教師要放開，讓學生自己總結(jié)所學內(nèi)容，允許內(nèi)容的順序不同，從而構(gòu)建他們自己的知識框架。

(四)實例探究

☆表頭(G)改裝成雙量程電流表

例3如圖所示，有一個表頭G，滿偏電流Ig＝500 mA，內(nèi)阻Rg＝200 Ω，用它改裝為有1 A和10 A兩種量程的電流表，求R1、R2的阻值各為多大？

解析：當公共端與1 A端接入電路時，量程為I1＝1 A，當公共端與10 A端接入電路時，量程為I2＝10 A。

當公共端與1 A端接入被測電路時，電阻R1和R2串聯(lián)，再與表頭內(nèi)阻Rg并聯(lián)。由并聯(lián)電路中的電流分配關(guān)系可得：R1＋R2＝eq \f(Ig,I1－Ig)Rg

代入Ig、I、Rg的數(shù)值得R1＋R2＝200 Ω①

當公共端與10 A端接入被測電路時，電阻R1與表頭支路的電阻Rg＋R2并聯(lián)。由并聯(lián)電路的特點可知：

Ig(Rg＋R2)＝(I2－Ig)R1

代入Ig、I2、Rg的數(shù)值，可得

R2＋200 Ω＝19R1②

由①②解得

R1＝20 Ω，R2＝180 Ω。

[說明]對于I1＝1 A的量程，G是它的表頭，對于I2＝10 A的量程，G與R2串聯(lián)后相當于它的表頭。

☆表頭(G)改裝成雙量程電壓表

例4如圖所示，有一個表頭G，滿偏電流為Ig＝1 mA，內(nèi)阻Rg＝100 Ω，用它改裝為有5 V和50 V兩種量程的電壓表，求R1、R2的阻值各為多大？

答案：4.9 kΩ，49.9 kΩ

解析：當公共端與5 V端接入被測電路時，量程為U1＝5 V，當公共端與50 V端接入被測電路時，量程為U2＝50 V。

由串聯(lián)電路的電壓分配關(guān)系可知：

R1＝eq \f(U1,Ig)－Rg＝(eq \f(5,1×10－3)－100) Ω＝4 900 Ω＝4.9 kΩ

R2＝eq \f(U2,Ig)－Rg＝(eq \f(50,1×10－3)－100) Ω＝49 900 Ω＝49.9 kΩ。

eq \(\s\up7(),\s\d5(教學體會))

1．本節(jié)課要重點講清楚電流表的兩個特性參數(shù)滿偏電流Ig和表頭電阻Rg的含義，以及相對應(yīng)的電流表兩端承受的最大電壓值Ug＝IgRg的意義。

2．講述電表改裝時，要抓住問題的癥結(jié)所在，即表頭內(nèi)線圈允許通過的最大電流是有限制的(滿偏電流Ig)，那么要測量較大的電壓(或電流)怎么辦？通過啟發(fā)引導，學生能夠提出電阻分壓(或分流)，然后讓學生討論，推導出有關(guān)公式。教材結(jié)合具體例題，分別推出了分壓電阻公式R＝URRg/Ug和分流電阻公式R＝IgRg/IR。

eq \(\s\up7(),\s\d5(備課資料))

電路化簡

在高中物理穩(wěn)恒電流教學中，化簡電路是學生應(yīng)當掌握的基本技能之一。由于電路千變?nèi)f化，學生如果沒有一個簡明的思路，在化簡復(fù)雜電路時，總感到困難，現(xiàn)在介紹幾種簡單的電路化簡的方法。

一、化簡原則

1．理想導線可任意長短

2．無電流支路可去掉

3．等電勢點可合并

4．摘表：理想電壓表可看成斷路，理想電流表可看成短路，電流穩(wěn)定后，電容器可看成斷開

5．判斷電阻串、并聯(lián)關(guān)系，兩個電阻并聯(lián)后可看成一個整體

6．支路法：假想高低電勢點，電流從高電勢點流入，從低電勢點流出，看經(jīng)過哪些支路

二、化簡方法

1．電流分支法

(1)將各節(jié)點用字母標上

(2)判定各支路元件的電流方向

(3)按電流流向，自左向右將各元件、節(jié)點、分支逐一畫出

(4)將畫出的等效圖加工整理

A、D接電源時

A、B接電源時

2．等勢點排列法

(1)將各節(jié)點用字母標上

(2)判定各節(jié)點電勢的高低

(3)將各節(jié)點按電勢高低自左向右依次排列，再將各節(jié)點之間的支路畫出

(4)將畫出的等效圖加工整理

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