這是《高中物理人教版（2019）必修課《串聯(lián)電路與并聯(lián)電路》第三卷的教案與反思，共10頁(yè)。教案主要包括教學(xué)目標(biāo)、核心能力、電壓表、電流表電路結(jié)構(gòu)等內(nèi)容，歡迎下載使用。
話題
串聯(lián)電路和并聯(lián)電路
單元
11
紀(jì)律
物理
年級(jí)
高中二年級(jí)
教科書(shū)
分析
本課使用的教材是人民教育出版社《高中物理必修課3》第11章第4節(jié)的內(nèi)容。本課主要知識(shí)線索有：基于《恒流電路中電荷的穩(wěn)定分布》分析的串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流關(guān)系；基于電勢(shì)和電勢(shì)差的概念，通過(guò)理論分析得出串并聯(lián)電路的電壓關(guān)系；在此基礎(chǔ)上，得到串并聯(lián)電路的電阻關(guān)系。然后，從應(yīng)用的角度，通過(guò)修改表量程、建立電流表和電壓表電路模型等來(lái)擴(kuò)展知識(shí)。
通過(guò)分析，讓學(xué)生了解高中和初中的區(qū)別，通過(guò)分析提高理論分析能力。與初中相比，本節(jié)教材的內(nèi)容側(cè)重于串并聯(lián)電路相關(guān)規(guī)律的理論推導(dǎo)和實(shí)際應(yīng)用。注重學(xué)生邏輯思維能力的提高。
教學(xué)目標(biāo)和核心能力
一、教學(xué)目標(biāo)
1.體驗(yàn)串并聯(lián)電路中電流關(guān)系和電壓關(guān)系的理論分析過(guò)程。
2、體驗(yàn)根據(jù)電流、電壓關(guān)系和歐姆定律推導(dǎo)串并聯(lián)電路電阻關(guān)系的過(guò)程，了解串并聯(lián)電路的電阻關(guān)系。提高邏輯思維能力。
3、通過(guò)對(duì)電表改造的分析討論，提高綜合應(yīng)用歐姆定律、電路串并聯(lián)規(guī)則，分析解決問(wèn)題的能力。
2. 核心能力
物理概念：通過(guò)修改儀表量程構(gòu)建電流表和電壓表電路模型。
科學(xué)思維：通過(guò)推導(dǎo)串并聯(lián)電路中的電流、電壓關(guān)系、電阻關(guān)系，培養(yǎng)和提高學(xué)生的邏輯思維能力。
科學(xué)探究：通過(guò)對(duì)電表修改的分析，提高學(xué)生綜合運(yùn)用物理定律分析和解決問(wèn)題的能力。
科學(xué)的態(tài)度和責(zé)任：通過(guò)本班的教學(xué)活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用意識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)心實(shí)際問(wèn)題，樂(lè)于將所學(xué)的物理知識(shí)運(yùn)用到實(shí)踐中。
重點(diǎn)
精通串并聯(lián)電路的特性以及串并聯(lián)電阻的計(jì)算
困難
將表頭G修改為大量程電壓表V和電流表A，并計(jì)算分壓電阻和分流電阻的原理
教學(xué)過(guò)程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
設(shè)計(jì)意圖
導(dǎo)入新課程
初中的時(shí)候，我們學(xué)過(guò)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流和電壓的規(guī)律。如果兩個(gè)電阻R1和R2串聯(lián)或并聯(lián)視為一個(gè)電阻，它們的關(guān)系應(yīng)該是什么？
今天我們就利用高中物理知識(shí)來(lái)進(jìn)一步分析。在此基礎(chǔ)上，討論串聯(lián)和并聯(lián)電路中各部分電阻之間的關(guān)系。
學(xué)生回憶初中串并聯(lián)電路的知識(shí)，思考兩個(gè)電阻R1、R2作為一個(gè)電阻串聯(lián)或并聯(lián)后的關(guān)系。
溫故知新，通過(guò)思考電阻R1、R2的串聯(lián)或并聯(lián)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
教新課
1.串聯(lián)和并聯(lián)電路中的電流
1.串聯(lián)電路中的電流
(1)電路的串聯(lián)：將幾個(gè)導(dǎo)體元件首尾相連的方法稱(chēng)為電路的串聯(lián)。
(2)恒流電路中各處的電荷分布是穩(wěn)定的，即電路中各處的電荷分布保持不變，因此通過(guò)0、1、2、3點(diǎn)的電荷量一定相等同一時(shí)間。串聯(lián)電路中的電流處處相等。 I0 = I1 = I2 = I3
2.串聯(lián)電路中的電流
(1)將幾個(gè)元件的一端連接在一起，另一端連接在一起，然后將兩端連接到電路上的方法稱(chēng)為電路的并聯(lián)連接。
(2)在并聯(lián)電路中，只有流經(jīng)主電路0點(diǎn)的電荷量等于進(jìn)入各主電路1、2、3點(diǎn)的電荷量之和，才能保證電荷在整個(gè)電路中的分布。同一時(shí)間內(nèi)的分支。保持不變。
并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和，I0 = I1 + I2 + I3+…
2、串并聯(lián)電路中的電壓
1.串聯(lián)電路中的電壓
如圖所示，各點(diǎn)電勢(shì)與各點(diǎn)間電勢(shì)差的關(guān)系：U01=φ0-φ1，U12=φ1-φ2，U23=φ2-φ3
因此：U01 + U12 + U23 = φ0 - φ3 = U03
串聯(lián)電路兩端的總電壓等于電路各部分電壓之和，U=U1+U2+U3
2. 并聯(lián)電路電壓
思考：如圖所示，在不考慮導(dǎo)線電阻的情況下，0、1、2、3點(diǎn)之間的電位關(guān)系是什么？
第 4、5、6 點(diǎn)的電勢(shì)之間有什么關(guān)系？
Φ0=Φ1=Φ2=Φ3Φ4=Φ5=Φ6
因此，并聯(lián)電路的總電壓等于各支路電壓
U=U1=U2=U3。
3.串聯(lián)和并聯(lián)電路中的電阻
1、串聯(lián)電路中的電阻
如圖所示，兩個(gè)電阻R1、R2串聯(lián)連接到電路中。整體來(lái)說(shuō)就相當(dāng)于一個(gè)電阻R，這個(gè)電阻的大小和原來(lái)兩個(gè)電阻的大小有什么關(guān)系呢？
由于R1和R2串聯(lián)，它們兩端的總電壓U等于兩個(gè)電阻兩端電壓U1和U2之和，即
U＝U1＋U2
由于流過(guò)這兩個(gè)電阻的電流I相同，所以將上式兩邊除以電流I初中物理串聯(lián)并聯(lián)區(qū)別，即
可以得出R=R1+R2
如果串聯(lián) n 個(gè)電阻，則 R = R1 + R2+…+ Rn
即串聯(lián)電路的總電阻等于電路各部分電阻之和。
2. 并聯(lián)電路中的電阻
并聯(lián)電阻
如圖所示，并聯(lián)電路中，I = I1 + I2
由于兩個(gè)電阻上的電壓U相同，將上式兩邊除以U，得
可用的：
如果并聯(lián)n個(gè)電阻，則
即并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。
思考和討論：
① 幾個(gè)相同的電阻并聯(lián)，其總阻值為一個(gè)電阻的阻值。
②不同電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻————最小電阻
③若某支路電阻增大，則總電阻——————————；
④如果并聯(lián)支路數(shù)量增加，總電阻將——————；
⑤大電阻和小電阻并聯(lián)時(shí)，總電阻接近——————。
答案：分?jǐn)?shù)；少于;也增加；減少；阻力小。
4、電壓表、電流表電路結(jié)構(gòu)
1. 標(biāo)題
(1)常用的電壓表、電流表是由小量程電流表改造而來(lái)。
（2）工作原理：線圈通電后，在磁場(chǎng)力的作用下帶動(dòng)指針偏轉(zhuǎn)。電流越大，指針偏轉(zhuǎn)角度越大。
(3)從電路的角度來(lái)看，電表是一個(gè)電阻，遵守歐姆定律。通過(guò)儀表的電流可以從表盤(pán)上讀取。
2.表頭的三個(gè)特征量
①內(nèi)阻Rg：表頭的電阻Rg稱(chēng)為電流表的內(nèi)阻。
②全偏置電流Ig：指針偏轉(zhuǎn)至最大刻度時(shí)的電流Ig稱(chēng)為全偏置電流。
③全偏置電壓Ug：當(dāng)儀表通過(guò)全偏置電流時(shí)，加在儀表兩端的電壓Ug稱(chēng)為全偏置電壓。
根據(jù)歐姆定律：Ug=IgRg
表計(jì)的滿偏置電壓Ug和滿偏置電流Ig一般都比較小。
3、表頭G改裝為大量程電壓表U
(1)測(cè)量較大電壓時(shí)，應(yīng)串接分壓電阻R，將表頭改裝成電壓表。也就是說(shuō)，電壓表可以看作是一個(gè)具有可讀電壓的“大電阻”。
(2)串聯(lián)電阻R的作用是分擔(dān)部分電壓。起此作用的電阻器通常稱(chēng)為分壓電阻器。
電壓表內(nèi)阻：RV=R+Rg
4、表頭G改裝為大量程電流表
當(dāng)測(cè)量較大電流時(shí)，必須并聯(lián)一個(gè)分流電阻R，將小量程表變成大量程電流表。電流表可以被認(rèn)為是一個(gè)“小電阻”，通過(guò)它可以讀取電流。
(2)并聯(lián)電阻R的作用是分流部分電流。起到此作用的電阻器通常稱(chēng)為分流電阻器。
電流表總電阻
例：儀表內(nèi)阻Rg為30Ω，滿偏置電流Ig為1mA。換算成0～0.6A量程的電流表，需要并聯(lián)多少電阻？改造后電流表的內(nèi)阻是多少？
分析：電流表由表頭和電阻R并聯(lián)組成，如圖中虛線框所示。
電流表量程為0～0.6A，是指當(dāng)通過(guò)電流表的電流為0.6A時(shí)，表頭上的指針指向最大刻度，即通過(guò)表頭的電流等于Ig。
解：電流通過(guò)電阻R
IR＝I－Ig＝（0.6－0.001）A＝0.599A
分流電阻可由歐姆定律求得
電流表的內(nèi)阻 RA 等于 R g 和 R 的并聯(lián)值，我們有
課堂練習(xí)
1、如圖所示，當(dāng)AB之間加電壓時(shí)，三個(gè)電阻R1、R2、R3消耗的功率相等，則三個(gè)電阻R1:R2:R3的阻值之比為（ ）
一個(gè)。 1:1:4
B、1:1:1
C、1:1:2
D、2:2:1
答案：A
2、某學(xué)生欲將測(cè)量范圍為200μA、內(nèi)阻為300Ω的直流電流表G改裝為測(cè)量范圍為0~4V的直流電壓表，則（ ）
一個(gè)。串聯(lián)一個(gè)20kΩ的電阻
B、并聯(lián)一個(gè)19.7kΩ的電阻
C、修改后的電壓表內(nèi)阻為20kΩ
D、修改后的電壓表內(nèi)阻為19.7kΩ
答案：C
3．如圖所示，兩個(gè)電阻串聯(lián)，分別接在電路中的a、b點(diǎn)。已知a、b點(diǎn)之間的電壓保持不變。當(dāng)同學(xué)將實(shí)驗(yàn)室里的電壓表并聯(lián)在R1兩端時(shí)，讀數(shù)為5V；當(dāng)電壓表并聯(lián)在R2兩端時(shí)，讀數(shù)為4V，則a、b點(diǎn)之間的電壓為( )
一個(gè)。大于 9V B. 等于 9V
C. 小于9V D. 無(wú)法確定
答案：A
4、電流表由電流表G和電阻R并聯(lián)組成留學(xué)之路，如圖所示。校準(zhǔn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電流表的讀數(shù)總是略小于準(zhǔn)確值。為了使讀數(shù)更加準(zhǔn)確，可以采取以下措施（ ）
一個(gè)。與R串聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻
B、與R串聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻
C、與R并聯(lián)一個(gè)比R小得多的電阻
D、與R并聯(lián)一個(gè)比R大得多的電阻
答案：A
擴(kuò)展和改進(jìn)
1、電流表G（表頭）內(nèi)阻為Rg，滿偏置電流為Ig。現(xiàn)在我想把它修改成一個(gè)量程為 的電流表。下列方法和判斷正確的是（ ）
一個(gè)。應(yīng)串聯(lián)一個(gè)比Rg小得多的電阻。改造后，電流表內(nèi)阻比Rg小很多。
B、應(yīng)串聯(lián)一個(gè)比Rg大得多的電阻。改造后的電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于Rg。
C、應(yīng)并聯(lián)一個(gè)遠(yuǎn)小于Rg的電阻。改造后，電流表內(nèi)阻比Rg小很多。
D、并聯(lián)一個(gè)比Rg大得多的電阻。改造后的電流表內(nèi)阻遠(yuǎn)大于Rg。
答案：C
2、在電燈旁邊并聯(lián)一個(gè)電爐。電燈變暗的原因是（ ）
一個(gè)。連接電爐減少電路中的總電流
B.電路中總電流不變，部分電流被電爐分壓
C、電路中總電流的增加導(dǎo)致線路上損失的電壓增加，燈兩端的電壓變小。
D.電路中總電流增大，通過(guò)燈的電流增大
答案：C
引導(dǎo)學(xué)生導(dǎo)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電壓規(guī)律。
基于電勢(shì)和電勢(shì)差的概念，通過(guò)理論分析得到串聯(lián)和并聯(lián)電路之間的電壓關(guān)系。
學(xué)生思考討論問(wèn)題并填空
閱讀文字了解電壓表和電流表的電路結(jié)構(gòu)
閱讀課文并掌握它。表頭G改為大量程電壓表U和大量程電流表。
在老師的指導(dǎo)下分析并解決例題
學(xué)生練習(xí)
鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力。
讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到高中和初中的區(qū)別，提高理論分析能力。
幫助學(xué)生進(jìn)一步理解并聯(lián)電路的電阻關(guān)系
鍛煉學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力
它們完全遵循電阻器的串聯(lián)和并聯(lián)定律。了解電表的這種電阻模型，可以為靈活解決電路問(wèn)題打下良好的基礎(chǔ)。
鍛煉學(xué)生的理解能力和計(jì)算能力
鞏固本節(jié)知識(shí)
課堂總結(jié)
1.串聯(lián)電路
I=I1=I2=…=InU=U1+U2+…+Un
R=R1+R2+…+Rn
2.并聯(lián)電路
I=I1+I2+…+InU=U1=U2=…=Un
3、儀表是電路中的電阻，是小量程電流表。
4、將表頭修改為大量程電壓表，串接大分壓電阻。
5、將表頭修改為大量程電流表，并聯(lián)一個(gè)小分流電阻。
整理一下本節(jié)學(xué)到的知識(shí)初中物理串聯(lián)并聯(lián)區(qū)別，并進(jìn)行交流
根據(jù)學(xué)生的表達(dá)，查漏補(bǔ)缺，進(jìn)行有針對(duì)性的講解和補(bǔ)充。
板書(shū)
1.串聯(lián)和并聯(lián)電路中的電流
1.串聯(lián)電路中的電流處處相等
I=I1=I2=…=在
2、并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和。
我 = I1 + I2 + I3+…
2、串并聯(lián)電路中的電壓
1、串聯(lián)電路兩端總電壓等于電路各部分兩端電壓之和：U=U1+U2+U3
2、并聯(lián)電路的總電壓等于各支路電壓：U=U1=U2=U3。
3.串聯(lián)和并聯(lián)電路中的電阻
并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻倒數(shù)之和。
4、電壓表、電流表電路結(jié)構(gòu)
1、儀表是電路中的電阻，是小量程電流表。
2、將表頭修改為大量程電壓表，串接大分壓電阻。
3、將表頭修改為大量程電流表，并聯(lián)一個(gè)小分流電阻。