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1、2022年新課標魯科版3-1 選修三3.4《串聯(lián)分壓與并聯(lián)分流》 WORD教案2
【教學目的】
1、理解串聯(lián)電路的分壓作用,會把電流計改裝成電壓表
2、理解并聯(lián)電路的分流作用,會把電流計改裝成電流表
3、掌握串聯(lián)電路的電壓和功率的分配關系,掌握并聯(lián)電路的電流和功率分配關系。
【教學重點】
理解分壓和分流的原理,并能熟練運用
【教學難點】
學生對功率的分配關系難以理解
【教學媒體】
電流計(表頭),定值電阻若干,安培表,伏特表,學生電源,電鍵,導線
【教學安排】
1. 回顧串聯(lián)與并聯(lián)的簡單知識
(1) 提問:什么是串聯(lián)電路?——把導體(電阻)一個一
2、個的依次連接起來,就組成串聯(lián)電路。
板畫三個不同阻值的電阻、電源、開關,要求學生在黑板上連線成串聯(lián)電路,并照此連接實物。
實驗1:把安培表先后串聯(lián)在電路中的不同位置,記下讀數(shù),并給出結論:串聯(lián)電路電流處處相同。(分析原因——由電路中電荷總量守恒得出。)I=I1=I2=I3=——
實驗2:把伏特表先后并聯(lián)在不同的電阻和總電阻上,記下讀數(shù),并給出結論:串聯(lián)電路各電阻電壓之和等于總電壓。(分析原因——可由電勢降低得出。)U=U1+U2+U3+——
重要推論1:R=R1+R2+R3+——;這里的R是總電阻,即用一個電阻代替剛才的三個串聯(lián)電阻,效果要相同。
重要推論2:由于電流強度處處相同,則
3、I=U/R= U1/R1= U2/R2=——;可推出電壓與電阻呈正比。即串聯(lián)電路中大電阻得大電壓,小電阻得小電壓。
重要推論3:P=IU= I(U1+U2+U3+——)=IU1+IU2+IU3+——=P1+P2+P3+——;串聯(lián)電路總功率等于各部分功率之和;同時P=I2R可推出P/R= P1/R1= P2/R2= P3/R3=——=I2,說明電功率與電阻成正比。
強調(diào)說明這里的結論都建立在電路是純電阻電路這一基礎上。
例:書P59/3(2)
(2) 提問:什么是并聯(lián)電路?——把各導體(電阻)的兩端分別接到一起,再接入電路構成并聯(lián)電路。
板畫三個不同阻值的電阻、電源、開關,要求學生在黑
4、板上連線成并聯(lián)電路,并照此連接實物。
實驗1:把伏特表先后并聯(lián)在電路中的不同位置,記下讀數(shù),并給出結論:并聯(lián)電路各支路電壓相同。(分析原因——由導線是等勢體得出。)U=U1=U2=U3=——
實驗2:把安培表先后串聯(lián)在不同的支路和干路中,記下讀數(shù),并給出結論:并聯(lián)電路各支流電流之和等于干路總電流。(分析原因——可由電荷不堆積得出。)I=I1+I2+I3+——
重要推論1:1/R=1/R1+1/R2+1/R3+——;這里的R是總電阻,即用一個電阻代替剛才的三個串聯(lián)電阻,效果要相同。
重要推論2:由于各支路電壓相同,則U=IR=I1R1= I2R2=——;可推出電流與電阻成反比。即并聯(lián)電路
5、中大電阻得小電流,小電阻得大電流。
重要推論3:P=IU= U(I1+I2+I3+——)=I1U+I2U+I3U+——=P1+P2+P3+——;并聯(lián)電路總功率仍等于各部分功率之和;同時P=U2R可推出PR= P1R1= P2R2= P3R3=——=U2,說明電功率與電阻成反比。
強調(diào)說明這里的結論也都建立在電路是純電阻電路這一基礎上。
例:書P59/3(1)
2. 混聯(lián)電路:例:書P65/例題——體會逐層簡化的思路。
鞏固練習:手冊P60/9
3. 含非純電阻的串并聯(lián)。
提問:若是電路中有電阻和非純電阻串聯(lián)或并聯(lián),電壓和電流的分配還如前所述嗎?
——不可能按電阻值成正比的分壓或
6、成反比的分流,因為對非純電阻來說,歐姆定律不成立。但仍有串聯(lián)電路U=U1+U2+U3+——;并聯(lián)電路I=I1+I2+I3+——;無論如何連接,總功率都等于P=P1+P2+P3。
例:手冊P60/6
4. 利用串聯(lián)分壓來改裝電流計為伏特表。
提問:如果將一個伏特表接在固定電壓的電源上,伏特表的示數(shù)是3伏;若將兩個一模一樣的伏特表串聯(lián)起來接在該電源上,伏特表的示數(shù)是多少?
實驗演示——示數(shù)為1.5V;為什么呢?其實伏特表并非電阻無窮大,它只是電阻比較大而已。所以將伏特表串聯(lián)起來,兩伏特表一樣要串聯(lián)分壓,各分一半電源電壓。雖然我們還沒學習到電壓表和電流表的測量原理,但大家要牢記,電壓表測量的
7、是它自己兩端的電壓,當它與被測電阻并聯(lián)時,就能反映出被測電阻的電壓值;而電流表測量的是通過它自己表頭的電流,當它與被測電流串聯(lián)時,就能以它的電流去反映待測電流。
提問:要是我們需要用到一個量程為3伏的電壓表;而手頭又只有一個3mV,10μA的表頭和一些定值電阻,你可不可以利用所學知識制造出一個適用的電壓表,需要用上多大的定值電阻,該怎么做?
(學生討論)
歸納:表頭也是一個定值電阻,其最大電流為10μA,最大電壓為3mV,可以計算出其阻值為300Ω。若將3V電壓加在表頭上,表頭將燒壞,所以我們可利用一個定值電阻來幫它分擔走2997mV的電壓,串聯(lián)分壓,因此該電阻加2997mV電壓時的電流也是10μA,可見該電阻應為299700Ω。串上后,整個串聯(lián)部分(新伏特表的)電阻為300KΩ。最大能測量3V電壓。而且即使表頭上電流未達滿偏,他們的分壓比也是定值。所以我們只要按電壓比1:1000將表頭的示數(shù)換成伏特表的示數(shù)即可。
鞏固練習:書P61/例題
5. 利用并聯(lián)分流把電流計該裝成大量程的電流表。
剛才的電流計,如果要用來測3A的電流,該怎么辦呢 ?
(學生討論并給出結果。)結果略。
【課后作業(yè)】
第一課時:教材全練P40-41
第二課時:教材全練P42-43
【課后反思】