初中物理沪科版九年级全册第四节 电阻的串联和并联教学设计

电阻的串联和并联电路

【学习目标】

1．掌握串并联电路中电压、电流、电阻的关系。

2. 理解有关电表改装的计算。

【重难点】

重点：教学重点是串、并联电路的规律。

难点：难点是电表的改装。

【自主学习】

1.串联电路各处的电流________。并联电路的总电流等于_________。

2.串联电路两端的总电压等于_______。并联电路的总电压与各支路的电压____。

3. 串联电路的总电阻等于_________。并联电路总电阻的倒数____________。

4.小量成的电流表要改装成量程较大的电压表示需___ 连一个电阻，要改装成一个量程较大的电流表需___连一个电阻。

5.电流表G的电阻Rg叫电流表的___。指针偏转到最大刻度时的电流Ig叫做___。此时加在它两端的电压Ug叫做有欧姆定律可知 Ug=_____。

【知识系统】

一.串并连电路概念

串联电路 ：把几个导体元件依次首尾相连的方式

并联电路 ：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

二.串并联电路中电压、电流、电阻的关系

（1）串联电路

①电路中各处的电流强度相等。I=I1=I2=I3=…

②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+…

③串联电路的总电阻，等于各个电阻之和。R=R1+R2+R3+…

④串联电路总功率等于各部分功率之和

（2）并联电路

①并联电路中各支路两端的电压相等。U=U1=U2=U3=…

②电路中的总电流强度等于各支路电流强度之和。I=I1+I2+I3+…

③并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。

     1/R=1/R1+1/R2+1/R3+   

④并联电路总功率等于各部分功率之和

（3）串联电路和并联电路中的分配关系

串联电路中各电阻两端的电压跟它的阻值成正比I1/I2=R1/R2    I1/I=R1/R

并联电路中通过各支路电阻的电流跟它们的阻值成反比U=IR=I1R1= I2R2

（4）几个常用的推论：

①串联电路的总电阻大于其中任一部分电路的总电阻

② 并联电路的总电阻小于其中最小的电阻

③两个电阻并联时的总电阻R=R1R2/（R1+R2）。几个相同的电阻并联，总电阻为一个电阻的几分之一；

 ④不管电路连接方式如何，只要有一个电阻增大，总电阻就增大

三.电压表和电流表 ----串、并联规律的应用

常用的电压表和电流表都是由小量程的电流表G（表头）改装而成。

1.表头G：

构造（从电路的角度看）：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。

原理：磁场对通电导线的作用（为后续知识做准备）

2.描述表头的三个特征量（三个重要参数）

①内阻Rg：表头的内阻。

②满偏电流Ig：电表指针偏转至最大角度时的电流（另介绍半偏电流）

③满偏电压Ug：电表指针偏转至最大角度时的电压，与满偏电流Ig的关系Ug=IgRg，因而若已知电表的内阻Rg，则根据欧姆定律可把相应各点的电流值改写成电压值，即电流表也是电压表，本质上并无差别，只是刻度盘的刻度不同而已。

3.表头的改装和扩程（综合运用串、并联电路的规律和欧姆定律）

关于电表的改装要抓住问题的症结所在，即表头内线圈容许通过的最大电流(Ig)或允许加的最大电压(Ug)是有限制的。要测量较大的电压(或电流)可利用电阻来分压(或分流)。

1）电流表（G）改装成电压表

原理：将电流表的示数根据欧姆定律换算成电压值，可直接测电压，只是量程Ug很小，如果给小量程的电流表串联一个分压电阻就行了。

分压电阻的计算：若要将电流表G改装成一个量程为Ug的n倍的电压表V，需要串联电阻的阻值为

例1.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=3mA。要把它改装成量程0 —3V的电压表，要串联多大的电阻？改装后电压表的内阻是多大？

  答案（990Ω，1000Ω）

2）电流表G改装成大量程电流表

原理：结小量程电流表并联一个分流电阻，就可以须知来量度较大的电流。

分流电阻的计算：若要将电流表G改装成一个量程为Ig的n倍的电流表A，需要并联的电阻的阻值为

例2．有一个电流表G，内阻Rg=25Ω满偏电流Ig=3mA。要把它改装成量程0 —0.6mA的电流表，要并联多大的电阻？改装后电流表的内阻是多大？   答案（0.126Ω,0.125Ω）

【当堂检测】

1.有一个电流表G，内阻Rg=10Ω满偏电流Ig=2mA。要把它改装成量程0 —2V的电压表，要串联____电阻？改装后电压表的内阻____。

2.有一个电流表G，内阻Rg=15Ω满偏电流Ig=2mA。要把它改装成量程0 —0.4mA的电流表，要并联____电阻？改装后电流表的内阻_____。

3.一安培表由电流表G与电阻R并联而成。若在使用中发现此安培表读数比准确值稍小些，下列可采取的措施是  (A)    

A.在R上串联一个比R小得多的电阻     B. 在R上串联一个比R大得多的电阻                             

C. 在R上并联一个比R小得多的电阻    D. 在R上并联一个比R大得多的电阻

3.如图所示电路，灯L1标有“24V 16W”，灯L2标有“12V 16W”，两灯串联后接在电压为U的电路中，要保证两灯不损坏，则（  ）

A. 两灯实际功率之比为4：1

B.电压U的最大值为30V

C.灯L1两端电压与总电压U 之比为2：3

D.U=36V时，灯L1、L2均正常发光

4.如图7所示，R1＝2Ω，R2＝10Ω，R3＝10Ω，A、B两端接在电压恒定的电源上，则（）

　A．S断开时，R1与R2的功率之比为1∶5

　B．S闭合时通过R1与R2的电流之比为2∶1

　C．S断开与闭合两情况下，电阻R1两端的电压之比为2∶1

D．S断开与闭合两情况下，电阻R2的功率之比为7∶12

5.下列说法正确的是（ ）

A．一个电阻和一根无电阻的理想导线并联，总电阻为零

B．并联电路任一支路的电阻都大于电路的总电阻

C．并联电路任一支路的电阻增大（其它支路不变），则总电阻也增大

D．并联电路增加一电阻很大的支路（其它支路不变），则总电阻一定减小

6． 如图所示电路，R1=2Ω，R2＝3Ω，R3＝4Ω。

（1）如已知流过电阻R1的电流I1=3A，则干路电流多大？

（2）如果已知干路电流I=3A，流过每个电阻的电流多大？

7.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程0-3V的电压表，要串联多大的电阻，改装后电压表的内阻是多大？

8.有一个电流表G，内阻Rg=30Ω，满偏电流Ig=1mA。要把它改装为量程0-0.6A的电流表，要并联多大的电阻，改装后电流表的内阻是多大？

选作

表头（G）改装成双量程电压表

9.如图所示，有一个表头G，满偏电流为Ｉg=1 mA,内阻Rg= 100 Ω，用它改装为有5 V和50 V两种量程的电压表，求R1、R2的阻值各为多大？

表头（G）改装成双量程电流表

10.如图所示，有一个表头G，满偏电流Ig=500 mA，内阻Rg=200 Ω，用它改装为有1 A和10 A两种量程的电流表，求R1、R2的阻值各为多大？