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高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路教案及反思
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路教案及反思，共10页。教案主要包含了教学目标，核心素养，电压表和电流表的电路结构等内容，欢迎下载使用。
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 = I3
2.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+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 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+Rg
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”。
（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： C
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
答案： 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
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： C
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
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+…+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
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=…=In
2.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
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 = I3
2.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+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 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+Rg
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”。
（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： C
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
答案： 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
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： C
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
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+…+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
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=…=In
2.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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