高中物理第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路学案

这是一份高中物理第十一章 电路及其应用4 串联电路和并联电路学案，共5页。学案主要包含了学习目标，学习过程等内容，欢迎下载使用。

1．知道串、并联电路的电流、电压和电阻的特点。
2．掌握串、并联电路的相关计算。
3．能够定性分析滑动变阻器的限流接法和分压接法的特点。
【学习过程】
任务一：串联电路的理解及计算
1．情景讨论
今年过年，家里挂着小彩灯不小心被自己给压碎了一个，结果发现其它小彩灯也不亮了。
问题1：大家能否画出这些小彩灯的简单电路图？并分析为什么？(以三个彩灯为例，设电阻为R1、R2、R3)
小彩灯是串联电路，各彩灯电流相等且等于干路电流。I＝I1＝I2＝I3
问题2：各电阻电压与总电压U有什么关系？
U＝U1＋U2＋U3
问题3：在该电路中，能否用一个电阻R等效替代三个电阻，如果能，满足什么样的关系？
U＝IR＝IR 1＋IR 2＋IR 3＝I(R 1＋R 2＋R 3)
R＝R 1＋R 2＋R 3
问题4：在该电路中，各电阻电压之比为多少？
U1∶U2∶U3＝IR 1∶IR 2∶IR 3＝R 1∶R 2∶R 3
2．总结串联电路特点
(1)电流：I＝I1＝I2＝…＝In
(2)电压：U＝U1＋U2＋…＋Un
(3)等效电阻：R＝R1＋R2＋…＋Rn
(4)比例关系：eq \f(U1,R1)＝eq \f(U2,R2)＝…＝eq \f(Un,Rn)＝eq \f(U,R总)＝I
3．探究应用——滑动变阻器限流接法特点
(1)如图所示电路中，A、B之间的电压为U，定值电阻的阻值为R，滑动变阻器的最大值为R1。在滑动变阻器的滑动段移动过程中，R两端电压UR的变化范围是多少？
eq \f(R,R＋R1)U~ U
任务二：并联电路的理解及计算
1．情景讨论
路过天津大道的时候，偶然发现有个路灯不亮，但是旁边的路灯却正常的亮着。
问题1：大家能否画出这些小彩灯的简单电路图？并分析为什么？(以三个路灯为例，设电阻为R1、R2、R3)
各个路灯是并联关系，电压相等。U＝U1＝U2＝U3
问题2：通过每个路灯的电流与干路电流I有什么关系？
I＝I1＋I2＋I3
问题3：在该电路中，能否用一个电阻R等效替代三个路灯，如果能，满足什么样的关系？
I＝eq \f(U,R)＝eq \f(U,R1)＋eq \f(U,R2)＋eq \f(U,R3)
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋eq \f(1,R3)
问题4：在该电路中，各支路电流之比为多少？
I1∶I2∶I3＝eq \f(U,R1)∶eq \f(U,R2)∶eq \f(U,R3)＝eq \f(1,R1)∶eq \f(1,R2)∶eq \f(1,R3)
2．总结并联电路特点
(1)电流：I＝I1＋I2＋…＋In
(2)电压：U＝U1＝U2＝…＝Un
(3)等效电阻：eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋…＋eq \f(1,Rn)
(4)比例关系：I1R1＝I2R2＝…＝InRn＝I总R总＝U
3．探究应用
(1)如图所示，探究总电阻随各支路电阻的变化关系情况。
问题1：在任意并联电路中，总电阻比每一支电路电阻大还是小？
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋eq \f(1,R3)＋…＋eq \f(1,Rn)＞eq \f(1,Rn) eq \f(1,R)＞eq \f(1,Rn) R＜Rn
问题2：如上图，保持开关S断开，如果R1＝R2＝R3＝R0，则总电阻等于多少？若有n个相同电阻并联，总电阻又是多少？
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋eq \f(1,R3)＋…＋eq \f(1,Rn)＝eq \f(1,R0)＋eq \f(1,R0)＋eq \f(1,R0)＋…＝eq \f(n,R0) R＝eq \f(R0,n)
问题3：如上图，保持开关S断开，若其中支路R1滑片向上运动（支路电阻增大），其它电阻不变，那么总电阻怎么变化？
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋eq \f(1,R3)＋…＋eq \f(1,Rn) R1增大，eq \f(1,R)减小，R增大
问题4：如上图，闭合开关S（即支路增多），那么总电阻怎么变化？
eq \f(1,R)＝eq \f(1,R1)＋eq \f(1,R2)＋eq \f(1,R3)＋eq \f(1,R0) eq \f(1,R)增大，R减小
总结：
在并联电路中，有：
1．总电阻比任意支路电阻都要小；
2．若每个支路电阻都相同(R0)，则总电阻等于eq \f(R0,n)；
3．若某一支路电阻增大，则总电阻增大；
4．若并联支路增多，则总电阻减小。
(2) 滑动变阻器分压接法特点
如图所示的电路常被叫作分压电路，当A、B之间的电压为U时，若在C、D之间接入一个电阻R0，则R0两端可以获得0和U之间的任意电压，试通过串并联知识分析其中的原因。

R0与Rx并联，等效电阻为R并，R并与(R―Rx)串联
R并＝eq \f(R0Rx, R0＋Rx)；UCD＝eq \f(R并, R并＋(R―Rx))U
滑片滑到下端时，Rx＝0，R并＝0，则UCD＝0；
滑片滑到上端时， Rx＝R，UCD＝U。
所以UCD取值范围是0～U