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1、4串联电路和并联电路一、问题引入本节的引课问题是“如果把两个电阻Ri、R2串联或并联后看成一个电阻，你认为这个 电阻跟以、R2应该是怎样的关系？ ”用这个问题引入是为了引起学生对串、并联电路规律 的深入研究。可能有的学生已经比较熟悉串、并联电阻公式，也可以这样设问：串、并联电阻的总电 阻公式是怎么得来的？还可以将学生思维直接引到电流关系上，提问：串联电路中的电流为什么处处相等？二、串、并联电路中的电流和电压我们知道，初中物理教科书也涉及串联电路和并联电路的电流、电压的关系，那是通过 实验总结出来的。这套高中物理教科书以此为基础上了一个台阶：根据电荷守恒的思想，分 别得出串联电路和并联电路中各点
2、的电流的关系；又根据各点电势的关系，分别得出两种电 路中的电压关系。教科书这样处理的目的，一方面是从理论分析的角度使学生对串、并联电路中的电流、 电压间的关系有更深刻的理解；另一方面是使学生体会到，许多概念、规律都靠逻辑关系联 系着，物理学是一个自洽的体系。这部分物理知识在实际生产、生活中的应用很广，教师可以引导学生讨论见过的电路哪 些是串联的，哪些是并联的。比如，家庭电路中的用电器是并联的，节日用的小彩灯是串联 的，马路上的路灯是并联的，等等。还可以让学生做课题研究，探究楼道里的照明灯电路的 电路图，培养学生将物理知识与实际结合的意识和习惯。三、串、并联电路中的电阻教科书首先讲了串联和并联电
3、路的总电阻是等效电阻，两个电阻的效果跟一个电阻产生 的效果相同。其次，推导并理解串、并联电路的总电阻与各导体电阻的关系式。教学中要讲清“等效”的含义是什么。两个电阻可以用一个电阻等效替代，条件是将加 在这两个电阻上的电压改加在这一个电阻上，通过干路的电流是一样的。换句话说，对于整 个电路来说，如果将这两个电阻去掉，换上这一个电阻，电路中其他部分的电流和电压是一 样的,那么这个电阻就可以等效替代那两个电阻。等效思想是物理学中非常重要的思想方法, 会给研究问题带来很多方便。高中物理中很多地方用到了等效替代，比如物理量的平均值、 有效值，合力和分力等。但是，一定要注意条件。此处教学中强调。相同，/相
4、同，就是引 导学生注意等效的条件。对于串联电路，还可以引导学生讨论串联电路中电压分配跟电阻的关系。比如，站在高 压线上的小鸟为什么安然无恙呢？并联电路中，总电阻随各支路电阻的变化关系是解决实际问题的基础。由于它们之间是 倒数关系，比较抽象，建议引导学生具体讨论、归纳。对于并联电路，教师还可以引导学生讨论电流随电阻的分配规律，进而讨论一些实际问 题。比如，家庭电路中，用电高峰时灯泡发暗，使用大功率的电炉、电热器时灯泡也发暗, 断开后灯泡马上又亮起来，是什么原因？滑动变阻器在电路中的限流式接法和分压式接法是串、并联电路的重要应用，本节“练 习与应用”中第1题和第2题可做深入分析。要会判断电路中的总
5、电压和分电压。如图1电路中A、8之间是总电压，C、。之间是 分电压，滑动变阻器8部分的作用是给用电器提供电压。图1如图2所示的限流电路，根据串联电路电压的分配规律可推导出电阻R两端的电压Ux=高一学生不容易直接看出这个函数的变化关系，建议通过实验引导学生描点绘出 Rx + R（）a与Ro间的关系。实验中将滑动变阻器的绕线下端贴上纸条，如图3所示。在纸条上画一条直线，然后将这条线划分为五等份，每一份对应滑动变阻器总阻值的这样就可以大致 5知道滑动变阻器接入电路中电阻Ro的阻值。按照图2所示的电路，改变滑片的位置，令扁 分别等于丛、迄、巩、旦、旦” Rm表示滑动变阻器的最大阻值，用电压表测出相55
6、55应以两端的电压，在坐标纸上描点作图得出图像。&相同时 滑动变阻器的最大阻值不同， a的变化范围就不同，Rm越大，a的变化范围越大。如图4所示分别是滑动变阻器最大阻 值Rm=Rx和Rm= 1 OR的图像。图2图3图4如图5所示的分压电路，同样采用实验方法可以描出4随R）变化的图像（图6）。从图 像中不仅可以看出G的变化范围，还可以看出，尺一定时，滑动变阻器的最大阻值越小， 图像越接近直线，也就是调节电压越均匀。图5图6四、电压表和电流表的电路结构电压表和电流表的改装是串、并联电路的重要应用。这两个电表是中学常用的电学仪表, 了解其电路结构和使用方法，也是中学物理的教学目标。知其然，还要知其所
7、以然，本节要 使学生从原理角度认识电表。教科书的思路是:先建立简化模型，从电路角度看，电流表看成能读出自身电流的电阻， 电压表看成能读出自身电压的电阻。然后说明电流表和电压表都是由小量程电流表改装的。 改装电表又分为四个要点：表头中的电流越大，指针偏角越大，偏角大小跟电流成正比; 满偏电流、满偏电压的关系满足/g=%;为了使电表两端能承受更大的电压，就在表头上串联一个大电阻，为了使电表能承受更大的电流，就在表头上并联一个小电阻；电流表 刻度盘上标的不是表头上流过的电流，而是表头和分流电阻流过的电流之和，电压表也一样, 刻度盘标的是表头及分压电阻的电压之和。教学中，为了深化学生对电压表和电流表原
8、理的理解，还可以进一步讨论。下面几个问 题供参考：为了简化问题，我们经常忽略电流表的内阻，称之为理想电流表，把电压表内阻看成无 穷大，称之为理想电压表。请大家想想，在什么条件下可以这样做？当与电流表串联的电阻远远大于电流表内阻，或对实验精度要求不高时，可以忽略电流 表内阻。当跟电压表并联的电阻远远小于电压表内阻时，或测量精度要求不高时，可以把电 压表看成理想表。用伏安法测量电阻，采用电流表内接法和外接法的系统误差是怎样的？图7用图7所示电路测量电阻，如果已知电流表内阻为Ra，读数为电压表内阻为Rv, 读数为U,则电阻R为多大？怎样获得两个量程的电流表？画出电路图。怎样获得两个量程的电压表？画出电路图。后两个问题可结合课后习题，引导学生讨论。