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串聯電路和并聯電路大全11篇

時間:2022-12-13 00:30:05

緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇串聯電路和并聯電路范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。

篇(1)

2.根據電路圖連接簡單的串聯電路并聯電路

3.培養學生連接電路的基本技能、科學態度、科學方法和科學習慣

教學建議

教材分析

這是學生做的第一個電學分組實驗,它對學生認識串、并聯電路特點,培養學生連接電路的技能有重要作用,必須創造條件,組織學生做好這個實驗.由于實驗所需器材較簡單,取材也容易,建議盡可能多分一些組,讓學生人人都有動手操作的機會.如果沒有那么多的電鈴,也可不用.連接電路時強調要注意兩點,一是開關先要切斷,二是經驗不足時不要先用兩根導線連接電源后再接電路,而是要按教材所講的,先從電源的正極連起,連好各個元件后最終連上電源的負極,或者按相反的次序.

教法建議

1.為了提高實驗效果,可引導學生圍繞以下問題進行預習:

(1)串聯電路、并聯電路連接的特點是什么?連接課本圖4-24和圖4-25電路需那些器材(包括名稱、數量)?

(2)為防止接錯或漏接,自己先擬定一個接線順序.再連接過程中為什么開關應是斷開的,并特別注意防止短路?

(3)如下圖所示電路中的開關的連接是否正確?如果是錯誤的,把它改正過來.

2.實驗課上學生動手之前,教師應要求學生做到以下幾點,以培養學生良好的電學實驗習慣:

(1)把實驗桌上的器材與所做實驗的電路圖中需要的器材對照,檢查器材是否夠用.

(2)搞清使用的電源是什么電源,分清電源的正、負極,弄清如何接線.

(3)想一想,燈座、開關應如何連接?把導線接到接線柱上,導線應沿什么方向纏

繞,旋緊螺帽時導線才不致被擠出來?

3.接好電路后,再閉合開關前,要對照電路圖認真檢查,閉合開關后,如出現故障,應立即斷開電源,然后從電源的一個極出發,逐段檢查原因.

4.實驗后,要求學生整理好實驗器材,并寫好簡單的實驗報告.分組實驗是培養學生操作技能和科學方法、態度、習慣的重要過程,一定要組織好,以獲得較好的效果.

第七節之后,教材又安排了一個實踐活動--"想想議議".這個問題對剛剛接觸電學知識的初中學生來說,要求較高,不必要求全體學生都能做出.

教學設計方案

1.復習

(1)串聯電路、并聯電路連接的特點是什么?

(2)什么叫短路?連接電路時,開關應該是斷開還是閉合的?

(3)怎樣判斷電路的連接形式?試判斷下面電路的連接是否正確.(投影片)

(4)可用計算機模擬演示串聯電路、并聯電路的連接方法,也可用實物電路,教師一步步操作.讓學生觀察并進行歸納小結:

①首先將電池連接成串聯電池組;

②按電路圖從電源正極開始,依電流的路徑,把元件一個個連接起來(連接開關前,開關是斷開的),最后連到電源的負極(也可反過來順次連接);

③連線時要注意導線兩端必須接在接線柱上,導線不要交叉,不要重疊.

④連接并聯電路時,可按串聯的方法先連接一個支路,找到電流的分、合點再將其他支路并列接在分、合點上.

2.進行新課------學生實驗

(1)組成串聯電路

①首先讓同學將實驗桌上的器材與做實驗的電路圖中需要的器材對照,檢查器材是否夠用.畫出串聯電路圖.

②弄清使用的電源的正、負極.

③按課本中的步驟進行實驗.注意電路連接過程中開關必須是斷開的.

④若電路連接完畢,閉合開關后,燈泡不亮時注意檢查發生故障的原因:檢查電池之間是否連接正確;檢查每個接線柱是否擰緊,導線是否連接好;檢查小燈泡與燈座是否接觸好(可用手向下輕輕按按).在自己解決問題有困難時,可請老師協助檢查.

⑤積極動手,認真觀察,深入思考,回答課本實驗步驟中提出的問題.

(2)組成并聯電路

①認真畫好并聯電路圖.弄清電路的分、合點,用字母A、B標出.標出電路中的電流方向,分清哪部分是干路,哪部分是支路.

②弄清電路中有幾個開關;哪個開關是控制整個干路的;哪個開關是控制支路的.

③按電路圖連接并聯電路,并進行觀察,回答實驗步驟中提出的問題.

探究活動

自制電路板

材料:25厘米×40厘米×0.3厘米的纖維板一塊、接線柱28個、導線若干.

制作方法:

1.在纖維板的正面,繪出電路如圖1所示,然后按圖中圓圈位置先為接線柱打孔,再行安裝.

2.在板的背后,按板面電路用雙股軟導線連接在線柱上.

使用方法:實驗中需要使用的電路元器件,事前連接好兩端引線,然后按照電路設計連入電路板中,如果被利用的電路接線柱間不需連接元器件但必須連通,可用導線短接.

圖1

篇(2)

【學生現狀分析】

學生對本節內容有一定的感性基礎,生活中常常會聽到“電流”這個詞,但又認識得不夠明確,不具體.對于串聯電路和并聯電路中的電流特點容易受燈泡亮度的影響.

【總體設計思路】

本節課中電流的的概念不準備深入講解只需要學生了解電流有強弱之分.所以通過讓學生觀察燈泡亮度的變化、錄音機音量的變化、風扇轉動的變化,知道電流是有強弱的.關于電流表的讀數和使用,主要采用學生自學、動手實踐、總結的方式進行教學.在進行是串、并聯電路中的電流特點的這部分的教學時,通過給學生創設問題的情景,充分調動學生的積極性,讓學生親自經歷提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集證據、分析與論證的全過程,讓學生成為串、并聯電路中電流的規律的“發現者”.根據實驗現象“燈泡發光亮度不一樣”,提出問題,并做出合理的猜想.小組討論、交流實驗方案,不斷完善實驗計劃.得到最終的實驗方案后,學生合作完成實驗、收集數據.最后根據全班不同小組的實驗數據中總結出串、并聯電路電流的特點.

【教學目標】

1.知識與技能

(1)通過探究實驗,得出串、并聯電路中電流的規律,學習科學探究的方法;

(2)在實驗過程中,訓練學生連接電路、正確使用電流表的基本技能.

2.過程與方法

(1)經歷探究串聯和并聯電路電流特點的實驗操作過程,培養學生擬定簡單的科學探究計劃與實驗方案的能力和初步的信息處理能力.

(2)經歷學習電流表使用說明書的過程,提高學生自學的能力.

3.情感與價值觀

通過觀察、實驗及探究性學習活動,培養實事求是、尊重自然規律的科學態度,認識交流與合作的重要性,并感受成功的喜悅.

【教學重點與難點】

本節的主要物理知識蘊含于探究活動中,學生探究能力的增長、電流規律的得出及掌握電流表的使用都與探究過程密不可分,因此本節課的重點是會正確使用電流表和理解串、并聯電路中的電流關系.串、并聯電路的電流特點的實驗探究是本節教學的難點.

【教學用具】

電池組、兩個小燈泡、開關、電流表、導線若干.(說明:有的小組的兩個燈泡規格相同,有的小組的兩個燈泡規格不相同)

【教學過程】

一、電流

教師:上節課同學們學習了串聯和并聯電路,請你們來判斷一下這里的臺燈、錄音機、風扇是以什么方式連入電路的?

(給學生展示臺燈、錄音機、風扇)

學生:并聯.

教師:判斷的理由是什么呢?

學生:它們可以各自獨立工作,互不影響.臺燈不工作,錄音機、風扇可以照常工作.

教師:很好.那臺燈、錄音機、風扇可以工作,能說明什么?

學生:說明有電流通過.

教師:電流看不見、摸不著,我們就可以通過臺燈、錄音機、風扇的工作來感知電流的存在.

教師操作:調節臺燈的調光旋鈕,燈變亮;調節錄音機的音量旋鈕,聲音變大;調節風扇的轉速旋鈕,風扇轉快.

教師:燈變亮、聲音變大、風扇轉快,這些現象說明了什么?

學生:通過它們的電流變大了.

教師:很好.電流也是有強弱、大小之分的.物理學上就是用電流這個物理量來表示電流的強弱的.

教師:請大家自學課本53-54頁,完成學案相關內容.

學生自學課本.

電流的符號:

電流的單位:國際單位,其他單位.

單位換算:1 A=mA,1 mA=μA.

學生:電流的符號是I.

學生:單位是安培,還有毫安、微安.

教師:咱們再了解一下常用家用電器的電流值.

教師借助多媒體展示學生熟悉的家用電器的電流值:液晶顯示電子計算器約130 μA、30 W普通照明日光燈約130 mA、47 cm彩色電視機約200 mA、70 W家用電風扇約320 mA、家用電冰箱1.1~1.7 A、500 W家用電熨斗約2.3 A.

彩色電視機的電流約多少安呢?

學生:0.2 A.

(設計意圖:讓學生對電流的大小由感性的認識并熟悉電流的常用單位.)

二、電流表

教師:雖然我們可以通過同一燈泡的亮度、錄音機音量的大小、風扇轉動的快慢等一些直觀現象粗略判斷電流的大小,但要想準確知道電路中電流的大小,還是要使用專門的測量儀器的――電流表.(教師向學生展示電流表)

教師:你會使用電流表嗎?請你閱讀電流表的使用說明書,然后用電流表測量一下通過小燈泡的電流的大小(電路如圖1所示).

學生自學電流表使用的說明書,兩人一小組進行實驗.

教師進行巡視,及時發現學生在使用電流表的過程中存在的問題.

教師:大家在用電流表測量小燈泡電流的過程中遇到過什么問題嗎?

學生:我們連好電路,閉合開關后發現指針往零刻線左邊偏轉了.

教師:誰能幫這個小組的同學解決一下這個問題啊?

學生:他們小組沒有讓電流從正接線柱流入,負接線柱流出,電流表正負極接反了.

教師:非常好,大家在連接電流表時一定要“正進負出”,如果接反了,就會出現指針反向偏轉的現象.

學生:我們小組的電流表一開始指針就沒指在零刻線上,這怎么辦啊?

教師:遇到這種情況,在使用電流表前就需要先校零.

學生:我們小組閉合開關后,指針偏轉角度非常小?

教師:偏轉角度過小是什么原因造成的呢?

學生:他們小組肯定是用0~3 A的量程了,量程選大了.

教師:這就提醒大家,使用電流表時,一定要選擇合適的量程.

教師:電流表是比較精密的測量儀器,同學們在使用的過程中要按照使用說明書來進行操作.

(設計意圖:電流表使用的教學設計成讓學生先自學,然后親自使用電流表的方式,更符合學生的生活經驗,學生在不斷地摸索、嘗試中掌握了電流表的使用方法.糾錯的過程可以使學生對電流表的使用有更加深刻的認識.)

三、探究串、并聯電路電流的特點

1.情景設置、激智啟疑

學生活動:動動手,看誰的小燈最先亮.

教師:接下來同學們一起動動手讓你們桌上的兩盞小燈亮起來.這一大組的同學是串聯組,那邊一大組的就是并聯組,咱們比比看,串聯組中誰的兩盞小燈最先亮,并聯組中又是誰的兩盞小燈最先亮.

學生兩人一組利用器材連接電路.請小燈最先亮的小組展示.

學生:我們連接的是串聯電路.(操作:閉合開關,兩盞燈都亮了.兩盞燈炮一樣亮.)

學生:我們連接的是并聯電路.(操作:閉合開關,兩盞燈都亮了,兩盞燈炮一樣亮.)

教師:大家看,這組連接的串聯電路中的兩個燈泡亮度是一樣的,而這組連接的并聯電路中的兩個燈泡亮度也是一樣的.其它小組的兩盞燈的發光情況也都是這樣的嗎?

學生:我們小組不是.我們的是串聯電路,一個燈很亮,一個不太亮.(展示)

學生:我們連的是并聯電路,兩個燈的亮度也不一樣.

教師:不管是一樣亮還是不一樣亮,只要燈發光了就都說明有電流通過了.那你有沒有想過串聯電路和并聯電路中的電流會有什么樣的特點呢?下面請同學們進行有依據的大膽猜想.先小組討論有怎樣的猜想.

2.開放思想、大膽猜想

學生小組討論,發表自己的猜想.

教師:哪個小組能和大家分享一下你們的猜想啊?對了,還要說出你們猜想的依據啊.

學生:我們小組覺得串聯電路電流處處相等.因為我們的串聯電路中燈泡一樣亮.

教師:嗯,串聯的燈泡一樣亮猜想電流相等.還有其它的想法嗎?

學生:我們的猜想是串聯電路電流從負極往正極越來越小.我們這樣想的依據是靠近負極的燈泡比較亮.

學生:我們的猜想和剛才小組正好相反,靠近正極的燈泡比較亮,所以我們認為串聯電路中電流從正極出發越來越小.

教師:這兩個小組也是根據自己小組燈泡的發光情況做出了相應的猜想.

學生:我們覺得串聯電路中電流從正極出發越來越小,因為我們感覺電流經過用電器后會消耗一些電流.

教師:并聯電路呢?

學生:我們覺得并聯電路兩條支路的電流相等,因為兩條支路上的燈泡亮度一樣亮.

教師:那并聯電路干路和各支路電流會有什么關系呢?

學生:我們猜并聯電路干路上的電流等于兩支路電流和.就像河流分流,支流的水加起來就是干流的量.

(教學說明:科學是從想象開始的,想象是科學的準備階段,沒有想象就沒有創造意向,便不能進行創造;只有想象和大膽的猜想才能產生假說;同時想象和猜想又能激勵創造.可見,猜想與假設在科學探究中是極其重要的.在這個環節中,教師要不斷鼓勵學生進行合理、大膽的猜想.)

3.設計方案、合作交流

教師:大家的猜想很多,但哪種猜想是正確的呢?我們要用實驗進行驗證.請同學們根據自己小組的猜想,畫出實驗所需的電路圖,選擇所需器材,設計實驗過程.

學生分小組討論.

教師:哪個小組來展示探究串聯電路電流特點的設計方案啊?

學生投影電路圖簡單說出設計方案:把電流表分別串聯接入圖2電路中的A、B、C點,測量出A、B、C點的電流值進行比較,看猜想是否正確.

教師:好,那再請并聯組的同學展示一下并聯電路電流特點的設計方案.

學生投影電路圖簡單說出設計方案:用電流表分別測量出圖3中A、B、C三點的電流值,比較圖3中B、C兩點的電流值,看看支路電流有什么特點;比較三點電流,看干路和支路電流的特點.

教師:兩組的設計方案都展示完了,還有沒有需要改進完善的地方呢?請大家各抒己見,發表一下自己的看法.

學生:我認為在剛才兩個小組的設計中,他們各自只做了一組實驗,根據這一組數據就得結論的話,還不夠充分,偶然性太大了.

教師:說的很好,針對這個問題大家還有沒有很好的解決方案呢?

學生:可以更換電池,通過改變電源來得到多組數據.

學生:還可以更換兩個不同型號的燈泡重復他們剛才的實驗.

教師:想法都很好,這樣就可以得到多組數據,得到的結論也就更具有普遍性了.在課堂上,由于不同小組用的燈泡規格不同,我們采用小組交流的方法,來更快的得到結論.

(教學說明:在這個環節中,學生是當之無愧的主角.在生生互動的過程中,不斷完善實驗的方案.)

4.進行實驗、收集數據

教師:實驗方案有了,下面就請同學們按照自己設計的方案進行實驗,一定要如實地記錄實驗數據.

學生進行實驗.教師提醒學生實驗時要注意正確使用電流表,把實驗結果如實地記錄下來,填寫在表1的實驗記錄中,并把實驗中遇到的問題也記下來.教師巡視指導.

表1實驗次數A點的電流IAB點的電流IBC點的電流IC5.分析數據、得出結論

教師:由于時間關系,咱們的實驗先進行到這里.請同學關閉電源.很多組同學的實驗都完成得很好,完成串聯電流特點的小組能過來展示一下你們的實驗數據嗎?

學生投影數據說明結論:串聯電路中電流處處相等.

教師:你們小組的兩個燈泡亮度是什么樣的?

學生:一樣亮.

教師:串聯組中,兩個燈泡亮度不一樣的小組得到的結論是什么樣的?

學生:電流也是相等的.

教師:看來不管兩個燈泡的亮度是否相同,在串聯電路中電流是處處相等的.

教師:我們再來看看完成并聯電路電流特點的小組誰能展示一下?

學生投影數據說明結論:并聯電路中干路電流等于各支路電流之和.我們小組的兩個燈泡亮度不相同.

教師:并聯組中,兩個燈泡亮度一樣的小組得到什么樣的結論?

學生:和他們小組一樣,也是并聯電路中干路電流等于各支路電流之和.

教師:在并聯電路中,干路電流等于各支路電流之和.也與燈泡的亮度無關.

(設計意圖:在向全班展示實驗數據時,教師一定要多收集幾組數據.這樣不同的小組燈泡不一樣、電源不一樣,不僅實驗的準確性提高了、而且得出的結論更具普遍性.另一方面也更加強調了小組間交流協作的重要性和必要性.)

篇(3)

正文:

要探究串聯和并聯電路的特點,必須從幾個方面進行探究。首先,要探究在串并聯電路中電流的特點;其次,要探究在串并聯電路中電壓的特點;再者,要探究在串并聯電路中電阻的特點;最后,要探究在串并聯電路中電功率的特點。只有將這些特點都探究清楚,學生才能在電學知識的應用中運用自如。

篇(4)

在學習串、并聯電路知識時,學生普遍存在將串聯和串聯電路、并聯和并聯電路混為一談的問題,認為串聯指的就是串聯電路,并聯指的就是并聯電路。但實際上它們之間有明顯的區別,不能混為一談,在學習時必須弄清楚二者之間的關系,否則學習起來越來越糊涂,最終可能會導致電路學完了,學生們還不認識串、并聯電路的局面。因此在教學時,對串聯和串聯電路、并聯和并聯電路的概念一定要明確地加以區分。

一、串聯與串聯電路

串聯是對電路元件的一種連接方法,即是“把電路元件逐個順次連接起來”的方法,這里的元件可以是控制與保護裝置,比如開關,也可以是用電器,還可以是其它電路元件,比如各種儀器儀表。而串聯電路則是指把兩個或兩個以上的用電器逐個順次連接組成的電路,它是一種基本的電路。

比如圖1,電路中開關和燈泡是串聯的,也就是說它們是順次連接起來的,但它不是串聯電路,因為電路中只有一個用電器。如圖2,雖然為了要測這個電路中的電流,需要把電流表串聯在這個電路中,可它還不是串聯電路,原因同圖1。要組成串聯電路,至少要有兩個用電器,如圖3,電路中的元件是串聯關系,電路也是串聯電路。

二、并聯與并聯電路

并聯也是對電路元件的一種連接方法,即是“把元件并列連接起來”的方法,這里的元件可以是控制與保護裝置,比如開關,也可以是用電器,還可以是其它電路元件,比如各種儀器儀表。而并聯電路則是指把兩個或兩個以上的用電器并列連接在電源上組成的電路,它也是一種基本的電路。

例如圖4,如果要測量圖中燈泡兩端的電壓,就要把電壓表跟燈泡并聯起來,雖然電壓表和燈泡并聯,但這個電路并不是并聯電路,因為要組成并聯電路,至少要有兩個用電器。在圖5中,開關S1和燈泡L1是串聯的,開關S2和燈泡L2是串聯的,但這個電路是并聯電路,而不是串聯電路。一個電路究竟是串聯電路,還是并聯電路,關鍵要看用電器的連接方式,并不是其它元件的連接方式。

弄清楚這些概念后,再去判定某個電路是串聯還是并聯,甚至是混聯就會迎刃而解了。下面,結合教學實際,談幾種比較常用的串、并聯電路的判定方法。

三、串、并聯電路的判定方法

(一)定義法

根據串聯、并聯電路的定義直接判斷。若電路中各用電器是逐個順次連接起來的,則電路為串聯電路,若各用電器“首首相接,尾尾相連”并列地連在電路兩點之間,則電路就是并聯電路。此法適用于較簡單的電路。

例題1:如圖6所示,當開關S2閉合,S1、S3斷開,兩燈泡 聯;當S2斷開,S1、S3閉合,兩燈泡 聯。

解析:當開關S2閉合,S1、S3斷開時,S1、S3部分是斷路,沒有電流流過,在實際教學中,相當于把這部分擦掉,這樣只剩下S2和兩燈泡,觀察可知兩個燈泡是逐個順次連接起來的,很容易判斷出兩燈泡的串聯關系。

當開關S2斷開,S1、S3閉合時,S2部分是斷路,沒有電流流過,在實際教學中,相當于把這部分擦掉,這樣兩個燈泡“首首相接,尾尾相連”,也很容易的判定出S1支路和S3支路是并聯關系。

(二)電流分支法

從電源的正極(或負極)出發,沿電流流向,分析電流通過的路徑。若只有一條路徑就通過所有的用電器,則這個電路是串聯的;若電流在某處分支,又在另一處匯合,則分支處到匯合處之間的電路是并聯的。此法比較實用,通用性比較強。

例題2:試分析下圖所示電路中,開關閉合后,三盞燈的連接形式。

解析:用“電流分支法”來判斷,在圖7、8中所示的電路上標出電流的方向,從電源的正極出發,電流依次通過用電器到負極,分別得到圖9、10。在圖9、10中就可以很清楚的看到圖9電流沒有分支,圖10電流有分支。即圖7(即圖9)電路為串聯電路,圖8(即圖10)為并聯電路。

(三)斷路觀察法

斷路觀察法是識別較難電路的一種重要方法。它的原理就是串聯電路中各用電器相互影響,斷開或者去掉任何一個用電器,其他用電器就沒法工作了;而并聯電路中,各用電器獨立工作,互不影響,斷開或者去掉一個或幾個用電器,不會影響其他用電器正常工作。

例題3:試判斷下圖中三只燈的連接方式。

解析:根據斷路觀察法的原理,圖11中,用電器L1、L2、L3斷開任何一個,其他用電器都無法正常工作,所以L1、L2、L3三只燈是串聯的關系,此電路是串聯電路;同理,圖12中,用電器L1、L2、L3斷開任何一個,不會影響其他用電器正常工作,所以L1、L2、L3三只燈是并聯的關系,此電路是并聯電路。

學會判斷電路的連接形式,在學習電學知識中是致關重要的,它往往是解題的第一步,對于初學者雖然有困難,但必須要過關。希望通過上面的電路分析和判斷方法的介紹,讓初學者掌握其中奧秘,輕松學好電學部分的知識。

參考文獻:

篇(5)

把電路元件并列接在兩點間的方法,叫并聯.并聯電路的工作特點是:電流自電源正極出發,到達用電器并接處,就分為幾條叉道(稱為支路),干路電流就分成幾條支路電流.每條支路電流分別通過支路中的用電器,在另一并接處匯合后流回電源負極.電流在電路里經歷干流――各支路分流――重又匯合為干流的過程.所以接在干路上的開關可以控制整個電路的通斷,而支路開關只能控制它所在支路的通斷.并聯電路里的用電器的工作是相互獨立、互不干擾的.也就是說一條支路中的用電器的工作與否是不受其他支路影響的,而它也不能對其他支路產生影響和干擾.明確了串、并聯電路的特點后,我們就可以從不同的角度來識別串、并聯電路了.

1.定義法根據串并聯電路的定義來分析.如果電路中的各元件逐個順次連接,也就是說第一個用電器的尾端和第二個用電器的首端連接,第二個用電器的尾端和第三個用電器的首端連接,以此類推(即“首尾相連”),則電路為串聯電路.若把電路元件并列連接到電路兩點之間,也就是把幾個用電器的首端和首端,尾端和尾端分別接在一起(即“首首相接,尾尾相連”),再連入電路的兩點之間.則電路就是并聯電路.因此要想分清電路的串聯或并聯,只要抓住關鍵“電路元件的連接方式”進行分析即可做出正確判斷.如圖1-A中的兩燈泡是首尾相連,為串聯,圖1-B中的兩個燈泡是“首首相接,尾尾相連”,為并聯.

例1圖2中,屬于串聯電路的圖是_______,屬于并聯電路的圖是_______.

解析 (a)圖電路為典型的串聯電路.

(b)圖中,電池組與開關S串聯組成干路,燈L1、L2分別組成支路,并列地接在電路干路兩端,為典型的并聯電路.

(c)圖中,雖然連接導線拐了幾道彎,但我們避開干擾,仍然可以分辨出燈L1L2是逐個順次連接在電路中的,為串聯電路.

(d)圖中,雖然燈L1所在電路(嚴格說是支路)拐了兩道彎,且有導線相交現象出現,但導線是相交不相連的,且燈L1與L2仍是并列接在電池組和開關串聯而成的干路兩端,仍為并聯電路.

(e)圖中,燈L1與L2的連接情況與圖(d)中情況相似,為并聯電路.

(f)圖中,導線在連接電池組、開關和燈L1、L2的過程中,盡管扭了個“麻花”,而且導線還相交了,但仔細觀察后發現,相交的導線是不相連的,燈L1、L2也是逐個順次接入電路的,為串聯電路.

2.電流法

電流法是識別串、并聯電路最常用的方法.根據串聯電路和并聯電路的連接特點,閉合開關后,在串聯電路中,電流由電源正極出發(在電路圖中電流方向可用箭頭標出)后,逐個順次通過各電路元件后,流回電源負極,即電流只沿一條路徑,通過所有元件或用電器,途中不分流,不存在叉路.而在并聯電路中,電流由電源正極出發至某處,立即分成幾股分支電流(故此處又叫分支點),分別通過各電路元件后在另一分支點處再匯合在一起,流回電源負極,存在著“分流點”和“合流點”.

因此,要判斷電路是串聯還是并聯,只要重點分析整個電路電流是否分成幾股電流即可.同一股電流所流經的幾個元件為串聯(如圖3-A所示).電流在某一點分叉,即一股電流(如干路電流)分成幾股電流(支路電流),再在另一點重新匯合成一股電流,這幾股電流分別通過的元件為并聯(如圖3-B所示).

例2試判斷圖3中燈泡的連接方式.

解析 圖4甲中電流從正極流向負極只有一條通路,故甲、乙兩燈為串聯.在圖4乙中,電流從電源的正極流向負極有兩條路徑,A為分流點,B為合流點,故丙、丁兩只燈為并聯.

3.斷路法(或拆除法)

這是識別較難電路的一種重要方法.該種方法的原理是:根據串聯電路的特點,只有一條電流路徑,電流是逐一經過各個電路元件的,只要任何一個電路元件或連接導線上任何一處斷路,其他電路元件中就都沒有電流通過,整個電路就不工作.并聯電路的特點是:有兩條以上的電流路徑,各電路元件獨立工作,互不影響,且任一條電路元件的通斷不影響其他元件的工作.判斷、區別的方法是:幾個元件中任何一個元件斷路(如將電路中任一元件拆除),其他元件中就都沒有電流流過的電路是串聯電路,如圖5-A,將L1拆除后,L2也沒有電流通過,也不能亮了,為串聯;幾個元件中任何一個元件斷路(如將任一元件拆除),其他各元件中仍有電流通過的電路是并聯電路,如圖5-B將L2拆除后,L1仍有電流通過,仍然發光,為并聯.

例3 在圖6中的四個電路中,兩個燈泡屬于串聯的是().

解析 串聯電路中,如果我們取下一個用電器,則其他用電器都將不工作了.我們來看一下哪個電路符合這一特征.A中拆除一只燈泡,另一只仍有電流通過,仍能發光,A是并聯電路,不是串聯的;B中拆除一只燈泡,另一只也不工作,是串聯電路;C中拆除一只燈泡,另一只中仍有電流通過,仍可發光,為并聯電路.同樣道理D中電路也為并聯電路.

4.節點法:(幾條相交的連接點叫做節點)

所謂“節點法”就是在識別不規范電路的過程中,不論導線有多長,只要中間沒有電源、用電器等,則導線兩端點均可以看成同一個點,從而找出各用電器兩端的公共點,它的最大特點是通過任意拉長和縮短導線達到簡化電路的目的.

例5試判斷圖7中三個燈泡的連接方式.

解析在如圖8所示的電路中先定節點.把各節點分別用不同的符號A、B、C、D表示(如圖8-甲所示);然后把共線(線中沒有用電器)的點移動到同一位置:將A點移至B點、將C點移至D點,如圖8-乙所示;這樣,從電源正極流出的電流在節點B(A)分成三條支路,分別流到三個燈泡L1、L2、L3上,再在節點D(C)匯合后,回到電源負極,顯然燈L1、L2、L3是并聯在B(A)、D(C)兩點之間,三只燈泡并聯,畫出等效電路圖如圖8―丙所示.

同學們不妨嘗試用“節點法”來判斷例4中三只燈泡的連接方式.相信同樣可以得到正確的結論.

5.去表法

在電學實驗中,我們經常要使用電流表和電壓表.在有電流表、電壓表接入的電路中,由于電流表和電壓表的存在,會給我們的判斷帶來困難,因而在進行正式的電路判斷之前,應先將電流表、電壓表拆除,以簡化電路.其方法是:由于電流表的電阻很小,因此將電流表拆去時,只要將連接電流表的兩條線的端點直接相連(也可把電流表看作閉合的開關或導線);而電壓表的電阻很大,將電壓表拆去時,只要將電壓表所在支路直接拆去(也可把電壓表看作斷開的開關).經過去表,圖9處理成圖10,兩燈泡串聯,電流表測電路中的電流,電壓表測L2兩端的電壓.

篇(6)

1.通過實際的操作使學生掌握簡單的串聯電路和并聯電路的連接方法。

2.讓學生能根據設計的串聯和并聯電路圖連接實物電路,同時盡可能讓學生動手設計一些有應用價值的串、并聯電路。

3.能說出生活、生產中采用簡單串聯或并聯電路的實例。

(二)過程與方法。

通過探究,了解串、并聯電路的區別。

(三)情感態度與價值觀。

認識科學技術對社會發展和人類生活的影響。

二、實施過程

(一)暗盒引入,設置懸念,激發興趣。

師:老師這里有兩個暗盒,請同學們觀察,合上開關,你看到什么現象,斷開開關呢?

生:看到兩只燈泡同時亮,同時滅。

師:除了看到暗盒上有兩個燈泡之外,請你們說說里面還有哪些元件?

生:開關、電源、燈泡、導線。

師:回答得很好,從這兩個暗盒電路中我們發現開關合上燈同時亮,斷開同時滅,我告訴大家,兩暗盒里面的電路設計是不一樣的,說明電路同亮同滅的連接方式不唯一,請你們試著在紙上盡可能多地設計一個開關同時控制兩盞燈的方法。

生畫電路圖。

師:展示學生設計的電路(實物投影),請同學們親自動手連一連,在實際電路中是否達到這樣的功能,PPT展示:

(1)探究活動:怎樣使兩個小電燈亮起來?

現有兩個帶燈座的小電燈、電池、開關和導線若干,請你試著把它們連接起來,使兩個小電燈能同時發光。

友情提醒:a.連接電路開關應斷開;b.在合上開關前檢查電路,以防短路。

生動手連接電路。

片斷反思:初三學生剛剛接觸電學,心情是既緊張又激動,所以一開始我就以兩個暗盒引入課題,讓學生從看到的現象入手,設置懸念,從而激發學生探究的欲望。接著讓學生自己通過電路設計、自主探究,合作交流,在獲得知識的同時體驗成功的喜悅。為進一步學習打下基礎。

(二)觀察實物,介紹串聯、并聯電路。

師:展示同學連接的兩個實物圖,讓同學自己觀察這兩幅圖中燈泡的連接有什么不同?

生:第一幅圖燈泡是順次連接起來的,第二幅圖中燈泡是并列連接在一起的。

師:我們把前面的電路叫串聯電路,后面的電路叫并聯電路,給出定義。

師:合上開關,請你來說說電流是怎樣走的。

生上講臺指出電流的路徑。

師將知識拓展,介紹支點、干路、支路。

師:現在我告訴你們暗盒中一個電路是串聯連接,一個是并聯連接,在不允許拆除盒蓋的情況下,你能判斷到底哪個是串聯連接,哪個是并聯連接嗎?

生擰掉一只燈泡觀察現象。

片斷反思:觀察和比較是物理教學中常用的研究方法,讓學生從自己連接的電路中觀察兩個燈的連接是不同的,從而自己給串聯、并聯電路下定義,通過連個電路的電流的路徑不同,并聯電路有分支點、干路、支路之分,使他們對電路的兩種連接有了更深的理解,同時,在教學中始終以暗盒為主線,逐步引入,學生在現有的知識還不能看出暗盒中到底哪個電路是串聯電路,哪個電路是并聯電路,而他們看到的只有兩個燈泡,很自然地就想到從擰燈入手,進行探究。這樣設計更能激發學生的探究欲望,同時教師作為引導者,把課堂交給學生,培養他們獨立思考的能力和自主創新的意識。

(三)設計實驗,總結串聯電路和并聯電路的特點。

師擰掉一只燈泡后,問:串、并聯電路的情況又如何,請同學們2人一組完成下列實驗活動。

探究活動:串聯電路和并聯電路的比較(去燈法)。

生進行實驗并記錄現象。

師:用去燈的方法可以判斷串聯、并聯電路,除了用去燈的方法你還有其他辦法嗎?

生:剛才去燈,也可以添燈。

師:請同學們繼續完成下列探究。

生進行實驗。

師:現在你能幫我判斷暗盒中的電路了嗎?

生:去掉一只燈泡,若另一只燈不亮,就是串聯電路,反之就是并聯電路。

師:根據你現有的知識,能說出串聯電路、并聯電路的不同點嗎?

生1:串聯電路電流只有一條路徑;并聯電路電流會有多條路徑。

生2:串聯電路中各用電器的工作是相互影響的;并聯電路中各用電器互不影響。

師:串聯電路、并聯電路在我們生活中應用很廣泛,下面我們就用已有的知識分析生活中的幾個問題。

篇(7)

2.進行新課

(1)歐姆定律

由實驗我們已知道了在電阻一定時,導體中的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,在電壓不變的情況下,導體中的電流跟導體的電阻成反比。把以上實驗結果綜合起來得出結論,即歐姆定律。

板書:〈第二節歐姆定律

1.內容:導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比,跟導體的電阻成反比。〉

歐姆定律是德國物理學家歐姆在19世紀初期(1827年)經過大量實驗得出的一條關于電路的重要定律。

歐姆定律的公式:如果用U表示加在導體兩端的電壓,R表示這段導體的電阻,I表示這段導體中的電流,那么,歐姆定律可以寫成如下公式:

I=U/R。

公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。

公式的物理意義:當導體的電阻R一定時,導體兩端的電壓增加幾倍,通過這段導體的電流就增加幾倍。這反映導體的電阻一定時,導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比例關系(I∝U)。當電壓一定時,導體的電阻增加到原來的幾倍,則導體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時,導體中的電流跟導體的電阻成反比例的關系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達了歐姆定律的內容。

板書:<2.公式:I=U/R

I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>

有關歐姆定律的幾點說明:

①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個量是對同一段導體而言的。

②對于一段電路,只要知道I、U和R三個物理量中的兩個,就可以應用歐姆定律求出另一個。

③使用公式進行計算時,各物理量要用所要求的單位。

(2)應用歐姆定律計算有關電流、電壓和電阻的簡單問題。

例題1:課本中的例題1。(使用投影片)

學生讀題,根據題意教師板演,畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標明已知量的符號、數值和未知量的符號。

解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據公式,然后代入數值,要有單位,最后得出結果。

板書:〈例題1:

已知:R=807歐,U=220伏。

求:I。

解:根據歐姆定律

I=U/R=220伏/807歐=0.27安。

答:通過這盞電燈的電流約為0.27安。〉

例題2:課本中例題2。(使用投影片)

板書:〈例題2〉

要求學生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學到黑板上進行板演。

學生板演完畢,組織全體學生討論、分析正誤。教師小結。

①電路圖及解題過程是否符合規范要求。

②答題敘述要完整。本題答:要使小燈泡正常發光,在它兩端應加2.8伏的電壓。

③解釋U=IR的意義:導體兩端的電壓在數值上等于通過導體的電流跟導體電阻的乘積。不能認為"電壓跟電流成正比,跟電阻成反比。"因為這樣表述顛倒了因果關系也不符合物理事實。

例題3:課本中的例題3。(使用投影片)

板書:〈例題3〉

解題方法同例題2。學生板演完畢,組織學生討論、分析正誤。教師小結。

①解釋R=U/I的物理意義:對同一段導體來說,由于導體的電流跟這段導體兩端的電壓成正比,所以i的比值是一定的。對于不同的導體,其比值一般不同。U和I的比值反映了導體電阻的大小。導體的電阻是導體本身的一種性質,它的大小決定于材料、長度和橫截面積,還跟溫度有關。不能認為R=U/I表示導體的電阻跟導體兩端的電壓成正比,跟導體中的電流成反比。由于電阻是導體本身的一種性質,所以某導體兩端的電壓是零時,導體中的電流也等于零,而這個導體的電阻值是不變的。

②通過例題3的解答,介紹用伏安法測電阻的原理和方法。

板書:(書寫于例題3解后)

〈用電壓表和電流表測電阻的方法叫做伏安法。〉

3.小結

(1)簡述歐姆定律的內容、公式及公式中各物理量的單位。

什么叫伏安法測電阻?原理是什么?

(2)討論:通過課本中本節的"想想議議",使學生知道:

①電流表的電阻很小(有的只有零點幾歐),因此實驗中絕對不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則,通過電流表的電流過大,有燒毀電流表的危險。

②電壓表的電阻很大(約幾千歐),把電壓表直接連在電源的兩極上測電壓時,由于通過電壓表的電流很小,一般不會燒毀電壓表。

4.布置作業

課本本節后的練習1、4。

(四)說明:通過例題,要領會培養學生在審題基礎上畫好電路圖,按規范化要求解題。

第四節電阻的串聯

(一)教學目的

1.通過實驗和推導使學生理解串聯電路的等效電阻和計算公式。

2.復習鞏固串聯電路電流和電壓的特點。

3.會利用串聯電路特點的知識,解答和計算簡單的電路問題。

(二)教具

學生實驗:每組配備干電池三節,電流表、電壓表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個,導線若干。

(三)教學過程

1.引入新課

(1)閱讀本節課文前的問號中提出的問題,由此引出本節學習的內容。

板書:〈第四節電阻的串聯〉

(2)問:什么叫串聯電路?畫出兩個定值電阻串聯的電路圖。(同學回答略,板演電路圖參見課本圖8-7)

(3)問:串聯電路電流的特點是什么?舉例說明。

學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出I1、I2和I。

板書:〈1.串聯電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉

(4)問:串聯電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關系是什么?舉例說明。

學生回答,教師小結,在板演電路圖上標出U1、U2和U。

板書:〈2.串聯電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉

(5)幾個已知阻值的電阻串聯后,總電阻和各電阻之間有什么關系?這是本節課學習的主要內容。

2.進行新課

(1)實驗:測R1和R2(R3)串聯的總電阻。

問:實驗的方法和原理是什么?

答:用伏安法測電阻。只要用電壓表測出R1和R2串聯電阻兩端的總電壓放用電流表測出通過串聯電阻的電流,就可以根據歐姆定律逄出R1和R2串聯后的總電阻。

要求學生設計一個測兩個定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯總電阻的實驗電路。如課本圖8-5所示。

進行實驗:

①按伏安法測電阻的要求進行實驗。

②測出R1(2歐)和R2(4歐)串聯后的總電阻R。

③將R1和R3串聯,測出串聯后的總電阻R′。將實驗結果填在課文中的結論處。

討論實驗數據,得出:R=R1+R2,R′=R1+R3。實驗表明:串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。

(2)理論推導串聯電路總電阻計算公式。

上述實驗結論也可以利用歐姆定律和串聯電路的特點,從理論上推導得出。

結合R1、R2的串聯電路圖(課本圖8-6)講解。

板書:〈設:串聯電阻的阻值為R1、R2,串聯后的總電阻為R。

由于U=U1+U2,

因此IR=I1R1+I2R2,

因為串聯電路中各處電流相等,I=I1=I2

所以R=R1+R2。〉

請學生敘述R=R1+R2的物理意義。

解答本節課文前問號中提出的問題。

指出:把幾個導體串聯起來,相當于增加了導體的長度,所以總電阻比任何一個導體的電阻都大,總電阻也叫串聯電路的等效電阻。

板書:〈3.串聯電路的總電阻,等于各串聯電阻之和。R=R1+R2。〉

口頭練習:

①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯起來,串聯后的總電阻R是多大?(答:35歐)

②兩只電阻串聯后的總電阻是1千歐,已知其中一只電阻阻值是700歐,另一只電阻是多少歐?(答:300歐。)

(3)練習

例題1:

出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學生讀題并根據題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標出已知量的符號和數值以及未知量的符號。請一名學生板演,教師講評。

討論解題思路,鼓勵學生積極回答。

小結:注意審題,弄清已知和所求。明確電路特點,利用歐姆定律和串聯電路的特點求解。本題R1、R2串聯,所以I=I1=I2。因U1、U2不知,故不能求出I1或I2。但串聯電路的總電壓知道,總電阻R可由R1+R2求出,根據歐姆定律I=U/R可求出電流I。

板書:〈例題1:

已知:U=6伏,R1=5歐,R2=15歐。

求:I。

解:R1和R2串聯,

R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。

電路中電流:I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。

答:這個串聯電路中的電流是0.3安。〉

例題2:

出示課本中例題2的投影片,學生讀題,畫電路圖(要求同例題1)。

討論解題思路,鼓勵學生積極參與。

①問:此題中要使小燈泡正常發光,串聯一個適當電阻的意義是什么?

答:小燈泡正常發光的電壓是2.5伏,如果將其直接連到6伏的電源上,小燈泡中電流過大,燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯一個適當電阻R2,由于串聯電路的總電壓等于各部分電路電壓之和,即U=U1+U2。串聯的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適,就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏,正常發光。

②串聯的電阻R2,其阻值如何計算?

教師引導,學生敘述,分步板書(參見課本例題2的解)。

本題另解:

板書:〈R1和R2串聯,由于:I1=I2,

所以根據歐姆定律得:U1/R1=U2/R2,

整理為U1/U2=R1/R2。〉

3.小結

串聯電路中電流、電壓和電阻的特點。

4.布置作業

本節后的練習:1、2、3。

(四)說明

1.本節測串聯電路總電阻的實驗,由于學生已學習了伏安法測電阻的知識,一般掌握較好,故實驗前有關要求的敘述可從簡。但在實驗中教師要加強巡回指導。

2.從實驗測出串聯電阻的總電阻和運用歐姆定律推導出的結果一致。在此應強調實踐和理論的統一。在推導串聯電阻總電阻公式時,應注意培養學生的分析、推理能力。

3.解答簡單的串聯電路計算問題時要著重在解題思路及良好的解題習慣的培養上下功夫。

第五節電阻的并聯

(一)教學目的

1.使學生知道幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。

2.復習鞏固并聯電路電流、電壓的特點。

3.會利用并聯電路的特點,解答和計算簡單的電路問題。

(二)教具

每組配備干電池二節,電壓表、電流表、滑動變阻器和開關各一只,定值電阻2只(5歐和10歐各一只),導線若干條。

(三)教學過程

1.復習

問:請你說出串聯電路電流、電壓和電阻的特點。(答略)

問:請解答課本本章習題中的第1題。

答:從課本第七章第一節末所列的數據表可以知道,在長短、粗細相等條件下,鎳鉻合金線的電阻比銅導線的電阻大;根據串聯電路的特點可知,通過銅導線和鎳鉻合金中的電流一樣大;根據歐姆定律得U=IR,可得出鎳鉻合金導線兩端的電壓大于銅導線兩端的電壓。

問:請解本章習題中的第6題。(請一名學生板演,其他學生自做,然后教師講評。在講評中要引導學生在審題的基礎上畫好電路圖,按規范化要求求解。)

2.引入新課

(1)請學生閱讀本節課文前問號中所提出的問題,由此提出本節學習的內容。

板書:〈第五節電阻的并聯〉

(2)問:并聯電路中電流的特點是什么?舉例說明。

學生回答,教師小結。

板書:〈1.并聯電路的總電流等于各支路中電流之和。即:I=I1+I2。〉

(4)問:并聯電路電壓的特點是什么?舉例說明。

學生回答,教師小結。

板書:〈2.并聯電路中各支路兩端的電壓相等。〉

(5)幾個已知阻值的電阻并聯后的總電阻跟各個電阻之間有什么關系呢?這就是本節將學習的知識。

3.進行新課

(1)實驗:

明確如何測R1=5歐和R2=10歐并聯后的總電阻,然后用伏安法測出R1、R2并聯后的總電阻R,并將這個阻值與R1、R2進行比較。

學生實驗,教師指導。實驗完畢,整理好儀器。

報告實驗結果,討論實驗結論:實驗表明,幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。

板書:〈3.幾個電阻并聯后的總電阻比其中任何一個電阻都小。〉

問:10歐和1歐的兩個電阻并聯的電阻小于多少歐?(答:小于1歐。)

(2)推導并聯電路總電阻跟各并聯電阻的定量關系。(以下內容教師邊講邊板書)

板書:〈設:支路電阻分別是R1、R2;R1、R2并聯的總電阻是R。

根據歐姆定律:I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,

由于:I=I1+I2,

因此:U/R=U1/R1+U2/R2。

又因為并聯電路各支路兩端的電壓相等,即:U=U1=U2,

可得:1/R=1/R1+1/R2。

表明:并聯電路的總電阻的倒數,等于各并聯電阻的倒數之和。〉

練習:計算本節實驗中的兩個電阻(R1=5歐,R2=10歐)并聯后的總電阻。

學生演練,一名學生板演,教師講評,指出理論計算與實驗結果一致。

幾個電阻并聯起來,總電阻比任何一個電阻都小,這是因為把導體并聯起來,相當于增加了導體橫截面積。

(3)練習

例題1:請學生回答本節課文前問號中提出的問題。(回答略)

簡介:當n個相同阻值的電阻并聯時總電阻的計算式:R=R''''/n。例題1中:R′=10千歐,n=2,所以:R=10千歐/2=5千歐。

例題2.在圖8-1所示電路中,電源的電壓是36伏,燈泡L1的電阻是20歐,L2的電阻是60歐,求兩個燈泡同時工作時,電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)

學生讀題,討論此題解法,教師板書:

認請此題中燈泡L1和L2是并聯的。(解答電路問題,首先要認清電路的連接情況)。在電路圖中標明已知量的符號和數值以及未知量的符號。解題要寫出已知、求、解和答。

(過程略)

問:串聯電路有分壓作用,且U1/U2=R1/R2。在并聯電路,全國公務員共同天地中,干路中電流在分流點分成兩部分,電流的分配跟電阻的關系是什么?此題中,L1、L2中電流之比是多少?

答:(略)

板書:〈在并聯電路中,電流的分配跟電阻成反比,即:I1/I2=R2/R1。〉

4.小結

并聯電跟中電流、電壓、電阻的特點。

幾個電阻并聯起來,總電阻比任何一個電阻都小。

5.布置作業

課本本節末練習1、2;本章末習題9、10。

參看課本本章的"學到了什么?,根據知識結構圖寫出方框內的知識內容。

篇(8)

常用的電壓表與電流表,有不同的量程,其實質是電壓表與電流表是由滿偏電流小的電流表表頭改裝而成的.要清楚地知道電壓表與電流表量程的擴大,要從串聯電路與并聯電路的特點去探究.

1電壓表的改裝

11電路

把若干個電阻首尾順次相連,這種連接方式叫串聯.如圖1是由三個電阻構成的串聯電路.

串聯電路的特點是:串聯電路中的電流處處相等,電路兩端總電壓等于各串聯電路兩端的電壓之和,串聯電路總電阻等于電路中電阻之和.即

I=I1=I2=I3=…

U=U1+U2+U3+…

R=R1+R2+R3+…

在串聯電路中,總電壓被分配到各串聯電路中的電阻上,阻值大的電阻分得的電壓大,阻值小的電阻分得的電壓小,所以串聯電路又叫分壓電路.分壓作用在科技與實驗中有著廣泛的應用.

22電壓表改裝特點

已知電流表表頭的滿偏電流Ig及內阻Rg,但滿偏電流Ig太小,一般不能直接測量出電路中的電流,而它可以檢測電路中有無電流及電流方向.根據歐姆定律,表頭滿偏電流時的電壓為Ug=Ig Rg,可以測量出電壓,但由于量程太小,無法測出較大的電壓,如果給表頭串聯一個較大的分壓電阻R0,就可以測量出較大的電壓,因此把電流表表頭串聯一個分壓電阻后就成了大量程的電壓表了,如圖2所示.

根據串聯電路分壓原理,有 UgRg=U-UgR0,解得分壓電阻為 R0=(UUg-1)Rg.

若n表示電壓表量程擴大的倍數,即n=UUg,則分壓電阻R0=(n-1)Rg.

例1內阻Rg=1000Ω,滿偏電流Ig=100μA的靈敏電流計要改裝成量程為3V的電壓表,應該如何設計?

解析:根據題意,把電流表表頭改裝成電壓表的電路如圖2(a)示,即在小量程的電流表串聯一個分壓電阻R0.靈敏電流計內阻Rg=1000Ω,滿偏電流Ig=100μA=10-4A,由歐姆定律滿偏電流時表頭上的電壓Ug=IgRg=1000×10-4V=01V.

分壓電阻上電壓U0=U-Ug=(3-01)V=29V,分壓電阻上電流I0= Ig=10-4A,再次運用歐姆定律求得分壓電阻R0==29×104Ω=29kΩ.

或者n=UUg=3V01V=30,

t分壓電阻R0=(n-1)R0=(30-1)×1000Ω=29×104Ω=29kΩ.

2電流表的改裝

21并聯電路

把幾個電阻的一端接在一起,另一端也連接在一起,兩端接在電源上,這樣構成的電路叫并聯電路.由三個電阻構成的并聯電路如圖3所示.

由實驗可知并聯電路的特點:并聯電路中各支路兩端電壓相等;電路中總電流等于各支路的電流之和;并聯電路中總電阻的倒數等于各支路電阻的倒數之和,即

U=U1=U2=U3=…

I=I1+I2+I3+…

1R=1R1+1R2+1R3+…

在并聯電路中,通過電阻的電流與它的電阻值成反比,即電阻越大通過的電流越小,這樣各個電阻能分擔一部分電流,并聯電阻的這種作用叫分流作用,這種電阻叫分流電阻.電流表量程的擴大就是并聯電路的分流作用的應用,靈敏電流計能夠測量的電流很小,為了擴大它的量程,達到能夠測較大電流的目的,就得給靈敏電流計并聯一個阻值較小的分流電阻,分擔較大的電流,這樣就可以改裝一個量程較大的電流表了.

22電流表改裝特點

電流表表頭滿偏電流較小,直接串聯在電路中有可能燒壞表頭,因此需要給表頭并聯一個分流電阻,就可以測量較大的電流,即擴大了電流表的量程,如圖4所示.

根據并聯電路特點,有 IgI-Ig=R0Rg,解得應并聯的分流電阻R0=IgI-IgRg.

若用n表示量程的擴大倍數,即

n=IIg,則R0=Rgn-1.

改裝成的電流表的內阻為RA=Rg?R0Rg+R0=Rgn

可見電流表的內阻很小,對于理想的電流表,其內阻可以忽略不計,串聯在電路中可以看作短路.

例2內阻Rg=1000Ω,滿偏電流Ig=100μA的電流表表頭要改裝成量程為1A的電流表,應該如何設計?

解析:由圖4(a)可知,要把量程為100μA的電流表表頭改裝成1A的電流表,需要在表頭上并聯一個電阻R0,R0起分流作用.

根據并聯電路特點,可知并聯電阻R0中的電流I0=I-Ig=(1-00001)A=09999A,分流電阻兩端的電壓與表頭兩端的電壓相等,即

Ug=IgRg=1000×10-4V=01V,

所以 R0=UgI0=0109999Ω≈01Ω

即在電流計上并聯一個約01Ω的電阻就可把它改裝成量程為1A的電流表.

這樣依據串并聯電路的特點,把滿偏電流很小的電流表表頭可以改裝成量程較大的電流表與電壓表,即實現了電表量程的擴大.

3電表問題探析

其實有些電表有多個量程,如我們在實驗室做電學實驗時用的安培表與伏特表.高中物理實驗時要求在理解教材實驗原理上進行設計實驗,電表的改裝與擴程又是電學實驗的一個重點,選擇合適的量程也是實驗時需要考慮的重點問題,這就要求學生需弄清楚電表量程的擴大原理.只有掌握了其中的原理,才能真正掌握電表量程的擴大問題.

例3實際測量中使用的大量程電流表是由小量程電流表改裝而成的.圖5中G的滿偏電流(即小量程電流表允許通過的最大電流)Ig=1mA的電流表,其電阻Rg=100Ω,圖5為某同學改裝后的電流表電路圖,R1、R2為定值電阻.若使用A和B兩個接線柱時,電表的量程為3mA;若使用A和C兩個接線柱時,電表的量程為10mA.求R1和R2的阻值.

解析如圖5所示,設I1=3mA,I2=10mA.若使用A和B兩個接線柱時,是R1和R2串聯后再與電流表表頭并聯,則有

IgRg=(I1-Ig)(R1+R2),

代入數字得:

1×100=(3-1)×(R1+R2) ……①

Ig(Rg+R2)=(I2-Ig)R1,

篇(9)

關鍵詞 :簡單電路 復雜電路 回路法 課堂實驗教學設計

在電學實驗的電路連接中,對于規則的、直觀的簡單電路,按照串聯電路中各元件逐個順次連接,并聯電路中各元件并列連接,學生操作起來比較容易。而對一些不規則的較為復雜的電路的連接很多學生往往無從下手,電路連好后如出現問題也很難檢查出來,久而久之學生對復雜電路的連接產生畏懼心理。如何讓學生在規定學時內理解并掌握電路的連接技術,筆者通過多年的實驗教學實踐,摸索出一套實用的教學方法。在此,筆者介紹一種復雜電路的連接方法,通過該方法能有效地指導學生迅速正確地連接好實物電路。

一、簡單電路連接

復雜電路都是由簡單電路構成的,簡單電路分為串聯電路和并聯電路。下面對串聯和并聯電路做個簡單介紹。圖1和圖2分別為基本的串聯和并聯電路。

圖1所示的電路,電流從電源的正極出發,依次經過兩個電阻及開關,最后回到電源的負極。電流沒有分支,經過任何電學元件的電流大小相等。R1和R2就是串聯關系,此電路即為串聯電路。圖2所示的電路,電流從電源正極出發,在a點分流,一支路經過R1,另一支路經過R2,再在b點匯合,再經過開關,最后回到電源的負極。電路中分為干路和支路,R1和R2分別是電路的兩個支路,兩個支路的電流之和等于干路上的電流。圖2中R1和R2就是并聯關系,此電路即為并聯電路。對于這兩種電路,一般學生都能夠正確連接。

二、回路法連接復雜電路的課堂教學設計

實際的電路一般都是復雜電路,復雜電路的連接方法有很多種。其中主要有:流向法和串并法。流向法是沿著電流的流向來連接實物電路的一種方法。根據畫好的電路圖,在圖中標好電流的流向。從電源正極引導線出來,按照電流的流向逐漸連接下去,最后再回到電源負極。這種方法思路直接,學生較容易接受。但實際操作中如遇到復雜的電路,電流多次分流的情況下,學生經常容易連錯。串補法是對電路的連接是先串聯后并聯的一種方法。先連好從電源的正極到負極串聯電路元件最多的實物電路,然后再補連各并聯部分。這種方法思路較為清晰,能將復雜實物電路連線化繁為簡,方便迅速。但此方法的前提是要分清電路中哪些是串聯電路、哪些是并聯電路,而對于一些復雜的電路,很多學生是很難分清串聯和并聯電路的。

根據多年的實驗教學經驗,我們提出用回路法來連接復雜電路,在課堂教學中取得了良好的效果,同時節省了學生們在連接電路上所花的時間,使得實驗能在規定的時間內完成。回路法連接電路要領:將電路分成若干回路,連接導線時要先從最下面的回路連起,從電源的正負極開始連接,然后再從下往上一個回路接著一個回路地連接導線。每一個接線柱上盡量不要連接超過兩根導線,否則電路萬一連錯就很難檢查出來。下面我們通過一個實例來說明回路法連接復雜電路。圖3是用電位差計校正電壓表實驗的電路圖。

首先,在圖3中把電源及各電學元件的正負極標好,滑線變阻器及電阻箱是沒有正負極的,但接到實際電路由于加上電壓后,也是要分正負極的,所以在圖中也要標上正負號。再將電流的流向用箭頭標好,接下來將整個電路從上往下分成若干個回路,如圖4所示。在圖4中將原來的電路共分成四個回路,分別用1、2、3和4來表示。在實物連線的時候,我們要求學生將電學元件按照電路圖的位置擺好,這樣更方便連線,而且不容易連錯。例如,按照圖3或圖4,將電源放在最下面,在電源右邊擺上電鍵,在電源的上面擺上滑線變阻器,在滑線變阻器的上面再放上電壓表,在電壓表的上面并排放兩個電阻箱,并將阻值分別調成100Ω和2900Ω,最后在電阻箱的上面放上電位差計。接下來就是連接導線,首先從最下面的第一個回路連起。第一個回路實際上就是一個簡單的串聯電路,連接起來就非常簡單。第一根導線的一端連接到電源的正極,另一端連接到滑線變阻器左下的接線柱。再用一根導線一端連接到滑線變阻器右下的接線柱,另一端連接到開關的一端,最后用一根導線連接到電鍵的另外一端,導線的另一端最后連接到電源的負極。注意連接導線之前開關要斷開。這樣第一個回路就連接好了,接下來再連接第二個回路。第二個回路實際上也是個簡單的串聯電路,用一根導線連接到滑線變阻器左下的接線柱,導線另一端連接到電壓表的正極。再用一根導線連接到電壓表的負極,導線另外一端連接到滑線變阻器上面滑動頭接線柱上。以此類推,再分別連接第三、第四個回路。在連線的過程中連接的都是簡單的串聯電路,不需要判斷到底是串聯還是并聯,這樣就不容易出錯。即使電路出現故障,檢查的時候也非常容易,只要從上往下一個回路接著一個回路地檢查即可。

再舉個比較實用的例子,用惠斯通電橋精確測量電阻阻值的實驗。電路圖如圖5所示。

此電路雖然電學元件不算多,但由于電流有幾次分流,如果按照流向法連接電路則很容易連接錯誤。按照回路法連接電路則非常簡單。首先將電路劃分成三個回路。圖中下面的電源、開關、R2、Rx、可變電阻器構成回路1,這一簡單串聯電路很容易連接。接下來連接回路2,回路2由R1、R2、電阻箱、檢測電流表及開關構成。這是一個串聯電路,在電阻R2的兩端依次連接R1、電阻箱、檢測電流表及開關即可。最后連接回路3,將電阻R3連接到R1和Rx之間即可。

三、小結

我們先簡單介紹基本的串聯和并聯電路,再通過兩個例子介紹回路法連接復雜電路。利用該方法可快速連接電路,由于連接的都是串聯電路,所以學生操作起來不容易出錯。即使偶爾出現錯誤,檢查起來也很方便,只需一個回路接著一個回路地檢查,即可迅速找到問題所在。我們通過課堂實驗教學,用回路法連接電路取得良好的效果,提高了實驗教學效率,增強了學生的動手能力,使學生不再懼怕復雜電路的連接。

參考文獻:

篇(10)

串聯(series connection)是連接電路元件的基本方式之一。將電路元件(如電阻、電容、電感,用電器等)逐個順次首尾相連接。將各用電器串聯起來組成的電路叫串聯電路。串聯電路中通過各用電器的電流都相等。

并聯是元件之間的一種連接方式,其特點是將2個同類或不同類的元件、器件等首首相接,同時尾尾亦相連的一種連接方式。通常是用來指電路中電子元件的連接方式,即并聯電路。

混聯,是指既有串聯又有并聯的結構方式,在電路、機床、混合動力系統 等中常用。其中電路即叫混聯電路。方式為串聯電路和并聯電路。

(來源:文章屋網 )

篇(11)

關鍵詞:LC串聯電路;并聯補償裝置;并聯電容器;串聯電抗器

Key words: LC series circuit;parallel compensation devices;parallel capacitor;series reactor

中圖分類號:TM7 文獻標識碼:A文章編號:1006-4311(2010)34-0034-02

0引言

在電力系統中不可避免地存在著大量的無功負荷,這些無功負荷來自電力線路、電力變壓器以及用戶的用電設備。由于電力線路、電力變壓器和用戶的用電設備主要是電感性的元件,其產生的電感性無功功率,不但會造成電能損耗、電壓質量下降,而且還會占用變壓器及線路容量。所以在電力系統中為了降低線路損耗,提高功率因數和電壓質量,通常要在電力系統中并聯連接電容器用以提供電容性無功功率,補償系統無功的不足。并聯電容器裝置就是并聯連接于電力系統中,用于補償系統無功的一種無功補償裝置。其主要設備是電容器(C)和電抗器(L)。電容器主要用來向電力系統提供電容性無功功率,電抗器主要與電容器串聯構成LC串聯電路,用以降低并聯電容器合閘投運過程中的涌流倍數,以及抑制電網電壓波形畸變和控制流過電容器的諧波分量。

1LC串聯電路

補償用并聯電容器在合閘并入電力系統投運的瞬間,將會產生幅值很大、頻率很高的沖擊合閘涌流。涌流過大將會造成斷路器損壞,涌流產生的電動力會給回路的設備以很大的沖擊,還可能造成電容器絕緣的損傷,并使其他相連接的電氣設備產生嚴重的過電壓而損壞。另外,在電力系統中,很多負荷都是高次諧波源,如整流裝置、電弧爐、電氣機車、大功率晶閘管及磁飽和的變壓器等。這些高次諧波源對電力系統產生諧波,將引起系統運行電壓波形的畸變,污染電網,是電氣設備的一種公害。諧波電壓施加于電容器,其危害性更大。為降低并聯電容器合閘投運過程中的涌流倍數,以及抑制電網電壓波形畸變和控制流過電容器的諧波分量,并聯電容器裝置還需要配套選用串聯電抗器(L),將其與電容器在裝置內部串聯組成LC串聯電路,如圖1所示。其中L表示電抗器的電感,C表示用于無功補償用電容器的電容。

LC串聯電路中,電抗器額定電抗對相串聯的并聯電容器額定容抗的百分比值,叫做額定電抗率,用K表示。電抗率的選取將直接影響著LC串聯電路的作用。

1.1 降低合閘涌流時LC串聯電路中電抗率的選取當電力系統中諧波含量甚少,裝設串聯電抗器的目的僅為限制合閘涌流時,電抗率可選得比較小,可按斷路器等設備所允許的涌流值進行選擇。電容器抗涌流能力在高電壓并聯電容器相關國家標準中有所規定:用不重擊穿的開關投運電容器時可能發生第一個峰值不大于2倍施加電壓(方均根值),持續時間不大于1/2周波的過渡過電壓;相應的過渡過電流的峰值可能達到100IN;在這種情況下允許每年操作1000次。電容器投運合閘時產生的合閘涌流一般分兩種情況。第一種是單組電容器投運時的合閘涌流,此時的涌流計算等值電路圖如圖2所示。圖2中,L0表示線路的等效電感,L表示電抗器的電感,C表示電容器的電容,u表示電源上的電壓,Um表示電源電壓幅值,uc表示電容器上的電壓,ic表示電容器上的電流;DL為斷路器。

當斷路器關合時的電路方程為:u=Usin(ωt+)(1)

(L+L)C+uc=Usin(ωt+)(2)

根據工程實際,假設:①高壓斷路器關合前電容器上有殘余電壓U0;②因線路有電感,電流不能突變,即t=0時,ic=0;③ω(L+L)<<,ω= 。

解方程則可得下式:u=(U-U)cosωt+Ucosωt,則i=C=-UωCsinωt+(U-U)ωCsinωt,一般有ω>>ω;電容器組都接有放電電路,這時U0=0;在這種情況下,合閘瞬間可能出現的最大涌流值為:I=I1+ 其中:IN為單組電容器額定電流;XC為單組電容器每相容抗;X′L為網絡感抗XL0(ωL0)與電容器裝置串聯感抗XL()的綜合值;由I=I1+100IN可得:XL′/XC′>0.02%。此種合閘情況下,通常在只計及網絡感抗(ωL0,線路電感可按1μH/m考慮)影響后,XL′/XC′就已經大于0.02%了,故一般不采取限制涌流措施。

電容器組投入時,一般是順序投入,投入一組電容器后再投入一組或多組時,已帶電的電容器將向其后投入的電容器充電,此時也會產生涌流,即產生合閘涌流的第二中情況,此時產生的涌流比單組電容器投入運行時產生的涌流大的多。

設有m組電容器,最后一組(即第m組)在電源電壓為最大值Um時投入,且電源產生的涌流不計,此時的等值計算電路如圖3。

此時電路的微分方程為:L′C′+u=U

式中,L′=L+L=L,C′=C+C=C

此時合閘瞬間涌流的最大值I為:I=I

其中:m為電容器分組數(m=2,3,4…);當計及電源產的涌流,忽略網絡感抗(ωL0),則由疊加原理可得:I=I1+。由I=I1+100IN可得:XL′/XC′>0.08%。此種合閘情況下,電抗率的選取只要滿足上述條件就可將合閘涌流限制到允許范圍。

應注意,當采用串聯電抗器后,由此會引起電容器端電壓升高;還考慮到串入電抗器經濟效益,因此多組電容器投入運行時,要限制涌流,電抗率的一般可在0.1%~1%的范圍內選取。

1.2 抑制高次諧波時LC串聯電路中電抗率的選取在電力系統中,安裝并聯電容器組是為了補償無功功率,提高電壓水平,但同時電容器組會改變系統的頻率特性,當電力系統中存在的諧波不可忽視時,系統就可能發生諧振。此時可以考慮利用串聯電抗器抑制諧波,此時電抗率配置應使電容器接入處綜合諧波阻抗呈感性。當系統中含有諧波分量時,并聯電容器組的等效電路如圖4所示,其中n為諧波次數。

由電路圖可知,系統的諧波阻抗為:Z=

當諧波阻抗的分子的數值等于零時,表示并聯電容器裝置與串聯電抗器構成的串聯回路在第n次諧波發生串聯諧振,可得電容支路的串聯諧振點為:n==1/。因此要避免系統發生串聯諧振,且避免系統過補償應滿足:K>1/n2當諧波阻抗的分母的數值等于零時,表示電容器裝置與電網在第n次諧波發生并聯諧振,即nXS+nXL=XC/n,此時電抗率為:K=-。為避免系統發生并聯諧振,則電抗率應滿足:K>-。

由于XS /XC比值很小,所以避免發生串聯諧振與避免發生并聯諧振的電抗率K的取值非常接近,因此在實際工程中并聯電容器裝置的電抗率K應滿足K>1/n2取值,且留有一定裕度。為了確定合理的電抗率,應先查明電力系統中背景諧波含量。電力系統中通常存在一個或兩個主諧波,且多為低次數諧波,當電容器回路的綜合阻抗對被限制的諧波呈感性時,可避免容性阻抗的高次諧波放大現象。對于n=5次諧波有XL>0.04XC;對于n=3次諧波有XL>0.04 XC。因此,在實際應用中,若主要為了限制5次及以上的諧波時,常選用電抗率為5%~6%的串聯電抗器;而若主要為了限制3次及以上諧波時,常選用電抗率為12%~13%的串聯電抗器。

2結語

隨著電力工業的迅速發展,為節約能源,改善供電品質,提高無功補償水平,采用LC串聯電路是一種行之有效的好辦法。LC串聯電路在提高電力系統功率因數的同時,可以起到抑制電網電壓波形畸變和控制流過電容器的諧波分量、及限制電容器組合閘涌流的作用。而電抗率是LC串聯電路中的重要參數,電抗率大小直接影響著它對電力系統的作用。所以LC串聯電路在電力系統所需補償容量一定時,關鍵是電抗率的確定:當僅用于限制涌流時,電抗率宜取0.1%~1%;當用于抑制5次及以上諧波時,電抗率宜取5%~6%;當用于抑制3次及以上諧波時,電抗率宜取12%~13%。

參考文獻:

[1]張禹芳,王培龍.高壓并聯電容器組的合閘涌流計算方法[J].電網技術,2006,30(17):84-87.

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