(三)電路的串并聯(lián)(混聯(lián))

1、（三）電路的串并聯(lián)（混聯(lián)）一、教學(xué)目標(biāo)1、 理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的特點(diǎn)2、 會根據(jù)電路畫出串、并聯(lián)電路圖3、 會根據(jù)電路圖模擬連接簡單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路4、 會分析解決簡單的混聯(lián)電路并與實(shí)際聯(lián)系二、重點(diǎn)、難點(diǎn)1、 重點(diǎn)理解串聯(lián)與并聯(lián)電路特點(diǎn)，掌握電阻及電壓、電流、電功率分配關(guān)系。2、 難點(diǎn)并聯(lián)電路總電阻越并越小，難以理解，與實(shí)際聯(lián)系缺乏實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。三、教學(xué)過程（一） 串聯(lián)電路1、 定義：把若干個(gè)電阻或電學(xué)元件一個(gè)接一個(gè)地連接起來，這種連接方式叫做串聯(lián)。2、 串聯(lián)電路的特點(diǎn)：（1）在串聯(lián)電路中，電流只能沿著一條通路流過各個(gè)電阻，所以串聯(lián)電路中各處的電流相同。 II1I2I3In；（2）串聯(lián)電路

2、兩端的總電壓等于各串聯(lián)電阻兩端的電壓之和。 UU1+U2+U3+Un；（3）串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和。 RR1+R2+R3+Rn。3、 串聯(lián)電路的兩個(gè)推論（1）串聯(lián)電路具有分壓作用，分壓跟電阻成正比：。串聯(lián)電路分電壓與總電壓關(guān)系式：兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)：， ；n個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)：， ， （由此得到結(jié)論：在電路電壓大于用電器額定電壓的情況下，往往可以選用一個(gè)適當(dāng)阻值的電阻跟用電器串聯(lián)，由于這個(gè)電阻分擔(dān)了一部分電壓，電路中的電壓重新分配，用電器就能在額定電壓下正常工作。）（2）串聯(lián)電路的電功率與電阻成正比：，兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)：，；n個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)：， ， 例題1、已知電阻R1和R2串聯(lián)，兩端電壓U，則

3、R1兩端的電壓U1=_，R2兩端的電壓U2=_，R1上消耗的電功率P1=_，R2上消耗的電功率P2=_。（二）、并聯(lián)電路1、 定義：把若干個(gè)電阻或電學(xué)元件并列地連接起來，這種連接方式叫做并聯(lián)。2、 并聯(lián)電路的特點(diǎn)（1）并聯(lián)電路干路中的總電流等于各并聯(lián)電阻的電流之和。 II1+I2+I3+In；（2）并聯(lián)電路的各個(gè)支路有兩個(gè)公共接點(diǎn)A和B，支路中每個(gè)電阻兩端的電壓都等于A、B兩點(diǎn)間的電壓，所以并聯(lián)電路各個(gè)支路兩端的電壓相同。 UU1U2U3Un；（3）并聯(lián)電路總電阻的導(dǎo)數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。 。3、并聯(lián)電路的兩個(gè)推論：（1）并聯(lián)電路具有分流作用，分流跟電阻成反比：IR=I1R1=I2R2=

4、I3R3=InRn。并聯(lián)電阻的電流與總電流的關(guān)系式：兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)：，。三個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)：， ， 。（2） 并聯(lián)電路的電功率與電阻成反比：PR=P1R1=P2R2=P3R3=PnRn。兩個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)：，。三個(gè)電阻并聯(lián)時(shí)：， ， 。思考：我認(rèn)為并聯(lián)電路中，并聯(lián)電阻支路的數(shù)目增多或并聯(lián)電阻的一個(gè)電阻的阻值增大，他們的效果是一樣的，都是是并聯(lián)電路的總電阻變小。這樣考慮對嗎？答案:不對，這兩種情況是不一樣的，并聯(lián)電阻支路的數(shù)目增多，相當(dāng)于導(dǎo)體的橫截面增大，總電阻是減小的。并聯(lián)電阻中一個(gè)電阻的阻值變大，相當(dāng)于這個(gè)電阻的橫截面積變小，并聯(lián)部分總的橫截面積也隨著變小，總電阻要增大而不是減小。例題2、已知電阻R

5、1和R2并聯(lián)，電路中總電流是I，則R2支路中的電流I1=_，R1支路中的電流I2=_，R1上消耗的電功率P1=_，R2上消耗的電功率P2=_。（三）混聯(lián)電路：把用電器用串聯(lián)和并聯(lián)的方式組合起來叫做串并聯(lián)組合電路，又叫做混聯(lián)電路。求等效電路法簡化電路（紅皮書P41/12類似）例題3、如圖1所示電路中，電阻R1=6，R2=3，R3=2，R4=12，求外電路的總電阻組織學(xué)生分析、討論，歸納要點(diǎn)在這類問題中，可從電流的流向出發(fā)，在外電路中，由高電勢點(diǎn)向低電勢點(diǎn)流動(dòng)，從而確定電勢變化和等電勢點(diǎn)，畫出等效電路圖在圖1所示電路中，a點(diǎn)與電源正極連接，電勢最高；b點(diǎn)與電源負(fù)極連接，電勢最低；a點(diǎn)和d點(diǎn)等電勢，

6、在外電路中，電流由a點(diǎn)流向b點(diǎn)的過程中，要流經(jīng)c點(diǎn)，由于電流流經(jīng)電阻時(shí)電勢要降低，故c點(diǎn)電勢低于a點(diǎn)電勢，高于b點(diǎn)電勢由上述分析可知，該電路中有a、c、b三個(gè)電勢高低不同的點(diǎn)如圖2所示，將a、c、b三點(diǎn)重新排列，并把原電路圖中的各個(gè)電阻畫在相應(yīng)的兩點(diǎn)間，從這一改畫后的電路中，很容易看出各個(gè)電阻之間的連接關(guān)系：R1和R2并聯(lián)后與R1串聯(lián)組成一條支路，再與R4支路并聯(lián)根據(jù)串、并聯(lián)電路總電阻的計(jì)算方法有解得外電路的總電阻為  R=3課本P35示例2、如圖，裝飾用的小彩燈常被掛在節(jié)日的小樹上或商店的門面上，仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，這些彩燈是串聯(lián)后接在220伏電源上的，每一串足有數(shù)十個(gè)。奇怪的是當(dāng)其中有

7、一個(gè)或幾個(gè)燈的燈絲斷了以后，其余燈確仍亮著。這是為什么呢？分析：觀察燈的結(jié)構(gòu)可以發(fā)現(xiàn)，每個(gè)燈的燈絲（R1）引線上方均繞有金屬電阻絲（R2）。這樣就能解釋，為什么一個(gè)燈的燈絲斷了，其余燈仍能亮的道理了。解答：在右圖中，A、B、C三燈是串聯(lián)的，但每個(gè)燈都有兩個(gè)并聯(lián)分路。當(dāng)下部燈絲斷掉后，上面的電阻絲仍能導(dǎo)電，整個(gè)串聯(lián)電路沒有開路，因此其余各燈仍可以發(fā)光。這種電路實(shí)際上是既有并聯(lián)又有串聯(lián)的組合電路。討論：現(xiàn)在我們深入討論一下，R1與R2哪個(gè)電阻大？當(dāng)一個(gè)燈泡燈絲斷了以后，其余各燈亮度有什么變化？大家知道，用電器的功率P=U2/R，R越大，功率越小。在正常情況下，我們希望燈絲發(fā)出的功率大、并聯(lián)的電阻消

8、耗的功率小，因此應(yīng)有R2R1。當(dāng)某一燈絲斷了以后，只有R2串聯(lián)在電路中，電路的總電阻變大了，總電流變小了，因此每個(gè)燈都要變暗些。可見多個(gè)燈的燈絲斷了以后，整串燈的亮度將變得很暗。關(guān)于電飯煲：課本P36訓(xùn)練與應(yīng)用題5。 右圖所示是家庭中常見的電飯煲，在指示面板上有紅燈、黃燈兩種指示燈，其內(nèi)部電路如圖所示。各元件作用如下表所述：元件煮飯開始溫度達(dá)7080溫度達(dá)103溫度降至70前溫度低于70后S1 磁鋼限溫開關(guān)（靠手動(dòng)閉合，溫度達(dá)103時(shí)自動(dòng)斷開）手動(dòng)合上閉合斷開斷開斷開S2 雙金屬片自動(dòng)開關(guān)（溫度達(dá)7080時(shí)自動(dòng)斷開，低于70時(shí)自動(dòng)閉合）自動(dòng)合上斷開斷開斷開閉合R2 發(fā)熱電阻工作工作工作幾乎不工

9、作工作紅燈 加熱指示燈亮亮滅滅亮黃燈 保溫指示燈滅滅亮亮滅（注：103叫做居里點(diǎn)）（1）請你在上表中的空白處填上S1、S2、R2的工作情況以及紅燈和黃燈的發(fā)光情況。（2）R1、R3的作用是什么？在設(shè)計(jì)時(shí)，它們比R2應(yīng)大些還是小一些？答：限流作用，應(yīng)大些。（3）保溫階段R2上的電流與煮飯階段的電流是否相同？為什么？答：在煮飯階段，S1手動(dòng)合上以后，R1被短路，電路中只有R2、R3在工作，而在保溫階段，S1、S2都處于斷開狀態(tài)，因此電路中三個(gè)電阻都在工作，由于R1的分壓作用，R2上分得的電壓較煮飯時(shí)小得多，所以保溫階段R2上的電流也較煮飯階段時(shí)小得多。（4）用這種電飯煲能不能讓其自動(dòng)燒開水？并像煮

10、飯一樣將水溫一直保持在7080？答：由于水溫達(dá)100沸騰以后，溫度不再升高，從而不可能達(dá)到103的居里點(diǎn)，所以S1一直處于閉合狀態(tài)，加熱電阻R2一直正常工作，直至將水全部燒干為止，因此不可能使水溫保持在7080之間。電飯煲的工作原理：（1）當(dāng)合上磁鋼限溫開關(guān)S1后，由于R1被短路（黃燈滅，紅燈亮），R2、R3并聯(lián)在電源上，因?yàn)镽2遠(yuǎn)小于R3，所以并聯(lián)電阻很小，電路中的電流很大，且絕大部分電流流過加熱電阻R2，這時(shí)R2正常工作（R3只是起分壓作用，不使紅燈分到的電壓過大）。（2）隨著水分的吸收和蒸發(fā)，由于繼續(xù)加熱，鍋內(nèi)的溫度將超過100且繼續(xù)上升，當(dāng)溫度達(dá)到103的居里點(diǎn)時(shí)，磁鋼限溫開關(guān)S1自動(dòng)斷開（不同鐵磁質(zhì)的居里點(diǎn)不同，一般因煮飯的要求，所以所選取的磁鋼的居里點(diǎn)是103，當(dāng)達(dá)到103時(shí)其磁性將消失），這時(shí)R1被串入到電路中（此時(shí)黃燈發(fā)光，紅燈仍然亮），由于R1的電阻遠(yuǎn)大于R2和R3的并聯(lián)電阻，因此R2只能分到極小的電壓，其發(fā)熱也有限，所以只能起到保溫作用。（3）待溫度降低到低于70時(shí)，雙金屬片自動(dòng)開關(guān)S2自動(dòng)合上（此時(shí)黃燈滅，