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《串联电路和并联电路》课前自主学习任务单
基础层次（A层次）
一、学习目标
1、知道串联电路、并联电路的基本特点；
2、掌握串联电路、并联电路的三个重要性质。
3、掌握串联电路的分压原理和并联电路的分流原理，并能进行简单的计算。
二、学习过程：
任务1：串联电路的两个基本特点
1、串联电路中的________处处相等。用公式表示为
2、串联电路__________等于各个部分电路_______之和。用公式表示为
任务2：串联电路的三个重要性质
1、串联电路的总电阻等于__________________。
即
2、串联电路中，各个电阻两端的电压，跟它的电阻值成正比。
即或
3、串联电路中各个电阻所消耗的功率与它的电阻值成正比。
即或
任务3：串联电路的分压作用
一个输出电压为U的电源上，假设只接一个电阻R1，则R1上的电压为U1＝U；
假如给R1串联一个电阻R2，还接在这个电源上，则R1、R2上的电压分别为U1、U2，且有U1+U2＝U
★说明：串联R2后，R2将分去R1上的一部分电压
串联电路的这种作用，叫做串联电路的分压作用。
例 题：
一个6V的灯泡，电阻为12Ω，需要串联一个多大的电阻，才能把它接在220V的电源上？
解：如图所示，220V的总电压分在Ri的Ui＝6V，则分压电阻R上的电压
∵串联电路的电流处处相等
∴
∴Ω＝428Ω
▲这样R就分去了总电压220V的214V，留下6V给灯泡，保证灯泡正常工作。
任务4：串联电路分压作用的应用（电压表的改装）
电学仪表中，常用这个原理来扩大电压表的量程
如图所示，电压表的电阻为Rg，指针偏转到最大刻度时的电流（也就是最大电流，称为满偏电流）为Ig
因此，它能测得的最大电压（即满偏电压）Ug=IgRg
如果给它内部串联一个电阻R，则R分去它的部分电压，能使测量的量大电压（即量程）提高。
例 题：
如图，串联一个多大的电阻使电压表的量程由Ug变为U？
解U＝Ug+
对此公式的理解
1、在中表示表头两端的电压，表示分压电阻两端的电压，除以通过分压电阻的电流即可求得分压电阻的阻值。
2、中表示总电压除以电路中的电流即为总电阻，表示总电阻减表头电阻即为分压电阻的阻值。
例题：P91例1
任务5：并联电路的两个基本特点
1、并联电路中，各支路______________相等。用公式表示为U____U1_____U2____U3。
2、并联电路中的总电流等于_______________。用公式表示I____I1_____I2____I3。
任务6：并联电路的三个重要性质
1、并联电路总电阻的_______，等于各支路电阻的_______之和。其公式为
2、并联电路中，各支路的电流与它的阻值成反比。
其公式为或
3、并联电路中，各个电阻上所消耗的功率与它的阻值成反比。
其公式为或
任务7：并联电路的分流作用
一个电路上的电流是10A，假如只接一个电阻R1，则通过R1上的电流为10A。
假如给R1并联一个R2，显然I1<10A。
说明：并联R2后，R2将分去总电路的一部分电流。
▲并联电路的这种作用叫并联电路的分流作用。
任务8：并联电路分流作用的应用（电流表的改装）
分流作用常用在扩大电流表的量程上
我们大家都知道，电流表通常是串联在电路中使用的，需要通过很大的电流。
但是电流表的表芯线圈线很细，允许通过的电流很小，怎么办？
我们可以在电表内部给表头线圈并联一个电阻，分去一部分电流就可以了。
例 题：
例1、如上图，Ig＝500μA，Rg＝380Ω，给它并联一个R＝20Ω的电阻。问：当电表的指针满偏时，表示所测的电路的电流是多少？
解：
∴I＝
表示指针在满偏时Ig=500μA时，总电路的电流为10mA，即量程由500μA变成10mA。
例2：I为改装后所能测量的电流，Ig为电流表的满偏电流，Rg为电流表的电阻，问分流电阻应为多大？
解U=IgRg=(I-Ig)R
所以
对此公式的理解：
是分流电阻两端的电压，是通过分流电阻的电流。
▲当时，实际应用时
例3：P92例2
三、检测反馈
1、有三个电阻，阻值分别为5Ω、10Ω和15Ω，将它们串联在电路中，则它们的总电阻为________Ω。若5Ω电阻两端的电压为10V，则10Ω、15Ω两端的电压分别为______V、______V，线路中的电流为__________，三个电阻上消耗的电功率之比为__________，大小分别为________w、____________w和_________W。
2、标有额定值“6V，3W”的小灯泡，如果接在24V的电源上使用，必须串联一个多大的电阻才能使小灯泡正常发光？
3、一个电流表的内阻为1000欧，满偏电流是2000微安。若把它改装成量程为200伏的电压表，应____联一个阻值为_______欧的电阻；若将它改装成量程为5A的电流表，应_____联一个阻值是______欧的电阻。
4、有三个电阻，其阻值分别为1Ω、2Ω、3Ω，将这三个电阻并联，其总电阻为______Ω
5、有两个电阻，其阻值分别是1Ω和3Ω，如果将它们并联在电路中，则通过它们的电流之比为___________。
6、标有“220V，40W”和“220V，100W”的灯泡它们的电阻之比是______________。
应用层次（B层次）
一、学习目标 （在A层次的基础上增加）
1、能根据串联电路的两个基本特点和部分电路的欧姆定律推导出串联电路的三个重要性质。
2、能根据并联电路的两个基本特点和部分电路的欧姆定律推导出并联电路的三个重要性质。
二、学习过程：
任务1：串联电路三个重要性质的推导
1、串联电路的总电阻
我们把三个电阻看成一个整体，其总电阻为R
根据欧姆定律，总电阻R＝U/I
得U＝IR
对于某一个电阻，根据欧姆定律有：
U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3
又∵U＝U1+U2+U3
∴IR＝I1R1+I2R2+I3R3
而I1＝I2＝I3＝I
所以，R＝R1+R2+R3
★结论：串联电路的总电阻等于各个导体的电阻之和。
2、串联电路的电压分配
根据欧姆定律，对于每一个电阻来说，都有
I1=U1/R1, I2=U2/R2 I3=U3/R3 I=U/R
[或]
而I1＝I2＝I3＝I
所以，
[或]
★结论：串联电路中，各个电阻两端的电压，跟它的电阻值成正比。
3、串联电路的功率分配
根据功率的公式P＝，可知
对于每一个电阻有
，，，[或]
而I1＝I2＝I3＝I
所以有[或]
★结论：串联电路中各个电阻所消耗的功率与它的电阻值成正比。
任务2：并联电路三个重要性质的推导
1、并联电路的总电阻
我们把三个电阻看成一个整体，其总电阻为R，则R＝U/I.
对于每一个电阻，根据欧姆定律有
R1＝U1/I1
R2=U2/I2
R3=U3/I3
即，，
三式相加得：
因为，U1＝U2＝U3＝U，I＝I1+I2+I3
所以
★结论：并联电路总电阻的倒数，等于各个电阻的倒数之和。
2、并联电路的电流分配
刚才讲过，对于每一个电阻有R1＝U1/I1，R2=U2/I2，R3=U3/I3
即U1＝I1R1，U2＝I2R2，U3＝I3R3
∵U1＝U2＝U3＝U
∴I1R1＝I2R2＝I3R3
或者
根据部分电路欧姆定律可知
★结论：并联电路中，通过各电阻的电流与它的阻值成反比。
3、并联电路的功率分配
由P＝知
所以
★结论：并联电路中，各个电阻消耗的功率与它的阻值成反比。
三、检测反馈
1、将标有功率为“220V，40W”、“220V，60W”和“220V，100W”的三只灯泡，串联后接在220V的电路中。三只灯泡的电阻之比是______________，通过三只灯泡的电流之比是_________，三只灯泡两端的实际电压之比是______________，三只灯泡实际消耗的功率之比是______________。
2、如图所示为一多量程电压表的内部结构示意图，请分别算出三个量程。
3、有三个电阻，其阻值之比为1：2：3，将它们并联在电路中，则通过它们的电流之比为__________________。（标准答案是6：3：2，为什么不是3：2：1）
拓展层次（C层次）
一、学习目标 （在A、B两层次的基础上增加）
1、掌握串、并联电路中的几个重要公式。
2、会解决较为复杂的电表改装问题
二、学习过程：
任务1：串、并联电路的几个重要公式
1、当两个电阻并联时，其总电阻
2、当n个等值电阻（阻值都是）并联时，其总电阻
3、当若干个电阻并联时，其总电阻一定小于最小的电阻。
4、若两个电阻串联后，接在电压为U的电源两端，则每个电阻上的电压为：
5、两个电阻并联后，接在总电流为I的电路上，则每个电阻上的电流为：
三、检测反馈
1、R1＝2Ω，R2＝3Ω，将两个电阻串联接在电压为220V的电路中，R1、R2两端的电压分别为______V、_______V；将它们并联接在电流为10A的电路中，通过R1、R2的电流分别是___A、______A。
2、将100个阻值均为100Ω的电阻并联在电路中，其等效电阻为________Ω。
3、如图所示，为一简单直流万用表的内部结构电路图。请分别算出两个电流量程和两个电压量程。（标准答案：1mA，10mA,50V，500V）
4、如图所示，为一多量程电压电流两种表的结构示意图。试分析：
（1）当K1与A接触时测的是什么？并分别计算出K2与C、D接触的量程。
（2）当K1与B接触时测的是什么？并分别计算出K2与C、D接触的量程。

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