第一篇：直流電動機電樞串聯(lián)電阻調(diào)速過程設(shè)計

指導(dǎo)教師評定成績：

審定成績：

湖南交通工程學(xué)院

課程設(shè)計報告

院

系：

電氣與信息工程系

學(xué) 生

姓 名：

張 蘊

專

業(yè)：

電氣工程及其自動化

班

級：

14級電氣工程及其自動化（1）班

學(xué)

號：

144139240471

指 導(dǎo)

教 師：

陳海文

設(shè)計題目：直流電機的串電阻調(diào)速過程設(shè)計

設(shè)計時間： 2017 年 11 月

課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書

一、設(shè)計題目

直流電機的串電阻調(diào)速過程設(shè)計

二、設(shè)計任務(wù)和要求

1.熟練直流電機的機械特性和電氣特性；

2.根據(jù)圖片提示，綜合運用知識分析直流電機的運行過程； 3.計算每個階段變化過程中的阻值對系統(tǒng)的影響； 4.推導(dǎo)出每個速度變化過程中電阻值的公式； 5.根據(jù)以下直流電動機特性

Pn=85KW Uan=380V Ian=176A Nn=1450r/min 欲用電樞串電阻啟動，啟動級數(shù)初步為3級 1)選擇啟動電流I1,切換電流I2和切換電流I3 2)求出起切電流比

3)求出啟動時電樞電路的總電阻Ram 4)求出啟動級數(shù)m 5)重新計算，校驗I2,I3 6)求出各級總電阻 7)求出各級啟動電阻 8)結(jié)論

9)提交整個設(shè)計報告和測試報告

目 錄

一、直流電動機的綜述……………………4

二、他勵直流電動機………………………5

三、設(shè)計內(nèi)容………………………………12

四、結(jié)論……………………………………14

五、心得體會………………………………16

六、參考文獻………………………………17

一、綜述

直流電動機因其良好的調(diào)速性能而在電力拖動中得到廣泛應(yīng)用。直流電動機按勵磁方式分為永磁、他勵和自勵3類,其中自勵又分為并勵、串勵和復(fù)勵3種。直流電動機-特點：

(一)調(diào)速性能好。所謂“調(diào)速性能”，是指電動機在一定負載的條件下，根據(jù)需要，人為地改變電動機的轉(zhuǎn)速。直流電動機可以在重負載條件下，實現(xiàn)均勻、平滑的無級調(diào)速，而且調(diào)速范圍較寬。

(二)起動力矩大?？梢跃鶆蚨?jīng)濟地實現(xiàn)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)。因此，凡是在重負載下起動或要求均勻調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的機械，例如大型可逆軋鋼機、卷揚機、電力機車、電車等，都用直流電動機拖動。直流電動機 – 工作原理：

如上圖（a）所示，則有直流電流從電刷 A 流入，經(jīng)過線圈abcd，從電刷 B 流出，根據(jù)電磁力定律，載流導(dǎo)體ab和cd收到電磁力的作用，其方向可由左手定則判定，兩段導(dǎo)體受到的力形成了一個轉(zhuǎn)矩，使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。如果轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)到如上圖（b）所示的位置，電刷 A 和換向片2接觸，電刷 B 和換向片1接觸，直流電流從電刷 A 流入，在線圈中的流動方向是dcba，從電刷 B 流出。

此時載流導(dǎo)體ab和cd受到電磁力的作用方向同樣可由左手定則判定，它們產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩仍然使得轉(zhuǎn)子逆時針轉(zhuǎn)動。這就是直流電動機的工作原理。外加的電源是直流的，但由于電刷和換向片的作用，在線圈中流過的電流是交流的，其產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩的方向卻是不變的。

實用中的直流電動機轉(zhuǎn)子上的繞組也不是由一個線圈構(gòu)成，同樣是由多個線圈連接而成，以減少電動機電磁轉(zhuǎn)矩的波動，繞組形式同發(fā)電機。

二、他勵直流電動機

他勵直流電動機由勵磁繞組和電樞繞組分別由兩個獨立的直流電源供電。在勵磁電壓Uf的作用下，勵磁繞組中通過勵磁電流If，從而產(chǎn)生主磁極磁通φ。在電樞電壓Ua的作用下，電樞繞組中通過電樞電流Ia。電樞電流與磁場相互作用產(chǎn)生機械以某一轉(zhuǎn)速n運轉(zhuǎn)。電樞旋轉(zhuǎn)時，切割磁感線產(chǎn)生電動勢E.電動勢的方向與電樞電流的方向相反。2.1 他勵直流電動機機械特性 2.1.1 他勵直流電動機固有特性

圖2-1他勵直流電動機固有特性 2.1.2 他勵直流電動機人為特性

圖2-2電樞串電阻起動時的人為特性 圖2-3降低電樞電壓人為特性(UN

2.2 他勵直流電動機的起動 2.2.1 降低電樞電壓起動

這種方法需要有一個可改變電壓的直流電源專供電樞電路之用。例如利用直流發(fā)電機、晶閘管可控整流電源或直流斬波電源等。起動時，加上勵磁電壓Uf，保持勵磁電流If為額定值不變，電樞電壓Ua從零逐漸升高到額定值。這種起動方法的優(yōu)點是起動平穩(wěn)，起動過程中能量損耗小，易于實現(xiàn)自動化。缺點是初期投資大。2.2.2 增加電樞電阻起動

在實際中，如果能夠做到適當(dāng)選用各級起動電阻，那么串電阻起動由于其起動設(shè)備簡單、經(jīng)濟和可靠，同時可以做到平滑快速起動，因而得到廣泛應(yīng)用。但對于不同類型和規(guī)格的直流電動機，對起動電阻的級數(shù)要求也不盡相同。

下面以直流他勵電動機電樞回路串聯(lián)電阻二級起動為例說明起動過程。(1)啟動過程分析

如圖4(a)所示，當(dāng)電動機已有磁場時，給電樞電路加電源電壓U。觸點KM1、KM2均斷開,電樞串入了全部附加電阻RK1+RK2 ,電樞回路總電阻為Ral=ra+RK1 +RK2。這是啟動電流為 I1=

UU= Ralra?RK1?RK2與起動電流所對應(yīng)的起動轉(zhuǎn)矩為T1。對應(yīng)于由電阻所確定的人為機械特性如圖4(b)中的曲線1所示。

(a)電路圖(b)特性圖 圖4 直流他勵電動機分二級起動的電路和特性

根據(jù)電力拖動系統(tǒng)的基本運動方程式 T-TL=J

d? dt式中 T——電動機的電磁轉(zhuǎn)矩；

TL——由負載作用所產(chǎn)生的阻轉(zhuǎn)矩； Jd?——電動機轉(zhuǎn)矩克服負載轉(zhuǎn)矩后所產(chǎn)生的動態(tài)轉(zhuǎn)矩。dt由于起動轉(zhuǎn)矩T1大于負載轉(zhuǎn)矩TL，電動機受到加速轉(zhuǎn)矩的作用，轉(zhuǎn)速由零逐漸上升，電動機開始起動。在圖4(b)上，由a點沿曲線1上升，反電動勢亦隨之上升，電樞電流下降，電動機的轉(zhuǎn)矩亦隨之下降，加速轉(zhuǎn)矩減小。上升到b點時，為保證一定的加速轉(zhuǎn)矩，控制觸點KM1閉合，切除一段起動電阻RK1。b點所對應(yīng)的電樞電流I2稱為切換電流，其對應(yīng)的電動機的轉(zhuǎn)矩T2稱為切換轉(zhuǎn)矩。切除RK1后，電樞回路總電阻為Ra2=ra+RK2。這時電動機對應(yīng)于由電阻Ra2所確定的人為機械特性，見圖4(b)中曲線2。在切除起動電阻RK1的瞬間，由于慣性電動機的轉(zhuǎn)速不變，仍為nb，其反電動勢亦不變。因此，電樞電流突增，其相應(yīng)的電動機轉(zhuǎn)矩也突增。適當(dāng)?shù)剡x擇所切除的電阻值RK1，使切除RK1后的電樞電流剛好等于I1，所對應(yīng)的轉(zhuǎn)矩為T2，即在曲線2上的c點。又有T1>T2，電動機在加速轉(zhuǎn)矩作用下，由c點沿曲線2上升到d點?？刂泣cKM2閉合，又切除一切起動電阻RK2。同理，由d點過度到e點，而且e點正好在固有機械特性上。電樞電流又由I2突增到I1，相應(yīng)的電動機轉(zhuǎn)矩由T2突增到T1。T1> TL，沿固有特性加速到g點T=TL，n=ng電動機穩(wěn)定運行，起動過程結(jié)束。

在分級起動過程中，各級的最大電流I1(或相應(yīng)的最大轉(zhuǎn)矩T2)及切換電流I2(或與之相應(yīng)的切換轉(zhuǎn)矩T2)都是不變的，這樣，使得起動過程有較均勻的加速。

要滿足以上電樞回路串接電阻分級起動的要求，前提是選擇合適的各級起動電阻。下面討論應(yīng)該如何計算起動電阻。(2)起動電阻的計算 在圖4(b)中，對a點，有

I1=

U Ra1U I1即 Ra1=當(dāng)從曲線1(對應(yīng)于電樞電路總電阻 Ra1=ra+ RK1 +RK2)轉(zhuǎn)換得到曲線2(對應(yīng)于總電阻Ra2=ra+RK2)時，亦即從點轉(zhuǎn)換到點時，由于切除電阻RK1進行很快，如忽略電感的影響，可假定nb=nc，即電動勢Eb=Ec，這樣在點有

I2=在c點

I1=U?Uc

Ra2U?Ub Ra1兩式相除，考慮到Eb=Ec，得

I1Ra1? I2Ra2同樣，當(dāng)從d點轉(zhuǎn)換到e點時，得

I1Ra2= I2ra這樣，如圖4所示的二級起動時，得

I1Ra1Ra2?= I2Ra2ra推廣到m級起動的一般情況，得

?=

I1Ra1Ra2Ra(m?1)Ram?==…== I2Ra2raRamra式中?為最大起動電流I1與切換電流I2之比，稱為起動電流比(或起動轉(zhuǎn)矩比)，它等于相鄰兩級電樞回路總電阻之比。由此可以推出

Ra1=?m ra式中m為起動級數(shù)。由上式得

?=m如給定? ,求m,可將式

Ra1 raRa1=?m取對數(shù)得 ra?Ra1?lg??ra m=??

lg?由式?=I1Ra1Ra2Ra(m?1)Ram?==…==可得每級電樞回路總電阻 I2Ra2raRamra Ra1=?Ra2=?mra Ra2=?Ra3=?m?1ra ? Ra(m-1)=?Ram=?2ra Ram=?ra

各級啟動電阻為

RK1=Ra1-Ra2 RK2=Ra2-Ra3 RK3=Ra3-Ra4 ? RK(m-1)=R a(m-1)-Ram RKm=Ram-ra 起動最大電流I1及切換電流I2按生產(chǎn)機械的工藝要求確定，一般 I1=(1.5~2.0)IN

I2=(1.1~1.2)IN 及電動機相應(yīng)的轉(zhuǎn)矩

T1=(1.5~2.0)IN T2=(1.1~1.2)IN(3)計算分級啟動電阻，有兩種情況：

1、啟動級數(shù)m未定，初選?→Ram=?mra→求m，取成整數(shù)m→計算?值→計算各級電阻或分斷電阻。

2、啟動級數(shù)m已定,選定I1→Rm=電阻。

U→計算?值→計算各級電阻或分級I

1三、設(shè)計內(nèi)容

1）選擇啟動電流I1和切換電流I2 I1=(1.5～2.0)IaN=(1.5～2.0)×497?=(745.5～994)A I2=(1.5 ～1.2)IaN=(1.1～1.2)×497?=(546.7～596.4)? 選擇I1=840?，I2=560?。2）求出起切電流比?

?=I1=1.5 I23）求出啟動時電樞電路的總電阻Ram Ram=UaN=0.524? I1（4）求出啟動級數(shù)m ?Ram?lg??ra?m=?=4.76 lg?取m=5 5）重新計算?，校驗I2 ?=mRam=1.47 raI2=I1?=571?

I2在規(guī)定范圍之內(nèi)。6）求出各級總電阻

R5=?5ra=1.475?0.076?=0.52? R4=?4ra =1.474?0.076?=0.35? R3=?3ra=1.473?0.076?=0.24? R2=?2ra=1.472?0.076?=0.16? R1=?ra=1.47?0.076?=0.11? R0=Ra=0.076? 7）求出各級啟動電阻

Rst1=R1-R0=(0.11-0.076)?=0.034? Rst2=R2-R1=(0.16-0.11)?=0.05? Rst3=R3-R2=(0.24-0.16)?=0.08? Rst4=R4-R3=(0.35-0.24)?=0.11? Rst5=R5-R4=(0.52-0.35)?=0.27?

四、結(jié)論

1)額定功率較小的電動機可采用在電樞電路內(nèi)串起動變阻器的方法起動。起動前先把起動變阻器調(diào)到最大值，加上勵磁電壓Uf，保持勵磁電流為額定值不變。在接通電樞電源，電動機開始起動。隨著轉(zhuǎn)速的升高，逐漸減小起動變阻器的電阻，直到全部切除。額定功率比較大的電動機一般采用分級方法以保證起動過程中既有比較大的起動轉(zhuǎn)矩，又使起動電流不會超過允許值。2)他勵直流電動機串電阻啟動計算方法

①選擇啟動電流I1和切換電流I2

啟動電流為 I1=(1.5~2.0)IN 對應(yīng)的啟動轉(zhuǎn)矩 T1=(1.5~2.0)IN 切換電流為 I2=(1.~11.2)IN 對應(yīng)的啟動轉(zhuǎn)矩 T2=(1.1~1.2)IN

②求出起切電流（轉(zhuǎn)矩）比? ?=I1 I2③求出電動機的電樞電路電阻ra ra=UaN?IaNPNIaN

④求出啟動時的電樞總電阻Rm Ram=UaN I1⑤求出啟動級數(shù)m ?Ram?lg??ra?m=?

lg?⑥重新計算?，校驗I2是否在規(guī)定范圍內(nèi) 若m是取相近整數(shù)，則需重新計算I2

?=mRam 再根據(jù)得出的?重新求出I2，并校驗I2是否在規(guī)定范ra圍內(nèi)。若不在規(guī)定范圍內(nèi)，需加大啟動級數(shù)m重新計算?和I2，直到符合要求為止。⑦求出各級總電阻

Ra1??Ra2??mra?m?1?Ra2??Ra3??ra??

???Ram??ra?⑧求出各級啟動電阻

五、心得體會

說實話，課程設(shè)計真的有點累．然而，當(dāng)我一著手清理自己的設(shè)計成果，回味這1周的心路歷程，一種少有的成功喜悅即刻使倦意頓消．雖然這是我剛學(xué)會走完的第一步，也是人生的一點小小的勝利，然而它令我感到自己的很多不足。通過課程設(shè)計，使我深刻的感受到，干任何事都必須耐心細致，課程設(shè)計過程中，有些計算就是因為自己的不細致算錯了好幾次只得重算，我終于感受到了科學(xué)的嚴謹性，我不禁時刻提醒自己，一定要養(yǎng)成一種高度負責(zé)，認真對待的良好習(xí)慣．這次課程設(shè)計使我在工作作風(fēng)上得到了一次難得的磨練．短短一周的課程設(shè)計，使我發(fā)現(xiàn)了自己所掌握的知識是真正如此的缺乏，自己綜合應(yīng)用所學(xué)的專業(yè)知識能力是如此的不足，幾年來的學(xué)習(xí)了那么多的課程，今天才知道自己并不會用．

在做課程設(shè)計過程中我要感謝程安宇老師，由于我們學(xué)的電機與拖動知識并不多，有很多地方我們都不懂，程老師在百忙之余抽出時間對我們進行了耐心細致的指導(dǎo)，在他的細心指導(dǎo)下我才能夠完成課程設(shè)計。在設(shè)計過程中也得到了其他同學(xué)的熱心幫助，通過和同學(xué)們的討論和交流我才得以順利地完成了課程設(shè)計的編寫；在此向他們表示感謝。

六、參考文獻

[1] 《電機與拖動》 唐介 主編，高等教育出版社 2003，年出版；

[2]《電機與拖動基礎(chǔ)》 劉起新 主編，中國電力出版社，2005年出版；

[3]《電機學(xué)》 李海發(fā) 主編，科學(xué)出版社 2001年出版；

[4]《電機與拖動》 周紹英 主編，中央廣播電視大學(xué)出版社，1995年出版 ；

[5]《電機學(xué)》 胡虔生 等編，中國電力出版社，2005年出版；

第二篇：電阻的串聯(lián)說課稿

<<電阻的串聯(lián)>>說課稿 萬庾中學(xué) 熊燕

一、教材 分析：

（一）教材的地位和作用

《電阻的串聯(lián)》是義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)實驗教科書（滬科版）九年級第十四章《探究電路》第四節(jié)的內(nèi)容，第十四章的內(nèi)容充分體現(xiàn)了課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的從生活走向物理，從物理走向社會，注重科學(xué)探究提倡多樣化等基本理念。本節(jié)教材是歐姆定律的具體應(yīng)用，結(jié)合前章所學(xué)的串聯(lián)電路的特點可應(yīng)用歐姆定律直接導(dǎo)出串聯(lián)電路總電阻的公式，本節(jié)教材在安排上采用了先科學(xué)探究，后理論推導(dǎo)的順序，是新教材對新課程標(biāo)準(zhǔn)倡導(dǎo)的科學(xué)探究，是學(xué)生學(xué)習(xí)的重要形式的具體體現(xiàn)。

（二）教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能：

(1)通過實驗探究和理論推導(dǎo)理解串聯(lián)電路的等效電阻及計算公式；(2)會利用串聯(lián)電路特點的知識，解答和計算簡單的電路問題；

2、過程與方法：

(1)通過實驗探究,經(jīng)歷從猜想與假設(shè)到實驗驗證的過程；(2)能用“等效代替”的方法學(xué)習(xí)物理知識。

3、情感態(tài)度與價值觀：

激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的求知欲，形成實事求是、尊重自然規(guī)律、樂于參與科學(xué)實踐的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，同時認識交流與合作的重要性。

（三）教學(xué)重點：

通過實驗探究和理論推導(dǎo)法，掌握串聯(lián)電路總電阻的計算公式是本節(jié)的教學(xué)重點。

（四）教學(xué)難點：

根據(jù)猜想設(shè)計合理的實驗方案，同時借助于等效代替的觀點分析串聯(lián)、并聯(lián)電路是難點。

二、教法、學(xué)法分析：

（一）學(xué)情分析：

新課程初期目標(biāo)是構(gòu)建具有“探究性的學(xué)習(xí)，問題式的教學(xué)，合作化的課堂”等特色課堂教學(xué)。農(nóng)村初中的學(xué)生由于受各種條件的限制，他們有濃厚的探究興趣，但是設(shè)計出合理的實驗方案對他們是一個挑戰(zhàn)。

（二）學(xué)法指導(dǎo)：

根據(jù)本節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，組織學(xué)生進行實驗探究，突出猜想與假設(shè)、設(shè)計實驗、分析與論證等環(huán)節(jié)，使學(xué)生較全面的感受科學(xué)探究過程中的若干要素，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)新知識。同時讓學(xué)生進一步學(xué)習(xí)“等效代替法”研究物理問題，從理論上學(xué)會分析并推導(dǎo)出串聯(lián)電路的總電阻。對有多種答案的問題，要肯定學(xué)生思維的多樣性，努力營造一種民主、平等、和諧的學(xué)習(xí)氣氛。

（三）關(guān)于教法：

根據(jù)本節(jié)教材特色，為了充分體現(xiàn)《物理課程標(biāo)準(zhǔn)》的要求，以知識和技能為載體，讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程，深入理解交流與合作的研究方法，充分體現(xiàn)“教師主導(dǎo)、學(xué)生主體”的教學(xué)原則。本節(jié)課采用以實驗的科學(xué)探究方法為主，以理論講解為輔；設(shè)計簡單易操作的實驗探究活動激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，同時提高學(xué)生與他人的協(xié)同、合作能力。

三、教學(xué)過程分析：

（一）復(fù)習(xí)提問，引入課題：

向?qū)W生提問“影響電阻大小的因素”、“電阻的大小與長度的關(guān)系”、“串聯(lián)電路中電流和電壓的特點”，對前面的知識是一個復(fù)習(xí)，同時也能為后面的學(xué)習(xí)打下一個好的基礎(chǔ)，特別能為實驗探究時的猜想提供幫助。

（二）合作交流，解讀探究：

提出問題：電阻串聯(lián)后，其總電阻會增大還是減?。績蓚€（或幾個）電阻串聯(lián)之后的總電阻比參與串聯(lián)的各個電阻（分電阻）大些還是小些？

猜想與假設(shè)：由于導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體的長度有關(guān)，導(dǎo)體越長電阻越大。幾個電阻串聯(lián)后相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，總電阻應(yīng)當(dāng)比各個分電阻大些。這些猜想對嗎？ 實驗的設(shè)計：

實驗的設(shè)計方案應(yīng)該是多樣的，可以根據(jù)歐姆定律，也可以根據(jù)伏安法測電阻，對學(xué)生設(shè)計的正確電路圖都要給予肯定。

進行實驗：

要求學(xué)生四人一組，先設(shè)計電路，再連接電路。實驗中，教師巡視。通過理論推導(dǎo)驗證實驗結(jié)論：

對于教材有的理論推導(dǎo)過程，我將不再在黑板上重復(fù)板書，由學(xué)生自行推導(dǎo)。交流與討論：上述結(jié)論是由兩個串聯(lián)的電阻推導(dǎo)出的，它適合于3個、4個、多個電阻串聯(lián)的情況嗎？

（三）遷移深化，發(fā)展能力：

本環(huán)節(jié)的任務(wù)是在學(xué)生完成實驗探究、歸納出探究結(jié)論后，引導(dǎo)學(xué)生從課內(nèi)延伸到課外，從物理走向社會，學(xué)以致用，將知識轉(zhuǎn)化為能力。

我設(shè)計了將“等效代替”的方法與“合力與分力”聯(lián)系起來，同時要求學(xué)生選擇多種方法滿足自己的需求：如果需要一個200歐姆的電阻，但是手上只有50歐姆、100歐姆、150歐姆的電阻個兩個，你將怎么辦呢？引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識轉(zhuǎn)化為能力。

第三篇：電阻的串聯(lián)教案

電阻的串聯(lián)

(一)教學(xué)目的

1．理解串聯(lián)電路的總電阻跟各個串聯(lián)電阻的關(guān)系，并能推導(dǎo)出來；

2．會運用串聯(lián)電路的特性和歐姆定律解決簡單的串聯(lián)電路問題；

3．初步領(lǐng)會等效替換法的基本思想，以及分析電路問題的思路。(二)教具

6伏電源，5歐、10歐、15歐定值電阻各一個，演示用電流表、電壓表、開關(guān)、滑動變阻器各一個，電阻箱一個，串聯(lián)的燈泡若干。(三)教學(xué)過程

1、復(fù)習(xí)回顧

歐姆定律：導(dǎo)體中的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體的電阻成反比。

串聯(lián)電路中電壓和電流的特點：串聯(lián)電路中的總電壓等于各部分電壓之和，串聯(lián)電路中的電流處處相等。

2、引出課題

實驗：先將一只燈泡接在照明電路中觀察亮度，然后將兩只燈泡串聯(lián)在照明電路中觀察亮度發(fā)生什么變化？分析亮度變暗是由于電流減小，電流減小是由于電阻變大。所以兩個燈泡串聯(lián)后的總電阻變大，那么兩個電阻串聯(lián)后總電阻到底大到什么程度，與原來的電阻之間有什么關(guān)系呢？從而引出本節(jié)要探究的物理問題——電阻的串聯(lián)。

3、進行實驗探究，研究問題

提出問題：那么兩個電阻串聯(lián)后總電阻到底大到什么程度，與原來的電阻之間有什么關(guān)系呢？

猜想與假設(shè)：R=R1+R2 ……..？ 設(shè)計實驗：

①實驗的方法和原理

引導(dǎo)學(xué)生回答：用伏安法測電阻。只要利用電壓表測出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓，再用電流表測出通過串聯(lián)電阻的電流，就可以根據(jù)歐姆定律算出R1和R2串聯(lián)后的總電阻，從而可以比較出串聯(lián)電路總電阻與分電阻的大小關(guān)系。

要求學(xué)生利用所給器材設(shè)計一個測兩個定值電阻(R1 = 5歐、R2 = 10歐)串聯(lián)總電阻的實驗電路圖，并將學(xué)生設(shè)計的不同電路畫在黑板上。

②演示實驗：

按電路圖連接電路后，閉合開關(guān)，觀察電流表和電壓表的示數(shù)，記錄數(shù)據(jù)，再由歐姆定律計算出串聯(lián)后的總電阻R。討論實驗數(shù)據(jù)得出：R = R1 + R2

得出結(jié)論：串聯(lián)電路的總電阻，等于各個串聯(lián)電阻之和。理論推導(dǎo)：

設(shè)：串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2，串聯(lián)后的總電阻為R。由于U = U1 + U2, 因此IR = I1R1 + I2R2，因為串聯(lián)電路中各處電流相等，I = I1 = I2 所以R = R1 + R2。

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

剛才我們已經(jīng)算出來了總電阻R=15歐，那么用一個15歐的電阻去代替串聯(lián)著的R1、R2，效果是不是一樣的呢？

為了證實串聯(lián)后的總電阻與兩個串聯(lián)著的電阻等效進行演示實驗：

將一個15歐的電阻接入剛才的實驗電路，替代串聯(lián)著的電阻R1、R2，觀察電流表和電壓表的示數(shù)有沒有發(fā)生變化，沒有變化說明這個15歐的電阻和剛才那兩個串聯(lián)的電阻是等效的。

由該實驗引出新的物理研究方法：等效代替法。即：如果用一個電阻R代替兩個串聯(lián)著的電阻R1、R2接入電路后，電路的狀態(tài)不變，即R兩端的電壓和通過它的電流都與原來的相同，R就叫做這兩個串聯(lián)電阻R1、R2的等效電阻。

思考題：有兩只5歐的電阻，現(xiàn)在我們需要10歐的電阻，怎么辦？（串聯(lián)）交流與討論：上述結(jié)論是由兩個串聯(lián)的電阻推導(dǎo)出的，它適合于3個、4個、多個電阻串聯(lián)的情況嗎？

思考題：

如果電視機里的一個10歐的電阻燒壞了，現(xiàn)在手頭上只有1歐的電阻2個，2歐的電阻3個，3歐的電阻4個，可以采用什么辦法解決呢？

（答：串聯(lián)，1歐+2歐+2歐+2歐+3歐；1歐+1歐+2歐+3歐+3歐；2歐+2歐+3歐+3歐；1歐+3歐+3歐+3歐）

4、例題：

課本109頁例1和例2 講解解題的方法、規(guī)范。

5、拓展練習(xí)： 1）．一個10Ω的電阻R1接到電壓為10V的電源上它兩端電壓為多少伏？流過它的電流多大？再把一個10Ω的電阻R2與它串聯(lián)還接到這個10V的電源上每個電阻兩端分到的電壓是多大？

2）.電阻R1=10Ω，R2=40Ω,把它們串聯(lián)后接到電壓為50V的電源上它們兩端的電壓U1、U2各是多少？

拓展結(jié)論：串聯(lián)電路中電壓的分配與電阻成正比。

第四篇：14電阻的串聯(lián)和并聯(lián)教學(xué)設(shè)計

14.4 電阻的串聯(lián)和并聯(lián) 教學(xué)設(shè)計 【教學(xué)目標(biāo)】 知識與技能：

1、通過實驗和推導(dǎo)理解串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的等效電阻和計算公式。

2、會利用串聯(lián)、并聯(lián)電路特點的知識，解答和計算簡單的電路問題 過程與方法：

1．通過實驗探究，經(jīng)歷從猜想與假設(shè)到實驗驗證的過程。

2．通過實驗探究，使學(xué)生在實驗中認識總電阻與原串聯(lián)或并聯(lián)的電阻之間的“等效替代”關(guān)系。

情感態(tài)度與價值觀：

1、通過實驗探究,使學(xué)生保持對科學(xué)的求知欲,培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。

2、通過實驗探究和理論推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的思想?！窘虒W(xué)重點】

串聯(lián)和并聯(lián)電路總電阻的計算公式及運用公式進行簡單的計算。【教學(xué)難點】

用“等效替代”的觀點分析串聯(lián)和并聯(lián)電路?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】

分組實驗器材（每組學(xué)生電源１個、相同阻值的電阻６只、電流表１只、開關(guān)一只、導(dǎo)線若干）。

【教學(xué)方法】實驗法、探究法、理論推導(dǎo)法、啟導(dǎo)式教學(xué)法?！窘虒W(xué)過程】（第一課時）電阻的串聯(lián)

一、復(fù)習(xí)提問，導(dǎo)入新課

1、串聯(lián)電路中電流有什么特點？

I_____I1_____I2

2、串聯(lián)電路中電壓有什么特點？

U__ __U1_____U2 那么，在串聯(lián)電路中，電阻又有什么特點呢？

二、達標(biāo)導(dǎo)學(xué)

（一）電阻的串聯(lián)

1、實驗探究 [提出問題]：

電阻串聯(lián)后，其總電阻會增大還是減??？ [猜想與假設(shè)]：

教師充分收集學(xué)生的種種猜想與假設(shè)。問：你們的猜想是否正確呢？ [進行實驗與收集證據(jù)]（學(xué)生進行分組實驗）

（1）將一個定值電阻R接在右圖的A、B之間，閉合開關(guān)、觀察電流表的示數(shù)。

（2）將兩個同樣的定值電阻R串聯(lián)起來，接在右圖的A、B之間，閉合開關(guān)、觀察電流表的示數(shù)。

（3）在A、B之間換上三個串聯(lián)著的同樣阻值的電阻R，合上開關(guān)前先預(yù)計一下電流表的示數(shù)會發(fā)生什么變化，再合上開關(guān)?？纯醋约旱念A(yù)測是否正確。（學(xué)生閱讀“加油站”中的內(nèi)容，教師再結(jié)合力學(xué)中的合力與分力的知識引導(dǎo)學(xué)生了解“等效替代”

法）

[分析論證]（學(xué)生結(jié)合實驗現(xiàn)象，充分交流討論，得出結(jié)論：）

串聯(lián)電路的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大（通過以上實驗探究，讓學(xué)生經(jīng)歷從猜想與假設(shè)到實驗驗證的過程，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和同學(xué)之間的協(xié)作意識）

[思考] 這個結(jié)論還能不能用前面所學(xué)過的知識來解釋呢？（引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)決定電阻大小的因素，然后分析，將電阻串聯(lián)，相當(dāng)于是增加了導(dǎo)體的長度，所以串聯(lián)電路的總電阻的阻值比任何一個分電阻的阻值都大）

2、理論推導(dǎo)

（引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)歐姆定律的內(nèi)容及公式，然后引導(dǎo)學(xué)生進行理論推導(dǎo)）由歐姆定律可知：U1=IR1

U2=IR2

U=IR 串聯(lián)電路中有：

U=U1+U2 所以

IR=IR1+IR2 所以

R=R1+R2

結(jié)論：

串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和

（通過實驗探究和理論推導(dǎo)，培養(yǎng)學(xué)生理論與實踐相結(jié)合的思想）

[提問] 上述結(jié)論是由兩個電阻串聯(lián)的電路推導(dǎo)出的，它適用于3個、4個、多個電阻串聯(lián)的情況嗎？

（同學(xué)們自己進行推導(dǎo)，然后得出結(jié)論：）當(dāng)有n個電阻R1、R2、R3、?、Rn串聯(lián)時，總電阻

R=R1+R2+R3+?+R n

[例1]：阻值為10Ω的R1與阻值為15Ω的R2串聯(lián)后的總電阻是多少？若電源電壓為5V,則流過R2的電流為多少？ 解：因為R1與R2串聯(lián)

所以：串聯(lián)后的總電阻為：R=R1+R2=10Ω+15Ω=25Ω

通過R2的電流為：I2= I1= I=U/R=5V/25Ω=0.2A [練1]：R1與R2串聯(lián)后的總電阻是350歐，已知電阻R1 =170Ω，則電阻R2多少歐？若通過兩電阻的電流是100mA？則兩電阻兩端的電壓分別是多少？電源電壓多大？（通過例1和練1訓(xùn)練學(xué)生運用串聯(lián)電路的總電阻的計算公式進行簡單的計算）

[提問] 當(dāng)n個阻值均為R0的電阻串聯(lián)時，其總電阻為多大呢？（學(xué)生運用所學(xué)知識自己進行推導(dǎo)，然后得出結(jié)論）R總 = nR0

三、小結(jié)

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有哪些收獲呢?(同學(xué)之間互相交流討論,然后自己進行小結(jié))【板書設(shè)計】

第十四章 探究電路

第四節(jié) 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)（1課時）

1、串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻的阻值之和

公式：R總=R1+R2

2、推論：（1）串聯(lián)電阻相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度,所以總電阻大于任何一個電阻，即R>R1、R>R2；

（2）當(dāng)有n個電阻R1、R2、R3、?、Rn串聯(lián)時，總電阻為

R=R1+R2+R3+?+R n（3）n個阻值均為R0的電阻串聯(lián)后的總電阻為：R=nR0（4）串聯(lián)電路中，各導(dǎo)體兩端的電壓與其電阻成正比，即： = [作業(yè)設(shè)計]（A）

1、電阻的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的，所以總電阻要比任何一個電阻的阻值都。

2、R1=20Ω , R2=50Ω

將這兩個電阻串聯(lián)起來，其總電阻為

。如果把它們接在14伏的電源上，則電路中的電流為。

3、將5個阻值均為30Ω的電阻串聯(lián)起來，其總電阻為

，若將它們串聯(lián)在15V的電源上，則電路中的電流為。

（B）

1、如圖所示，R1 = 5Ω，R2= 10Ω，U總=15V

求：I=?，U1 =?，U2 =?

2、電阻R1與R2串聯(lián)后，連到10V的電源上，R1 = 30Ω，測得R1兩端的電壓是6V，求電路中的電流和的阻值。

3、一把電烙鐵正常工作時的電阻是72歐，通過的電流是0.1A，問必須給它串聯(lián)一個多大的電阻才能把它接到220V的電源上。

4、電阻R1與R2串聯(lián)在電路中，已知R1：R2=3：2，則通過的電流之比I1：I2=_____________，電阻兩端的電壓之比U1：U2=_____________。（第二課時）電阻的并聯(lián)

一、復(fù)習(xí)提問，導(dǎo)入新課

1、并聯(lián)電路中電流有什么特點？

I_____I1_____I2

2、并聯(lián)電路中電壓有什么特點？

U__ __U1_____U2

3、串聯(lián)電路中電阻有什么特點？（R=R1+R2+R3+?+R n ；

總電阻大于任何一個電阻；電阻的串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度）

[思考] 電阻的并聯(lián)，相當(dāng)于增加了什么？電阻并聯(lián)后的總電阻是增大了還是減小了？（這樣很自然地引出了這節(jié)課要探究的課題）

二、達標(biāo)導(dǎo)學(xué)

我們先運用所學(xué)知識進行理論推導(dǎo)一下，看看大家的猜想是否正確。

1、理論推導(dǎo)

由歐姆定律可知：I=U/R

I1=U/R1

I2=U/R2 并聯(lián)電路中有：

I=I1+I2

所以

U/R=U/R1+U/R2

所以

1/R=1/R1+1/R2

結(jié)論：

并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)，等于各個并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和 分析：因為1/R>1/R1 所以R

同理可以得到R

我們能不能和串聯(lián)電路一樣，也用實驗來探究一下呢？

2、實驗探究

（參照探究串聯(lián)電阻的思路和步驟進行實驗探究）

[探究的問題]：

電阻并聯(lián)后的總電阻是增大了還是減小了？。

[猜想與假設(shè)]：

有電阻的串聯(lián)作為基礎(chǔ)，同學(xué)們很容易猜 想到電阻并聯(lián)后其總電阻會減小

[設(shè)計實驗]

引導(dǎo)學(xué)生進行實驗設(shè)計并畫出實驗電路 圖，然后進行分組實驗

[實驗結(jié)論]

實驗現(xiàn)象表明：

電阻并聯(lián)后總電阻的阻值比任何 一個分電阻的阻值 都小。

（通過實驗，使我們進一步認識到猜想

是正確的）

[思考] 當(dāng)有n個電阻R1、R2、R3、?、Rn并聯(lián)

時，其總電阻為多少？（學(xué)生自己進行推導(dǎo)，然后交流討論得出結(jié)論）：

1/R=1/R1+1/R2+1/R3+…+1/R n

[思考] 如果是由n個阻值相同的電阻R0并聯(lián)起來，其總電阻又為多少？

(學(xué)生動手進行推導(dǎo)然后得到)

R=R0/n

[例2]

用電器甲的電阻為20歐，用電器乙的電阻為80歐，將它們接在電壓為16伏的電源上，求此并聯(lián)電路的總電阻、總電流，以及通過甲、乙兩個用電器的電流。

解：先根據(jù)題意畫出電路

圖，并將已知量和待求量標(biāo)

在電路圖上。

設(shè)：總電阻為R，總電流為 I。由 1/R=1/R1+1/R2可得 1/R=1/20+1/80，R=16Ω

根據(jù)歐姆定律總電流 I=U/R=16V/16Ω=1A

因為總電壓與兩用電器兩端的電壓相等，所以 I1=R/R1=16V/20Ω=0.8A，I2=U/R2=16V/80Ω=0.2A

[練2] R1與R2并聯(lián)后的總電阻是2.4歐，已知電阻R1 =4Ω，則電阻R2的阻值為多少歐？若通過電阻R1的電流是100mA？則兩電阻兩端的電壓是多少？電源電壓多大？，三、小結(jié)

通過這節(jié)課的學(xué)習(xí),你有哪些收獲呢?(同學(xué)之間互相交流討論,然后自己進行小結(jié))

【板書設(shè)計】

第十四章 探究電路

第四節(jié) 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)（2課時）

1、并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律：

并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和 公式：

推論：(1)并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個電阻，即R

(4)n個均為R0的導(dǎo)體并聯(lián)后的總電阻為：R=R0/n(5)并聯(lián)電路中，各導(dǎo)體兩端的電流強度與其電阻成反比，即： =

或 I1R1 = I2R2

[作業(yè)設(shè)計]（A）

1、電阻的并聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的，所以并聯(lián)電路的總電阻比任何一個電阻都。

2、R1=20Ω, R2=30Ω將這兩個電阻并聯(lián)起來，其總電阻為,如果將它們接在24V的電源上,則電路中的總電流為。

3、將5個阻值均為30Ω的電阻并聯(lián)起來，其總電阻為

，若將它們并聯(lián)在15V的電源上，則電路中的電流為

。（B）

1、電燈L的電阻為24Ω，允許通過的電流為0.2A，要把它接入電流為1A的電路中，需______聯(lián)一個多大的電阻R0？

2、電阻R1與R2并聯(lián)后，連到10V的電源上，R1 = 30Ω，測得通過R2的電流是0.25A，求電路中的總電流和R2的阻值。

3、電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，已知R1：R2=3：2，則通過的電流之比 I1：I2=_____________，電阻兩端的電壓之比U1：U2=_____________。

4、將電阻R1與R2并聯(lián)在電路中，R1 = 5Ω，R2= 7Ω，通過兩電阻的電流之比I1 ：I2 =_________，兩電阻的電壓之比U1 ：U2 =_______

5、請同學(xué)們思考，運用所學(xué)知識，還有其他方法可以探究串聯(lián)、并聯(lián)電路電阻的規(guī)律嗎？請設(shè)計實驗。

本文來自滬科物理教學(xué)網(wǎng)，原文地址：http://004km.cn

第五篇：電阻的串聯(lián)和并聯(lián)教案

一、電阻的串聯(lián)

如果電路中有兩個或兩個以上電阻一個接一個地順序相連，并且在這些電阻中通過同一電流，則這樣的連接方式稱為電阻的串聯(lián)。

在電路中，電阻的連接形式是多種多樣的，其中最簡單和最常用的是串聯(lián)與并聯(lián)。

一、電阻的串聯(lián)

如果電路中有兩個或兩個以上電阻一個接一個地順序相連，并且在這些電阻中通過同一電流，則這樣的連接方式稱為電阻的串聯(lián)。圖1(a)所示為N個電阻串聯(lián)的電路。

圖1電阻的串聯(lián)

N個電阻串聯(lián)可用一個等效電阻R來代替，如圖1(b)所示，等效的條件是在同一電壓U的作用下電流I保持不變。等效電阻等于各個串聯(lián)電阻之和，即

eq

(1)顯然，等效電阻Req必大于任一個串聯(lián)的電阻。串聯(lián)電阻上的電壓有如下分壓公式

(2)可見，串聯(lián)電阻上電壓的分配與電阻成正比。式(2)稱為分壓公式。

電阻串聯(lián)的應(yīng)用很多。譬如在負載的額定電壓低于電源電壓的情況下，通常需要與負載串聯(lián)一個電阻，以降落一部分電壓。有時為了限制負載中通過過大的電流，也可以與負載串聯(lián)一個限流電阻。如果需要調(diào)節(jié)電路中的電流時，一般也可以在電路中串聯(lián)一個變阻器來進行調(diào)節(jié)。另外，改變串聯(lián)電阻的大小可以得到不同的輸出電壓。

二、電阻的并聯(lián)

如果電路中有兩個或兩個以上電阻連接在兩個公共的結(jié)點之間，則這樣的連接方式稱為電阻的并聯(lián)。在各個并聯(lián)支路（電阻）上的電壓為同一電壓。圖2(a)所示是N個電阻并聯(lián)的電路。

圖2電阻的并聯(lián)

N個電阻并聯(lián)也可用一個等效電阻R來代替，如圖2(b)所示。等效電導(dǎo)等于并

eq聯(lián)的各電導(dǎo)之和，即

(3)或

(4)電阻并聯(lián)時各電阻中的電流為：

(5)可見，并聯(lián)電阻上電流的分配與電導(dǎo)成正比，即與電阻成反比。當(dāng)其中某個電阻較其他電阻大很多時，通過它的電流就較其他電阻上的電流小很多，因此，這個電阻的分流作用?？珊雎圆挥嫛?/p>

一般負載都是并聯(lián)運用的。負載并聯(lián)運用時，它們處于同一電壓之下，任何一個負載的工作情況基本上不受其他負載的影響。并聯(lián)的負載電阻愈多（負載增加），則總電阻愈小，電路中總電流和總功率也就愈大。但是每個負載的電流和功率卻沒有變動（嚴格地講，基本不變）。

三、電阻的串并聯(lián)

電路中有電阻的串聯(lián)，又有電阻的并聯(lián)，這種連接方式稱電阻的串并聯(lián)。例1計算圖示電路中各支路的電壓和電流。

圖3 解：通過分析電阻的串并聯(lián)關(guān)系化簡電路，求出等效電阻，再根據(jù)串聯(lián)分壓、并聯(lián)分流的特點，求解支路電流和電壓。