資源簡介

3.等效電路*
教材分析
一、課標分析
本節內容主要是通過歐姆定律在計算中的應用,讓學生經歷“問題—思考—分析—結論”的過程,讓學生體驗知識的形成,在發展過程中主動獲取知識,培養學生運用已學知識解決新問題的能力,為以后的學習打下基礎。同時通過邊思索邊學習的方法,激發學生的學習興趣。
二、內容和地位分析
此節內容是在學生學習了電流、電壓、電阻等概念,電壓表、電流表、滑動變阻器的使用方法及測量電阻之后,它既符合學生由易到難、由簡到繁的認知規律,又保持了知識的系統性。歐姆定律作為一個重要的物理規律,反映了電流、電壓、電阻這三個重要的電學量之間的關系,是電學中最基本的定律,是分析解決電路問題的關鍵。本節課主要學習等效電路,要求學生掌握同一電路中電學三個基本量之間的關系,初步掌握運用歐姆定律解決實際電學問題的思路和方法,掌握控制變量法和等效替代法的應用,體會用控制變量法研究多個變量關系的過程。
學情分析
初中學生認識事物的特點:開始從具體的形象思維向抽象的邏輯思維過渡,但思維還常常與感性經驗直接相聯系,仍需具體形象的知識來支持。學生在學習本節知識之前,已經了解了電流、電壓、電阻的概念,初步學會電壓表、電流表、滑動變阻器的使用,具備學習歐姆定律的基礎知識和基本技能,但對電流與電壓、電阻之間的定量關系,認識是膚淺的,不完整的,沒有上升到理性認識,沒有形成科學的體系。
教學目標
1.理解電阻串、并聯的基本規律。
2.會使用歐姆定律分析解決電阻的串、并聯問題。
3.會分析動態電路。
4.能利用歐姆定律解答電路問題。
核心素養
1.培養學生觀察、思考、分析、討論、總結、歸納的能力。
2.在解決問題的過程中,有克服困難的信心和決心,體驗戰勝困難、解決物理問題時的喜悅。
重點難點
重點:歐姆定律在串、并聯電路中的應用。
難點:正確運用歐姆定律進行串、并聯電路的分析與計算。
教學過程
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節一:導入新課 　　小明爺爺的收音機不響了,檢查后發現有一個200 Ω的電阻燒壞了,需要更換,但身邊只有100 Ω的電阻和幾個50 Ω的電阻,能否將其中某些電阻組合起來,使組合的電阻相當于一個200 Ω的電阻 這節課我們就為大家來分析這些問題。 　　學生思考、交流。 　　設置問題情景,提高學生探知新知識的欲望。
環節二:串聯電路的等效電阻 探究活動1:讓學生討論、交流如何設計出實驗驗證出兩個電阻串聯后的總電阻與各個電阻的關系,設計出實驗電路圖。 老師總結: 設計思路:我們先根據歐姆定律,用伏安法測量出每一個電阻的阻值,再測量出串聯電路的總電阻。電路圖如圖所示。 探究活動2:學生進行實驗。 實驗1:將5 Ω、10 Ω的電阻串聯接入AB之間,測算出其阻值。 實驗2:撤去這兩個電阻,將15 Ω的電阻接入AB之間,觀察電壓表和電流表的示數,測算出電阻的阻值。 實驗3:將5 Ω、10 Ω、15 Ω的電阻全部接入AB之間,測算出電阻的阻值。 實驗4:將30 Ω的電阻接入AB之間,觀察電壓表和電流表的示數,測算出電阻的阻值。 歸納總結:串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和。表達式為R=R1+R2。 知識拓展:讓學生交流討論,在串聯電路中為什么總電阻大于任何一個分電阻 在串聯電路中電阻與它兩端的電壓分配有什么關系 　　學生思考、交流老師提出的問題,回答問題。 按老師的要求連接實驗電路。 學生思考老師提出的問題,進行交流、討論,由老師進行總結。 　　提出問題,讓學生從問題中熟悉下面要學習的內容。給學生創設問題情景。 利用預先設定好的實驗內容,發揮學生的主觀能動性。 通過開放性的問題培養學生的發散思維能力。
續表
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節二:串聯電路的等效電阻 如圖所示,把電阻R1、R2串聯起來接在電源兩端,電源電壓為U,電阻R1、R2兩端的電壓分別為U1、U2。由U1=I1R1、U2=I2R2、I1=I2可得,U1∶U2=R1∶R2。 歸納總結:(1)幾個電阻串聯起來,相當于增大了導體的長度,故總電阻會比任何一個分電阻都大。 (2)串聯電路中,各電阻兩端的電壓比等于電阻的阻值之比。串聯分壓公式:=。 　　學生觀察、思考教師講解的內容。 　　讓學生理解串聯分壓的分析過程,掌握串聯分壓的原理。
環節三:并聯電路的等效電阻 探究活動1:讓學生在探究串聯電路電阻特點的基礎上猜想,并聯電路中總電阻和各個支路電阻之間可能存在什么關系,說出猜想的依據。 歸納總結:總電阻小于任何一個分電阻,因為將電阻并聯,相當于增大了導體的橫截面積,橫截面積越大,其電阻越小。 探究活動2:根據猜想,每一個小組之間設計出電路圖。 探究活動3:根據設計的電路圖,學生連接實物圖,進行實驗驗證。 (1)先閉合開關S、S1,把電阻R1接入電路中,記錄電壓表和電流表的示數。 (2)再閉合開關S、S2,把R2接入電路中,記錄電壓表和電流表的示數。 (3)最后把三個開關都閉合,兩個電阻并聯接入電路中,記錄電壓表和電流表的示數。 (4)移動滑片,重復上述實驗。 　　根據前面的實驗內容自己設計實驗內容。 學生思考、歸納、總結。 學生思考、完成老師提出的問題。 　　采用小組交流合作的方式自主探究并聯電路的等效電阻。 通過教師提出的問題進入情景。
續表
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節三:并聯電路的等效電阻 探究活動4:根據實驗,小組交流、討論并聯電路電阻的特點。 歸納總結:(1)在并聯電路中,總電阻小于任何一個分電阻,因為并聯相當于增大了導體的橫截面積,橫截面積越大,電阻越小。 (2)并聯電路的總電阻的倒數等于各電阻倒數之和。 (3)公式:兩個電阻并聯時的總電阻:R=。n個電阻并聯時,有=++…。 知識拓展: 并聯分流公式:=。 　　 學生自行根據并聯電路中的電流、電壓關系推導出并聯電路分流關系。 　　 發揮學生的能動性,通過給定的任務,加強歐姆定律的應用。
環節四:運用歐姆定律進行計算 　例1　如圖所示,兩電阻 R1=3 Ω、R2=6 Ω,串聯在電壓為9 V的電源上,閉合開關S,求兩電阻兩端的電壓U1和U2。 　　 學生思考、自行練習,然后由老師進行總結。 學生思考:首先從已知條件多的入手,求出總電阻;然后利用歐姆定律求出電路中的電流,由串聯電路的電流規律得出通過每一個電阻的電流;最后由歐姆定律的變形公式分別求兩電阻兩端的電壓。 　　 通過設定的問題,加強對歐姆定律應用的練習。
續表
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環節四:運用歐姆定律進行計算 　　例2　有一種由酒精氣體傳感器制成的呼氣酒精測試儀被廣泛用來檢測酒駕,傳感器R1的阻值隨酒精氣體濃度的變化如圖甲所示,工作電路如圖乙所示,電源電壓恒為12 V,定值電阻R2=30 Ω。求: (1)被檢測者未喝酒時,R1的阻值。 (2)被檢測者酒精氣體濃度為0.8 mg/mL時,電流表的示數。 (3)現在公認的酒駕標準為0.2 mg/mL≤酒精氣體濃度≤0.8 mg/mL,當電壓表的示數為4.8 V時,通過計算說明被檢測司機是否酒駕。 　　學生思考:(1)從圖甲中可以直接看出,當被檢測者未喝酒時,即酒精氣體的濃度為 0 mg/mL時傳感器R1的阻值。 (2)由圖甲可知對應酒精氣體濃度時R1的阻值,求出電路中的總電阻,根據I=即可求出電流表的示數。 (3)當電壓表的示數為4.8 V時,根據串聯電路的電壓特點求出定值電阻兩端的電壓,根據歐姆定律求出電路中的電流,繼而求出傳感器的阻值,由圖甲可知對應酒精氣體的濃度,然后與酒駕標準相比較即可判斷是否酒駕。 　　老師引導學生明確有關歐姆定律的計算問題: (1)歐姆定律中的I、U、R都是同一導體或同一段電路上對應同一狀態下的物理量。 (2)由于在實際電路中,往往有幾個導體,即使是同一導體,在不同時刻的I、U、R值也不同,因此運用歐姆定律解決問題時,應對同一導體、同一時刻的I、U、R標上統一的下角標,以避免張冠李戴。
續表
教學環節 教學內容 學生活動 教學意圖
環節四:運用歐姆定律進行計算 　　例3　如圖所示,電源電壓為 6 V 保持不變,R1的阻值是 10 Ω,閉合開關,通過R2的電流為0.2 A,求: (1)R2的阻值。 (2)電流表的示數。 　　學生思考:(1)根據歐姆定律的變形公式即可求出R2的阻值。 (2)根據歐姆定律求出通過R1的電流,根據并聯電路的電流規律求出干路電流,即電流表的示數。 　　
板書設計 3.等效電路* 一、歐姆定律在串聯電路中的應用 1.串聯電路中電流的計算:I=。 2.串聯電路總電阻的計算:R=R1+R2。 3.串聯電路的分壓特點:=。 二、歐姆定律在并聯電路中的應用 1.并聯電路中總電流的計算:I=I1+I2=+。 2.并聯電路總電阻的計算:=+。 3.并聯電路的分流特點:=。
課堂練習 相關練習
課堂小結 本節課你學到了什么 有哪些收獲呢
作業布置 第五章第3節。
教學反思

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