資源簡介

17.4 歐姆定律在串、并聯電路中的應用
【學情分析】
歐姆定律中的變化量問題用伏安法測電阻這個電學中的基本測量引入，屬于歐姆定律變換式的具體應用，對于加深學生對于歐姆定律和電阻概念的理解有重要作用，同時也能提供學生初中階段電學器材綜合使用的機會，有利于提高學生的操作能力。在內容上以演示實驗的方式，結合視頻采集和白板交互的特點，達到突破難點、突出重點的目的。
學生方面，對于電學的核心歐姆定律的復習，具備了一定的分析解決問題的能力，大部分的同學接受能力比較強，小部分同學可能存在一些困難。所以本課采用先由老師引導分析活動1，面向全體同學；然后再由學生自行設計完成活動2，這樣一種循序漸進的方式，不同層次的同學都能得到收獲。
【教學目標】
1.物理觀念
（1）通過推導，理解串聯電路和并聯電路等效電阻的計算公式。
（2）會用歐姆定律，結合串、并聯電路中電流、電壓、電阻的特點，解決和計算簡單的電路問題。
2.科學思維
通過計算，掌握歐姆定律在串、并聯電路中的應用，學會解答電學計算題的一般方法
3.科學探究
通過推導，理解串聯電路和并聯電路等效電阻的計算公式。
4.科學態度與責任
（1）感受小組合作完成探究的喜悅。
（2）通過了解科學家發明和發現的過程，學習科學家探求真理的偉大精神和科學態度，激發學生努力學習的積極性和勇于為科學獻身的精神。
【重點難點】
重點：如何運用歐姆定律來解決串聯和并聯電路中的實際問題。
難點：把實際電路簡化為串聯電路或并聯電路。
【新課導入】
同學們現在手上有5歐、10歐、15歐、20歐的電阻，但是我現在實驗中需要一個25歐和一個4歐的電阻，你該怎么辦呢？能否利用其中某些電阻組合起來？使組合的電阻相當于一個25歐姆和一個4歐姆的電阻？這節課我們就來探究這些問題的解決方法。
【新課講解】
一、歐姆定律
串聯電阻規律的探究
歐姆定律是電學的基本定律之一，應用非常廣泛，本節課我們就要學習如何運用歐姆定律來解決串聯電路中的問題。
教師用課件展示推導過程。
教師分層次提問，學生依據課件展示填空，逐步體驗推導過程。
（1）結合電路中所標示的物理量，由歐姆定律可知，U1＝________，U2＝________。
（2）用R表示R1和R2的等效電阻，則U＝________。
（3）由U＝U1＋U2，可得IR＝________＋________，因為I＝I1＝I2，可推出R＝________。
由此學生得出串聯電阻的關系式：R＝R1＋R2。
[拓展延伸]
①串聯電路中，串聯的電阻越多，電阻越大。
②串聯電路中，串聯的電阻數量一定，某一電阻增大，總電阻會隨之增大。
③電阻串聯后，相當于增加了導體的長度，故串聯后的總電阻比任何一個電阻都大。如圖所示：
板書例題：
例1　一只燈泡兩端的電壓是3 V，能正常發光，此時的電阻是6 Ω。如果把這只燈泡接到電壓為9 V的電源上，電路中應串聯一個多大的電阻，燈泡才能正常發光？
教師引導學生對此題進行解析。
解電路題時，需要先把題中描述的等效電路圖畫好。通過題中敘述可知，電源電壓高于燈泡正常發光所需要的電壓，因此需要串聯一個電阻分擔電源電壓。此電路是一個串聯電路。在等效電路中標出必要字母和數據。
學生以小組為單位交流討論嘗試用多種方法來解題。
解法一：常規解法。
即根據公式R＝，分別找到電阻兩端的電壓和通過電阻的電流，再計算出電阻的大小，解法如下。
串聯電路電流處處相等，先算出通過RL的電流
，。
因為，
所以。
解法二：
通過串聯電路的電阻規律：R＝R1＋R2，計算出串聯電路總電阻和其中一個電阻，再算出另一個電阻，具體解法如下。
，
因為，
所以。
。
并聯電阻規律的探究
教師用課件展示推導過程。
教師分層次提問，學生依據課件展示填空，逐步體驗推導過程。
(1)結合電路中所標示的物理量，由歐姆定律可知：I1＝________，I2＝________。
(2)用R表示R1和R2的等效電阻，則I＝________。
(3)由I＝I1＋I2，U＝U1＝U2，可得＝________。
由此學生自主討論推導出并聯電阻的關系式：。
[拓展延伸]
①并聯電路中，并聯的電阻越多，總電阻越小。
②并聯電路中，并聯的電阻的數量一定，某一電阻增大，總電阻會隨之增大。
③電阻并聯后相當于增加了導體的橫截面積，故并聯后的總電阻比任何一個分電阻的阻值都小。如圖所示：
板書例題：
例2　如圖所示電源電壓是9 V，電阻R1是6 Ω，通過R1的電流是0.5 A，干路中的電流是2 A，求電阻R2的阻值和R1、R2的等效電阻？
引導學生對此題進行解析。
【解析】初看此題，可以發現實質上這是一個混聯電路，超過初中電學的要求。但是仔細審題可以發現其實需要解決的問題都在并聯部分，和混聯無關，因此這道題可以看成一道并聯的題。由于滑動變阻器阻值不為零，因此電源電壓和并聯部分的電壓一定不同，題中告訴電源電壓值對解這道題沒有幫助，是一個迷惑條件。
學生以小組為單位交流討論，嘗試用多種方法解題并完成解題過程。
【答案】解法一：常規解法，即算出電阻兩端電壓和電流再算出電阻，具體解法如下。
，
，
。
。
解法二：
利用并聯電路中，通過各支路的電流之比和各支路電阻的比值成反比，具體解法如下。
。
因為并聯電路，電壓相同，
所以。
。
師生共同提煉出求解電路計算的步驟：
（1）根據題意分析各電路狀態下電阻之間的連接方式，畫出等效電路圖。
（2）通過審題，明確題目給出的已知條件和未知量，并將已知量的符號、數值和單位，未知量的符號在電路圖上標明。
（3）每一步求解過程必須包括三步
寫公式——代入數值和單位——得出結果。
【課堂小結】
歐姆定律：
串聯分壓；
公式表達：
理解：①串聯分壓，電壓比等于電阻比。
②串聯分壓，電阻大的分壓大。
結論：在串聯電路中，如果有一個電阻阻值變小，干路電流I變大，其它電阻分得的電壓變大， 回路總電阻變小。
并聯分流；
公式表達：
理解：①并聯分流，電流比等于電阻的反比。
②并聯分流，電阻大的分流小。
結論：在并聯電路中，如果有一個電阻阻值變小，其它支路電流不變，干路電流I會變大，此時，回路總電阻也變小了。
6.串、并聯電路電流、電壓規律總結。
串聯電路 并聯電路
電流關系 I＝I1＝I2 I＝I1＋I2
電壓關系 U＝U1＋U2 U＝U1＝U2
電阻關系 R總＝R1＋R2
分壓或分流
【教學反思】
串、并聯電路中電阻特點的探究是對伏安法測電阻的一個鞏固和延伸，對于實驗的探究過程，學生基本能夠掌握，就是對實驗的設計上不能夠很好地把握，故探究串聯電阻的特點時，我采用換多個定值電阻的方法進行實驗探究，總結規律，在并聯電路中，由于電阻之間的定量關系，大綱上沒有做要求，故采用滑動變阻器滑片的滑動來獲取多組實驗數據，使得并聯電路中電阻的特點更具有說服力。
在教學中充分發揮學生的實驗操作能力、分析和歸納能力強，為每一個學生都提供提高和展示的機會，讓不同層次的學生都能得到提高，在學習的過程中都體會到成功的喜悅，并最終實現高效優質的學習，這是我在教學中，想要努力解決的問題。同時，我在備課時還想根據學生的特點，以學生的發展為本，盡可能地讓學生在掌握知識的同時有最大的發揮和鍛煉空間。

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