串并聯(lián)電路的電阻規(guī)律

1、對串并聯(lián)電路的電阻規(guī)律的教學(xué)研究 三河中學(xué)校本教研（物理組）成果本課題隸屬校本教研總課題串并聯(lián)電路 課題負(fù)責(zé)人：梅庭輝課題分析： 本課題隸屬八年級物理下冊第七章第二節(jié)歐姆定律及其應(yīng)用，但課本中并未對串并聯(lián)電路的電阻規(guī)律做深度的要求（即給出具體電阻串并聯(lián)的計算公式），僅僅是用兩句總結(jié)性的話來概括電阻的串并聯(lián)規(guī)律。然而，單運用這兩句簡單的話很難解決習(xí)題和考試中經(jīng)常出現(xiàn)的一些具體的涉及到串并聯(lián)電阻計算的問題！因此，將串并聯(lián)電路的電阻規(guī)律當(dāng)做一個單獨的專題從課本中抽離出來，進(jìn)行深入和延展，對于提升學(xué)生的應(yīng)試能力是非常有必要！ 電阻作為電學(xué)中的一個重要的基礎(chǔ)卻相對較抽象的概念，歷來是學(xué)生深入理解和全面掌

2、握電學(xué)知識的一大“阻礙”。因此，在講解本課題內(nèi)容之前，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生對“電阻”這個概念的理解。學(xué)生只有將電阻的概念理解透徹了，才能更好的理解其串并聯(lián)組合規(guī)律。 表面上看，本課題僅僅只是介紹了電路中關(guān)于電阻這個元素的兩條規(guī)律。但實質(zhì)上它涉及到的很多初中階段重要的電學(xué)知識，是一個不折不扣的綜合性課題！我們在跟學(xué)生講解本課題內(nèi)容的時候，應(yīng)盡可能地從多個角度入手，采用多種方式，將相關(guān)的知識點串聯(lián)和組合起來，按照一定邏輯，證明或者推導(dǎo)出這兩條看似簡單，卻“意義非凡”的電學(xué)規(guī)律。爭取做到，使學(xué)生在掌握知識的同時建構(gòu)起一定的知識體系！課堂設(shè)計思路：一、從實驗探究入手（演示實驗是直觀表現(xiàn)抽象物理規(guī)律一種基

3、本手段，本課題涉及到的電學(xué)規(guī)律很適合通過實驗演示的方式來表現(xiàn)。）1、 課堂引導(dǎo)語設(shè)計 （ 一段合理且具有啟發(fā)性的課堂引導(dǎo)語，能起到構(gòu)建知識鏈接和激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用。以下使我們根據(jù)本課題在總課題以及教材中的地位和編排，而設(shè)計的一段導(dǎo)語。） 同學(xué)們，前面我們已經(jīng)分別學(xué)習(xí)了串并聯(lián)電路的電流和電壓的規(guī)律。我們知道了“串聯(lián)分壓”、“并聯(lián)分流”，即電路組裝形式對電流和電壓的影響。作為電學(xué)的基礎(chǔ)性定律歐姆定律中的兩個要素，他們受到的影響，那么另外一個要素，會不會也要受到電路組裝形式的影響呢？我們能不能通過實驗來對這個問題進(jìn)行一下探究呢？2、 探究實驗的設(shè)計A、 明確實驗?zāi)康模禾骄看?、并?lián)連接方式對電路電

4、阻的影響。B、 設(shè)計實驗電路圖（要求：設(shè)計兩組實驗，一組反映串聯(lián)連接對電路電阻的影響，一組反映并聯(lián)連接方式對電路電阻的影響。）圖（一）為第一組實驗：探究電阻串聯(lián)連接的總電阻如何變化。圖（二）為第二組實驗：探究電阻并聯(lián)連接的總電阻如何變化。C、實驗操作流程實驗一：（1） 按電路圖（一）組裝好電路，閉合開關(guān)S、S1、S2、S3 ，觀察燈泡的亮度。（2） 依次斷開開關(guān)S1、S2、S3 ，使得R1、R2、R3依次串聯(lián)接入電路，觀察這個過程中小燈泡的亮度變化。實驗二：（1） 按電路圖（二）組裝好電路，閉合開關(guān)S、S1，觀察小燈泡的亮度。（2） 依次閉合開關(guān)S2、S3 ，使得R2、R3依次并聯(lián)接入電路，觀

5、察這個過程中小燈泡的亮度變化。D、實驗現(xiàn)象描述（記錄）實驗一：隨著開關(guān)S1、S2、S3 依次斷開，小燈泡逐漸變暗。實驗二：隨著開關(guān)S2、S3 依次閉合，小燈泡逐漸變亮。2、 學(xué)生自主總結(jié)概括實驗反映出的規(guī)律（對于初中生來說，分析和概括的能力是有所欠缺的，這里需要教師合理地提問引導(dǎo)，逐漸的培養(yǎng)他們這方面的能力。）1、 對實驗現(xiàn)象的分析提問：燈泡的亮度發(fā)生改變說明什么？回答：電路中流過的電流發(fā)生了變化。提問：流過小燈泡的電流為什么會發(fā)生變化呢？電路兩端的電壓變么？回答：電路兩端的電壓始終為電源電壓，不變，是電路的總電阻發(fā)生了變化。提問：電路中的總電阻發(fā)生了怎樣的變化呢？回答：第一次實驗中，隨著R1

6、、R2、R3依次串聯(lián)接入電路，電路的總電阻逐漸變大；第二次試驗中，隨著R2、R3依次并聯(lián)接入電路，電路的總電阻逐漸變小。2、 總結(jié)概括實驗反映出的規(guī)律A、 電阻越串越大（多個電阻串聯(lián)在一起的總電阻比期中的任何一個分電阻的阻值都要大）B、 電阻越并越?。ǘ鄠€電阻并聯(lián)在一起的總電阻比期中的任何一個分電阻的阻值都要?。?、 學(xué)生分組討論：如何解釋實驗現(xiàn)象反映出的規(guī)律？（這是培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解釋實際現(xiàn)象的能力的環(huán)節(jié)。再這個環(huán)節(jié)中，各學(xué)習(xí)小組內(nèi)部，可以展開激烈討論，各抒己見，但最終要達(dá)成統(tǒng)一意見，拿出一套解釋方法。為了確保討論活動的有序高效進(jìn)行，教師應(yīng)注意適時的控制和引導(dǎo)。）教師提示引導(dǎo)語：我們要解

7、釋一種規(guī)律，往往都要從本質(zhì)和根本入手?，F(xiàn)在我們要解釋的規(guī)律的根本問題是：電阻為什么會發(fā)生變化？那么大家試著想一想我們前面學(xué)過的知識：電阻的含義是什么？影響導(dǎo)體電阻的因素有哪些？這些因素分別是怎樣影響導(dǎo)體電阻的？然后再想一想，電路中串聯(lián)或并聯(lián)接入電阻是不是改變了這些因素中某一個因素呢？學(xué)生可能思考討論出的解釋方法：A、 如果把串聯(lián)在一起的電阻都當(dāng)成材料相同、粗細(xì)相同但長度不一定相同的導(dǎo)體，那么它們串聯(lián)在一起，就相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，其電阻自然會變大。同樣的，如果把并聯(lián)在一起的電阻當(dāng)成材料相同，長度相同，但粗細(xì)不一定相同的導(dǎo)體，那么它們并聯(lián)在一起就相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，其電阻自然會變小。B

8、、 電阻的含義就是指導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，電阻串聯(lián)相當(dāng)于是把它們的阻礙作用集中在了一起，總的阻礙作用自然變大。而并聯(lián)相當(dāng)于把他們的阻礙作用分散開了，總體效果肯定會變小。教師評價與總結(jié)：（教師對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的評價會在很大的程度上影響學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，所以根據(jù)學(xué)生們的具體情況，及時地給一些合理的贊同式、鼓勵式的評價非常有必要。）同學(xué)們的解釋抓住了問題的根本，分析得很透徹，很有說服力，體現(xiàn)出了一定的專業(yè)水準(zhǔn)，和科學(xué)性。4、 知識拓展（拓展延伸是教學(xué)活動中一個非常重要卻又十分難于開展的環(huán)節(jié)。一次圓滿成功的拓展，能大大增加學(xué)生的知識量和知識深度，提升學(xué)生們運用知識解決問題的能力。而一次失敗的延伸拓展

9、往往會適得其反，不僅不能達(dá)到預(yù)期的效果，反而會影響學(xué)生對基礎(chǔ)知識的掌握。決定拓展延伸環(huán)節(jié)是否能夠達(dá)到預(yù)期效果的關(guān)鍵因素在于：延展知識與基礎(chǔ)知識的銜接。我們要把延展的知識牢固的建立在基礎(chǔ)知識之上，這樣才能保證學(xué)生能夠較好的理解、吸收并加以運用。在本課題的知識拓展環(huán)節(jié)中，我們將要向?qū)W生介紹電阻串并聯(lián)的定量計算公式。根據(jù)我物理組的討論意見，我們決定用串并聯(lián)電路的電流、電壓的規(guī)律，結(jié)合歐姆定律，將計算公式給學(xué)生們推導(dǎo)出來。）拓展知識引入：通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道了電阻的串并聯(lián)規(guī)律，即：電阻越串越大，越并越小。但是怎么變大，怎么變小，變多少我們知道么？比如：一個10的電阻與一個5的電阻并聯(lián)在一起，總電阻

10、會具體增大到多少呢？而它們并聯(lián)在一起，總電阻又會減小到多少呢？我們并不知道！要解決這些問題，我們還必須掌握電阻串并聯(lián)的定量計算公式。給出計算公式,講解其推導(dǎo)過程：（1）電阻串聯(lián)：R總=R1+R2+R3+Rn（2）電阻并聯(lián)：1/R總=1/R1+1/R2+1/R3+1/Rn如上圖所示電路，設(shè)R1 、R2、R3、Rn兩端的電壓分別為U1、U2、U3Un，電路中電流為I,則R1 、R2、R3、 Rn分別可以表示為U1/I 、U2/I、U3/IUn/I。設(shè)R1 、R2、R3、Rn串聯(lián)整體兩端的電壓為U，則U=U1+U2+U+Un設(shè)R1 、R2、R3、Rn串聯(lián)整體的總電阻為R,則根據(jù)歐姆定律有R=U/I

11、。于是有：R=R1+R2+R3+Rn上面已經(jīng)給出第一條電阻串聯(lián)的計算公式的推導(dǎo)過程，同學(xué)可以借鑒上面的方法，自己推導(dǎo)出并總電阻的計算公式。5、 練習(xí)鞏固串聯(lián)電路計算題1如圖所示，電阻R1=12歐。電鍵SA斷開時， 通過的電流為0.3安；電鍵SA閉合時，電流表的示數(shù)為 0.5安。問：電源電壓為多大？電阻R2的阻值為多大？2如圖所示，滑動變阻器上標(biāo)有“20 2A”字樣，當(dāng)滑片P在中點時，電流表讀數(shù)為0.24安，電壓表讀數(shù)為7.2伏，求：（1）電阻R1和電源電壓（2）滑動變阻器移到右端時，電流表和電壓表的讀數(shù)。3如圖所示，電源電壓為12伏，保持不變。電阻R1=20歐， 電鍵SA閉合后，電流表示數(shù)為0

12、.2安。問：R1兩端的電壓多大？電阻R2的阻值多大？ 4如圖所示，滑動變阻器的變阻范圍為020歐，閉合電鍵，當(dāng)滑片在左端時，電壓表、電流表的讀數(shù)分別為12伏和0.3安，求：（1）電源電壓（2）電阻R1的阻值（3）當(dāng)滑片移到右端時，電流表、電壓表的讀數(shù)。5如圖所示，電源的電壓U=6V恒定不變，定值電阻R1=10，滑動變阻器R2上標(biāo)有“20 1A”的字樣。(1)滑片P在a點時，電壓表的示數(shù)是多少？(2)滑片P在a點時，電流表的示數(shù)是多少？(3)滑片P在中點時，電壓表的示數(shù)是多少？6在如圖所示的電路中,電源電壓為12伏,電阻R1的阻值為20歐,變阻器R2規(guī)格為“60，2A”。當(dāng)電鍵K閉合時,電流表A

13、的示數(shù)為0.2安。(1)求電壓表V1和V2的示數(shù)。 (2)滑動變阻器連入電路中的阻值。(3)電流表示數(shù)的最大值能到達(dá)多少？（4）電壓表V2示數(shù)最大能達(dá)到多少伏？R1SR2PVA7在如圖所示的電路中，電源電壓為6伏且不變。電阻R1的阻值為10歐，滑動變阻器R2上標(biāo)有“20 2A”字樣，兩電表均為常用電表。閉合電鍵S，電流表示數(shù)為0.2安。求：（1）電壓表的示數(shù)；（2）電阻R2連入電路的阻值；（3）若移動滑動變阻器滑片P到某一位置時，發(fā)現(xiàn)電壓表和電流表中有一個已達(dá)滿刻度，此時電壓表和電流表的示數(shù)。 并聯(lián)電路計算題1如圖所示電路中，R120，電路總電阻為12，電流表示數(shù)為0.3A，請計算：電源電壓；通過R2的電流；電阻R2的阻值。2如圖所示，電阻R1為20歐，電鍵S斷開時，電流表示數(shù)為0.2安；電鍵S閉合時，電流表示數(shù)為0.5安。求：（1）電源電壓；（2）電阻R2的阻值。1S1R2R1AS23在圖所示的電路中，電源電壓保持不變，電阻R 1的阻值為20歐。先閉合電鍵S1，電流表的示數(shù)為0.3安，再閉合電鍵S2，電流表的示數(shù)變化了0.2安。求：（1）電源電壓U。（2）電阻R2的阻值。（3）通電10秒，通過電阻R1某橫截面的電量。4如圖所示的電路，電阻R1的阻值為40歐，R2的阻值為60歐。電鍵S閉合時，電流表A的示數(shù)為0.3安，求：（1）電源電壓U。（2）通過R2的電流I2。5如