2024年秋初中物理九年級上冊教學設計（教案）第4節(jié) 歐姆定律在串、并聯電路中的應用（教案）

*第4節(jié)歐姆定律在串、并聯電路中的應用【教學目標】一、知識目標1.理解運用歐姆定律和電路特點推導串、并聯電路中電阻關系的過程.2.理解串聯電路的等效電阻，會用串聯電路的特點和歐姆定律分析解決簡單的串聯電路問題.3.理解并聯電路的等效電阻，會用并聯電路的特點和歐姆定律分析解決簡單的并聯電路問題.二、能力目標1.通過實驗現象體會等效電阻的含義，了解等效的研究方法.2.通過推導串、并聯電路電阻關系的過程學習用理論推導得出物理規(guī)律的方法.3.通過計算，學會解答電學計算題的一般方法，培養(yǎng)學生邏輯思維能力和應用知識解決問題的能力.三、素養(yǎng)目標1.通過應用歐姆定律和串、并聯電路特點推導串、并聯電路中電阻的關系，體驗物理規(guī)律在解決實際問題中的意義.2.通過推導過程使學生樹立用已知規(guī)律發(fā)現新規(guī)律的意識.【教學重點】利用歐姆定律推導出串、并聯電阻的關系，并能進行簡單的計算.【教學難點】探究電阻串、并聯規(guī)律中等效思維方法的理解與運用.【教具準備】多媒體課件、5Ω、10Ω的電阻、電流表、電壓表、開關、學生電源、滑動變阻器各1個，導線若干.【教學課時】1.5課時【鞏固復習】教師引導學生復習上一節(jié)內容，并講解學生所做的課后作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學生對知識的鞏固.【新課引入】師前面我們學習了利用歐姆定律測電阻的實驗，知道了求電阻的基本方法：R＝UI.本節(jié)課我們將學習利用歐姆定律探究串、并聯電路中電阻規(guī)律的知識，這是一節(jié)關于歐姆定律綜合運用的探究課，大家一定要認真聽講.下面我們就一起來學習吧！【進行新課】知識點1串聯電路中歐姆定律的應用1.探究串聯電路中電阻的規(guī)律教師演示實驗1，引導學生觀察并思考串聯電路中電阻的規(guī)律.（1）實驗探究：實驗1：用“伏安法”探究串聯電路中電阻的規(guī)律.實驗原理：R＝U/I實驗器材：5Ω、10Ω的電阻、電流表、電壓表、開關、學生電源、滑動變阻器各1個，導線若干.實驗電路圖：如圖所示.實驗的相關說明：①電阻選帶有骨架的線繞電阻或精確性較高的金屬膜電阻.②電源選用輸出比較穩(wěn)定的電源.③調節(jié)滑動變阻器，使電路中的電流不要太大，并使電壓表的示數為整數.④根據第3節(jié)“伏安法”測電阻課程資源的相關介紹，確定電流表采用內接法還是外接法.⑤實驗結束后，教師要引導學生比較測量結果，得出總電阻R與R1、R2的關系：R＝R1+R2＝5Ω+10Ω＝15Ω教師根據實驗結論，引導學生理解等效電阻的含義，學會在物理中運用“等效替換”的思想來研究問題，在此基礎上得出串聯電路中電阻的規(guī)律：R總＝R1+R2.（2）定性研究：電阻串聯的實質是增大了導體的長度，所以串聯電路的總電阻比任何一個分電阻都要大.（3）理論推導：因為R1、R2是串聯的，所以有電壓規(guī)律：U=U1+U2；電流規(guī)律：I=I1=I2歐姆定律：I=U/R歐姆定律適用于單個的用電器和由幾個用電器組成的一段電路，所以對于R1，則有I1=U1/R1；對于R2，則有I2=U2/R2；對于串聯電路，則有I=U/R.將I1、I2、I變形后得U1=I1R1，U2=I2R2，U=IR，代入電壓規(guī)律得：IR=I1R1+I2R2.由于I=I1=I2，所以R=R1+R2.板書：串聯電路的總電阻等于各串聯電阻之和，即R＝R1+R2注意：當有3個電阻R1、R2、R3串聯時，可以將串聯的R1、R2看成一個電阻為R′(R′＝R1+R2)，而后將R′和R3串聯的總電阻為R＝R′+R3＝R1+R2+R3.同理可證，當有n個電阻R1、R2、R3、……、Rn串聯時，總電阻R=R1+R2+R3+…+Rn例題1(多媒體展示)如圖所示，電阻R1為12Ω，將它與R2串聯后接到8V的電源上，已知R2兩端的電壓是2V.請求出電路的總電阻.2.探究串聯電路中歐姆定律的應用師在理解了串聯電阻的規(guī)律后，我們還要進一步掌握歐姆定律在串聯電路中的應用及相關計算，下面我們就一起來分析一個例題.例題2教師用多媒體展示教材P83頁的例題1，并利用歐姆定律進行分析.教師總結：（1）從例題2中可以看出，串聯電路中通過某個電阻的電流或串聯電路的電流，等于電源兩端電壓除以各分電阻之和.（2）另外還可以看出，當串聯電路中的一個電阻改變時，電路中的電流及另一個電阻兩端的電壓都會隨之改變.很多實際電路都利用了串聯電路的這一特點.例題3（多媒體展示）如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關S1、S2，電壓表示數為6V，電流表示數為0.6A，斷開S2后，電壓表示數變?yōu)?V，則R2的電阻和電源電壓分別是（）A.10Ω、9VB.20Ω、6VC.20Ω、9VD.10Ω、6V解析：閉合開關S1、S2時，電路中只有電阻R1，故此時電壓表示數即為電源電壓，根據歐姆定律可得，R1=U/I=6V/0.6A=10Ω，當S1閉合、S2斷開時，電路中的R1和R2串聯，電壓表測量的是R1兩端電壓，為2V，則R2兩端電壓為6V-2V=4V，根據R1/R2=U1/U2可得，電阻R2的阻值為2×10Ω=20Ω.答案：B課堂演練完成本課時對應課堂練習.知識點2并聯電路中歐姆定律的應用1.探究并聯電路中電阻的規(guī)律教師演示實驗2，引導學生觀察并思考并聯電路中電阻的規(guī)律.（1）實驗探究：實驗2：用“伏安法”探究并聯電路中電阻的規(guī)律.實驗原理：R＝U/I實驗器材：5Ω、10Ω的電阻、電流表、電壓表、開關、學生電源、滑動變阻器各1個，導線若干.實驗電路圖：如圖所示實驗的相關說明：實驗結束后，教師引導學生比較測量結果（10/3Ω），發(fā)現利用歐姆定律R＝UI測量出的總電阻R比R1和R2都要小.（學生此時還不能及時從測量結果10/3Ω中聯想到并聯電路中電阻的規(guī)律：1/R總＝1/R1+1/R2，只知道R總＝10/3Ω＜R1＜R2）（2）定性研究：電阻并聯的實質是增大了導體的橫截面積，所以并聯電路的總電阻比任何一個分電阻都要小.（3）理論推導：教師引導學生利用歐姆定律推導出并聯電路電阻的規(guī)律：板書：并聯電路的總電阻等于各并聯電阻的倒數之和，即1/R＝1/R1+1/R2，或注意：在推導出1/R＝1/R1+1/R2的結論后，可以此作為推論，推導出當并聯電阻達到3個或3個以上時，仍可得出此類似的結論：1/R＝1/R1+1/R2+1/R3+…1/Rn.為減輕學生負擔，應指出該公式的計算應用在初中階段很少涉及，只有當并聯的電阻相同的特殊情況下，可能用到，如4個阻值為R0的電阻并聯，并聯后的總電阻為R0/4.例題4（多媒體展示）如圖所示，是某探究小組測量電阻時所得到的兩個定值電阻A和B的電流和電壓關系的圖象，則A的電阻值為Ω；若將A和B并聯接入到電壓為15V的電源兩端時，電路中的總電流為A.2.探究并聯電路中歐姆定律的應用師在理解了并聯電路中電阻的規(guī)律后，我們還要進一步掌握歐姆定律在并聯電路中的應用及相關計算，下面我們就一起來分析一個例題.例題5教師用多媒體展示教材P84頁的例題2，并利用歐姆定律進行分析.教師總結：（1）從例題5中可以看出，當并聯電路中的一個支路的電阻改變時，這個支路的電流會變化，干路電流也會變化，但另一個支路的電流和電壓都不變.（2）家庭電路中，各用電器采用并聯形式連接到電源上，就是利用了并聯電路這一特點.課堂演練完成本課時對應課堂練習.【教師結束語】本節(jié)課主要講述了歐姆定律的具體應用，我們通過結合前一章所學的串、并聯電路的特點，并應用歐姆定律直接推導出串聯電路、并聯電路總電阻的公式：①串聯電路：R總＝R1+R2；②并聯電路：1/R總＝1/R1+1/R2，這節(jié)課我們就學到這，謝謝！課后作業(yè)完成本課時對應課后練習.1.推導出串聯和并聯電路總電阻的計算公式是本節(jié)的教學重點，用等效的觀點分析串、并聯電路是本節(jié)的難點，協(xié)調好實驗法和理論推導的關系是本節(jié)教學的關鍵.在推導的過程中，要注意引導學生從影響導體電阻大小的長度、橫截面積、材料等因素中，借助于導體串聯相當于增加了導體的長度從而使總電阻增大；導體并聯相當于增加了導體的橫截面積，從而使總電阻減小等方面去理解，加深學生的印象.2.為了便于學生對“等效代替”的理解，教師可引導學生回顧“合力與分力”的關系，合力概念的引入正是基于合力作用的效果與分力作用的效果相同，類似地引入總電阻