►知识与技能
1.会利用串并联电路电流和电压的特征推导出电阻的特征,感受数学方法在物理中的应用。
2.通过对简单的串、并联电路的计算,进一步理解欧姆定律。
►过程与方法
1.会用欧姆定律分析并解决实际中的问题。
2.通过本节课的学习学会怎样运用欧姆定律来解决串、并联电路中的问题。
3.通过一些例题让学生理解欧姆定律在串、并联电路中的应用。
►情感、态度与价值观
欧姆定律的应用是学习电路知识中重要的一部分,教学中要着重从一些习题入手,让学生充分理解欧姆定律的主要意义及其应用。为以后学好电路做好铺垫。本节课可以借助例题来加强学生对串、并联电路中欧姆定律的应用。
重点:如何运用欧姆定律来解决串联和并联电路中的实际问题。
难点:把实际电路简化为串联电路或并联电路。
第1课时 电阻的串、并联规律
一、复习内容、情景导入
学习了影响电阻大小的因素,同学们回顾一下导体电阻的大小与哪些因素有关。
在前面学习了串、并联电路电压和电流的关系,同学们复习巩固一下,那么串、并联电路电阻有什么关系呢?这节课我们就来研究这个问题。
二、自研互学 生成新知
【自主探究】
1.现有10 Ω和20 Ω的两只电阻,串联后总电阻为多少呢?首先设计实验。
器材:电源,开关,导线,电压表,电流表,10 Ω、20 Ω、30 Ω电阻各一只。
电路图:
步骤:1.如图甲组装电路
2.闭合开关,读出电压表和电流表的示数。
3.断开开关,取下R1、R2,再接入R,如图乙,闭合开关,使电压表、电流表示数保持不变,则R就是R1和R2串联后的等效电阻。
4.换用不同的电阻,再进行两次实验。
5.分析数据,得出结论。
设计表格:
| 实验次数 | 电阻R1/Ω | 电阻R2/Ω | 等效电阻R/Ω |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 |
表达式:R=R1+R2
评估、交流
(1)实验设计中有没有不合理、不充分及不妥善之处呢?
(2)操作中易出现什么问题或故障呢?
(3)有什么因素可能会影响测量结果呢?有没有不符合规律的数据。
尝试根据串联电路中电压及电流的规律,利用欧姆定律得到串联电路中电阻的规律。
解:串联电路:U=U1+U2,IR=I1R1+I2R2。
又∵I=I1=I2,∴R=R1+R2。
2.现有10 Ω和15 Ω的两只电阻,并联后总电阻为多少呢?首先设计实验。
器材:电源,开关,导线,电压表,电流表,10 Ω、15 Ω、6 Ω的电阻各一只。
电路图:
步骤:1.如图甲,组装电路
2.闭合开关,读出电压表和电流表的示数。
3.断开开关,取下R1、R2,再接入R,如图乙,闭合开关,使电压表、电流表示数保持不变,则R就是R1和R2并联后的等效电阻。
4.换用不同的电阻,再进行两次实验。
5.分析数据,得出结论。
设计表格
| 实验次数 | 电阻R1/Ω | 电阻R2/Ω | 等效电阻R/Ω |
| 1 | |||
| 2 | |||
| 3 |
表达式:=+。
评估、交流
(1)实验设计中有没有不合理、不充分及不妥善之处呢?
(2)操作中易出现什么问题或故障呢?
(3)有什么因素可能会影响测量结果呢?有没有不符合规律的数据。
尝试根据并联电路中电压及电流的规律,利用欧姆定律得到并联电路中电阻的规律。
并联电路:I=I1+I2,=+
又∵U=U1=U2,∴=+
三、交流展示 生成能力
方案 几个阻值均为R的电阻串联,总电阻为__nR__。
几个阻值均为R的电阻并联,总电阻为____。
四、课后反思
第2课时 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、情景导入 生成问题
学习了欧姆定律后,我们知道了欧姆定律的内容及其简单应用,知道了根据欧姆定律测电阻的方法,那么运用欧姆定律还能解决串、并联电路中的哪些实际问题呢?
二、自研互学 生成新知
【自主探究】
1.
在如图所示的电路中,电源电压为6 V且不变。电阻R1的阻值为10 Ω,滑动变阻器R2上标有“20 Ω 2 A”字样,闭合并关S,电流表示数为0.2 A,求:
(1)电阻R2连入电路的阻值。
(2)电压表的示数。
解:(1)R总===30 Ω,R2=R-R1=30 Ω-10 Ω=20 Ω;
(2)U1=I1R1=0.2 A×10 Ω=2 V。
2.小红用如图电路测量未知电阻R2的阻值。实验时S、S1闭合,电压表的示数是12 V,闭合S断开S1,电压表的示数是8 V。已知电阻R1为40 Ω,电源电压保持不变,求被测电阻R2的阻值。
解:当闭合S、S1时,R2处于短路状态,电路中只有R1,电压表测电源电压,U=12 V,当闭合S、断开S1时,两电阻串联,电压表测R1两端的电压,串联电路中各处的电流相等,根据欧姆定律可得,电路中的电流:I=I2=I1===0.2 A,又因为串联电路中总电压等于各分电压之和,所以R2两端的电压U2=U-U1=12 V-8 V=4 V,根据欧姆定律可得,R2===20 Ω。
3.如图所示的电路中,电源电压为3 V,开关闭合后,通过R1的电流为0.2 A,R2的阻值为10 Ω,求:
(1)R1和R2并联后的总电阻。
(2)电流表A的示数。
解:(1)在如图并联电路中支路电压等于电源电压,U1=U2=U=3 V,R1===15 Ω,R总===6 Ω;
(2)I总===0.5 A。
4.如图所示,R1是0~20 Ω的滑动变阻器,闭合开关S后,电压表的示数为6 V,电流表A1 的示数是1.5 A,电流表A2的示数是0.5 A。
(1)求R2的阻值和变阻器R1接入电路的电阻。
(2)电流表A1的量程是0~3 A,电流表A2的量程是0~0.6 A,为使电表不损坏,滑动变阻器接入电路的电阻值至少应多大?
解:由电路图可知,电阻R2与滑动变阻器R1并联,电压表测电源的电压,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流。
(1)因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以根据欧姆定律可得R2的阻值,R2===12 Ω,因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以通过变阻器R1的电流I1=I-I2=1.5 A-0.5 A=1 A,变阻器R1接入电路的阻值R1===6 Ω;
(2)因为并联电路中各支路工作、互不影响,所以移动滑片时,通过R2的电流不变,即I2=0.5 A,当电流表A1的示数为3 A时,滑动变阻器接入电路的电阻最小,此时通过变阻器R1的电流I1 min=Imax-I2=3 A-0.5 A=2.5 A,滑动变阻器接入电路电阻的最小值R1 min===2.4 Ω。
【合作探究】
对学:对子间相互检查,并给出评定等级,标注疑惑。
群学:小组内相互帮助解决疑惑,并针对展示方案进行讨论交流。
三、交流展示 生成能力
方案 有一只灯泡,正常工作时两端的电压是5 V,若灯泡的电阻为10 Ω,电源电压是8 V,要使灯泡正常工作,需要串联一个多大的电阻?
四、课后反思 下载本文