17.4歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用

1、17.4 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能 1理解歐姆定律的內(nèi)容，記住歐姆定律的公式，并能利用歐姆定律進(jìn)行簡單的計(jì)算； 2能根據(jù)歐姆定律以及電路的特點(diǎn)，導(dǎo)出串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。 1、通過本節(jié)的計(jì)算，學(xué)會解答計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力。 2、了解等效電阻的含義，了解等效的研究方法。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀1、激發(fā)學(xué)生認(rèn)識串、并聯(lián)電路中電阻關(guān)系的興趣。2、通過對歐姆生平的介紹，學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)，勇于探求真理的精神，激發(fā)學(xué)生學(xué) 習(xí)的積極性和探索未知世界的熱情。【教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)】1重點(diǎn)： 歐姆定律的內(nèi)容和公式；2難點(diǎn)： 正確理解歐姆定律的內(nèi)容；弄清變形公式的含

2、義?！窘虒W(xué)用具】 實(shí)物投影儀，課件，試電筆?！?教材分析和教學(xué)建議】 本節(jié)是承接第一節(jié)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在授課時(shí)有以下幾點(diǎn)要注意： 注意歐姆定定律的文字?jǐn)⑹龊蛿?shù)學(xué)表達(dá)式之間的過渡， 文字?jǐn)⑹龅贸龊螅?要啟發(fā)學(xué)生 得出表達(dá)式。還要強(qiáng)調(diào)歐姆定律的同一性，系同一時(shí)刻發(fā)生在同一導(dǎo)體的三個(gè)量之間的數(shù)量關(guān)系。 教會學(xué)生注意公式中各量的單位要統(tǒng)一，要學(xué)生熟悉公式的變形，由學(xué)生獨(dú)立完成。 結(jié)合教學(xué)內(nèi)容， 簡介歐姆定律的發(fā)現(xiàn)史， 以突出歐姆當(dāng)時(shí)研究的背景和歐姆定律發(fā)現(xiàn) 對物理學(xué)發(fā)展的推動作用。強(qiáng)調(diào)科學(xué)攻關(guān)的艱巨性，科學(xué)方法的重要性，科學(xué)精神的可貴 性。本章教材其實(shí)已經(jīng)把本節(jié)知識內(nèi)容分散在各節(jié)教材中， 教學(xué)要求也不高，

3、 這樣處理有 利于降低教學(xué)難點(diǎn)。重點(diǎn)是綜合運(yùn)用歐姆定律和串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻 規(guī)律，靈活地解決簡單電路問題。難點(diǎn)是指導(dǎo)學(xué)生利用歐姆定律探索新規(guī)律的內(nèi)容，即探 究串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系。教學(xué)中要注意培養(yǎng)學(xué)生好的解題習(xí)慣，注意加強(qiáng)對學(xué)生理 論思維和定量計(jì)算的指導(dǎo)，拓寬學(xué)生的解題思路。盡可能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的設(shè)計(jì)，讓學(xué)生 通過思考，設(shè)計(jì)電路，動手實(shí)驗(yàn)來解決問題，從而培養(yǎng)學(xué)生靈活運(yùn)用知識的能力。另外，對于串聯(lián)電路的電阻，教材是作為歐姆定律的一個(gè)應(yīng)用，起到幫助學(xué)生對它進(jìn) 一步理解和拓寬思路的作用。通過本節(jié)的教學(xué)，應(yīng)使學(xué)生理解串聯(lián)電路電阻的總電阻的阻 值比任何一個(gè)分電阻的阻值都大?，F(xiàn)行各類

4、教材都是通過實(shí)驗(yàn)測量和理論推導(dǎo)得出電阻串 聯(lián)的規(guī)律并用決定導(dǎo)體電阻大小的因素來幫助理解這個(gè)規(guī)律的。 對于兩個(gè)以上電阻的串聯(lián)， 本節(jié)的設(shè)計(jì)是提出問題， 讓學(xué)生動手實(shí)驗(yàn)進(jìn)而推出串聯(lián)電路的總電阻與分電阻的大小關(guān)系。 本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是串聯(lián)電路電阻規(guī)律的理論推導(dǎo)和應(yīng)用，難點(diǎn)是理論推導(dǎo)，測量串聯(lián)電路 電阻的實(shí)驗(yàn)是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵。具體操作時(shí)，可以先提問，需要 20 歐的，只有 10 歐的怎 么辦？是不是可以串聯(lián)？用實(shí)驗(yàn)來研究。再指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路。最后得出規(guī)律。理論 推導(dǎo)可以用閱讀推導(dǎo)的方法進(jìn)行。至于并聯(lián)電路的電阻，可以利用電阻的并聯(lián)即相當(dāng)于增 加了導(dǎo)體的橫截面積來幫助學(xué)生認(rèn)識并聯(lián)電路電阻的關(guān)系?！窘虒W(xué)過

5、程】一、創(chuàng)設(shè)情境，引入新課教師實(shí)物投影展示上節(jié)實(shí)驗(yàn)課某小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。師：先請同學(xué)們認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，從表格的數(shù)據(jù)中可得出什么實(shí)驗(yàn)結(jié)論？： （教師展示、學(xué)生觀察，并引導(dǎo)、歸納得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論）生1:加在一段導(dǎo)體（電阻不變時(shí)）兩端的電壓越大，通過它的電流就會越大；或者：在電阻一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。生2:在相同電壓下，導(dǎo)體的電阻越大，流過它的電流就會越小。 或者：在電壓一定時(shí)，通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體的電阻成反比。師：以上的同學(xué)歸納都得很好，表達(dá)得很準(zhǔn)確，如果將上面的實(shí)驗(yàn)結(jié)論綜合起來，又 可以得到什么結(jié)論？生：通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體本身的電阻成反比。師：同學(xué)們

6、講得非常好，這個(gè)結(jié)論就是我們今天所要學(xué)習(xí)的歐姆定律，今天這節(jié)課， 我們還要學(xué)習(xí)該定律的應(yīng)用。板書：第二節(jié)歐姆定律及其應(yīng)用二、新課內(nèi)容1 明確定律內(nèi)容板書：1、歐姆定律的內(nèi)容通過導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與導(dǎo)體本身的電阻成反比。師：同學(xué)們可以根據(jù)其文字內(nèi)容，寫出其數(shù)學(xué)表達(dá)式嗎？生：I = U/R ;師：非常正確。板書：2、歐姆定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式 I = U/R師：該式子當(dāng)中各個(gè)物理量所使用的單位有無什么要求呢？生：有！在公式中電阻的單位是“門”；電壓的單位是“ V”。如果題目中所給出的單位不是以上的單位，必須先進(jìn)行單位的換算，再代入計(jì)算，最后電流的單位才會是“A。師：你的回答很正確，在使用

7、公式時(shí)應(yīng)該注意公式中各量的單位要統(tǒng)一。板書：3、公式中各量的單位：電阻 1;電壓 V;電流 A師：或許有些同學(xué)并不明白為什么這個(gè)式子就叫做“歐姆定律”，它原來是這么的簡單，一節(jié)課就可以做出來了，真的是這么簡單嗎？還是讓我們一起看看有關(guān)的資料吧。（播放教學(xué)資料，全班學(xué)生一起觀看）課件展示：歐姆定律的建立（教師可提前作適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備）師：看了以上的資料后，同學(xué)們有什么樣的感想呢？生1 :原來歐姆定律的發(fā)現(xiàn)要經(jīng)歷那么多人的努力啊生2:其中包含了很多其他科學(xué)家的研究成果，并非一下就可以得到的生3:歐姆這個(gè)科學(xué)家真的很堅(jiān)強(qiáng)啊，遇到困難也不放棄；對別人的誤解也不在乎。生4:歐姆這個(gè)科學(xué)家很值得我們學(xué)習(xí)。師：是

8、啊，同學(xué)們說得太對太精彩了，一切偉大科學(xué)家的成功所靠的都是一種堅(jiān)忍不 拔的精神，正是因?yàn)橛辛怂麄冞@樣的科學(xué)家， 人類社會的發(fā)展才會取得不斷進(jìn)步的文明成果。 能有現(xiàn)在這么美好的環(huán)境和機(jī)會，同學(xué)們一定要好好努力，讓我們的人類文化繼續(xù)發(fā)展和發(fā)揚(yáng)下去。2.歐姆定律應(yīng)用師：知道了歐姆定律之后，下面我們來看看它到底能解決什么問題？例1:通過前面的學(xué)習(xí)我們知道， 試電筆內(nèi)必須有一個(gè)阻值很大的電阻， 用來限制流過 人體的電流，該電阻阻值大概是 880K，比氖管和人體的電阻大得多， 后二者的電阻甚至 可以忽略不計(jì)，那同學(xué)們算算，使用試電筆時(shí)，流過人體的電流大概是多少呢？師：讀完題目，你們知道要求什么嗎？生：電流

9、的大小。師：有什么困難嗎？生：僅知道電阻值，還不知道電壓有多大？師：那你們知道，試電筆要插在那一條電線上，氖管才會發(fā)光？ 生：應(yīng)該插在火線上。師：對，此時(shí)的電壓是多大？ 生：家庭電路中火線與地線之間的電壓是220V。師：好，現(xiàn)在你們就開始計(jì)算一下，看看流過人體的電流是多大。 注意：學(xué)生一邊開始計(jì)算，教師要在黑板上板書示范電學(xué)計(jì)算題的解題過程，以及標(biāo) 注和提示解題的規(guī)則：據(jù)題意畫圖；在圖上標(biāo)出相關(guān)的物理量；答題時(shí)寫出：已知和求解過程、結(jié)果 （其中非國際單位的要先化為國際單位）； （也可以將學(xué)生的解題過程投影出來評點(diǎn)；最后 將答題的規(guī)范投影出來。）例2:某實(shí)驗(yàn)中測得一個(gè)未知電阻的電壓為 4.8V，

10、流過的電流是320Ma求該電阻的阻 值。師：這道題可以直接使用歐姆定律來解題嗎？生：不行，題目要求的是電阻，不能直接用公式I = U/R來計(jì)算，需要將其變形為 R=U/I 才行。師：對，下面請同學(xué)們按照剛才老師所要求的答題規(guī)范進(jìn)行練習(xí)。（可以請學(xué)生上黑 板進(jìn)行板演；教師隨后作點(diǎn)評。）（板演和點(diǎn)評過程省略）師：通過以上兩題的解答，同學(xué)們有什么體會？ 生：歐姆定律公式當(dāng)中的三個(gè)物理量，只有知道其中的兩個(gè)，才能夠求出第三個(gè)。 師：對，而且，公式當(dāng)中的三個(gè)物理量，必須是針對同一個(gè)導(dǎo)體在同一時(shí)刻的。師：若是該成求 U和R呢？公式應(yīng)該作什么變化？生：U= IR, R= U/I師：很好！從公式 R= U/I

11、我們可以發(fā)現(xiàn)，要想求導(dǎo)體的電阻，只需要使用電壓表和電 流表分別測量出該導(dǎo)體的電壓和電流， 就可以求出該導(dǎo)體的阻值了。 這種測量電阻的方法叫 做“伏安法”。同學(xué)們要記住它。師：至于公式 R= U/I，能否說導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓成正比，與通過導(dǎo)體的電 流成反比？生 1：好象可以的；生 2：不行，以前學(xué)過：導(dǎo)體的電阻是本身的一種屬性，其大小決定與導(dǎo)體的材料、長 度、橫截面積和溫度。師：看來這為同學(xué)的基礎(chǔ)知識很牢固啊，講的很好！我們對物理公式的理解不能單純 從數(shù)學(xué)的角度來理解，而要考慮其物理意義。式子R= U/I，只是一個(gè)計(jì)算式，表示導(dǎo)體的電阻在數(shù)值上等于導(dǎo)體兩端的電壓與流過導(dǎo)體的電流的比值，不

12、能單純理解成正比或反比。師：其實(shí)大家只要想想這樣一個(gè)簡單的問題即可明白：當(dāng)電壓為0 時(shí)，導(dǎo)體的電阻也會隨之為 0 嗎？這么容易就獲得“超導(dǎo)體”這是很荒謬的事啊。生：哦，原來是這樣的。師：同樣地，對于式子 U= IR，應(yīng)該怎樣理解？你們能夠解釋一下嗎？ 生：這個(gè)也只是數(shù)值關(guān)系而已，電壓并非與電流、電阻成正比。其實(shí)電壓是產(chǎn)生電流 的原因，導(dǎo)體兩端在不加電壓時(shí)，電流為零，但是導(dǎo)體的電阻卻不為零的。師：解釋得很好，看來同學(xué)們都已經(jīng)很清楚了。3串聯(lián)、并聯(lián)電路中電阻規(guī)律的推導(dǎo)以及訓(xùn)練 師：在前面我們學(xué)習(xí)過串聯(lián)和并聯(lián)電路，你們還記得這兩種電路中的電流和電壓規(guī)律 嗎？生 1：在串聯(lián)電路中， I=I 1=I 2

13、， U=U1+U2生2:在并聯(lián)電路中，1=1 1+I2, U=U=L2師：很好，下面我們利用這些規(guī)律以及歐姆定律，推導(dǎo)出串聯(lián)、并聯(lián)電路中的電阻規(guī) 律。其中串聯(lián)和并聯(lián)電路中所用的電阻用Ri和R2表示，串、并聯(lián)后的總電阻用R表示。在串聯(lián)電路中，根據(jù) U=U+L2且U= IR，即Ui= I 1R1、U2 = I 2R2因此可得：IR= I 1R1+ I 2R2又因?yàn)镮=I i=l 2，所以可得：R= Ri+ R2，即：串聯(lián)電路的總電阻等于串聯(lián)電阻之和。在并聯(lián)電路中，根據(jù) I=I 1 + I2且I = U/R,即Ii= U/Ri、12= U2/R2因此可得：U/R= Ui/R計(jì)U 2/R2又因?yàn)閁=U

14、=Ub，所以可得：I/R= I/R i+ I/R2，即并聯(lián)電路中總電 阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。師：由此看來，對于串聯(lián)和并聯(lián)電路的總電阻和分電阻之間，似乎可以得出一個(gè)在大 小方面的結(jié)論。怎樣概括出來？生I:串聯(lián)電路電阻的總電阻的阻值比任何一個(gè)分電阻的阻值都大。生2:并聯(lián)電路電阻的總電阻的阻值比任何一個(gè)分電阻的阻值都小。師：很好，但你能從另一個(gè)方面，也就是影響電阻因素方面對此作出合理的解釋嗎？生I：在串聯(lián)電路中，各電阻之間的串聯(lián)可以近似地看作電阻被接長了，由于電阻的大小是與其長度成正比的，所以可以這樣理解。師：很好，你的解釋很合理。并聯(lián)的誰來解釋一下？生2：在并聯(lián)電路中，各電阻之間的并

15、聯(lián)可以近似地看作電阻的橫截面積被接大了，由于電阻的大小是與其橫截面積成反比的，所以可以這樣理解。師：很好。這里所提到的總電阻，其實(shí)也可以理解為該電路的“等效電阻”。有時(shí)候 對于多電阻的問題我們也可以使用一個(gè)“等效電阻”的方法來解決?？磥硗瑢W(xué)們是真的理解了這兩個(gè)規(guī)律。板書：電阻串聯(lián)規(guī)律：R= Ri+ R2電阻并聯(lián)規(guī)律：I/R= I/R計(jì)I/R 2師：得出了這兩個(gè)規(guī)律之后，下面就請同學(xué)們使用這個(gè)規(guī)律，試著解決下面的問題：例：串聯(lián)電路中有兩個(gè)電阻，阻值分別為5 1和 I01，將它們接在6V的電源上，那流過它們的電流會是多大？例：兩個(gè)電阻串聯(lián)在一個(gè)電路中，電路兩端的電壓是27V,兩個(gè)電阻的阻值分別是 3門和6門，請計(jì)算出每個(gè)電阻兩端的電壓。學(xué)生們開始練習(xí)（請個(gè)別學(xué)生出來板演，教師最后要和全班一起進(jìn)行點(diǎn)評，解題過程 略。）在學(xué)生的解題過程中教師要提醒學(xué)生注意對題目的分析，要按照電學(xué)計(jì)算的規(guī)范進(jìn)行 練習(xí)，同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生使用不同的計(jì)算方法。甚至可以利用實(shí)物投影將不同的解法展現(xiàn)。三、課堂