11.4 串聯(lián)電路和并聯(lián)電路（第1課時）（教學(xué)設(shè)計）- 【上好課】高二物理同步備課系列（人教版2019必修第三冊）

第4節(jié)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路教學(xué)設(shè)計備課人學(xué)科物理課題串聯(lián)電路和并聯(lián)電路教學(xué)內(nèi)容分析串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是學(xué)校物理電學(xué)部分的內(nèi)容之一，串、并聯(lián)電路中的電流、電壓、電阻規(guī)律也是在這一部分涉及到的。但在高中電學(xué)部分，對串、并聯(lián)規(guī)律的推導(dǎo)、分析、解釋要用到前面學(xué)到的電學(xué)部分的學(xué)問，對規(guī)律進(jìn)行定量地闡釋。相比于學(xué)校從感性、試驗的角度得出結(jié)論，本節(jié)的教學(xué)過程中要更加重視同學(xué)對這些結(jié)論的理論推導(dǎo)。學(xué)情分析同學(xué)在學(xué)校已經(jīng)學(xué)習(xí)過串聯(lián)電路和并聯(lián)電路及串、并聯(lián)規(guī)律，但得出規(guī)律的過程主要是定性地分析和試驗觀看的結(jié)果。在本節(jié)的學(xué)習(xí)中，要求同學(xué)從理論上推導(dǎo)這些結(jié)論，就要求同學(xué)對已學(xué)過的學(xué)問有較為嫻熟的把握和機敏的運用，同時具備肯定的數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)力量。教學(xué)目標(biāo)1、分析得出串聯(lián)和并聯(lián)電路電流、電壓的關(guān)系式，并理解其含義，體會嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)推理過程。2、依據(jù)電流和電壓的關(guān)系，推導(dǎo)得到串聯(lián)和并聯(lián)電路總電阻的表達(dá)式，體會等效思想在物理中的運用。教學(xué)重難點教學(xué)重點：串、并聯(lián)電路的總電阻與各部分電阻關(guān)系式的含義。教學(xué)難點：并聯(lián)電路總電阻隨支路電阻變化的關(guān)系。教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)老師活動同學(xué)活動設(shè)計意圖新課導(dǎo)入【提問】能用前面學(xué)過的電阻定律解釋學(xué)校學(xué)過的串、并聯(lián)規(guī)律嗎？復(fù)習(xí)并思考。結(jié)合學(xué)校電學(xué)學(xué)問和剛剛學(xué)過的新學(xué)問提出問題，引發(fā)同學(xué)思考，引出本節(jié)課的主題。環(huán)節(jié)一串、并聯(lián)電路中的電流【提問】串聯(lián)電路中的電流有何特點？為什么？【提問】并聯(lián)電路中的電流有何特點？為什么？【提問】所以，并聯(lián)電路對電流具有什么作用？思考并回答：恒定電流電路中各處電荷的分布是穩(wěn)定的，電路中各處的電荷分布應(yīng)保持不變，因此串聯(lián)電路中，相同時間內(nèi)通過0、1、2、3各點的電荷量肯定相等。即q0＝q1＝q2＝q3∴q∴I0＝I1＝I2＝I3即，串聯(lián)電路中的電流處處相等。思考并回答：電路中各處的電荷分布應(yīng)保持不變，因此并聯(lián)電路中，在相等時間內(nèi)通過干路0點的電荷量肯定等于進(jìn)入各支路1、2、3各點的電荷量之和。即q0＝q1＋q2＋q3∴q∴I0＝I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3即，并聯(lián)電路的總電流等于各支路電流之和。思考并回答：并聯(lián)電路具有分流作用。I1R1＝I2R2＝I3R3∴I1:I2:I3＝1即并聯(lián)電路中，每個電阻分得的電流與其電阻成反比。從微觀角度，應(yīng)用電流的定義式分析串、并聯(lián)電路的電流規(guī)律。一方面引導(dǎo)同學(xué)對這一規(guī)律有更加深刻的生疏，另一方面也加深了同學(xué)的學(xué)問把握程度、熬煉了分析力量。依據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律推導(dǎo)出并聯(lián)電路中電流與電阻的比例關(guān)系，進(jìn)而分析出并聯(lián)電路的分流作用，思路上層層推動，便于同學(xué)理解。環(huán)節(jié)二串、并聯(lián)電路中的電壓【提問】怎樣從電勢、電勢差的角度理解串聯(lián)電路的電壓規(guī)律？【提問】所以，串聯(lián)電路對電流具有什么作用？【提問】怎樣從電勢、電勢差的角度理解并聯(lián)電路的電壓規(guī)律？思考并回答：由電勢差跟電勢的關(guān)系，可得：U01＝φ0－φ1U12＝φ1－φ2U23＝φ2－φ3∴U01+U12+U23=φ0－φ3＝U03即，串聯(lián)電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端電壓之和。思考并回答：串聯(lián)電路具有分壓作用。U1＝IR1、U2＝IR2、U3＝IR3∴U1:U2:U3＝R1:R2:R3即，串聯(lián)電路中，每個電阻分得的電壓與其電阻成正比。思考并回答：由電勢差跟電勢的關(guān)系，可得：φ0＝φ1＝φ2＝φ3φ4＝φ5＝φ6∴U＝U1＝U2＝U3即，并聯(lián)電路的總電壓與各支路的電壓相等?；仡櫞?lián)電路的電壓規(guī)律，并從電勢、電勢差的角度加以解釋，進(jìn)而由此得到串聯(lián)電路對電壓的作用。回顧并聯(lián)電路的電壓規(guī)律，并從電勢、電勢差的角度加以解釋。環(huán)節(jié)三串、并聯(lián)電路中的電阻【提問】兩個電阻串聯(lián)時，總電阻怎樣計算？【提問】多個電阻串聯(lián)呢？【提問】由R=R1+R2可知，R比其中任一個導(dǎo)體的電阻R1和R2都要大，你能解釋這是什么緣由嗎？【提問】兩個電阻并聯(lián)時，總電阻怎樣計算？【提問】多個電阻并聯(lián)呢？【提問】兩個電阻并聯(lián)時，總電阻是多少？【提問】由R=R1R2R1+R2可知，【提問】假如兩個阻值相差很大的電阻并聯(lián)（R1>>R2），其結(jié)果有何特點？【提問】假如是串聯(lián)，狀況又如何？【提問】n個相同電阻R并聯(lián)的總電阻等于多少？【提問】假如在保持原有并聯(lián)電路中支路的數(shù)目不變，增大某一個支路中的電阻，則總電阻會增大還是會減??？【提問】假如在原有并聯(lián)電路中增加一條支路（該支路電阻不為0），則總電阻會增大還是會減?。俊咎釂枴靠偨Y(jié)一下，串、并聯(lián)電路中電流、電壓、電阻的基本規(guī)律有哪些？串、并聯(lián)電路中一個電阻增大，總電阻增大。推導(dǎo)并回答：∵U＝U1+U2∴U∵R∴R＝R1＋R2思考并回答：R＝R1＋R2＋…＋Rn∴串聯(lián)電路的總電阻等于各部分電路電阻之和。思考并回答：串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度。推導(dǎo)并回答：∵I＝I1+I2∴I∵R∴1思考并回答：1∴并聯(lián)電路總電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。推導(dǎo)并回答：由1RR=思考并回答：由于并聯(lián)相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積。推導(dǎo)并作答：R=即，兩個阻值相差很大的電阻并聯(lián)時總電阻與小電阻阻值接近。思考并回答：阻值與大電阻阻值接近。推導(dǎo)并作答：R推導(dǎo)并作答：∵1∴若Ri增大，則1R∴R總增大即，并聯(lián)電路中，假如保持支路數(shù)目不變，增大某一個支路的電阻，則總電阻會增大。推導(dǎo)并回答：若原來有n條支路，則1增加1條支路后，1∴1∴R即，并聯(lián)電路中，假如保持原有支路不變，增加支路數(shù)目，則總電阻會減小?；仡櫜⑼瓿杀砀?。引導(dǎo)同學(xué)，結(jié)合串聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律，推導(dǎo)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律。由串聯(lián)電路的電阻規(guī)律，推導(dǎo)在特定條件下的串聯(lián)電路電阻特點，掛念同學(xué)更嫻熟地應(yīng)用這一學(xué)問點。從電阻定律的角度解釋串聯(lián)電路的電阻規(guī)律。引導(dǎo)同學(xué)，結(jié)合并聯(lián)電路的電流、電壓規(guī)律，推導(dǎo)并聯(lián)電路的電阻規(guī)律。由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律，推導(dǎo)在一些特定條件下的并聯(lián)電路電阻特點，掛念同學(xué)更嫻熟地應(yīng)用這一學(xué)問點。從電阻定律的角度解釋并聯(lián)電路的電阻規(guī)律。由串、并聯(lián)電路的電阻規(guī)律，推導(dǎo)在R1>>R2條件下的串、并聯(lián)電路電阻特點，掛念同學(xué)更嫻熟地應(yīng)用學(xué)問點。由并聯(lián)電路的電阻規(guī)律，推導(dǎo)在一些特定條件下的并聯(lián)電路電阻特點，掛念同學(xué)更嫻熟地應(yīng)用這一學(xué)問點。環(huán)節(jié)四串、并聯(lián)電路中的功率【提問】串聯(lián)電路中的電功率安排規(guī)律是怎樣的？【提問】串聯(lián)電路中的電功率安排規(guī)律是怎樣的？【隨堂練習(xí)】推導(dǎo)并回答：∵P=UI，U1=∴P1=∴P=結(jié)論：串聯(lián)電路的功率安排與阻值成正比。推導(dǎo)并回答：∵P=U2R，∴P1=∴P=結(jié)論：并聯(lián)電路的功率安排與阻值成反比。練習(xí)鞏固本節(jié)學(xué)問點。在串、并聯(lián)電路的電流、電壓、電阻規(guī)律的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)同學(xué)推導(dǎo)功率的安排規(guī)律，引導(dǎo)同學(xué)對串、并聯(lián)電路中的比例關(guān)系有更多的生疏。課堂總結(jié)一、串、并聯(lián)電路中的電流規(guī)律：①串聯(lián)：I0＝I1＝I2＝I3②并聯(lián)：I0＝I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3，I1:I2:I3＝1二、串、并聯(lián)電路中的電壓規(guī)律：①串聯(lián)：I0＝I1＝I2＝I3，U1:U2:U3＝R1:R2:R3②并聯(lián)：U＝U1＝U2＝U3三、串、并聯(lián)電路中的電阻規(guī)律：①串聯(lián)：R＝R1＋R2＋…＋Rn，R＝nR0②并聯(lián)：1R=1R③R1>>R2時，串聯(lián)則阻值與大電阻阻值接近，并聯(lián)則總電阻與小電阻阻值接近。四、串、并聯(lián)電路中的電功率規(guī)律：①P=②串聯(lián)：P1:P2:P3＝R1:R2:R3③并聯(lián)：P1:P2:P3＝1板書設(shè)計§11.4-1串聯(lián)電路和并聯(lián)電路1、電流規(guī)律：①串聯(lián)：I0＝I1＝I2＝I3②并聯(lián)：I0＝I1＋I(xiàn)2＋I(xiàn)3，I1:I2:I3＝12、電壓規(guī)律：①串聯(lián)：I0＝I1＝I2＝I3，U1:U2:U3＝R1:R2:R3