人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路公开课第1课时教学设计

这是一份人教版 (2019)必修 第三册4 串联电路和并联电路公开课第1课时教学设计，共9页。教案主要包含了随堂练习等内容，欢迎下载使用。
备课人
学科
物理
课题
串联电路和并联电路
教学内容分析
串联电路和并联电路是初中物理电学部分的内容之一，串、并联电路中的电流、电压、电阻规律也是在这一部分涉及到的。但在高中电学部分，对串、并联规律的推导、分析、解释要用到前面学到的电学部分的知识，对规律进行定量地阐释。相比于初中从感性、实验的角度得出结论，本节的教学过程中要更加重视学生对这些结论的理论推导。
学情分析
学生在初中已经学习过串联电路和并联电路及串、并联规律，但得出规律的过程主要是定性地分析和实验观察的结果。在本节的学习中，要求学生从理论上推导这些结论，就要求学生对已学过的知识有较为熟练的掌握和灵活的运用，同时具备一定的数学公式推导能力。
教学目标
1、分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程。
2、依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。
教学
重难点
教学重点：
串、并联电路的总电阻与各部分电阻关系式的含义。
教学难点：
并联电路总电阻随支路电阻变化的关系。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
【提问】能用前面学过的电阻定律解释初中学过的串、并联规律吗？
复习并思考。
结合初中电学知识和刚刚学过的新知识提出问题，引发学生思考，引出本节课的主题。
环节一
串、并联
电路中的
电流
【提问】串联电路中的电流有何特点？为什么？
【提问】并联电路中的电流有何特点？为什么？
【提问】所以，并联电路对电流具有什么作用？
思考并回答：
恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，电路中各处的电荷分布应保持不变，因此串联电路中，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量一定相等。
即q0＝q1＝q2＝q3
∴q0t＝q1t＝q2t＝q3t
∴I0＝I1＝I2＝I3
即，串联电路中的电流处处相等。
思考并回答：
电路中各处的电荷分布应保持不变，因此并联电路中，在相等时间内通过干路0点的电荷量一定等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和。
即q0＝q1＋q2＋q3
∴q0t＝q1t＋q2t＋q3t
∴I0＝I1＋I2＋I3
即，并联电路的总电流等于各支路电流之和。
思考并回答：
并联电路具有分流作用。
I1R1＝I2R2＝I3R3
∴I1:I2:I3＝1R1:1R2:1R3
即并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。
从微观角度，应用电流的定义式分析串、并联电路的电流规律。一方面引导学生对这一规律有更加深刻的认识，另一方面也加深了学生的知识掌握程度、锻炼了分析能力。
根据并联电路的电流规律推导出并联电路中电流与电阻的比例关系，进而分析出并联电路的分流作用，思路上层层推进，便于学生理解。
环节二
串、并联
电路中的
电压
【提问】怎样从电势、电势差的角度理解串联电路的电压规律？
【提问】所以，串联电路对电流具有什么作用？
【提问】怎样从电势、电势差的角度理解并联电路的电压规律？
思考并回答：
由电势差跟电势的关系，可得：
U01＝φ0－φ1
U12＝φ1－φ2
U23＝φ2－φ3
∴U01+U12+U23=φ0－φ3＝U03
即，串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
思考并回答：
串联电路具有分压作用。
U1＝IR1、U2＝IR2、U3＝IR3
∴U1:U2:U3＝R1:R2:R3
即，串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。
思考并回答：
由电势差跟电势的关系，可得：
φ0＝φ1＝φ2＝φ3
φ4＝φ5＝φ6
∴U＝U1＝U2＝U3
即，并联电路的总电压与各支路的电压相等。
回顾串联电路的电压规律，并从电势、电势差的角度加以解释，进而由此得到串联电路对电压的作用。
回顾并联电路的电压规律，并从电势、电势差的角度加以解释。
环节三
串、并联电路中的电阻
【提问】两个电阻串联时，总电阻怎样计算？
【提问】多个电阻串联呢？
【提问】由R=R1+R2可知，R比其中任一个导体的电阻R1和R2都要大，你能解释这是什么原因吗？
【提问】两个电阻并联时，总电阻怎样计算？
【提问】多个电阻并联呢？
【提问】两个电阻并联时，总电阻是多少？
【提问】由R=R1R2R1+R2可知，R比其中任一个导体的电阻R1和R2都要小，你能解释这是什么原因吗？
【提问】如果两个阻值相差很大的电阻并联（R1>>R2），其结果有何特点？
【提问】如果是串联，情况又如何？
【提问】n个相同电阻R并联的总电阻等于多少？
【提问】如果在保持原有并联电路中支路的数目不变，增大某一个支路中的电阻，则总电阻会增大还是会减小？
【提问】如果在原有并联电路中增加一条支路（该支路电阻不为0），则总电阻会增大还是会减小？
【提问】总结一下，串、并联电路中电流、电压、电阻的基本规律有哪些？
串、并联电路中一个电阻增大，总电阻增大。
推导并回答：
∵U＝U1+U2
∴UI=U1I+U2I
∵R=UI
∴R＝R1＋R2
思考并回答：
R＝R1＋R2＋…＋Rn
∴串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。
思考并回答：
串联相当于增加了导体的长度。
推导并回答：
∵I＝I1+I2
∴IU=I1U+I2U
∵R=UI
∴1R=1R1+1R2
思考并回答：
1R=1R1+1R2+⋯+1Rn
∴并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。
推导并回答：
由1R=1R1+1R2可推得
R=R1R2R1+R2
思考并回答：
因为并联相当于增大了导体的横截面积。
推导并作答：
R=R1R2R1+R2=R21+R2R1≈R2
即，两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻与小电阻阻值接近。
思考并回答：
阻值与大电阻阻值接近。
推导并作答：
R总=Rn
推导并作答：
∵1R总=1R1+1R2+⋯+1Ri⋯+1Rn
∴若Ri增大，则1Ri减小
∴R总增大
即，并联电路中，如果保持支路数目不变，增大某一个支路的电阻，则总电阻会增大。
推导并回答：
若原来有n条支路，则1R=1R1+1R2+⋯+1Rn
增加1条支路后，1R'=1R1+1R2+⋯+1Rn+1Rn+1
∴1R'>1R
∴R'>R2条件下的串、并联电路电阻特点，帮助学生更熟练地应用知识点。
由并联电路的电阻规律，推导在一些特定条件下的并联电路电阻特点，帮助学生更熟练地应用这一知识点。
环节四
串、并联
电路中的
功率
【提问】串联电路中的电功率分配规律是怎样的？
【提问】串联电路中的电功率分配规律是怎样的？
【随堂练习】
推导并回答：
∵P=UI，U1=R1R1+R2U，U2=R2R1+R2U
∴P1=R1R1+R2P，P2=R2R1+R2P
∴P=P1+P2
结论：串联电路的功率分配与阻值成正比。
推导并回答：
∵P=U2R，I1=R2R1+R2I，I2=R1R1+R2I
∴P1=R2R1+R2P，P2=R1R1+R2P
∴P=P1+P2
结论：并联电路的功率分配与阻值成反比。
练习巩固本节知识点。
在串、并联电路的电流、电压、电阻规律的基础上，引导学生推导功率的分配规律，引导学生对串、并联电路中的比例关系有更多的认识。
课堂总结
一、串、并联电路中的电流规律：
①串联：I0＝I1＝I2＝I3
②并联：I0＝I1＋I2＋I3，I1:I2:I3＝1R1:1R2:1R3
二、串、并联电路中的电压规律：
①串联：I0＝I1＝I2＝I3，U1:U2:U3＝R1:R2:R3
②并联：U＝U1＝U2＝U3
三、串、并联电路中的电阻规律：
①串联：R＝R1＋R2＋…＋Rn，R＝nR0
②并联：1R=1R1+1R2+⋯+1Rn，R=R1R2R1+R2，R总=Rn
③R1>>R2时，串联则阻值与大电阻阻值接近，并联则总电阻与小电阻阻值接近。
四、串、并联电路中的电功率规律：
①P=P1+P2
②串联：P1:P2:P3＝R1:R2:R3
③并联：P1:P2:P3＝1R1:1R2:1R3
板书设计
§11.4-1串联电路和并联电路
1、电流规律：
①串联：I0＝I1＝I2＝I3
②并联：I0＝I1＋I2＋I3，I1:I2:I3＝1R1:1R2:1R3
2、电压规律：
①串联：I0＝I1＝I2＝I3，U1:U2:U3＝R1:R2:R3
②并联：U＝U1＝U2＝U3
3、电阻规律：
①串联：R＝R1＋R2＋…＋Rn，R＝nR0
②并联：1R=1R1+1R2+⋯+1Rn，R=R1R2R1+R2，R总=Rn
③R1>>R2时，R串≈R1，R并≈R2。
4、电功率规律：
①P=P1+P2
②串联：P1:P2:P3＝R1:R2:R3
③并联：P1:P2:P3＝1R1:1R2:1R3
作业设计
1、梳理本节知识点。
2、教材P71“练习与应用”第1、2、3题。
教学反思与评价