初中物理人教版九年级全册第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用教学设计

这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用教学设计，共10页。教案主要包含了课堂检测，教学目标，教学重难点，教学方法，课件展示，演示实验一，温馨提示，推导过程等内容，欢迎下载使用。
第四节  欧姆定律在串、并联电路中的应用 【教学目标】：知识与技能：1、了解运用欧姆定律和串联电路特点进行简单计算。2、了解运用欧姆定律和并联电路特点进行简单计算。过程与方法：1、体会等效电阻的含义，了解等效的研究方法。2、通过推导串并联电路电阻关系的学习过程，学习运用理论推导得出物理规律的方法。情感、态度与价值观：1、通过应用欧姆定律和串联电路特点推导串联电路中电阻的关系，体验物理规律在解决实际问题中的意义。2、通过推导过程使学生养成用已知规律发现新规律的意识。【教学重难点】：重点：用串并联电路的电流、电压、关系及欧姆定律进行简单的电学计算。      难点：对于解题方法的提炼。【教学方法】：讲授法、讨论法、分析法、归纳法。【教具】：教    学    过    程教学环节及内容教   师   活    动学  生  活  动前置补偿     导入新课                   新课探究一、等效电阻规律探究环节                                                                                 二、典例应用及方法提炼环节                【课件展示】完成表格内容 串联电路并联电路电流规律  电压规律   以下是课外实践活动设计的风力测试仪，你能说明此装置是如何用来测量风速的吗？           根据学生的回答【过渡语】这节课我们就来学习如何运用欧姆定律解决串并联电路中的问题。（板书课题）第四节  欧姆定律在串、并联电路中的应用 （板书）一、等效电阻规律【演示实验一】步骤1：连接如下图甲所示的实物电路R1=10Ω，R2=20Ω闭合开关使电流表示数为0.1A。步骤2:用电阻箱如图乙代替R1、 R2同样使电流表达到0.1A。步骤3:让学生找出电阻箱阻值R和R1、R2的关系。甲                     乙【温馨提示】电阻箱R和R1 、R2 产生了相同的效果，我们就说R是R1 、R2 的等效电阻或者说是总电阻。即R总 = R1+ R2。如果串联的更多那就一直加下去即有：R总 = R1+ R2+……+ Rn。【提问】为什么会有这样的结论呢？下面就让我们一起来体验结论得出的过程。【推导过程】（课件展示）①结合电路图中所标示的物理量,由欧姆定律可知：U1=　　　　　　,U2=　　　　　　。②用R表示R1和R2的等效电阻,则U=　　　　　。③由U= U1 + U2,可得IR=　　   +　　　  ,因为I=I1=I2,可推出R=　　　　　　。【拓展延伸】①串联电路中,串联的电阻越多,电阻越大。②串联电路中,串联的电阻数量一定,某一电阻增大,总电阻会随之增大。③电阻串联后相当于增加了导体的长度,故串联后的总电阻大于任何一个分电阻,如图所示。    【演示实验二】 步骤1：连接如下图丙所示的实物电路R1=3Ω，R2=6Ω闭合开关使电流表示数为1.5A。步骤2:用电阻箱如图乙代替R1、 R2同样使电流表达到1.5A。步骤3:让学生找出电阻箱阻值R和R1、R2的关系。        丙                   丁【温馨提示】与串联电路相同R是R1 、R2 的等效电阻或者说是总电阻。【提问】并联电路总电阻和各支路电阻之间究竟有什么样的关系呢？下面我们就再来体验一下它们关系的推导过程。【推导过程】（课件展示）①结合电路图中所标示的物理量,由欧姆定律可知：I1=　　　　　　　,I2=　　　　　　　　　。②用R表示R1和R2的等效电阻,则I=　　　　　。③由I=I1+I2 ，U = U1=U2可得   =　　　　　。 【拓展延伸】①并联电路中,并联的电阻越多,总电阻越小。②并联电路中,并联的电阻数量一定,某一电阻增大,总电阻会随之增大。③电阻并联后相当于增加了导体的横截面积,故并联后的总电阻小于任何一个分电阻,如图所示。   ④两个电阻并联： 【方法提炼】以上实验探究过程用到的物理方法为：等效替代法    二、典例分析（课件展示）【典例剖析1】一只小灯泡当两端电压为3V时能正常发光，此时的电阻为6Ω，如果把这只小灯泡接到9V的电源上，如下图所示，需要再串联一个阻值多大的定值电阻，才能正常发光？      【设计意图】通过本例题的剖析使学生掌握逆向推理计算法、等效电阻计算法的应用，同时使学生明白串联分压原理【思路导航1】逆向推理计算法        【温馨提示】由以上的计算结果我们可以得到下面结论：串联电路中两用电器电压之比等于电阻之比。 【点拨归纳】逆向推理计算法是指：从所求物理量开始进行逐步逆推所需要的物理量，一直推到题目已知条件为止。即从未知到已知的计算方法；【思路导航2】等效电阻计算法依据题意由欧姆定律计算出电路中电流   将灯泡和电阻等效成一个电阻，画出等效电路     【点拨归纳】等效电阻计算法：是指将电路中串联或者并联的两个或两个以上的电阻或用电器等效看作是一个电阻，整体应用欧姆定律进行电流或电阻的求解类问题。【反馈练习1】 如图所示,电源电压U=6V,电阻R1=4Ω,R2=6Ω,开关S闭合。求：(1)电路总电阻多大?(2)电路中电流多大?(3)电阻R1、R2两端的电压之比多大? 【典例剖析2】如图所示，电阻R1为10Ω，电源两端电压为12V。开关S闭合后，求：当滑动变阻器R接入电路的电阻R2为40Ω，通过电阻R1的电流I1和电路的总电流I；        【设计意图】通过本例题的剖析使学生掌握顺向推理计算法、并巩固等效电阻计算法的应用。【思路导航1】顺向推理计算法由并联电路电压规律U1= U2 = U总=12V      由并联电路电流规律I总=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A【温馨提示】由以上的计算结果我们可以得到下面结论：并联电路中两用电器电流之比等于电阻之比的倒数。即      【点拨归纳】顺向推理计算法：从已知条件入手，结合串并联电路的电流电压规律，顺向推理所求未知量。即从已知到未知的计算方法；【思路导航2】等效电阻计算法由并联电路电压规律U1= U2 = U总=12V 通过R1的电流由欧姆定律有：   R1和R2的等效电阻，即总电阻    所以电路的总电流为    【综合归纳】求干路中总电流时既可以用各支路电流之和，也可以先求总电阻，用总电压除以总电阻两种方法解决。【反馈练习2】如图所示的电路中,R1=6Ω,R2=12Ω,电流表示数为0.4A,则A、B两端的电压为　　　V。  【典例剖析3】多个电路状态的计算【设计意图】让学生学会多状态变化的电路的一般解决方法如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=5Ω，R2=15Ω。（1）若开关S闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.2A，求电源电压；（2）    若开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，求通过电阻R3的电流。      【思路导航】（1）    S闭合，S1、S2都断开：R1、R2串联，等效图如下所示。     （2）S、S1、S2都闭合，R1与R3并联， R2被短路.等效电路图如下所示       【点拨归纳】电路变化的题，一定要根据已知找到每个电路状态，并画出每个电路状态的等效电路图，那么就将一道较复杂的题转变成两道或三道简单题 【方法提炼】三、求解电路计算题的步骤【设计意图】让学生明确电路计算的一般方法和基本的解题步骤，以规范学生的解题过程。（1）根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式，画出等效电路图。（2）通过审题，明确题目给出的已知条件和未知量，并将已知量的符号、数值和单位，未知量的符号，在电路图上标明。（3）每一步求解过程必须包括三步：写公式——代入数值和单位——得出结果。 学生完成表格，复习串并联电路中电流、电压规律   学生讨论装置的原理从而为下面的学习打下基础。生：风力越大，电流表的示数越大，所以能反映出风力的大小。               学生根据实验现象得出: R = R1+ R2            学生依据课件展示填空逐步体验推导过程得出R总 = R1+ R2                          学生依据课件展示填空体验推导过程得出         让学生明白等效替代的物理思想           学生进行自主讨论解题思路，然后根据教师的【思路导航】进行方法总结                              学生依据总结出的方法进行巩固练习。     学生进行自主讨论解题思路，然后根据教师的【思路导航】进行方法总结。                                             学生依据总结出的方法进行巩固练习。                    学生自主完成每种状态的解答过程体验方法运用的成就感。                 课堂小结回顾本节课“你学到了什么？”。学生讨论发言，梳理本节知识要点，及所提炼的方法。课堂检测             见附件完成检测题布置作业课本P85页“动手动脑学物理”第1-5题板书设计第四节  欧姆定律在串、并联电路中的应用一、 等效电阻规律1、串联规律：R总 = R1+ R2+……+ Rn。2、并联规律：二、 计算方法1、逆向推理计算法2、顺向推理计算法3、等效电阻计算法三、计算题的一般步骤1、根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式，画出等效电路图。2、通过审题，明确题目给出的已知条件和未知量，并将已知量的符号、数值和单位，未知量的符号，在电路图上标明。3、每一步求解过程必须包括三步：写公式——代入数值和单位——得出结果。 教学反思欧姆定律是初中电学中重要的定律，贯穿于电学各类计算，尤其是在串并联电路中的应用更是初中物理计算题的重点。一、本节课的亮点：1、设计了等效电阻的两个实验，并让学生体验了推导过程，使其对知识理解更加深刻。2、重点是归纳总结了常用的解题方法，使学生在解计算题时有法可依。二、学生学习困难表现在以下几方面：（1） 使用已知量时，常常张冠李戴，不能得到正确的答案。（2） 习惯于套用公式直接得到答案，稍有曲折便不知所措。（3） 解题时思路混乱，看不清题目已知条件，不能发现已知量和未知量的内在联系，无从下手。 三、解决措施：针对以上问题，我要求学生从最基本的题目开始，画出等效电路，在电路图上标出已知量和未知量，再根据题意，利用欧姆定律和串并联电路中电流、电压、电阻的特点解题，逐步使学生养成良好的解题习惯。在选择习题时，认真分析学生的认知水平和个性特点，结合学生能力实际，精心再设计，选择有代表性、针对性的题目，深浅适中，突出重点，同时强调解题时的注意事项，如：在应用时，I、U、R必须是同一段电路上的三个物理量，必须满足同一性等相关问题。并要求要有完整的计算步骤。另外，特别改编传统题目为开放性题目，增加知识的覆盖面，更重要的是把问题向纵向、横向延伸，让每个学生都参与，让不同层次的学生有难易不同的参与，同时引导学生反思解题过程，让学生通过练习知道学到了什么，认识知识架构，让全体学生获得成就感，增强自信心。 附件一：【课堂检测】一、选择题1.两个阻值分别为6Ω和3Ω的电阻,串联接在9 V的电源两端,闭合开关后,电路中的电流为(　　)A.6 A     B.3 A C.1 A     D.0.5 A2.如图所示,R1=5Ω,R2=10Ω,则电压表、示数之比是(　　)A.1∶2    B.2∶1C.1∶3    D.3∶13.如图所示,电源电压不变,R1=3Ω。若只闭合S1时,电流表的示数为1.5A,同时闭合S1、S2时,电流表的示数为2A,则R2的电阻为(　　)A.9Ω　　　B.6Ω　　　C.4Ω　　　D.3Ω  二、填空题4.在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个已知阻值为10Ω的电阻R0,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示。小军读出电流表的示数为0.3A,而电流表的示数如图乙所示,则小灯泡L两端的电压为　　　V,电阻为　　　Ω。      5.(2012·绥化中考)如图所示,若甲、乙均为电压表时,闭合开关S,则两电压表的读数U甲∶U乙=3∶2。若甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表的读数为I甲∶I乙=　　　　,R1∶R2=　　　　。6.张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时,用记录的实验数据作出了如图所示的U-I图像,则a的电阻值为　　　Ω,将a、b串联接在电压为3V的电源上,电路中电流为　　　A。三、计算题7、如图所示，R1 =20 Ω，滑动变阻器R2最大阻值为80 Ω，电路接在电压为6 V电路中，当滑片P由最左端滑到最右端时，电压表示数由6 V变化为1.2 V，则电流表示数变化范围是多少？当滑片P在最右端时串联电路的电阻多大？    8、如图所示，R2=20Ω，电流表的示数为0.6 A，电压表的示数为12V。求：（1）R1的阻值；　　（2）并联电路总电流I ；（3）并联电路总电阻R。  附件二：【课堂检测】答案一、选择题1、C      2、C     3、A二、填空题4、1V   5Ω     5、1:3    1:2     6、10Ω      0.2A 三、计算题 7、当P在最左端时R2 =0，U源=U1=6V  当P在最右端时R2 =80Ω，  电流表变化范围：0.3A—0.06A当滑片P在最右端时串联电路的电阻R=R1+R2=20Ω+80Ω=100Ω8、（1）R1的阻值 （2） I总=I1+I2=0.6A+0.6A=1.2A（3）并联电路总电阻