人教物理九年欧姆定律在串并联电路中的应用 5页

‎17.4欧姆定律在串、并联电路中的应用 ‎【教学目标】‎ 一、知识与技能 ‎ ‎1．理解欧姆定律的内容，记住欧姆定律的公式，并能利用欧姆定律进行简单的计算；‎ ‎2．能根据欧姆定律以及电路的特点，导出串、并联电路中电阻的关系。‎ 二、过程与方法 ‎1、通过本节的计算，学会解答计算题的一般方法，培养学生的逻辑思维能力。‎ ‎2、了解等效电阻的含义，了解等效的研究方法。‎ 三、情感态度与价值观 ‎1、激发学生认识串、并联电路中电阻关系的兴趣。‎ ‎2、通过对欧姆生平的介绍，学习科学家献身科学，勇于探求真理的精神，激发学生学习的积极性和探索未知世界的热情。‎ ‎【教学重点、难点】‎ ‎1．重点：欧姆定律的内容和公式；‎ ‎2．难点：正确理解欧姆定律的内容；弄清变形公式的含义。‎ ‎【教学用具】‎ 实物投影仪，课件，试电笔。‎ ‎【 教材分析和教学建议】‎ 本节是承接第一节的实验结果，在授课时有以下几点要注意：‎ 注意欧姆定定律的文字叙述和数学表达式之间的过渡，文字叙述得出后，要启发学生得出表达式。‎ 还要强调欧姆定律的同一性，系同一时刻发生在同一导体的三个量之间的数量关系。‎ 教会学生注意公式中各量的单位要统一，要学生熟悉公式的变形，由学生独立完成。‎ 结合教学内容，简介欧姆定律的发现史，以突出欧姆当时研究的背景和欧姆定律发现对物理学发展的推动作用。强调科学攻关的艰巨性，科学方法的重要性，科学精神的可贵性。‎ 本章教材其实已经把本节知识内容分散在各节教材中，教学要求也不高，这样处理有利于降低教学难点。重点是综合运用欧姆定律和串联电路和并联电路的电流、电压、电阻规律，灵活地解决简单电路问题。难点是指导学生利用欧姆定律探索新规律的内容，即探究串、并联电路中电阻的关系。教学中要注意培养学生好的解题习惯，注意加强对学生理论思维和定量计算的指导，拓宽学生的解题思路。尽可能用实验验证自己的设计，让学生通过思考，设计电路，动手实验来解决问题，从而培养学生灵活运用知识的能力。‎ 另外，对于串联电路的电阻，教材是作为欧姆定律的一个应用，起到帮助学生对它进一步理解和拓宽思路的作用。通过本节的教学，应使学生理解串联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。现行各类教材都是通过实验测量和理论推导得出电阻串联的规律并用决定导体电阻大小的因素来帮助理解这个规律的。对于两个以上电阻的串联，本节的设计是提出问题，让学生动手实验进而推出串联电路的总电阻与分电阻的大小关系。本节教学的重点是串联电路电阻规律的理论推导和应用，难点是理论推导，测量串联电路电阻的实验是本节教学的关键。具体操作时，可以先提问，需要20欧的，只有10欧的怎么办？是不是可以串联？用实验来研究。再指导学生设计实验电路。最后得出规律。理论推导可以用阅读推导的方法进行。至于并联电路的电阻，可以利用电阻的并联即相当于增加了导体的横截面积来帮助学生认识并联电路电阻的关系。‎ ‎【教学过程】‎ 一、创设情境，引入新课 教师实物投影展示上节实验课某小组的实验数据。‎ 师：先请同学们认真观察实验数据，从表格的数据中可得出什么实验结论？：‎ ‎（教师展示、学生观察，并引导、归纳得出实验结论）‎ 生1：加在一段导体（电阻不变时）两端的电压越大，通过它的电流就会越大；‎ ‎ 或者：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。‎ 生2：在相同电压下，导体的电阻越大，流过它的电流就会越小。‎ ‎ 或者：在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。‎ 师：以上的同学归纳都得很好，表达得很准确，如果将上面的实验结论综合起来，又可以得到什么结论？‎ 生：通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体本身的电阻成反比。‎ 师：同学们讲得非常好，这个结论就是我们今天所要学习的欧姆定律，今天这节课，我们还要学习该定律的应用。‎ 板书：第二节 欧姆定律及其应用 二、新课内容 ‎1．明确定律内容 板书：1、欧姆定律的内容——‎ 通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体本身的电阻成反比。‎ 师：同学们可以根据其文字内容，写出其数学表达式吗？‎ 生：I＝U/R ；师：非常正确。‎ 板书：2、欧姆定律的数学表达式I＝U/R 师：该式子当中各个物理量所使用的单位有无什么要求呢？‎ 生：有！在公式中电阻的单位是“W”；电压的单位是“V”。如果题目中所给出的单位不是以上的单位，必须先进行单位的换算，再代入计算，最后电流的单位才会是“A”。‎ 师：你的回答很正确，在使用公式时应该注意公式中各量的单位要统一。‎ 板书：3、公式中各量的单位：电阻——W；电压——V；电流——A 师：或许有些同学并不明白为什么这个式子就叫做“欧姆定律”，它原来是这么的简单，一节课就可以做出来了，真的是这么简单吗？还是让我们一起看看有关的资料吧。（播放教学资料，全班学生一起观看）‎ 课件展示：欧姆定律的建立（教师可提前作适当的准备）‎ 师：看了以上的资料后，同学们有什么样的感想呢？‎ 生1：原来欧姆定律的发现要经历那么多人的努力啊 生2：其中包含了很多其他科学家的研究成果，并非一下就可以得到的 生3：欧姆这个科学家真的很坚强啊，遇到困难也不放弃；对别人的误解也不在乎。‎ 生4：欧姆这个科学家很值得我们学习。……‎ 师：是啊，同学们说得太对太精彩了，一切伟大科学家的成功所靠的都是一种坚忍不拔的精神，正是因为有了他们这样的科学家，人类社会的发展才会取得不断进步的文明成果。能有现在这么美好的环境和机会，同学们一定要好好努力，让我们的人类文化继续发展和发扬下去。‎ ‎2．欧姆定律应用 师：知道了欧姆定律之后，下面我们来看看它到底能解决什么问题？‎ 例1：通过前面的学习我们知道，试电笔内必须有一个阻值很大的电阻，用来限制流过人体的电流，，该电阻阻值大概是880KW，比氖管和人体的电阻大得多，后二者的电阻甚至可以忽略不计，那同学们算算，使用试电笔时，流过人体的电流大概是多少呢？‎ 师：读完题目，你们知道要求什么吗？‎ 生：电流的大小。‎ 师：有什么困难吗？‎ 生：仅知道电阻值，还不知道电压有多大?‎ 师：那你们知道，试电笔要插在那一条电线上，氖管才会发光？‎ 生：应该插在火线上。‎ 师：对，此时的电压是多大？‎ 生：家庭电路中火线与地线之间的电压是220V。‎ 师：好，现在你们就开始计算一下，看看流过人体的电流是多大。‎ 注意：学生一边开始计算，教师要在黑板上板书示范电学计算题的解题过程，以及标注和提示解题的规则：‎ ‎①据题意画图；②在图上标出相关的物理量；③答题时写出：已知和求解过程、结果（其中非国际单位的要先化为国际单位）；（也可以将学生的解题过程投影出来评点；最后将答题的规范投影出来。）‎ 例2：某实验中测得一个未知电阻的电压为4.8V，流过的电流是320Ma，求该电阻的阻值。‎ 师：这道题可以直接使用欧姆定律来解题吗？‎ 生：不行，题目要求的是电阻，不能直接用公式I＝U/R来计算，需要将其变形为R＝U/I才行。‎ 师：对，下面请同学们按照刚才老师所要求的答题规范进行练习。（可以请学生上黑板进行板演；教师随后作点评。）（板演和点评过程省略）‎ 师：通过以上两题的解答，同学们有什么体会？‎ 生：欧姆定律公式当中的三个物理量，只有知道其中的两个，才能够求出第三个。‎ 师：对，而且，公式当中的三个物理量，必须是针对同一个导体在同一时刻的。‎ 师：若是该成求U和R呢？公式应该作什么变化？‎ 生：U＝IR，R＝U/I 师：很好！从公式R＝U/I我们可以发现，要想求导体的电阻，只需要使用电压表和电流表分别测量出该导体的电压和电流，就可以求出该导体的阻值了。这种测量电阻的方法叫做“伏安法”。同学们要记住它。‎ 师：至于公式R＝U/I，能否说导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比？‎ 生1：好象可以的；‎ 生2：不行，以前学过：导体的电阻是本身的一种属性，其大小决定与导体的材料、长度、横截面积和温度。‎ 师：看来这为同学的基础知识很牢固啊，讲的很好！我们对物理公式的理解不能单纯从数学的角度来理解，而要考虑其物理意义。式子R＝U/I，只是一个计算式，表示导体的电阻在数值上等于导体两端的电压与流过导体的电流的比值，不能单纯理解成正比或反比。‎ 师：其实大家只要想想这样一个简单的问题即可明白：当电压为0时，导体的电阻也会随之为0吗？这么容易就获得“超导体”这是很荒谬的事啊。‎ 生：哦，原来是这样的。‎ 师：同样地，对于式子U＝IR，应该怎样理解？你们能够解释一下吗？‎ 生：这个也只是数值关系而已，电压并非与电流、电阻成正比。其实电压是产生电流的原因，导体两端在不加电压时，电流为零，但是导体的电阻却不为零的。‎ 师：解释得很好，看来同学们都已经很清楚了。‎ ‎3．串联、并联电路中电阻规律的推导以及训练 师：在前面我们学习过串联和并联电路，你们还记得这两种电路中的电流和电压规律吗？‎ 生1：在串联电路中，I=I1=I2，U=U1+U2‎ 生2：在并联电路中，I=I1+I2，U=U1=U2‎ 师：很好，下面我们利用这些规律以及欧姆定律，推导出串联、并联电路中的电阻规律。其中串联和并联电路中所用的电阻用R1和R2表示，串、并联后的总电阻用R表示。‎ 在串联电路中，根据U=U1+U2 且U＝IR，即U1＝I1R1、U2＝I2R2 因此可得：‎ IR= I1R1+ I2R2 又因为I=I1=I2 ，所以可得： R= R1+ R2 ，即：串联电路的总电阻等于串联电阻之和。‎ 在并联电路中，根据I=I1+I2且I＝U/R，即I1＝U1/R1、I2＝U 2/R2 因此可得：‎ U/R= U1/R1+ U 2/R2 又因为U=U1=U2 ，所以可得：1/R= 1/R1+ 1/R2 ，即并联电路中总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和。‎ 师：由此看来，对于串联和并联电路的总电阻和分电阻之间，似乎可以得出一个在大小方面的结论。怎样概括出来？‎ 生1：串联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。‎ 生2：并联电路电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。‎ 师：很好，但你能从另一个方面，也就是影响电阻因素方面对此作出合理的解释吗？‎ 生1：在串联电路中，各电阻之间的串联可以近似地看作电阻被接长了，由于电阻的大小是与其长度成正比的，所以可以这样理解。‎ 师：很好，你的解释很合理。并联的谁来解释一下？‎ 生2：在并联电路中，各电阻之间的并联可以近似地看作电阻的横截面积被接大了，由于电阻的大小是与其横截面积成反比的，所以可以这样理解。‎ 师：很好。这里所提到的总电阻，其实也可以理解为该电路的“等效电阻”。有时候对于多电阻的问题我们也可以使用一个“等效电阻”的方法来解决。看来同学们是真的理解了这两个规律。‎ 板书：电阻串联规律：R= R1+ R2‎ ‎ 电阻并联规律：1/R= 1/R1+ 1/R2‎ 师：得出了这两个规律之后，下面就请同学们使用这个规律，试着解决下面的问题：‎ 例：串联电路中有两个电阻，阻值分别为5W和10W，将它们接在6V的电源上，那流过它们的电流会是多大？‎ 例：两个电阻串联在一个电路中，电路两端的电压是27V，两个电阻的阻值分别是3W和6W，请计算出每个电阻两端的电压。‎ 学生们开始练习（请个别学生出来板演，教师最后要和全班一起进行点评，解题过程略。）‎ 在学生的解题过程中教师要提醒学生注意对题目的分析，要按照电学计算的规范进行练习，同时鼓励学生使用不同的计算方法。甚至可以利用实物投影将不同的解法展现。‎ 三、课堂小结 教师提示：通过本节课的学习，你有什么新的收获？‎ 生1：知道了欧姆定律的内容和公式，还有各变形公式的物理意义。‎ 生2：了解了欧姆定律的建立，懂得使用欧姆定律去解决一些电学方面的问题。‎ 生3：学会了电学计算题的解题规范和要求。‎ 生4：知道了串联和并联电路的电阻规律。‎ ‎……‎ 四、课后作业：完成本课的《动手动脑学物理》练习，并在作业后对自己今天所学的新课进行评估，为下一节作的学习准备。 ‎ ‎【本课点评】：‎ ‎·本节课的内容比较多，要一节课完成，教师要十分熟悉流程以及要充分利用多媒体设备进行相关教学过程的展示。‎