《第4節(jié) 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用 第1課時(shí)》示范課教學(xué)設(shè)計(jì)【初中物理人教版九年級】

歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1．能運(yùn)用歐姆定律解決簡單的串并聯(lián)電路問題。2．通過計(jì)算，學(xué)會(huì)解答電學(xué)計(jì)算題的一般方法，培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維能力，培養(yǎng)學(xué)生解答電學(xué)問題的良好習(xí)慣。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)歐姆定律的內(nèi)容及變形公式。教學(xué)難點(diǎn)電路分析，畫等效電路圖。教學(xué)用具多媒體課件等。相關(guān)資源圖片等。教學(xué)過程課堂引入教師提問，同學(xué)們還記著歐姆定律嗎？歐姆定律的公式是I=U/R，它的變形公式是R=U/I和U=IR。這樣，我們?nèi)绻劳粋€(gè)導(dǎo)體或同一段電路的兩個(gè)物理量，就可以根據(jù)歐姆定律及變形公式求出第三個(gè)物理量了。教師提問：請同學(xué)們回憶串聯(lián)電路的電壓與電流的規(guī)律分別是什么？在串聯(lián)電路中，串聯(lián)電路的電流處處相等，電源電壓等于各用電器兩端電壓之和。串聯(lián)電路的電壓規(guī)律U=U1+U2串聯(lián)電路的電流規(guī)律I=I1=I2教師提問：請同學(xué)們回憶并聯(lián)電路的電壓與電流的規(guī)律分別是什么？并聯(lián)電路各支路兩端電壓相等且等于電源電壓，干路電流等于各支路電流之和。并聯(lián)電路的電壓規(guī)律U=U1=U2并聯(lián)電路的電流規(guī)律I=I1+I2教師引發(fā)學(xué)生思考，那么，我們怎樣應(yīng)用歐姆定律解決串、并聯(lián)電路的問題呢？新知講解一、串聯(lián)電路教師展示題目，我們先通過這個(gè)例題，來研究一下串聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用。例1如圖所示，小燈泡的電阻為10Ω，滑動(dòng)變阻器R1上標(biāo)有“20Ω1A”，當(dāng)滑片在B端時(shí)，電壓表的示數(shù)為2V。求：電源電壓是多少？滑片在A端時(shí)，電流表及電壓表的示數(shù)各為多少？教師對題目分析，當(dāng)我們遇到這種電路狀態(tài)發(fā)生變化的情況時(shí)，一定要注意畫圖標(biāo)量是關(guān)鍵，也就是我們要首先確定電路的狀態(tài)，一個(gè)狀態(tài)畫出一個(gè)對應(yīng)的電路圖，并標(biāo)上相應(yīng)的物理量。對于這道題，我們看到一共有兩個(gè)狀態(tài)，一個(gè)狀態(tài)是滑動(dòng)變阻器的滑片滑到B端時(shí)，一個(gè)狀態(tài)是滑動(dòng)變阻器的滑片滑到A端時(shí)。（1）教師表述，我們先來分析當(dāng)滑片滑到B端時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)滑片滑到B端時(shí)，滑動(dòng)變阻器R1接入電路阻值最大，即R1=20Ω，R1和燈串聯(lián)，燈的電阻RL=10Ω。教師展示電路圖，現(xiàn)在根據(jù)我們的分析，畫出滑片在B端時(shí)的等效電路圖，也就是R1和RL串聯(lián)，并標(biāo)上相應(yīng)的物理量R1=20Ω，RL=10Ω，電壓表測的是小燈泡兩端的電壓，UL=2V，此時(shí)電路中的電流我們標(biāo)為I1，我們所求的電源電壓標(biāo)為U=？教師解析，畫圖標(biāo)量后，我們首先要在同一個(gè)電路中，尋找同一研究對象的物理量，看哪個(gè)導(dǎo)體或哪段電路知道兩個(gè)物理量，然后根據(jù)歐姆定律，列式求解出第三個(gè)物理量。我們觀察到當(dāng)滑片在B端時(shí)，知道關(guān)于燈的兩個(gè)物理量，也就是燈兩端的電壓UL=2V，燈的電阻RL=10Ω，這樣，根據(jù)歐姆定律就可以求出通過燈的電流I1，即又因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等，現(xiàn)在我們就知道了關(guān)于R1的兩個(gè)物理量，即R1=20Ω，I1=0.2A，根據(jù)歐姆定律的變形公式，可以求出R1的兩端電壓，即U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V。我們要求的是電源電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的總電壓等于各用電器兩端電壓之和，現(xiàn)在我們知道了U1和UL，則電源電壓為U=U1+UL=2V+4V=6V（2）教師表述，我們再來分析滑片在A端時(shí)的狀態(tài)，當(dāng)滑片滑到A端時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為0，電路是只有一個(gè)小燈泡的簡單電路。RL=10Ω不變。教師展示電路圖，我們畫出此時(shí)的等效電路圖，并標(biāo)上對應(yīng)的物理量，也就是RL=10Ω，電源電壓不變，因此，電源電壓U=6V就可以作為已知量并標(biāo)在這個(gè)狀態(tài)圖上了，此時(shí)電路中的電流我們標(biāo)為I2。電壓表測的依然是小燈泡兩端的電壓。教師解析，當(dāng)滑片在A端時(shí)，電路中只有燈，電源電壓都加在了燈兩端，而電壓表測的就是燈兩端的電壓，所以UL=U=6V。這樣，在這個(gè)電路中，我們就知道了關(guān)于RL的兩個(gè)物理量，即電壓和電阻兩個(gè)物理量，根據(jù)歐姆定律就可以求出此時(shí)通過燈的電流了，也就是二、并聯(lián)電路教師展示題目，我們再用一個(gè)例題，來研究一下并聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用。例2如圖所示，滑動(dòng)變阻器的最大阻值R2=20Ω，當(dāng)滑片在中點(diǎn)C時(shí)，電流表A1的示數(shù)為0.6A，電壓表的示數(shù)為12V。求：（1）R1的阻值和電流表A的示數(shù)；（2）當(dāng)滑片滑到B端時(shí)，電流表A、A1的示數(shù)。教師對題目分析，這個(gè)題我們?nèi)匀灰⒁猱媹D標(biāo)量是關(guān)鍵，也就是我們要首先確定電路的狀態(tài)，一個(gè)狀態(tài)畫出一個(gè)對應(yīng)的電路圖，并標(biāo)上相應(yīng)的物理量。對于這道題，我們看到一共有兩個(gè)狀態(tài)，一個(gè)狀態(tài)是滑動(dòng)變阻器的滑片在中點(diǎn)C時(shí)，一個(gè)狀態(tài)是滑動(dòng)變阻器的滑片滑到B端時(shí)。（1）教師表述，我們先來分析當(dāng)滑片在中點(diǎn)C時(shí)的狀態(tài)。當(dāng)滑片在中點(diǎn)C時(shí)，此時(shí)滑動(dòng)變阻器R2接入電路阻值為最大阻值的一半，即RC=10Ω，此時(shí)的電路是R1和RC并聯(lián)，R1的阻值為待求量。教師展示電路圖，現(xiàn)在根據(jù)我們的分析，畫出滑片在中點(diǎn)C時(shí)的等效電路圖，并標(biāo)上相應(yīng)的物理量RC=10Ω，R1阻值是待求量，標(biāo)為R1=？；電流表A1與R1串聯(lián)，測的是R1的電流，A1的示數(shù)為0.6A，我們記為I1=0.6A，我們把通過R2的電流稱為I2，我們要求的電流表A的示數(shù)，測的是干路電流，我們標(biāo)為I=？電壓表測的是電源電壓，我們標(biāo)上U=12V。教師解析，畫圖標(biāo)量后，我們首先要在這個(gè)電路中，尋找同一研究對象的物理量，看哪個(gè)導(dǎo)體或哪段電路已知兩個(gè)物理量，然后根據(jù)歐姆定律和并聯(lián)電路的特點(diǎn)列式求解出第三個(gè)物理量?，F(xiàn)在我們進(jìn)行分析：這個(gè)等效電路圖是并聯(lián)電路，且知道電源電壓。因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路兩端電壓相等且等于電源電壓，所以，我們就相當(dāng)于知道了R1和RL兩端的電壓，均為12V。我們又知道了通過R1的電流I1=0.6A，這樣，我們可以根據(jù)歐姆定律的變形公式R=U/I，求出R1的電阻，。對于RC，我們除了知道電壓U=12V，還知道RC=10Ω，這樣，根據(jù)歐姆定律就可以求出通過RC的電流I2，。又因?yàn)椴⒙?lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以：I=I1+I2=0.6A+1.2A=1.8A。（2）教師表述，接下來分析滑片滑到B端的情況，此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值最大，即RB=20Ω，電路是R1和RB并聯(lián)。R1是定值電阻，R1=20Ω。教師展示電路圖，我們畫出等效電路圖，并標(biāo)上對應(yīng)的物理量，電流表A1測的是通過R1的電流，我們標(biāo)為I1′，我們把通過RB的電流稱為I2′，我們要求的電流表A的示數(shù)，測的是干路電流，我們標(biāo)為I′=？電源電壓不變，仍為12V。教師解析，現(xiàn)在我們再來分析一下這個(gè)狀態(tài)圖，電源電壓已知，同時(shí)還知道每個(gè)支路的電阻，而且我們注意到R1這個(gè)支路，R1兩端的電壓沒變，電阻也沒變，所以通過R1的電流也就不變，即I1′=I1=0.6A。再看關(guān)于R2這段導(dǎo)體，知道了電壓和電阻，根據(jù)歐姆定律可以求出通過它的電流，即。又因?yàn)椴⒙?lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以，I′=I1′+I2′=0.6A+0.6A=1.2A。典型例題1．兩只燈泡分別標(biāo)有“5Ω，0.6A”和“10Ω，1A”的字樣，如果把它們串聯(lián)起來使用，則電路中兩端允許施加的電壓不能超過（）A．13V B．9V C．15V D．10V解析：當(dāng)把它們串聯(lián)起來時(shí)，由題可知，電路中的電流只能取0.6A。串聯(lián)后的總電阻R＝R1+R2＝5Ω+10Ω＝15Ω則串聯(lián)電路的總電壓U＝I1R＝0.6A×15Ω＝9V故B正確。A、C、D不合題意。答案：B。2．如圖所示，R1＝3Ω，R2＝15Ω，Uab＝3.6V并保持不變，當(dāng)S斷開時(shí)，電壓表示數(shù)是____________V，電流表示數(shù)是_____________A，當(dāng)S閉合后，電壓表示數(shù)為_____________V，電流表示數(shù)是________________A。解析：由電路圖可知，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流。電流表的示數(shù)I=UR1此時(shí)電壓表測R1的電壓，則電壓表的示數(shù)U1＝IR1＝0.2A×3Ω＝0.6V當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，R2被短路，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源的電壓，則電壓表的示數(shù)U＝Uab＝3.6V。此時(shí)電流表也被短路，則電流表示數(shù)是0A。答案：0.6；0.2；3.6；0。3．兩電阻串聯(lián)如圖。R1＝5歐，電流表示數(shù)0.1A電源電壓為3伏不變，求R1兩端電壓及R2的電阻？解析：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R1兩端電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)求出R2兩端的電壓，再根據(jù)歐姆定律求出R2的電阻。解答：由電路圖可知，R1與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流。由I=UR可得，RU1＝IR1＝