2024年秋初中物理九年級(jí)上冊(cè)教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第4節(jié) 歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用（教案）

*第4節(jié)歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)目標(biāo)1.理解運(yùn)用歐姆定律和電路特點(diǎn)推導(dǎo)串、并聯(lián)電路中電阻關(guān)系的過(guò)程.2.理解串聯(lián)電路的等效電阻，會(huì)用串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路問(wèn)題.3.理解并聯(lián)電路的等效電阻，會(huì)用并聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律分析解決簡(jiǎn)單的并聯(lián)電路問(wèn)題.二、能力目標(biāo)1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象體會(huì)等效電阻的含義，了解等效的研究方法.2.通過(guò)推導(dǎo)串、并聯(lián)電路電阻關(guān)系的過(guò)程學(xué)習(xí)用理論推導(dǎo)得出物理規(guī)律的方法.3.通過(guò)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)生邏輯思維能力和應(yīng)用知識(shí)解決問(wèn)題的能力.三、素養(yǎng)目標(biāo)1.通過(guò)應(yīng)用歐姆定律和串、并聯(lián)電路特點(diǎn)推導(dǎo)串、并聯(lián)電路中電阻的關(guān)系，體驗(yàn)物理規(guī)律在解決實(shí)際問(wèn)題中的意義.2.通過(guò)推導(dǎo)過(guò)程使學(xué)生樹(shù)立用已知規(guī)律發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的意識(shí).【教學(xué)重點(diǎn)】利用歐姆定律推導(dǎo)出串、并聯(lián)電阻的關(guān)系，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算.【教學(xué)難點(diǎn)】探究電阻串、并聯(lián)規(guī)律中等效思維方法的理解與運(yùn)用.【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、5Ω、10Ω的電阻、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器各1個(gè)，導(dǎo)線若干.【教學(xué)課時(shí)】1.5課時(shí)【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對(duì)性地挑選部分難題講解），加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的鞏固.【新課引入】師前面我們學(xué)習(xí)了利用歐姆定律測(cè)電阻的實(shí)驗(yàn)，知道了求電阻的基本方法：R＝UI.本節(jié)課我們將學(xué)習(xí)利用歐姆定律探究串、并聯(lián)電路中電阻規(guī)律的知識(shí)，這是一節(jié)關(guān)于歐姆定律綜合運(yùn)用的探究課，大家一定要認(rèn)真聽(tīng)講.下面我們就一起來(lái)學(xué)習(xí)吧！【進(jìn)行新課】知識(shí)點(diǎn)1串聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用1.探究串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律教師演示實(shí)驗(yàn)1，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律.（1）實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)1：用“伏安法”探究串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)原理：R＝U/I實(shí)驗(yàn)器材：5Ω、10Ω的電阻、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器各1個(gè)，導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖所示.實(shí)驗(yàn)的相關(guān)說(shuō)明：①電阻選帶有骨架的線繞電阻或精確性較高的金屬膜電阻.②電源選用輸出比較穩(wěn)定的電源.③調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器，使電路中的電流不要太大，并使電壓表的示數(shù)為整數(shù).④根據(jù)第3節(jié)“伏安法”測(cè)電阻課程資源的相關(guān)介紹，確定電流表采用內(nèi)接法還是外接法.⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師要引導(dǎo)學(xué)生比較測(cè)量結(jié)果，得出總電阻R與R1、R2的關(guān)系：R＝R1+R2＝5Ω+10Ω＝15Ω教師根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生理解等效電阻的含義，學(xué)會(huì)在物理中運(yùn)用“等效替換”的思想來(lái)研究問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上得出串聯(lián)電路中電阻的規(guī)律：R總＝R1+R2.（2）定性研究：電阻串聯(lián)的實(shí)質(zhì)是增大了導(dǎo)體的長(zhǎng)度，所以串聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要大.（3）理論推導(dǎo)：因?yàn)镽1、R2是串聯(lián)的，所以有電壓規(guī)律：U=U1+U2；電流規(guī)律：I=I1=I2歐姆定律：I=U/R歐姆定律適用于單個(gè)的用電器和由幾個(gè)用電器組成的一段電路，所以對(duì)于R1，則有I1=U1/R1；對(duì)于R2，則有I2=U2/R2；對(duì)于串聯(lián)電路，則有I=U/R.將I1、I2、I變形后得U1=I1R1，U2=I2R2，U=IR，代入電壓規(guī)律得：IR=I1R1+I2R2.由于I=I1=I2，所以R=R1+R2.板書(shū)：串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和，即R＝R1+R2注意：當(dāng)有3個(gè)電阻R1、R2、R3串聯(lián)時(shí)，可以將串聯(lián)的R1、R2看成一個(gè)電阻為R′(R′＝R1+R2)，而后將R′和R3串聯(lián)的總電阻為R＝R′+R3＝R1+R2+R3.同理可證，當(dāng)有n個(gè)電阻R1、R2、R3、……、Rn串聯(lián)時(shí)，總電阻R=R1+R2+R3+…+Rn例題1(多媒體展示)如圖所示，電阻R1為12Ω，將它與R2串聯(lián)后接到8V的電源上，已知R2兩端的電壓是2V.請(qǐng)求出電路的總電阻.2.探究串聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用師在理解了串聯(lián)電阻的規(guī)律后，我們還要進(jìn)一步掌握歐姆定律在串聯(lián)電路中的應(yīng)用及相關(guān)計(jì)算，下面我們就一起來(lái)分析一個(gè)例題.例題2教師用多媒體展示教材P83頁(yè)的例題1，并利用歐姆定律進(jìn)行分析.教師總結(jié)：（1）從例題2中可以看出，串聯(lián)電路中通過(guò)某個(gè)電阻的電流或串聯(lián)電路的電流，等于電源兩端電壓除以各分電阻之和.（2）另外還可以看出，當(dāng)串聯(lián)電路中的一個(gè)電阻改變時(shí)，電路中的電流及另一個(gè)電阻兩端的電壓都會(huì)隨之改變.很多實(shí)際電路都利用了串聯(lián)電路的這一特點(diǎn).例題3（多媒體展示）如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開(kāi)關(guān)S1、S2，電壓表示數(shù)為6V，電流表示數(shù)為0.6A，斷開(kāi)S2后，電壓表示數(shù)變?yōu)?V，則R2的電阻和電源電壓分別是（）A.10Ω、9VB.20Ω、6VC.20Ω、9VD.10Ω、6V解析：閉合開(kāi)關(guān)S1、S2時(shí)，電路中只有電阻R1，故此時(shí)電壓表示數(shù)即為電源電壓，根據(jù)歐姆定律可得，R1=U/I=6V/0.6A=10Ω，當(dāng)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，電路中的R1和R2串聯(lián)，電壓表測(cè)量的是R1兩端電壓，為2V，則R2兩端電壓為6V-2V=4V，根據(jù)R1/R2=U1/U2可得，電阻R2的阻值為2×10Ω=20Ω.答案：B課堂演練完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂練習(xí).知識(shí)點(diǎn)2并聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用1.探究并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律教師演示實(shí)驗(yàn)2，引導(dǎo)學(xué)生觀察并思考并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律.（1）實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)2：用“伏安法”探究并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律.實(shí)驗(yàn)原理：R＝U/I實(shí)驗(yàn)器材：5Ω、10Ω的電阻、電流表、電壓表、開(kāi)關(guān)、學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器各1個(gè)，導(dǎo)線若干.實(shí)驗(yàn)電路圖：如圖所示實(shí)驗(yàn)的相關(guān)說(shuō)明：實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，教師引導(dǎo)學(xué)生比較測(cè)量結(jié)果（10/3Ω），發(fā)現(xiàn)利用歐姆定律R＝UI測(cè)量出的總電阻R比R1和R2都要小.（學(xué)生此時(shí)還不能及時(shí)從測(cè)量結(jié)果10/3Ω中聯(lián)想到并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律：1/R總＝1/R1+1/R2，只知道R總＝10/3Ω＜R1＜R2）（2）定性研究：電阻并聯(lián)的實(shí)質(zhì)是增大了導(dǎo)體的橫截面積，所以并聯(lián)電路的總電阻比任何一個(gè)分電阻都要小.（3）理論推導(dǎo)：教師引導(dǎo)學(xué)生利用歐姆定律推導(dǎo)出并聯(lián)電路電阻的規(guī)律：板書(shū)：并聯(lián)電路的總電阻等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和，即1/R＝1/R1+1/R2，或注意：在推導(dǎo)出1/R＝1/R1+1/R2的結(jié)論后，可以此作為推論，推導(dǎo)出當(dāng)并聯(lián)電阻達(dá)到3個(gè)或3個(gè)以上時(shí)，仍可得出此類(lèi)似的結(jié)論：1/R＝1/R1+1/R2+1/R3+…1/Rn.為減輕學(xué)生負(fù)擔(dān)，應(yīng)指出該公式的計(jì)算應(yīng)用在初中階段很少涉及，只有當(dāng)并聯(lián)的電阻相同的特殊情況下，可能用到，如4個(gè)阻值為R0的電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總電阻為R0/4.例題4（多媒體展示）如圖所示，是某探究小組測(cè)量電阻時(shí)所得到的兩個(gè)定值電阻A和B的電流和電壓關(guān)系的圖象，則A的電阻值為Ω；若將A和B并聯(lián)接入到電壓為15V的電源兩端時(shí)，電路中的總電流為A.2.探究并聯(lián)電路中歐姆定律的應(yīng)用師在理解了并聯(lián)電路中電阻的規(guī)律后，我們還要進(jìn)一步掌握歐姆定律在并聯(lián)電路中的應(yīng)用及相關(guān)計(jì)算，下面我們就一起來(lái)分析一個(gè)例題.例題5教師用多媒體展示教材P84頁(yè)的例題2，并利用歐姆定律進(jìn)行分析.教師總結(jié)：（1）從例題5中可以看出，當(dāng)并聯(lián)電路中的一個(gè)支路的電阻改變時(shí)，這個(gè)支路的電流會(huì)變化，干路電流也會(huì)變化，但另一個(gè)支路的電流和電壓都不變.（2）家庭電路中，各用電器采用并聯(lián)形式連接到電源上，就是利用了并聯(lián)電路這一特點(diǎn).課堂演練完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課堂練習(xí).【教師結(jié)束語(yǔ)】本節(jié)課主要講述了歐姆定律的具體應(yīng)用，我們通過(guò)結(jié)合前一章所學(xué)的串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，并應(yīng)用歐姆定律直接推導(dǎo)出串聯(lián)電路、并聯(lián)電路總電阻的公式：①串聯(lián)電路：R總＝R1+R2；②并聯(lián)電路：1/R總＝1/R1+1/R2，這節(jié)課我們就學(xué)到這，謝謝！課后作業(yè)完成本課時(shí)對(duì)應(yīng)課后練習(xí).1.推導(dǎo)出串聯(lián)和并聯(lián)電路總電阻的計(jì)算公式是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)，用等效的觀點(diǎn)分析串、并聯(lián)電路是本節(jié)的難點(diǎn)，協(xié)調(diào)好實(shí)驗(yàn)法和理論推導(dǎo)的關(guān)系是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵.在推導(dǎo)的過(guò)程中，要注意引導(dǎo)學(xué)生從影響導(dǎo)體電阻大小的長(zhǎng)度、橫截面積、材料等因素中，借助于導(dǎo)體串聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長(zhǎng)度從而使總電阻增大；導(dǎo)體并聯(lián)相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的橫截面積，從而使總電阻減小等方面去理解，加深學(xué)生的印象.2.為了便于學(xué)生對(duì)“等效代替”的理解，教師可引導(dǎo)學(xué)生回顧“合力與分力”的關(guān)系，合力概念的引入正是基于合力作用的效果與分力作用的效果相同，類(lèi)似地引入總電阻