第十七章欧姆定律第4节欧姆定律在串并联电路中的应用教案（人教版九年级物理）

*第4节欧姆定律在串、并联电路中的应用【教学目标】一、知识目标1.理解运用欧姆定律和电路特点推导串、并联电路中电阻关系的过程.2.理解串联电路的等效电阻，会用串联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的串联电路问题.3.理解并联电路的等效电阻，会用并联电路的特点和欧姆定律分析解决简单的并联电路问题.二、能力目标1.通过实验现象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过程学习用理论推导得出物理规律的方法.3.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养学生逻辑思维能力和应用知识解决问题的能力.三、素养目标1.通过应用欧姆定律和串、并联电路特点推导串、并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树立用已知规律发现新规律的意识.【教学重点】利用欧姆定律推导出串、并联电阻的关系，并能进行简单的计算.【教学难点】探究电阻串、并联规律中等效思维方法的理解与运用.【教具准备】多媒体课件、5Ω、10Ω的电阻、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器各1个，导线若干.【教学课时】1.5课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师前面我们学习了利用欧姆定律测电阻的实验，知道了求电阻的基本方法：R＝UI.本节课我们将学习利用欧姆定律探究串、并联电路中电阻规律的知识，这是一节关于欧姆定律综合运用的探究课，大家一定要认真听讲.下面我们就一起来学习吧！【进行新课】知识点1串联电路中欧姆定律的应用7 1.探究串联电路中电阻的规律教师演示实验1，引导学生观察并思考串联电路中电阻的规律.（1）实验探究：实验1：用“伏安法”探究串联电路中电阻的规律.实验原理：R＝U/I实验器材：5Ω、10Ω的电阻、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器各1个，导线若干.实验电路图：如图所示.实验的相关说明：①电阻选带有骨架的线绕电阻或精确性较高的金属膜电阻.②电源选用输出比较稳定的电源.③调节滑动变阻器，使电路中的电流不要太大，并使电压表的示数为整数.④根据第3节“伏安法”测电阻课程资源的相关介绍，确定电流表采用内接法还是外接法.⑤实验结束后，教师要引导学生比较测量结果，得出总电阻R与R1、R2的关系：R＝R1+R2＝5Ω+10Ω＝15Ω教师根据实验结论，引导学生理解等效电阻的含义，学会在物理中运用“等效替换”的思想来研究问题，在此基础上得出串联电路中电阻的规律：R总＝R1+R2.（2）定性研究：电阻串联的实质是增大了导体的长度，所以串联电路的总电阻比任何一个分电阻都要大.（3）理论推导：因为R1、R2是串联的，所以有电压规律：U=U1+U2；电流规律：I=I1=I2欧姆定律：I=U/R欧姆定律适用于单个的用电器和由几个用电器组成的一段电路，所以对于R1，则有I1=U1/R1；对于R2，则有I2=U2/R2；对于串联电路，则有I=U/R.将I1、I2、I变形后得U1=I1R1，U2=I2R2，U=IR，代入电压规律得：IR=I1R1+I2R2.由于I=I1=I2，所以R=R1+R2.板书：7 串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，即R＝R1+R2注意：当有3个电阻R1、R2、R3串联时，可以将串联的R1、R2看成一个电阻为R′(R′＝R1+R2)，而后将R′和R3串联的总电阻为R＝R′+R3＝R1+R2+R3.同理可证，当有n个电阻R1、R2、R3、……、Rn串联时，总电阻R=R1+R2+R3+…+Rn例题1(多媒体展示)如图所示，电阻R1为12Ω，将它与R2串联后接到8V的电源上，已知R2两端的电压是2V.请求出电路的总电阻.2.探究串联电路中欧姆定律的应用师在理解了串联电阻的规律后，我们还要进一步掌握欧姆定律在串联电路中的应用及相关计算，下面我们就一起来分析一个例题.例题2教师用多媒体展示教材P83页的例题1，并利用欧姆定律进行分析.教师总结：（1）从例题2中可以看出，串联电路中通过某个电阻的电流或串联电路的电流，等于电源两端电压除以各分电阻之和.（2）另外还可以看出，当串联电路中的一个电阻改变时，电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变.很多实际电路都利用了串联电路的这一特点.例题3（多媒体展示）如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S1、S2，电压表示数为6V，电流表示数为0.6A，断开S2后，电压表示数变为2V，则R2的电阻和电源电压分别是（）A.10Ω、9VB.20Ω、6VC.20Ω、9VD.10Ω、6V解析：闭合开关S1、S2时，电路中只有电阻R1，故此时电压表示数即为电源电压，根据欧姆定律可得，R1=U/I=6V/0.6A=10Ω，当S1闭合、S2断开时，电路中的R1和R2串联，电压表测量的是R1两端电压，为2V，则R2两端电压为6V-2V=4V，根据R1/R2=U1/U2可得，电阻R2的阻值为2×10Ω=20Ω.答案：B课堂演练7 完成本课时对应课堂练习.知识点2并联电路中欧姆定律的应用1.探究并联电路中电阻的规律教师演示实验2，引导学生观察并思考并联电路中电阻的规律.（1）实验探究：实验2：用“伏安法”探究并联电路中电阻的规律.实验原理：R＝U/I实验器材：5Ω、10Ω的电阻、电流表、电压表、开关、学生电源、滑动变阻器各1个，导线若干.实验电路图：如图所示实验的相关说明：实验结束后，教师引导学生比较测量结果（10/3Ω），发现利用欧姆定律R＝UI测量出的总电阻R比R1和R2都要小.（学生此时还不能及时从测量结果10/3Ω中联想到并联电路中电阻的规律：1/R总＝1/R1+1/R2，只知道R总＝10/3Ω＜R1＜R2）（2）定性研究：电阻并联的实质是增大了导体的横截面积，所以并联电路的总电阻比任何一个分电阻都要小.（3）理论推导：教师引导学生利用欧姆定律推导出并联电路电阻的规律：7 板书：并联电路的总电阻等于各并联电阻的倒数之和，即1/R＝1/R1+1/R2，或注意：在推导出1/R＝1/R1+1/R2的结论后，可以此作为推论，推导出当并联电阻达到3个或3个以上时，仍可得出此类似的结论：1/R＝1/R1+1/R2+1/R3+…1/Rn.为减轻学生负担，应指出该公式的计算应用在初中阶段很少涉及，只有当并联的电阻相同的特殊情况下，可能用到，如4个阻值为R0的电阻并联，并联后的总电阻为R0/4.例题4（多媒体展示）如图所示，是某探究小组测量电阻时所得到的两个定值电阻A和B的电流和电压关系的图象，则A的电阻值为Ω；若将A和B并联接入到电压为15V的电源两端时，电路中的总电流为A.7 2.探究并联电路中欧姆定律的应用师在理解了并联电路中电阻的规律后，我们还要进一步掌握欧姆定律在并联电路中的应用及相关计算，下面我们就一起来分析一个例题.例题5教师用多媒体展示教材P84页的例题2，并利用欧姆定律进行分析.教师总结：（1）从例题5中可以看出，当并联电路中的一个支路的电阻改变时，这个支路的电流会变化，干路电流也会变化，但另一个支路的电流和电压都不变.（2）家庭电路中，各用电器采用并联形式连接到电源上，就是利用了并联电路这一特点.课堂演练完成本课时对应课堂练习.【教师结束语】本节课主要讲述了欧姆定律的具体应用，我们通过结合前一章所学的串、并联电路的特点，并应用欧姆定律直接推导出串联电路、并联电路总电阻的公式：①串联电路：R总＝R1+R2；②并联电路：1/R总＝1/R1+1/R2，这节课我们就学到这，谢谢！课后作业完成本课时对应课后练习.7 1.推导出串联和并联电路总电阻的计算公式是本节的教学重点，用等效的观点分析串、并联电路是本节的难点，协调好实验法和理论推导的关系是本节教学的关键.在推导的过程中，要注意引导学生从影响导体电阻大小的长度、横截面积、材料等因素中，借助于导体串联相当于增加了导体的长度从而使总电阻增大；导体并联相当于增加了导体的横截面积，从而使总电阻减小等方面去理解，加深学生的印象.2.为了便于学生对“等效代替”的理解，教师可引导学生回顾“合力与分力”的关系，合力概念的引入正是基于合力作用的效果与分力作用的效果相同，类似地引入总电阻的概念，可画出等效的电路图，说明用等效的电阻接入电路，电路两端的电压和流过的电流相同，故可用等效电阻来代替原来的串联电阻.3.教师在教学设计中应注意发挥学生学习的主体作用，不可将推导过程全盘包揽，在引导后要交给学生完成.教师可以引导学生画电路图并将各个量在图中标清楚，然后给学生一些时间，让学生根据电路特点和欧姆定律自己尝试找出等效电阻和串、并联电阻的关系.7