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        電阻的串聯(lián)教案

        時間:2024-08-20 17:41:07

        電阻的串聯(lián)教案

        電阻的串聯(lián)教案

        電阻的串聯(lián)教案

          (一)教學(xué)目的

          1、理解串聯(lián)電路的總電阻跟各個串聯(lián)電阻的關(guān)系,并能推導(dǎo)出來;

          2、會運用串聯(lián)電路的特性和歐姆定律解決簡單的串聯(lián)電路問題;

          3、初步領(lǐng)會等效替換法和分析綜合法的基本思想,以及分析電路問題的思路。

         。ǘ┙叹

          6伏電源,2歐、3歐、5歐、10歐定值電阻各一個,演示用安培計、伏特計、開關(guān)、滑動變阻器各一個。

         。ㄈ┙虒W(xué)過程

          1、提出問題 引入新課

          教師:如果你的收音機(jī)不響了,檢查后發(fā)現(xiàn)有一個200歐姆的電阻燒壞了,需要更換。但是你手邊又只有一個100歐和幾個50歐的電阻,能否用它們組合起來,使組合的電阻相當(dāng)于一個200歐的電阻呢?學(xué)習(xí)了電阻的串聯(lián)的知識后,你就會知道這種等效替換是容易實現(xiàn)的。

          板書:電阻的串聯(lián)

          2、新課教學(xué)

          教師:把電阻一個接一個地連接起來,就叫電阻的串聯(lián)。(板畫圖l,但其中的I、U1、U2、……等暫不標(biāo)出)下面我們通過實驗來找出串聯(lián)電路的總電阻跟各個串聯(lián)電阻的關(guān)系。為此我們先要根據(jù)歐姆定律,用伏安法測出每一個電阻的阻值,再測串聯(lián)電路的總電阻值。(板畫圖2和實驗記錄表格,接著進(jìn)行演示。邊實驗讀取數(shù)據(jù),邊讓學(xué)生計算阻值和填寫記錄表)

          演示實驗(1)分別先后將2歐、3歐、5歐定值電阻接于圖2的A、B之間,測算其阻值。

         。2)撤去5歐電阻時,不移動變阻器滑動片的位置,把2歐和3歐電阻串聯(lián)起來接于A、B之間,發(fā)現(xiàn)安培計和伏特計的讀數(shù)跟接5歐電阻時相同。教師說明,2歐和3歐電阻串聯(lián)后的等效電阻(總電阻)為5歐。

         。3)把10歐電阻接入A、B之間,測算其電阻值。

          (4)撤去10歐電阻,但保持變阻器滑動片位置不變,把2歐、3歐、5歐電阻串聯(lián)后接到A、B間,發(fā)現(xiàn)安培計和伏特計示數(shù)跟接10歐電阻時相同,說明串聯(lián)總電阻是10歐。

          教師:大家分析一下實驗記錄,看串聯(lián)電路的總電阻跟各個串聯(lián)電阻有什么關(guān)系?(學(xué)生答后,教師要求學(xué)生將結(jié)論填入課本上留出的空白處)

          教師:剛才的實驗不僅得出了串聯(lián)電路的總電阻等于各串聯(lián)電阻之和,而且還看到,當(dāng)用2歐、3歐電阻串聯(lián)后去代替5歐電阻或用2、3、5歐電阻串聯(lián)代替10歐電阻時,電路中的電流、電壓跟接5歐或10歐電阻時一樣。這就是說用2、3歐或2、3、5歐的串聯(lián)電阻替換5歐或10歐電阻時,沒有改變電路的電流、電壓效果。所以常常把串聯(lián)電路的總電阻叫做等效電阻,即這個串聯(lián)電路等效于一個阻值為一定的電阻。用幾個電阻聯(lián)成電路去等效替換一個電阻,或用一個電阻去等效替換一個電路的方法叫等效替換法,F(xiàn)在大家用等效替換法解決這節(jié)課開頭時提出的問題:怎樣用一個100歐的電阻和幾個50歐的電阻去替換一個200歐的電阻?(學(xué)生齊答)

          教師:回答得好!請大家根據(jù)決定導(dǎo)體電阻大小的因素想一想,為什么導(dǎo)體串聯(lián)起來后的總電阻會比其中任何一個電阻都大呢?(若學(xué)生遲疑,可指導(dǎo)學(xué)生看課文中相應(yīng)的敘述)

          教師:剛才實驗得出的電阻關(guān)系可不可以運用我們已學(xué)過的歐姆定律及關(guān)于串聯(lián)電路的電流和電壓知識推導(dǎo)出來呢?可以的!為此先在電路圖(圖1)上把各個電阻和整個電路的電流、電壓用下標(biāo)區(qū)別標(biāo)志出來(教師標(biāo)志)。應(yīng)用歐姆定律于串聯(lián)電路和每一個電阻,得(以下教師一邊解說推導(dǎo)思路一邊板書,下面括號中的內(nèi)容可以只敘述,不板書出來)

          板書:電阻關(guān)系式的推導(dǎo):由I=U/R,U=IR

         。ǚ謩e對串聯(lián)電路和各個電阻得)

          U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2,U3=I3R3 (1)

         。ǜ鶕(jù)前面學(xué)到的串聯(lián)電路知識可知)

          I=I1=I2=I3 (2)

          U=U1+U2+U3 (3)

          ∴ IR=IR1+IR2+IR3

          R=R1+R2+R3 (4)

          教師:(4)式與實驗結(jié)論一致。推導(dǎo)的根據(jù)是歐姆定律和串聯(lián)電路的電流、電壓特點,這也是我們解串聯(lián)電路時的根據(jù)。從推導(dǎo)中看到,歐姆定律既可用于各個導(dǎo)體,也可能用于整個電路。這時要注意各個電阻的U、I、R要用不同的下標(biāo)區(qū)別,且同一電阻的U、I、R要用相同的下標(biāo),以正確表達(dá)歐姆定律公式中各量是同一導(dǎo)體的量,解電路時這樣“下標(biāo)配套”是避免出現(xiàn)“張冠李戴”的錯誤的好措施。

          3、應(yīng)用

          教師:請大家閱讀課本例題1和2。(例題題文和解從略)閱讀時注意領(lǐng)會課文在解題之前對問題的分析,理清解題思路和步驟。(學(xué)生閱讀5分鐘,教師板畫出圖3和圖4后巡視答疑)請哪位同學(xué)說說例題1的解題步驟?(學(xué)生會根據(jù)課文的分析答:“先求出R1、R2串聯(lián)的總電阻,再根據(jù)歐姆定律求出電路中的電流”)

          教師:回答出了解題的主要步驟。有一點請大家注意,課文分析中首先提出的是“畫出電路圖”,這個解題的準(zhǔn)備步驟很重要,根據(jù)題意畫出電路結(jié)構(gòu)圖,并把已知量的符號(包括下標(biāo))、數(shù)據(jù)和待求量的符號標(biāo)在圖上,使題意在圖上一目了然,便于我們分析已知量和待求量的聯(lián)系,迅速理清解題思路。這個技能大家在解題時要注意練習(xí),學(xué)到手。

          例題1的解題思路是這樣的,先從與已知量(R1、R2)相關(guān)的規(guī)律(R=R1+R2)出發(fā),解出與待求量(電路電流)相關(guān)的未知量(R),然后再用與待求量相關(guān)的規(guī)律求出待求量。簡單說就是從已知分析到待求。

          板書:分析問題的思路:已知→待求

          這種思路對解答較簡單的問題是簡捷有效的。

          分析問題也可以沿著相反的思路進(jìn)行,即從與待求量(I)相關(guān)的規(guī)律(I=U/R)出發(fā),沿著“為求得待求量I,已知U,需求未知量R,而R與規(guī)律R=R1+R2相聯(lián)系,R1、R2已知,故I可求。簡單說,就是從待求分析到已知。這思路可用下面的圖式表示。

          板書:待求→已知

          在分析比較復(fù)雜的問題時,這種分析思路容易找準(zhǔn)分析方向,可以形象地叫做“跟蹤追擊”,從未知跟蹤到已知。比如,例題2的分析思路可以這樣進(jìn)行:邊板書邊解釋)

          分析清楚后,可以像課本那樣書寫:先解(B)、(C)兩式,最后解(A)式,請大家從R=R1+R2出發(fā)分析“跟蹤追擊”,找出例題2的另一種解法。(全體學(xué)生練,請一位優(yōu)等生到黑板上解)

          教師:剛才的解法的分析思路可表達(dá)如下:

          教師:從例題的解答中還可以看出,所根據(jù)的規(guī)律分為兩類:一類是串聯(lián)電路整體的物理量(“總”量)與每一個電阻的同種物理量(“部分”量)的關(guān)系,即(2)、(3)、(4)式;另一類是每一個電阻或整個電路的電流、電壓、電阻的關(guān)系,即用歐姆定律表達(dá)出的(1)式。因此,我們在分析問題時,既要分析一個電阻上各量的關(guān)系,又要分析各電阻與整個串聯(lián)電路的聯(lián)系。這種把整體和部分聯(lián)系起來綜合分析的方法,既是課本導(dǎo)出(4)式的基本方法,也是我們今后分析處理電路問題的基本方法,大家要細(xì)心領(lǐng)會。

          板書:分析問題的方法:

          等效替代法;

          綜合分析法。

          4、小結(jié)

          教師:到現(xiàn)在為止,我們學(xué)習(xí)了電學(xué)的兩類規(guī)律,初步接觸到了等效替代法和整體、部分綜合分析法。請大家在復(fù)習(xí)和練習(xí)中注意領(lǐng)會上述內(nèi)容,并用以去解答課本“想想議議”中提出的問題(其內(nèi)容是:“猜猜看,把電阻R1、R2、R3、…Rn串聯(lián)起來,它們的總電阻是多少?你能夠用推導(dǎo)的方法來證明你的猜想嗎?”),希望能有同學(xué)找到不止一種證明方法。

          5、布置作業(yè)

         。1)一根銅線和一根鎳鉻合金線,長短粗細(xì)都相同,把它們串聯(lián)在電路里,哪根導(dǎo)線上的電壓大?哪根導(dǎo)線中的電流大?為什么?

         。2)把一個內(nèi)電阻r=0。1歐的安培表與一個R=100歐的電阻串聯(lián)后接在電源上,與電路中不接安培表比較,安培表接入對電路有什么影響?這種影響在什么情況下可以忽略不計?在我們所做的實驗中都沒有考慮這種影響,為什么?

         。3)試證明,由電阻R1、R2串聯(lián)后接在電源上,串聯(lián)電路的總電壓與任一電阻上的電壓之比等于總電阻跟該電阻之比;兩電阻上的電壓跟兩電阻的阻值成正比。

         。ㄋ模┰O(shè)想、體會

          1、本教案設(shè)計時,一方面遵循教材的編寫思想,使學(xué)生明白物理規(guī)律既可以直接從實驗得出,也可以用已知規(guī)律從理論上導(dǎo)出,注意設(shè)計和用好演示實驗,對電阻關(guān)系式進(jìn)行細(xì)致的推導(dǎo)。但重點落在充分運用教材的課首問題、實驗結(jié)果、對電阻關(guān)系的推導(dǎo),以及例題中涉及的物理實際問題,淺顯具體地闡明分析問題的思路和方法。

          2、演示實驗的設(shè)計用了三個定值電阻和五步實驗,兩次得出電阻關(guān)系。這既為學(xué)生理解電阻關(guān)系式提供了事實依據(jù),又為介紹等效方法和應(yīng)用等效方法解決引出課題的問題提供了感性認(rèn)識,使引入性問題、實驗、講授、論證統(tǒng)一起來,還為師生在思考和評議“想想議議”中用等效法進(jìn)行論證奠定了基礎(chǔ)。

          3、教案設(shè)計讓學(xué)生自己先看課文的例題及其分析與解,既是為了發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,也是為了教師后面介紹分析問題的思路和方法創(chuàng)造較好的教學(xué)情境。相當(dāng)一部分學(xué)生在閱讀例題2的分析時,不易把握所用的推理方法(正反推理)及相應(yīng)的思路。這就為教師闡述“跟蹤追擊”法(反向推理法)創(chuàng)造了事實基礎(chǔ)和情緒基礎(chǔ)。教案先利用例題1的簡單情況介紹正向推理(已知—→待求)和反向推理(待求—→已知)方法,在分析例題2時,介紹反向推理的優(yōu)點,并引導(dǎo)學(xué)生自己用反向推理方法從R=R1+R2出發(fā)分析問題,既強(qiáng)化了學(xué)生對反向推理方法的基本思路的認(rèn)識,又通過一題多解向?qū)W生展示了解決問題的思路和方法不是唯一的。反向推理以其推理方向容易選準(zhǔn)的特點而易于為初學(xué)者掌握,強(qiáng)化學(xué)生對它的認(rèn)識是很有必要的。

          4、歐姆定律中各量是同一電路或同一導(dǎo)體的量,對初學(xué)者來說是一個容易出錯的問題。在串聯(lián)電路的教學(xué)中第一次有了幫助學(xué)生正確認(rèn)識這一點的客觀條件。教學(xué)中應(yīng)充分利用這一條件,強(qiáng)化學(xué)生對歐姆定律的理解和應(yīng)用的認(rèn)識。教案在推導(dǎo)出電阻關(guān)系后,特別強(qiáng)調(diào)“下標(biāo)配套”,在討論解題步驟時,對“畫出題意圖”一步加以強(qiáng)調(diào),其目的之一就在于強(qiáng)化對歐姆定律及其應(yīng)用的理解。

          5、教案的這種安排,為下節(jié)課順利學(xué)習(xí)并聯(lián)電路打下了基礎(chǔ)。把“想想議議”留到下節(jié)課開始去討論,除了因為討論思路和方法使課時稍偏緊的原因外,更主要的是在下節(jié)課開頭來討論,可以復(fù)習(xí)本節(jié)課涉及的分析思路和方法,為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性,順利學(xué)好并聯(lián)電路的知識鋪平道路。

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