探究电路 电阻的串联和并联 教案Word文件下载.docx
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【教学用具】
电源、相同阻值的电阻、电流表、开关、导线若干等
【课时安排】
1课时
一、创设情境导入新课
复习巩固
欧姆定律内容:
一段导体中的电流,跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。
数学表达式:
推导式:
U=IR
串联电路中的电流、电压规律:
(1)串联电路中各处的电流是相等的;
I=I1=I2=…=In
(2)串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
U=U1+U2+…+Un
并联电路中的电流、电压规律:
(1)并联电路中干路电流等于各支路电流之和;
I=I1+I2+…+In
(2)并联电路中各支路两端电压都相等。
U=U1=U2=…=Un
串联或并联电路的总电阻和各部分电阻之间又有什么关系呢?
以此引入新课
二、探究新知
(一)电阻的串联
提出问题
电阻串联后,其总电阻会增大还是减小?
两个(或几个)电阻串联之后的总电阻比参与串联的各个电阻(分电阻)大些还是小些?
猜想与假设
由于导体的电阻和导体的长度有关,导体越长电阻越大。
几个电阻串联后相当于增加了导体的长度,总电阻应当比各个分电阻大些。
猜想对吗?
加油站
如果用一个电阻R代替两个串联着的电阻R1、R2接入电路后,电路的状态不变,即R两端的电压和通过它的电流都与原来的相同,R就叫做这两个串联电阻R1、R2的总电阻。
并联电阻和它的总电阻也存在这种“等效代替”关系。
进行实验与收集证据
1、将一个定值电阻R接在A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。
2、将两个同样阻值的电阻R串联起来,接在A、B之间,闭合开关,再观察电流表的示数。
3、将三个同样电阻R串联接在A、B之间,闭合开关,观察电流表的示数。
实验现象
实验序号
1
2
3
AB间电阻
一个电阻
两个电阻串联
三个电阻串联
电流表示数
0.3A
0.15A
0.1A
分析与论证
串联的电阻越多,电路中的电流越小,说明串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
推导串联电路的总电阻
I=I1=I2U=U1+U2U=IRIR=I1R1+I2R2R=R1+R2
串联电路的总电阻,等于各部分导体的电阻之和。
即:
R总=R1+R2
讨论1:
为什么串联电路的总电阻比其他电阻大?
实质:
电阻串联这相当于增加了导体的长度。
特点:
串联电路总电阻比任何一个导体的电阻都大。
讨论2:
若有n个电阻R1、R2、…、Rn串联,则它们的总电阻R总等于多少?
R总=R1+R2+…+Rn
如果有n个阻值均为R的电阻串联,则总电阻为
R串=nR
知识拓展:
串联分压
欧姆定律:
根据串联电流特点:
I1=I2得:
串联电路中,电压的分配与电阻成正比。
巩固练习:
1、引入“总电阻”概念时运用的科学方法是等效替代(选填“等效替代”或“控制变量”)法。
阻值为10Ω和40Ω的两个电阻串联在电路中,其总电阻为50Ω。
2、把两个阻值不同的电阻R1和R2串联,则总电阻( C )
A.介于两个电阻之间
B.比任何一个电阻都要小
C.比任何一个电阻都要大
D.可能等于其中的一个电阻
(二)电阻的并联
提出问题
电阻并联后,其总电阻是变大还是变小?
两段导体并在一起,相当于导体的横截面积变大,因此,其电阻值可能会减小。
设计实验
两个电阻并联
三个电阻并联
并联的电阻越多,电路中的电流越大,说明并联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
推导并联电路的总电阻
U=U1=U2I=I1+I2
由欧姆定律得:
并联电路的总电阻的倒数,等于各并联导体的电阻的倒数之和。
讨论:
若有n个阻值均为R的电阻并联,则总电阻为多少?
R总=R/n
并联电路的总电阻为什么小于任一并联导体的电阻?
电阻并联实质相当于增加了导体的横截面积。
知识拓展并联分流
根据欧姆定律:
U1=I1R1U2=I2R2
根据并联电压特点U1=U2得:
I1R1=I2R2
并联电路的分流规律:
并联电路中电流的分配与电阻成反比。
巩固练习
1、一只100Ω的电阻与一只1Ω的电阻并联,并联后的总电阻( A )
A.小于1ΩB.等于1ΩC.等于100ΩD.大于1Ω小于100Ω
2、在如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合,甲、乙两表为电压表时,两表的示数之比U甲:
U乙=5:
3,则R1:
R2=2:
3;
当开关S断开,甲、乙为电流表时,两表示数之比是I甲:
I乙=2:
5。
在电路中,把一段导线(其电阻几乎为零)并联在一个电路元件的两端,导致没有电流通过这个电路元件,这就叫做这个电路原件被短路了。
想想看,用电器短路会导致什么?
被短路的用电器不能正常工作;
也会造成电路中电流过大而烧坏电源。
三、课堂小结
1、串联电路的总电阻等于各部分电阻之和R=R1+R2+R3+…+Rn
n个相同阻值的电阻串联,总电阻R总=nR
2、并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和
若有n个阻值均为R的电阻并联,则总电阻为R总=R/n
四、课堂练习:
1、如图所示是某酒精浓度检测仪的原理图,R1为一种气敏电阻,它的阻值随酒精浓度的增大而减小,酒精浓度增大时,电流表的示数将增大,电压表的示数将减小(填“增大”“减小”或“不变”)。
2、如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,下列判断正确的是(C)
A.电流表、电压表示数均变大
B.电流表、电压表示数均变小
C.电流表示数变大,电压表示数不变
D.电流表示数变小,电压表示数变大
3、如图所示电路,R1=R2=12Ω,电源电压为18V.求:
(1)R1、R2并联后的总电阻是多少?
(2)电流表的示数是多少?
解:
(1)电阻R1=R2=12Ω,并联后的总电阻为:
(2)干路电流:
电流表测量干路电流,所以示数为3A。
五、作业布置:
1、完成课后作业
2、完成本节对应练习
15.4电阻的串联和并联
一、串联电路的总电阻等于各部分电阻之和R=R1+R2+R3+…+Rn
二、并联电路的总电阻的倒数,等于各并联电阻的倒数之和
若有n个阻值均为R的电阻并联,则总电阻为R总=R/n
本节课从实验和理论推导两个方面研究了电阻的串联和并联的知识。
在研究方法上,突出了等效替代法,虽然很好领会,但在具体操作方面还是不容易理解,集中体现在理论推导时,学生普遍感到困难。
引导学生用实验探究的方法探究出教材中的较为浅显的定性的理论,然后再进行理论推导。
这样的方法,不仅可以培养学生实验探究的能力,还可以培养出现在的学生所普遍缺乏的理论推导的能力。
让他们体会到实验与理论推导都是学习物理的重要方法。
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