九年級物理上冊 5.3 等效電路教案 （新版）教科版.doc

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第3節(jié)　等效電路 第1課時 【教學目標】 一、知識與能力 1.知道串聯(lián)電路總電阻與各個串聯(lián)電阻的關(guān)系。 2.會用串聯(lián)電路的特點和歐姆定律解決簡單的串聯(lián)電路問題。 3.體會等效電阻的含義。 二、過程與方法 初步認識等效電路在串聯(lián)電路中的應用。 三、情感、態(tài)度與價值觀 體驗探究的快樂及科學方法的魅力。 【教學重點】 串聯(lián)電路電阻的特點。 【教學難點】 用理論推導的方法探究串聯(lián)電路總電阻跟各個串聯(lián)電阻的關(guān)系。 【教學突破】 引導學生充分掌握最基本的電流、電壓、電阻之間的關(guān)系，以及串聯(lián)電路的特點；進行適當?shù)奶崾?，讓學生討論推導，得出結(jié)論。 【教學準備】 ◆教師準備 多媒體課件。 ◆學生準備 干電池(2節(jié))、開關(guān)、導線、定值電阻(5Ω、10Ω、20Ω)、滑動變阻器、電壓表和電流表。 ┃教學過程設計┃ 教學過程 批注 　　一、創(chuàng)設生活情境，引入新課。 上一節(jié)課我們學習了測量電阻的阻值的方法——伏安法。但是，在實際生活中卻遇到了這樣一個問題：在維修爺爺?shù)氖找魴C時，小聰發(fā)現(xiàn)收音機中有一只100Ω的電阻壞了，可小聰手邊只有幾只50Ω的定值電阻，有什么辦法可以解決這個問題嗎？ 　　結(jié)合上一節(jié)課中學生對于阻值模糊的電阻進行測量，用到了伏安法，這一節(jié)課深入提出，已知電阻值，但是一只電阻的阻值不夠大，又有很多小阻值的電阻，怎么來利用小阻值的電阻組合成大阻值的電阻呢？這樣將物理知識與實際生活聯(lián)系在一起，增強了學生對物理應用于生活的認識，提高了學生進一步探究的興趣。 　　二、進行新課。 1.知識準備，復習提問。 (1)歐姆定律的內(nèi)容及表達式。 (2)串聯(lián)電路電流、電壓的特點。 2.實驗探究：串聯(lián)電路的等效電阻。 (1)問題：現(xiàn)在我們手中有5Ω和10Ω的電阻，能否組合一下得到15Ω的電阻呢？ (2)分析電路的等效電阻。 演示：將兩電阻串聯(lián)接到電壓U的電路兩端，電流表示數(shù)為I，如教材圖5－3－2所示。用歐姆定律計算出R1與R2串聯(lián)后的總電阻，用一個電阻值為R的電阻代替R1、R2，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，使電流表示數(shù)為I。顯然，對電路中電流而言，該電阻產(chǎn)生的效果跟前面兩個電阻產(chǎn)生的效果相同。 　　讓學生回憶合力的知識，幾個力共同作用的效果可以用一個力來代替，這個力就是那幾個力的合力。 讓學生明確只有“等效”才能相互“代替”。 教師小結(jié)：兩次實驗中，電流表、電壓表的示數(shù)是完全相同的，這說明定值電阻R在電路中產(chǎn)生的效果與電阻R1和R2串聯(lián)在同一電路中共同產(chǎn)生的效果相同。在這一基礎上，我們稱電阻R是兩個串聯(lián)電阻R1和R2的等效電阻或總電阻，同時也可稱串聯(lián)電阻R1和R2是電阻R的等效電阻或分電阻。 電路的等效電阻：幾個連接起來的電阻起的作用，可以用一個電阻來代替，這個電阻就是幾個電阻的等效電阻。 問：請同學們大膽地進行判斷，你認為，實驗中R1和R2的等效電阻或稱總電阻R的大小是多少Ω？請說出判斷的依據(jù)。 讓學生從多角度進行判斷分析，教師都不要否認。 教師計算出此時滑動變阻器接入電路中的電阻值。 設疑：大家對電阻值R的判斷能與實際吻合，這是巧合還是反映了必然的規(guī)律呢？下面我們通過研究串聯(lián)電路電阻的關(guān)系來回答這一問題。 (3)實驗探究：串聯(lián)電路的等效電阻。 引導學生結(jié)合教材圖5－3－2說明如何進行實驗判斷，并設計出相應的實驗表格。 實驗：出示如圖5－3－2所示的電路圖。把2Ω與3Ω的電阻串聯(lián)后接于電路中，記錄對應的電流表和電壓表示數(shù)；再把5Ω的電阻接于電路中，記錄對應的電流表和電壓表示數(shù)。 換一組電阻再進行實驗。 分析實驗得到的數(shù)據(jù)，看看有什么發(fā)現(xiàn)。 讓學生用符號表示上述實驗結(jié)論的數(shù)量關(guān)系。 學生觀察記錄實驗現(xiàn)象并分析得出結(jié)論。 結(jié)論：2Ω和3Ω的電阻串聯(lián)后的等效電阻為5Ω。 用公式表示為：R＝R1＋R2. (4)理性探究：推導串聯(lián)電路的等效電阻。 ①教師介紹：科學的研究方法是多種多樣的，實驗是一種重要的、常用的方法，我們通過分析實驗數(shù)據(jù)去驗證假設，但也可以用理論推導得出結(jié)論。 ②理論推導： 利用教材圖5－3－3引導學生根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律推導串聯(lián)電路的等效電阻和各串聯(lián)電阻之間的關(guān)系。 參考：下面以兩個電阻的串聯(lián)為例，推導串聯(lián)電路電阻的關(guān)系。 設電阻R1與R2串聯(lián)時，等效電阻或總電阻為R，畫電路圖(可參考教材第80頁圖5－3－3)。 因為：串聯(lián)電路中各處的電流相等，即 (1)I1＝I2＝I 串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端的電壓之和，即 (2)U＝U1＋U2 所以，用(2)式除以(1)式可得 (3)＝＋ 由歐姆定律變形后的公式，將(3)式寫為(4)式，即 　　(4)R＝R1＋R2 實驗和理論推導都證明：串聯(lián)電路中，等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和。 理解導體串聯(lián)起來后的總電阻與各串聯(lián)導體電阻的關(guān)系。 3.拓展分析。 結(jié)合教材圖5－3－4，根據(jù)影響導體電阻大小的因素進行分析，認識電阻的串聯(lián)就相當于增加了導體的長度，從而增大了導體的電阻值，所以串聯(lián)電路的等效電阻大于各串聯(lián)導體的電阻。 4.例題：兩電阻的阻值分別是R1＝8Ω，R2＝4Ω，串聯(lián)后接于24V的電源上，則R1兩端的電壓是多少V？你還能求出電路中哪些物理量？ 解析：歐姆定律中的電壓、電阻和電流三個量是對同一個電阻或同一段電路而言的。不同導體或不同電路中三者不能混用，應加角碼區(qū)別。 解：電路的等效電路圖如圖5－3－1所示： 因為兩個電阻串聯(lián)，所以總電阻為： R＝R1＋R2＝8Ω＋4Ω＝12Ω； 總電流為：I＝＝＝2A； 通過R1的電流為：I1＝I＝2A； R1兩端的電壓為：U1＝I1R1＝2A8Ω＝16V； 通過R2的電流為：I2＝I＝2A； R2兩端的電壓為：U2＝U－U1＝24V－16V＝8V。 教師提問學生回答，并將這兩個問題的答案寫在黑板上，以備參考使用，為串、并聯(lián)電路等效電阻的理論推導作鋪墊。 這一部分內(nèi)容占用的時間略微多一點，主要讓學生明確什么才叫做“等效”，只有“等效”才能相互“代替”，注意與合力進行對比分析，效果會更好一些。 在處理這一部分內(nèi)容時，教師不要急于求成，要讓學生明白如何使用“等效法”進行測量，可以采用歐姆定律進行計算總電阻，也可以換一個電阻進行對比，從而分析電阻之間的關(guān)系特點。對于實驗數(shù)據(jù)，如果時間足夠多，要盡量多安排幾組實驗，既能增強學生實驗測電阻的能力，也為學生認識串聯(lián)電阻奠定基礎。 總體解題指導思想——由圖可知兩個電阻R1、R2串聯(lián)，則整個電路可以分為三部分：R1一部分，R2一部分，總電阻一部分；由歐姆定律可知對應每一部分電路都有電流、電壓和電阻三個量，所以一共包含9個量，已知3個量，所以可以再求出其他6個量。 　　三、反思總結(jié)，布置思考題。 1.請學生總結(jié)本節(jié)課的收獲，教師再作適當?shù)难a充。 2.教師進一步強調(diào)本節(jié)課的重點、難點和關(guān)鍵點。 3.布置思考題及課后作業(yè)。 課后思考：并聯(lián)電路的等效電阻與各個電阻之間有什么樣的關(guān)系？ ┃教學小結(jié)┃ 【板書設計】 第3節(jié)　等效電路(1) (一)電路的等效電阻 1.內(nèi)容：幾個連接起來的電阻起的作用，可以用一個電阻來代替，這個電阻就是那些電阻的等效電阻。 2.串聯(lián)電路的等效電阻。 (1)實驗探究。 (2)理性探究。 (3)內(nèi)容：串聯(lián)電路中，等效電阻等于各串聯(lián)電阻之和。 (4)公式：R＝R1＋R2 【教學探討與反思】 本節(jié)課一方面遵循教材的編寫思想，使學生明白物理規(guī)律既可以直接從實驗得出，也可以用已知規(guī)律從理論上導出，注意設計和用好演示實驗，對電阻關(guān)系式進行細致地推導。但重點應落在充分運用教材的問題、實驗結(jié)果對電阻關(guān)系的推導，淺顯具體地闡明分析問題的思路和方法。實驗時用了三個定值電阻兩次得出電阻關(guān)系，這既為學生理解電阻關(guān)系式提供了事實依據(jù)，又為介紹等效方法和應用等效方法引出課題的問題提供了感性認識，使引入問題、實驗、講授、論證統(tǒng)一起來。 　　 第2課時 【教學目標】 一、知識與能力 1.知道并聯(lián)電路總電阻跟各個并聯(lián)電阻的關(guān)系。 2.會用并聯(lián)電路的特點和歐姆定律解決簡單的并聯(lián)電路問題。 3.體會等效電阻的含義。 4.使學生知道幾個電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻的阻值都小。 二、過程與方法 初步認識等效電路在并聯(lián)電路中的應用。 三、情感、態(tài)度與價值觀 體驗探究的快樂及科學方法的魅力。 【教學重點】 并聯(lián)電路電阻的特點。 【教學難點】 用理論推導的方法探究并聯(lián)電路總電阻與各個并聯(lián)電阻的關(guān)系。 【教學突破】 引導學生充分掌握最基本的電流、電壓、電阻之間的關(guān)系及并聯(lián)電路的特點；進行適當?shù)奶崾荆寣W生討論推導，得出結(jié)論。 【教學準備】 ◆教師準備 多媒體課件。 ◆學生準備 干電池(2節(jié))、開關(guān)、導線、定值電阻(10Ω、15Ω)、滑動變阻器、電壓表和電流表。 ┃教學過程設計┃ 　　教學過程 批注 　　一、創(chuàng)設生活情境，引入新課。 上一節(jié)課我們學習了電阻的串聯(lián)知識，了解到了電阻串聯(lián)可以使電阻變大，那么能不能用幾個電阻得到阻值較小的電阻呢？ 今天小明的爸爸又給小明出了一道難題：現(xiàn)在小明的爸爸急需5Ω的電阻，但身邊只有一些10Ω的電阻，小明該怎么辦呢？誰能幫他解決這個問題？ 　　結(jié)合上一節(jié)課中學生對于電阻的串聯(lián)可以得到電阻較大的情況，那么如何得到較小電阻呢？進而提出問題，讓學生思考，自然引入本節(jié)課的內(nèi)容。這樣再一次將物理知識與實際生活聯(lián)系在一起，增強了學生對物理應用于生活的認識，提高了學生進一步探究的興趣。 　　二、進行新課。 1.知識準備，復習提問。 (1)歐姆定律的內(nèi)容及其表達式。 (2)并聯(lián)電路電流、電壓的特點。 (3)在上一節(jié)課中，我們是如何研究串聯(lián)電路中電阻關(guān)系的？ 引導學生總結(jié)：串聯(lián)電路電阻的特點我們是通過先猜想，再用實驗驗證，最后通過理論推導這三個步驟研究得出的，這也是我們研究物理的常用方法。我們一起看大屏幕，回顧研究的過程。 板書：猜想、實驗驗證、理論推導、結(jié)論。 利用多媒體回顧三個步驟。 猜想：電阻串聯(lián)相當于增大了導體的長度，總電阻等于各電阻之和。 實驗驗證：分別用伏安法測各電阻和總電阻的阻值并進行驗證。 理論推導：用已經(jīng)學過的有關(guān)知識進行推導。 　　2.實驗探究：并聯(lián)電路的等效電阻。 (1)猜想：電阻串聯(lián)可使小電阻變大，原因是串聯(lián)相當于增大了導體的長度，所以串聯(lián)后的總電阻大于其中任一電阻。那么并聯(lián)呢？ 結(jié)合教材圖5－3－5，教師適當引導。 學生回答：相當于增大導體的橫截面積，可使大電阻變小，并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個電阻都小。 (2)實驗探究：并聯(lián)電路的等效電阻。 要判斷我們的猜想是否正確，我們應怎么辦？ 那就請你們用實驗對你們的猜想進行驗證。 學生實驗： 在研究電阻串聯(lián)時，我們通過實驗得到了總電阻與各電阻的定量關(guān)系是：R＝R1＋R2.那么電阻并聯(lián)時，R1、R2和R之間有沒有定量關(guān)系呢？下面請完成實驗報告的第二部分。 學生分析。 你們小組發(fā)現(xiàn)R1、R2和R之間存在什么定量關(guān)系？ 學生回答：并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。 多媒體顯示。 結(jié)論：＝＋。 并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。 (3)理性探究：推導并聯(lián)電路的等效電阻。 為了說明我們得到的結(jié)論不是巧合，具有普遍性，我們還要怎么辦？ 學生回答：我們需要對結(jié)論進行進一步的理論推導。 請同學們在下面完成。 展示學生的推導過程。 根據(jù)歐姆定律，I＝，I1＝，I2＝， 由于I＝I1＋I2，因此＝＋， 因為U＝U1＝U2， 所以＝＋。 通過理論推導，我們不用再懷疑結(jié)論：并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。 板書：＝＋。 3.回扣開頭。 通過學習，現(xiàn)在誰能幫小明解決他爸爸遇到的問題，也就是利用幾個10Ω電阻得到5Ω電阻？ 學生回答：兩個10Ω電阻并聯(lián)。 多媒體演示。 　　4.例題：在下面的電路中，電源電壓是36V，燈泡L1的電阻是20Ω，L2的電阻是60Ω，求兩個燈泡同時工作時電路的總電阻和干路電流。 引導學生分析。 下面我們一起來分析，首先我們根據(jù)題意在電路圖上標明已知量的符號、數(shù)值和未知量的符號。請一位同學說一說本題有哪些已知量和未知量。 多媒體顯示。有沒有會解答的同學？ 由于已知R1、R2且兩電阻并聯(lián)，可利用今天我們研究出來的結(jié)論計算出總電阻R，再根據(jù)歐姆定律計算出干路電流。 有沒有想到其他方法的？ 要求總電阻，可根據(jù)歐姆定律公式變形得到R＝來計算，U已知，I可根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點I＝I1＋I2求得，又根據(jù)歐姆定律可分別求出I1、I2，則可解答出來。 學生解答。 教師評析，實物展示做得好的解答。 5.等效電路。 讓學生閱讀教材第83頁自主學習畫等效電路圖。 教師提問學生回答，并將這兩個問題的答案寫在黑板上，以備參考使用，共同回顧電阻串聯(lián)的推導過程，并通過多媒體展示，目的是為學生掌握這種研究方法增加記憶感，并為并聯(lián)電路等效電阻的理論推導作鋪墊。 在處理這一部分內(nèi)容時，教師可以讓學生自己利用上一節(jié)課中的實驗及分析方法自己進行探究，增強學生的實驗分析能力，教師可以在發(fā)現(xiàn)問題時進行適當點撥，爭取將更多的時間留給學生獨立完成。 對于并聯(lián)電路的等效電阻，教師可以根據(jù)實際情況由學生自己去完成，教師加以適當點撥即可。 　　 例題是教師自己補充的，教師也可以根據(jù)實際情況適當調(diào)整順序，比如將例題放在“等效電路”之后，作為補充知識使用。對于等效電路的內(nèi)容，教師不要拓展太寬，比如教材中提到了混聯(lián)電路，但是這不作為中考的要求，不需要初中學生掌握。通過學生自己閱讀，培養(yǎng)自學能力，加深對知識的理解。 　　三、反思總結(jié)，布置思考題。 1.請學生總結(jié)本節(jié)課的主要收獲，教師再作適當?shù)难a充。 2.教師進一步強調(diào)本節(jié)課的重點、難點和關(guān)鍵點。 3.課后作業(yè)：“自我評價”第1、2題。 ┃教學小結(jié)┃ 【板書設計】 第3節(jié)　等效電路(2) (二)并聯(lián)電路的等效電阻 1.實驗探究。 2.理論推導。 3.內(nèi)容：并聯(lián)電路的等效電阻的倒數(shù)等于各支路電阻的倒數(shù)之和。 4.公式：＝＋。 (三)等效電路 【教學探討與反思】 本節(jié)課是在上一節(jié)課“串聯(lián)電阻”的基礎上進一步學習的，因此在整節(jié)課中，教師的參與比較少，充分利用學生已經(jīng)掌握的知識自己進行探究、驗證，這樣既訓練了學生探究的能力，又增強了學生對知識的掌握程度。尤其是在本節(jié)課的開頭，教師便引導學生總結(jié)了上一節(jié)課探究串聯(lián)電阻的思路與方法，并板書展示，增強了學生的記憶，同時也為本節(jié)課對這種方法的運用奠定了基礎。課堂中，教師也適當進行了對應聯(lián)系，幫助學生及時掌握本節(jié)課的知識點。對于“等效電路”部分內(nèi)容，最好采用學生自學的方法，培養(yǎng)學生的自學能力，加深學生對知識的理解。