九年级物理上册53等效电路教案新版教科版72.docx

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九年级物理上册53等效电路教案新版教科版72

第3节　等效电路

第1课时

【教学目标】

一、知识与能力

1.知道串联电路总电阻与各个串联电阻的关系。

2.会用串联电路的特点和欧姆定律解决简单的串联电路问题。

3.体会等效电阻的含义。

二、过程与方法

初步认识等效电路在串联电路中的应用。

三、情感、态度与价值观

体验探究的快乐及科学方法的魅力。

【教学重点】

串联电路电阻的特点。

【教学难点】

用理论推导的方法探究串联电路总电阻跟各个串联电阻的关系。

【教学突破】

引导学生充分掌握最基本的电流、电压、电阻之间的关系，以及串联电路的特点；进行适当的提示，让学生讨论推导，得出结论。

【教学准备】

◆教师准备

多媒体课件。

◆学生准备

干电池（2节）、开关、导线、定值电阻（5Ω、10Ω、20Ω）、滑动变阻器、电压表和电流表。

┃教学过程设计┃

教学过程

批注

　　一、创设生活情境，引入新课。

上一节课我们学习了测量电阻的阻值的方法——伏安法。

但是，在实际生活中却遇到了这样一个问题：

在维修爷爷的收音机时，小聪发现收音机中有一只100Ω的电阻坏了，可小聪手边只有几只50Ω的定值电阻，有什么办法可以解决这个问题吗？

　　结合上一节课中学生对于阻值模糊的电阻进行测量，用到了伏安法，这一节课深入提出，已知电阻值，但是一只电阻的阻值不够大，又有很多小阻值的电阻，怎么来利用小阻值的电阻组合成大阻值的电阻呢？

这样将物理知识与实际生活联系在一起，增强了学生对物理应用于生活的认识，提高了学生进一步探究的兴趣。

　　二、进行新课。

1.知识准备，复习提问。

（1）欧姆定律的内容及表达式。

（2）串联电路电流、电压的特点。

2.实验探究：

串联电路的等效电阻。

（1）问题：

现在我们手中有5Ω和10Ω的电阻，能否组合一下得到15Ω的电阻呢？

（2）分析电路的等效电阻。

演示：

将两电阻串联接到电压U的电路两端，电流表示数为I，如教材图5－3－2所示。

用欧姆定律计算出R1与R2串联后的总电阻，用一个电阻值为R的电阻代替R1、R2，调节滑动变阻器的滑片，使电流表示数为I。

显然，对电路中电流而言，该电阻产生的效果跟前面两个电阻产生的效果相同。

　　让学生回忆合力的知识，几个力共同作用的效果可以用一个力来代替，这个力就是那几个力的合力。

让学生明确只有“等效”才能相互“代替”。

教师小结：

两次实验中，电流表、电压表的示数是完全相同的，这说明定值电阻R在电路中产生的效果与电阻R1和R2串联在同一电路中共同产生的效果相同。

在这一基础上，我们称电阻R是两个串联电阻R1和R2的等效电阻或总电阻，同时也可称串联电阻R1和R2是电阻R的等效电阻或分电阻。

电路的等效电阻：

几个连接起来的电阻起的作用，可以用一个电阻来代替，这个电阻就是几个电阻的等效电阻。

问：

请同学们大胆地进行判断，你认为，实验中R1和R2的等效电阻或称总电阻R的大小是多少Ω？

请说出判断的依据。

让学生从多角度进行判断分析，教师都不要否认。

教师计算出此时滑动变阻器接入电路中的电阻值。

设疑：

大家对电阻值R的判断能与实际吻合，这是巧合还是反映了必然的规律呢？

下面我们通过研究串联电路电阻的关系来回答这一问题。

（3）实验探究：

串联电路的等效电阻。

引导学生结合教材图5－3－2说明如何进行实验判断，并设计出相应的实验表格。

实验：

出示如图5－3－2所示的电路图。

把2Ω与3Ω的电阻串联后接于电路中，记录对应的电流表和电压表示数；再把5Ω的电阻接于电路中，记录对应的电流表和电压表示数。

换一组电阻再进行实验。

分析实验得到的数据，看看有什么发现。

让学生用符号表示上述实验结论的数量关系。

学生观察记录实验现象并分析得出结论。

结论：

2Ω和3Ω的电阻串联后的等效电阻为5Ω。

用公式表示为：

R＝R1＋R2.

（4）理性探究：

推导串联电路的等效电阻。

①教师介绍：

科学的研究方法是多种多样的，实验是一种重要的、常用的方法，我们通过分析实验数据去验证假设，但也可以用理论推导得出结论。

②理论推导：

利用教材图5－3－3引导学生根据串联电路的特点和欧姆定律推导串联电路的等效电阻和各串联电阻之间的关系。

参考：

下面以两个电阻的串联为例，推导串联电路电阻的关系。

设电阻R1与R2串联时，等效电阻或总电阻为R，画电路图（可参考教材第80页图5－3－3）。

因为：

串联电路中各处的电流相等，即

（1）I1＝I2＝I

串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，即

（2）U＝U1＋U2

所以，用

（2）式除以

（1）式可得

（3）

＝

＋

由欧姆定律变形后的公式，将（3）式写为（4）式，即

　　（4）R＝R1＋R2

实验和理论推导都证明：

串联电路中，等效电阻等于各串联电阻之和。

理解导体串联起来后的总电阻与各串联导体电阻的关系。

3.拓展分析。

结合教材图5－3－4，根据影响导体电阻大小的因素进行分析，认识电阻的串联就相当于增加了导体的长度，从而增大了导体的电阻值，所以串联电路的等效电阻大于各串联导体的电阻。

4.例题：

两电阻的阻值分别是R1＝8Ω，R2＝4Ω，串联后接于24V的电源上，则R1两端的电压是多少V？

你还能求出电路中哪些物理量？

解析：

欧姆定律中的电压、电阻和电流三个量是对同一个电阻或同一段电路而言的。

不同导体或不同电路中三者不能混用，应加角码区别。

解：

电路的等效电路图如图5－3－1所示：

因为两个电阻串联，所以总电阻为：

R＝R1＋R2＝8Ω＋4Ω＝12Ω；

总电流为：

I＝

＝

＝2A；

通过R1的电流为：

I1＝I＝2A；

R1两端的电压为：

U1＝I1R1＝2A×8Ω＝16V；

通过R2的电流为：

I2＝I＝2A；

R2两端的电压为：

U2＝U－U1＝24V－16V＝8V。

教师提问学生回答，并将这两个问题的答案写在黑板上，以备参考使用，为串、并联电路等效电阻的理论推导作铺垫。

这一部分内容占用的时间略微多一点，主要让学生明确什么才叫做“等效”，只有“等效”才能相互“代替”，注意与合力进行对比分析，效果会更好一些。

在处理这一部分内容时，教师不要急于求成，要让学生明白如何使用“等效法”进行测量，可以采用欧姆定律进行计算总电阻，也可以换一个电阻进行对比，从而分析电阻之间的关系特点。

对于实验数据，如果时间足够多，要尽量多安排几组实验，既能增强学生实验测电阻的能力，也为学生认识串联电阻奠定基础。

总体解题指导思想——由图可知两个电阻R1、R2串联，则整个电路可以分为三部分：

R1一部分，R2一部分，总电阻一部分；由欧姆定律可知对应每一部分电路都有电流、电压和电阻三个量，所以一共包含9个量，已知3个量，所以可以再求出其他6个量。

　　三、反思总结，布置思考题。

1.请学生总结本节课的收获，教师再作适当的补充。

2.教师进一步强调本节课的重点、难点和关键点。

3.布置思考题及课后作业。

课后思考：

并联电路的等效电阻与各个电阻之间有什么样的关系？

┃教学小结┃