初中物理北师大版九年级全册三 串、并联电路中的电阻关系教学设计及反思

12.3串、并联电路中的电阻关系

教学目标

【知识与能力】

1.通过实验和推导理解串联电路和并联电路的等效电阻和计算公式。

2.能根据串联电路中电压及电流的规律，利用欧姆定律得到串联电路中电阻的规律。

【过程与方法】

1.通过计算，学会解答电学计算题的一般方法，培养逻辑思维能力，培养学生解答电学问题的良好习惯。

2.通过实验探究,使学生在实验中认识总电阻与原串联或并联的电阻之间的“等效替代”关系。

【情感态度价值观】

1.培养学生理论联系实际，学以致用的科学思想。

2.通过严密的逻辑推理，体会物理规律应用中的乐趣。

教学重难点

【教学重点】

用等效的观点分析串并联电路。

【教学难点】 

串、并联电路的特点与欧姆定律的综合应用。

教学过程

情景创设、新课引入

如果现在手上有5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的电阻，但是现在实验中需要一个25Ω和一个4Ω的电阻，你该怎么办呢？

进行新课

一、电阻的串联

1.实验探究

【提出问题】
电阻串联后,其总电阻会增大还是减小?
【猜想与假设】
串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。

【进行实验与收集证据】
实验原理：用伏安法测电阻。用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压，用电流表测出通过串联电阻的电流，就可以根据欧姆定律求出R1和R2串联后的总电阻。

实验要求：设计一个测两个定值电阻(R1 = 2Ω、R2 = 4Ω)串联总电阻的实验电路，并进行实验。

实验步骤：①按伏安法测电阻的要求进行实验。

②测出R1 (2Ω)和R2 (4Ω)串联后的总电阻R。

③将R1和R3串联，测出串联后的总电阻R′。

讨论实验数据，得出：R= R1 + R2, R′= R1 + R3。

实验结论：串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。

2.理论推导

由欧姆定律得：U1=I1R1          U2=I2R2U=IR

由串联电路可知：U=U1+U2I=I1=I2

所以：IR=I1R1+I2R2

即：R=R1+R2

结论：两个串联电阻的总电阻等于各分电阻之和。

在串联电路中：R=R1+R2。

二、电阻的并联

1.实验探究

【提出问题】
电阻并联后,其总电阻会增大还是减小?
【猜想与假设】

电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。

【进行实验与收集证据】
实验原理：用伏安法测电阻。用电压表测出R1和R2串联电阻两端的总电压，用电流表测出通过并联电阻的电流，就可以根据欧姆定律求出R1和R2并联后的总电阻。

实验要求：设计一个测两个定值电阻(R1 = 3Ω、R2 = 6Ω)并联总电阻的实验电路，并进行实验。

实验步骤：①按伏安法测电阻的要求进行实验。

②测出R1 (3Ω)和R2 (6Ω)并联后的总电阻R。

③将R1和R3并联，测出并联后的总电阻R′。

实验结论：电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。

2.理论推导

由欧姆定律得：           

由并联电路可知：I=I1+I2      U=U1=U2

所以：

即：

结论：两个并联电阻的总电阻的倒数，等于两个分电阻的倒数之和。

在并联电路中：。

三、串联电路和并联电路的电压和电流分配规律

1.串联电路电压分配规律

通过串联电路电阻的规律，可以推论：串联电路中，电阻阻值之比等于电阻两端电压之比。推导如下：
　　　　　　　　
串联电路电流一定，

2.并联电路电流分配规律

通过并联电路电阻的规律，可以有推论：并联电路中，各支路电阻阻值之比等于通过各支路电流的反比。推导如下：
　　　　　　
串联电路电压一定，

板书设计

串、并联电路中的电阻关系

一、电阻的串联

1.实验探究

2.理论推导

在串联电路中：R=R1+R2。

二、电阻的并联

1.实验探究

2.理论推导

在并联电路中：。

三、串联电路和并联电路的电压和电流分配规律

1.串联电路电压分配规律

2.并联电路电流分配规律

随堂练习

1.一个滑动变阻器标有“50 Ω　1.5 A”的字样，当它与一个阻值为30 Ω的电阻串联接入电路时，整个电路总电阻的变化范围为              (　　）

A.30～80 ΩB.0～80 Ω C.0～50 ΩD.0～30 Ω

2.两个完全相同的电阻，它们串联后的总电阻是并联后总电阻的 (　　）

A.B.2倍               C.4倍  D.

3.两电阻的阻值分别为30 Ω和90 Ω，将它们串联后，其总电阻为　　　　；将它们并联后，其总电阻为　　　　。 

4.小华同学通过实验探究并联电路中电阻的特点，研究过程如图(a）、(b）和(c）所示。请仔细观察图中电路的连接及电流表的指针偏转情况，然后归纳得出初步结论。

（1）比较图中的（a）和（b）两图及相关条件可知：　　　　； 

（2）比较图中的（b）和（c）两图及相关条件可知：　　　　。