沪科版物理九年级全一册第十五章 第四节 串联电路的相关规律教案

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学科初中物理年级/册九年级上册教材版本课题名称串联电路的相关规律难点名称动态计算难点分析从知识角度分析为什么难欧姆定律关于变阻器问题的动态计算涉及的综合知识较多，有欧姆定律公式及其变形公式的分析、串联电路的相关规律，串联电路用电器间相互影响，变阻器的变化会导致一系列物理量的相关变化。从学生角度分析为什么难学生的抽象思维不够成熟，不能从整体角度分析电路，特别是变阻器变化后一系列物理量的变化较为复杂。难点教学方法欧姆定律的解读以不变应万变的解题思想教学环节教学过程导入欧姆定律中关于电压、电流和电阻的计算是电学的重点，也是难点，特别是涉及到变阻器或开关模型，其动态变化更是纷繁复杂，其对解题思维要求较高。本节微课就以滑动变阻器在电路中的变化进一步了解串联电路相关规律的计算，对电路的定量关系有更深入的认识。 知识讲解（难点突破）欧姆定律的解读：电路中的电流与两端的电压成正比，但电压与电流无关，电压由电源决定。 电路中的电流与电阻成反比，但电阻与电流无关，电阻由导体的材料、长度、横截面积等决定。 核心点：动态电路的核心思想是“以不变应万变”，即始终把握电源电压和定值电阻不变的思想。这是串联电路相关规律计算的核心点所在。例题讲解 如图所示，电源电压恒定不变，当滑动变阻器的滑片在a端时，电流表的示数为0.3A，电压表的示数为6V，求 （1）电源电压和R1的电阻？ （2）滑动变阻器的滑片在b端时，电流表的示数为0.1A，则R2的最大电阻？ （3）滑动变阻器的滑片在中点时，电流表和电压表的示数分别是多少？ 解:(1)当滑动变阻器的滑片在a端时，电阻R1单独工作，有I=0.3A，U=6V 可知 (2)当滑动变阻器的滑片在b端时，电阻R1 R2串联，有U=6V R1=20Ω，I=0.1A 可知 (3)当滑动变阻器的滑片在中点时，电阻R1 与R2的一半电阻串联，有U=6V ，R1=20Ω， R2=20Ω 可知 解法二：由于电源电压不变，电路的总电流与总电阻成反比。 两次电路的总电流之比为0.3A:0.1A=3:1 故电路的总电阻之比为1:3，即第二次总电阻为60Ω，可知R2=40Ω 第（3）问由于R1=R2=20 Ω，可知电流相等时它们电压相等，均等有电源电压的一半，即3V。 第一次电路总电阻与第三次总电阻之比为20 Ω：40 Ω=1:2 故第三次的电流为第一次电流的一半即0.15A。 课堂练习（难点巩固）如图所示，设电源电压保持不变，R0＝10 Ω。当闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在中点c时，电流表的示数为0.3 A，移动滑片P至b端时，电流表的示数为0.2 A。则电源电压U与滑动变阻器的最大阻值R1分别是多少？解：当滑片在c点和b点时电阻R0与R1均串联，由题题可知电源电压U和定值电阻保持不变， U=I（R0+R1） 带入数据 U=0.3（10+R1/2） (1)U=0.2（10+R1） (2) 解得： R1=20Ω U=6V方法二：由于电源的总电压不变，故总电流与总电阻成反比 两次的电流之比为0.3A：0.2A=3:2 故两次总电阻之比为2:3 解得R1=20Ω 带入U=I（R0+R1）=6V 小结 在串联电路中，用电器之间相互影响，滑动变阻器的阻值变化会导致电路的电流变化和电压的重新分配。 但在串联电路分析中，要始终把握电源电压和定值电阻不变性，结合欧姆定律和串联电路的电流、电压和电阻规律才能准确地分析它们之间变化的关系。 滑动变阻器动态变化模型也是电学的经典模型之一，熟练掌握有助于对串联电路的相关规律有更深入了解，同时也是为后面电功率的相关规律打下扎实的基础。