《歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用(第一課時)》教案教學目標教學目標：知識目標:運用歐姆定律進行簡單的串并聯(lián)的計算。能力目標：通過試題分析、酒精檢測、觀看視頻等活動側重培養(yǎng)學生的審題能力、觀察能力和表述能力；通過探究熱敏電阻隨溫度變化的實驗，使學生經歷科學探究過程；通過閱讀文本資料，培養(yǎng)學生的閱讀能力。情感目標：通過熱敏電阻報警裝置的實驗，讓學生體會物理是有趣的、有用的。通過拒絕酒駕的宣傳，培養(yǎng)學生做一個有擔當、有責任的公民意識。教學重點：會用歐姆定律進行簡單的串并聯(lián)的計算。教學難點：分析變化電阻對電路影響的整個過程教學過程時間教學環(huán)節(jié)主要師生活動2分鐘5分鐘7分鐘72分鐘引入+復習用歐姆定律分析串聯(lián)電路。用歐姆定律分析并聯(lián)電路。變化電阻引起電路變化的應用課堂小結+布置作業(yè)【1，2（1）點PPT】同學們大家好，我是來自北京師范大學附屬實驗中學的李巖老師，請同學們準備好學習任務單，與李老師一起開始今天的學習。【2（2）】歐姆定律是電學的基本定律之一，應用非常廣泛。實際電路雖然比較復雜，但是往往可以簡化為串聯(lián)電路或者并聯(lián)電路。這節(jié)課我們就學習如何運用歐姆定律來解決串聯(lián)和并聯(lián)電路中的問題。【3（1）點PPT】我們先來復習歐姆定律的內容，其內容是：導體中的電流跟導體兩端的電壓成正比，跟導體的電阻成反比。數學表達式為：I等于U比R，其中U表示電壓,單位是伏特；R表示電阻,單位是歐姆；I表示電流，單位是安培【3（2）】下面我們先來學習如何運用歐姆定律解決串聯(lián)電路中的問題?！?（1）點PPT】請同學們看例題1，如圖所示，【點PPT】電阻R1為10Ω，【點PPT】電源兩端電壓為6V。開關S閉合后，求：當滑動變阻器R接入電路的電阻【點PPT】R2為20Ω時，通過電阻R1的電流I。【4（2）點PPT】解題前，我們還是要先畫出等效電路圖。由于滑動變阻器此時接入電路的電阻R2為20Ω，因此可以把它畫成定值電阻，去掉電源和開關，把對應的電壓值、電阻值和待求量電流的符號標在圖上，這樣題目中的已知量和待求量就一目了然?！军cPPT】【5點PPT】下面，我們開始解題。根據串聯(lián)電路中電流的規(guī)律可知：通過電阻R1的電流和通過電阻R2的電流相等，都等于I?！军cPPT】又因為電阻R1兩端的電壓U1=IR1，R2兩端的電壓U2=IR2,，【點PPT】根據串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律U等于U1+U2，【點PPT】所以U=IR1+IR2,=I（R1+R2）?！军cPPT】公式變形后可得I等于U比上R1+R2，【點PPT】代入數據，【點PPT】可以算出電流I是0.2A?！军cPPT】求出通過電阻R1的電流之后，請同學們嘗試著求一求串聯(lián)電路中的等效電阻是多大？【點PPT】【6（1）點PPT】要求電阻R1和R2串聯(lián)的等效電阻，【點PPT】可根據歐姆定律的變形公式R=U/I，用電路兩端的總電壓比上總電流，【點PPT】前面我們已經求出總電流I=0.2A，因此，【點PPT】代入數據就可以求出電路中的等效電阻是30Ω。即用一個阻值為30Ω的電阻替代電阻R1和R2接入此電路，電路中的電流仍為0.2A?！?（2）點PPT】同時我們還發(fā)現(xiàn)：串聯(lián)電路中的等效電阻大于各串聯(lián)電阻。兩個電阻串聯(lián)的等效電阻等于串聯(lián)電阻的阻值之和。【7（1）點PPT】為什么電阻串聯(lián)后，其等效電阻會變大呢？【7（2）點PPT】請同學們回憶：影響導體電阻大小的因素有哪些？【停頓一下】【點PPT】導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小與導體的材料、長度和橫截面積等因素有關。電阻串聯(lián)，【點PPT】相當于增大了導體的長度，導體越長，電阻越大。所以，在串聯(lián)電路中，電阻越串越大。串聯(lián)電路中等效電阻與各個串聯(lián)電阻有這樣的關系，那么在并聯(lián)電路中，我們會有什么發(fā)現(xiàn)呢？【點PPT】【8（1）點PPT】請同學們看例2，如圖所示，電阻R1、R2并聯(lián)接入電路中。已知：R1=10Ω，R2=40Ω，電源兩端電壓為12V。開關S閉合后，求：通過電阻R1的電流I1和電路的總電流I?！?（2）點PPT】請同學們先根據題意畫出等效電路圖?！军cPPT】仍然去掉電源和開關，【點PPT】把對應的電壓值、【點PPT】電阻值【點PPT】和待求量電流的符號【點PPT】標在圖上。【9（1）點PPT】下面，我們開始解題。根據并聯(lián)電路中電壓的特點U=U1=U2=12V，再由歐姆定律可得通過電阻R1的支路電流I1=U1比R1=12V比10Ω=1.2A，通過電阻R2的支路電流【點PPT】I2=U2比R2=12V比40Ω=0.3A，所以總電流I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A?！?（2）點PPT】那么，這個并聯(lián)電路中的等效電阻又是多大呢？【10（1）點PPT】要求電阻R1和R2并聯(lián)的等效電阻，【點PPT】可根據歐姆定律的變形公式R=U/I，用電路兩端的總電壓比上總電流，【點PPT】代入數據就可以求出電路中的等效電阻是8Ω。即用一個阻值為8Ω的電阻替代電阻R1和R2接入此電路，電路中的總電流仍為1.5A?！?0（2）點PPT】同時我們還發(fā)現(xiàn)：并聯(lián)電路中的等效電阻小于各并聯(lián)電阻?！军cPPT】【11點PPT】為什么電阻并聯(lián)后，其等效電阻小于各并聯(lián)電阻呢？經過前面對串聯(lián)電路的分析，老師相信同學們此時一定會有正確的想法。對，電阻并聯(lián)起來，【點PPT】相當于增大了導體的橫截面積，導體的橫截面積越大，電阻就越小。我們的判斷正確嗎？現(xiàn)在就來驗證一下?！军cPPT】【12點PPT】我們在剛才的電路中再并聯(lián)一個電阻R3，它的阻值是40，看看會發(fā)生什么變化？我們來求三個電阻并聯(lián)的等效電阻R’。根據并聯(lián)電路中電壓的特點，U3=U2又因為R3=R2，根據歐姆定律可知：I3=I2=0.3A，由此得出干路中的總電流為I’=I1+I2+I3=1.2A+0.3A+0.3A=1.8A，再利用歐姆定律的變形公式求出R’=U/I‘=12V/1.8A=6.7Ω。【點PPT】【13（1）點PPT】通過計算并比較R‘<R，證明我們前邊的判斷是正確的?！军cPPT】在并聯(lián)電路中，電阻越并越小?！?3（2）點PPT】通過對前面問題的研究，我們發(fā)現(xiàn)，改變電路中電阻值，是改變電路狀態(tài)的方法之一。這種方法，在生產生活中有很多應用?！?4點PPT】隨著科技的發(fā)展，人們發(fā)明了各種阻值可以改變的電阻，其中有對溫度變化比較敏感的熱敏電阻，有對氣體濃度的變化比較敏感的氣敏電阻，對光照強度變化比較敏感的光敏電阻等等?！军cPPT】【15點PPT】比如：一些培養(yǎng)花卉的溫室大棚都需要把溫度控制在特定的范圍內，溫度太高或者太低都不利于植物的生長?！军cPPT】為了達到這個要求,在設計整個控溫系統(tǒng)的時候就采取了變化電路來控制，在這個電路中接入了一種對溫度變化敏感的熱敏電阻。【點PPT】【16點PPT】現(xiàn)在，我們來做個小實驗，看看熱敏電阻到底隨著溫度怎么變化？【播放視頻】這是一塊已經調零的歐姆表，它可以直接測量出導體電阻的大小。與電壓表、電流表相反，歐姆表表盤上的刻度值從左向右是逐漸減小的。它有不同的檔位，現(xiàn)在選擇的是×100Ω的檔位，老師已經把兩根導線和表的正、負接線柱相連，我把熱敏電阻與歐姆表連接，此時表盤上顯示該熱敏電阻的阻值約為10000Ω?，F(xiàn)在，老師用臺燈給熱敏電阻加熱。打開臺燈，將熱敏電阻靠近臺燈，請同學們注意觀察歐姆表指針的偏轉情況。歐姆表指針向右偏轉，說明熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小?！?7點PPT】如何利用這個熱敏電阻設計高溫報警電路呢？【18點PPT】每個人的設計方案可能會不同，老師也設計了一種，請看紅色方框中的電路，其實這就是一個熱敏電阻和蜂鳴器的串聯(lián)電路。下面我們就一起來實驗。【19(1)點PPT】播放視頻【19(2)點PPT】把類似這樣的一個裝置安裝在溫室大棚中，我們就會很及時調節(jié)溫室大棚的溫度到合適的范圍?！?0點PPT】其實你仔細觀察會發(fā)現(xiàn)，剛才的高溫報警電路就是一個由電阻值的變化，引發(fā)狀態(tài)改變的電路。我們用滑動變阻器替代阻值可變的熱敏電阻，用定值電阻替代蜂鳴器。進一步研究這一類電路的變化特點?！?1點PPT】同學們看這個電路，電阻R1和R2串聯(lián)在電源兩端。思考：電源兩端電壓恒定不變，當滑動變阻器的滑片P向左移動時，電路中的電流I、電阻R1兩端的電壓U1、電阻R2兩端的電壓U2如何變化？【22（1）點PPT】滑片P向左移，R2連入電路的阻值變小，而定值電阻R1不變，整體上相當于減小了導體的長度，所以電路中的等效電阻R變小了，根據歐姆定律I=U/R，因為電源兩端電壓U不變，R變小，所以電路中的電流I變大。接著再來分析電阻R1兩端的電壓，根據U1=IR1，I變大，R1不變，所以U1變大，最后根據串聯(lián)電路電壓關系，U不變，U1變大，則U2減小?！?2（2）點PPT】回顧剛才分析的過程，我們是從變化電路的局部著眼，緊接著分析了總電阻、總電流，即從局部到整體進行剖析，之后又回到局部進行分析。在對變化電路進行分析時，我們往往采用從局部到整體再到局部的分析方式?！军cPPT】【23點PPT】有的同學有質疑了，為什么不先判斷滑動變阻器兩端的電壓的變化呢？【點PPT】【24（1）點PPT】我們試一試直接分析U2的變化，之前判斷R2變小，I變大，根據U2=IR2，一個變大的數乘以一個變小的數，我們無法確定U2的變化情況。所以我們必須先判斷定值電阻兩端電壓的變化，再判斷可變電阻兩端電壓的變化?！?4（2）點PPT】通過上述分析，我們發(fā)現(xiàn)當串聯(lián)電路中的一個電阻改變時，電路中的電流及另一個電阻兩端的電壓都會隨之改變，很多實際電路都利用了串聯(lián)電路這一特點?！军cPPT】【25點PPT】比如：交通民警在檢查司機是否酒后駕車時所使用的酒精檢測儀就是利用串聯(lián)電路的這一特點工作的?！军cPPT】【26點PPT】老師這里也有一個酒精檢測儀。【27（1）點PPT】下面，就由老師來給同學們演示一下酒精檢測儀是如何工作的?！军cPPT】第一次對著檢測口直接吹氣，檢測儀顯示0，表明駕駛員沒有喝酒。第二次通過一個酒精棉簽再吹，此時顯示133，這表明駕駛員百毫升血液中含有133mg酒精。【27（2）點PPT】按照我國交通法規(guī)定，若駕駛員血液酒精含量大于或者等于80毫克，屬于醉酒駕駛，駕駛員將面臨刑事處罰?！军cPPT】【28點PPT】這么一個小小的儀器能在很短的時間內就可以完成酒精檢測，是不是很神奇。其實，它的工作原理就是如圖所示的串聯(lián)電路，電路中裝有一種對酒精氣體濃度變化比較敏感的電阻，我們把它叫做氣敏電阻?！军cPPT】【29點PPT】這個氣敏電阻的阻值隨酒精氣體濃度的變化情況如圖所示，橫軸表示酒精氣體濃度，縱軸表示氣敏電阻的阻值，從圖中可以看出，其阻值隨酒精氣體濃度的增大而減小?！军cPPT】【30點PPT】請同學們試著分析一下：當一個醉酒的駕駛員對著酒精測試儀吹氣時會發(fā)生什么現(xiàn)象？【點PPT】此時，酒精氣體濃度變大，氣敏電阻R2的阻值變小，電阻R1和R2串聯(lián)的等效電阻R變小，根據歐姆定律I=U/R，U不變，R變小，所以電路中的電流變大，則相應的電流表的示數就會變大，達到一定的警戒值，報警?！?1點PPT】酒精檢測儀能夠幫助交通民警更快地檢測出酒駕人員，但我們更希望所有的駕駛員能夠自覺的遵守規(guī)定，也希望同學們能提醒會開車的爸爸、媽媽及朋友們，拒絕酒駕，守候幸福！【點PPT】【32點PPT】這節(jié)課我們學習歐姆定律在串、并聯(lián)電路中的應用，總結出這樣的規(guī)律：串聯(lián)電路中，電阻越串越大，并聯(lián)電路中，電阻越并越小。如果我們用歐姆定律分析計算題時，我們首先要先畫等效電路圖，而在定性分析時一般會遵從從局部到整體再到局部的思路，最后我們就把這些電流和電壓的變化就變成了各種提示為我們生活提供便利?！?3點PPT】今天的作業(yè)：基礎性作業(yè)：完成“學生資源”中的課后練習?！?4點PPT】拓展性作業(yè)：如圖所示為酒精檢測儀的原理電路圖。如果把圖中的電流表改為電壓表，電壓表應該如何連入電路？連接在哪里？完成電路改進后，請簡述改進后的酒精檢測儀的工作過程?！军cPPT】今天我們就學習到這里，同學們，再見！知能演練提升能力提升1.關于串、并聯(lián)電路,下列說法正確的是()A.串聯(lián)電路電流處處相等B.串聯(lián)電路總電阻的倒數等于各電阻倒數之和C.并聯(lián)電路各支路電流總相等D.并聯(lián)電路的總電阻等于各支路電阻之和2.下列幾組電阻并聯(lián)后,等效阻值最小的一組是()A.30Ω和15Ω B.20Ω和25ΩC.10Ω和35Ω D.5Ω和40Ω3.如圖所示,電路中R1的阻值為6Ω。閉合開關S,電流表A1的示數為1.2A,電流表A2的示數為0.3A,則R2的阻值是()A.18Ω B.24ΩC.6Ω D.3Ω4.在如圖所示的電路中,兩只電流表的規(guī)格相同,電流表有兩個量程(0~0.6A以及0~3A)。閉合開關S,電阻R1與R2均有電流流過,兩只電流表的指針偏轉角度相同,則R1與R2的比值為()A.1∶5 B.5∶1C.1∶4 D.4∶15.右圖為表示阻值不同的兩個電阻的電流隨電壓變化的I-U圖線,下列說法錯誤的是()A.R1>R2B.R1、R2并聯(lián)后的總電阻的I-U圖線在區(qū)域ⅠC.R1、R2串聯(lián)后的總電阻的I-U圖線在區(qū)域ⅢD.電阻不變時,電流與電壓成正比6.如圖所示,電源電壓為12V,滑動變阻器R的最大阻值是50Ω,電阻R1的阻值為10Ω。當變阻器的滑片P從a端滑向b端時,電流表示數的變化范圍是()A.0.24~0.2A B.0.2~0.24AC.0.2~1.2A D.1.2~0.2A7.如圖所示的電路中,電源電壓保持不變,先閉合開關S1,電流表、電壓表的示數分別為I1、U1,再閉合開關S2、S3,電流表的示數分別為I2、U2,則()A.I1>I2U1>U2 B.I1<I2U1>U2C.I1<I2U1<U2 D.I1>I2U1<U28.一只小燈泡正常工作的電壓為8V,正常發(fā)光時通過它的電流為0.4A,現(xiàn)將該小燈泡接在12V的電源上,為使其正常發(fā)光,還應聯(lián)一個Ω的電阻。

9.如圖所示,當開關S閉合,甲、乙兩表為電壓表時,兩表讀數之比U甲∶U乙=4∶1,則R1∶R2=;開關S斷開,將甲、乙兩表換為電流表,通過兩電表的電流之比I甲∶I乙=。

10.電路元件A和B中的電流與兩端電壓的關系如圖所示,由圖可知,A的電阻是Ω。若將A、B并聯(lián)后接在電壓為2V的電源兩端,干路中的電流是A。

★11.如圖甲所示,電阻R1的阻值為20Ω,滑動變阻器R2上標有“50Ω2A”的字樣,當滑動變阻器的滑片P移至a端時,閉合開關S,電流表的示數為0.3A。(1)求電源電壓U。(2)若將一只電壓表并聯(lián)接入該電路A和B、B和C或A和C中的某一部分電路兩端,調節(jié)滑動變阻器R2的滑片P,使電壓表的指針指在圖乙所示的位置,請指出電壓表所有可能連接的位置,并求出滑動變阻器R2對應的電阻值。探究創(chuàng)新★12.如圖甲所示,某工廠要研發(fā)一種新型材料,要求對該材料所承受的撞擊力進行測試。在測試時將材料樣品(不計質量)平放在壓力傳感器上,閉合開關S,由靜止自由釋放重物,經撞擊后樣品材料仍完好無損。從重物開始下落到撞擊樣品的這個過程中,電流表的示數I隨時間t變化的圖像如圖乙所示,壓力傳感器的電阻R隨壓力F變化的圖像如圖丙所示。電源的電壓U=24V,定值電阻R0=10Ω。(1)在重物下落的過程中,壓力傳感器的電阻是多少?(2)在撞擊過程中,樣品受到的最大撞擊力是多少?知能演練·提升1.A串聯(lián)電路中電流只有一條路徑,在串聯(lián)電路中各處的電流均相等,選項A正確;電阻串聯(lián)后相當于增加了導體的長度,總電阻等于各分電阻之和,選項B錯誤;并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,各支路電流不一定相等,電流與電阻成反比,選項C錯誤;電阻并聯(lián)后相當于增加了導體的橫截面積,總電阻小于任一個分電阻,總電阻的倒數等于每個分電阻倒數之和,選項D錯誤。2.D根據并聯(lián)電路的等效電阻(總電阻)總是小于任何一個分電阻,5Ω和40Ω的電阻并聯(lián)后的等效電阻一定小于5Ω,其他三項的等效電阻均大于5Ω,故選項D正確。3.A從題圖可知,電路為并聯(lián)電路,電流表A1測干路中的電流,電流表A2測R2支路的電流,根據并聯(lián)電路電流規(guī)律可知,通過R1的電流為0.9A,根據歐姆定律可得電阻R1兩端的電壓為U=I1R1=0.9A×6Ω=5.4V,在并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以電阻R2的阻值為R2=UI2=5.4V04.C題圖中R1、R2并聯(lián),電流表A1測量干路電流I,A2測量R2中的電流I2,I應該大于I2,而兩表指針偏轉角度相同,說明A1的量程為0~3A,A2的量程為0~0.6A,其示數之比等于所選量程之比,即I∶I2=5∶1,因為并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以I1∶I2=4∶1,根據并聯(lián)電路的分流關系,知R1∶R2=I2∶I1=1∶4。5.A從題圖中可以看出,相同的電壓下,通過R2的電流小,所以R1<R2,故選項A錯誤,符合題意;兩個電阻并聯(lián)后,總電阻比任何一個電阻都小,所以相同電壓下,總電流比任何一個電阻中的電流都大,即在區(qū)域Ⅰ內,選項B正確,不符合題意;兩個電阻串聯(lián)后,總電阻等于兩個電阻之和,所以相同電壓下,總電流小于任何一個電阻中的電流,即在區(qū)域Ⅲ內,選項C正確,不符合題意;兩條圖線都是過原點的直線,說明在電阻一定時,電流與電壓成正比,選項D正確,不符合題意。6.D當滑片在a端時,滑動變阻器接入電路中的電阻為0,電流表的示數I1=UR1=12V10Ω=1.2A;當滑片在b端時,電路中總電阻R總=R1+R=10Ω+50Ω=60Ω,此時電流表的示數I2=7.C由電路圖可知,只閉合開關S1時,電阻R2與R3串聯(lián),電流表測電路中的電流,電壓表測電阻R3兩端的電壓,則電源電壓U=UR2+U1,所以電壓表示數U1<U,電流表示數為I1=UR2+R3;再閉合開關S2、S3,R2被短路,R1與R3并聯(lián),電壓表測量電源電壓,電流表測干路電流,此時電壓表示數U2=U,電流表示數為I2=IR1+IR3=UR1+UR3;所以U1<U8.解析電源電壓高于小燈泡正常工作的電壓,應串聯(lián)上一個電阻起分壓作用。U=U-UL=12V-8V=4V,IL=0.4A,R=UIL=4V答案串109.解析當開關S閉合,甲、乙兩表為電壓表時,甲電壓表測電源的電壓,乙電壓表測R2兩端的電壓,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,故兩電阻兩端的電壓之比為U1U2=U甲-U乙U乙=4-11=31;因串聯(lián)電路中各處的電流相等,所以通過電阻R1、R2的電流之比I1∶I2=1∶1,由I=UR可得,兩電阻的阻值之比R1R2=U1答案3∶13∶410.解析由題圖