12.3《串、并联电路中的电阻关系》教学设计 2023-2024学年北师大版物理九年级全一册

第三节 串、并联电路中的电阻关系 一、教学目标 1.通过实验现象,体会等效电阻的含义,了解等效的研究方法. 2.通过推导过程使学生树立用已知规律发现新规律的意识.知道串、并联电路中电阻的关系.会用串、并联电路中的电阻关系进行简单计算. 二、教学内容分析 本节内容仍然是欧姆定律的延续.上一节是用欧姆定律解决测量电阻的问题,而本节是用欧姆定律探索新规律,主要内容包括等效电阻概念的建立,探究串、并联电路中的电阻关系和应用串、并联电路中的电阻关系.在应用欧姆定律探索新规律的过程中,使学生加深对欧姆定律的理解. 等效的概念和等效方法的建立对于学生来说具有很重要的实际意义.他们在具体情境中学习的方法和培养的物理思想,会在恰当的场合被激活,发挥比知识学习更重要的作用.本节教科书在引入中通过实验给出了等效的概念,做好实验对等效概念的建立有很大的帮助.教师要交代清楚实验条件,才能使学生正确理解实验现象.等效电阻概念的建立应突出电阻对电流阻碍作用效果相同,其特征是在两端加相同电压时,通过它们的电流相同. 演示实验建议 教科书“问题与思考”栏目中的演示实验可以选择两节新的干电池做电源;串联电阻可以选择5 、10 的定值电阻;并联电阻可以选择两个10 的定值电阻;电流表用演示电流表.为增加演示实验的可视性,建议将电路元件固定在竖直面板上. 如果这部分内容设计为学生边实验、边推导规律的形式,则实验器材的选择、实验数据表格的设计都可以由教师直接给出,让学生通过操作、记录数据,充分体会等效电阻的意义.做实验的过程实质上就是用实验验证理论推导的过程. 串联电路中的电阻关系 教师在教学设计中应注意发挥学生作为学习主体的作用,不可将推导过程全盘包揽,而是在必要的引导后交给学生完成.教师可以引导学生画出电路图并将各个量在图中标清楚,给学生一些时间,让他们根据电路特点和欧姆定律尝试自己找出串联电路中的电阻关系. 初中阶段的欧姆定律是部分电路的欧姆定律,是研究同一段电路中电流与电压、电阻的关系.电流、电压、电阻三者必须对应同一段电路,在推导过程中通过强调每一段电路的对应关系,可强化学生对这一点的认识. 同类物理量在一个问题中同时出现,清晰地表示不同的物理量是学生的困难之处,教师可以在引导学生清楚表达演示实验电路的过程中,给出研究电路,示范用角标表示多个同类物理量的方法. 通过例题1的教学,一方面要巩固串联电路等效电阻与各串联电阻的关系;另一方面要使学生熟练使用角标表示物理量. 并联电路中的电阻关系 有了串联电路等效电阻与串联电路中电阻关系的学习基础,对于并联电路中电阻关系的学习,教师可以放手交给学生.在学生独立探究并联电路中电阻关系的过程中,教师要巡视了解学生的推导情况,找到有理有据、推导规范以及推导过程不够严谨的例子(如只有结果,没有根据;角标表示不规范等),为接下来的交流准备素材,引导学生学习规范的表示方法. 惠斯通电桥 惠斯通电桥是精确测定电阻值的装置.它的电路原理如图12-3-1所示,四个电阻、、和可变电阻连成一个四边形,每条边称作“桥”的一个臂,对角线B和D之间连接检流计G.所谓的“桥”是指DB这条对角线仿佛是一座桥.它的作用是对“桥”的两个端点D、B进行比较,当这两点间的电压为零时,检流计中没有电流通过,电桥达到平衡.此时待测电阻可由公式求出.用惠斯通电桥测电阻容易达到较高的测量准确度,因为电桥的实质是把待测电阻和标准电阻相比较,只要检流计足够灵敏,测量的精度就是标准电阻的精度. 图12-3-1 教师可以将例题2展示给学生,鼓励学生用多种方法解决题目,然后将不同的解法在全班进行交流.在学生交流的基础上,教师要进一步强调每一个电阻的电流、电压、电阻的一一对应关系.只有通过不断的强化训练,学生才能掌握和理解部分电路欧姆定律的同一性. “交流讨论”栏目中引导学生对于串联等效电阻大于每一个串联电阻,并联等效电阻小于每一个并联电阻进行解释,一方面可以巩固学生对于影响电阻大小因素的理解;另一方面可以训练学生的表达能力.因此,教师要在教学中为学生搭建交流讨论的平台. 节日小彩灯是怎样连接的 有一种节日小彩灯,它的每个小灯泡的规格是“6.3 V 0.3 A”,将它接在220 V的家庭电路中,需将这些小彩灯串联后接入电路.在使用过程中,发现如果其中某一个小灯泡灯丝断了,其他小灯泡还能发光,这是为什么呢? 这是因为小彩灯灯丝下方的两个脚上都并联了图12-3-2所示的一段涂有氧化铜的细金属丝.一旦有一个彩灯的灯丝熔断了,其他彩灯会瞬间熄灭,使这段金属丝与灯丝脚之间的氧化铜两侧的电压达到220 V,从而瞬间击穿那段金属丝表面的氧化铜涂层,使这个彩灯串重新形成通路,使得其他小灯泡继续发光. 有的小彩灯串还能闪烁,这是因为电路里串联了一只“跳泡”,它会使电路交替出现通路、断路,使电