3.1 安装与测试电阻串联电路（教案）-《电工基本电路安装与测试》同步精品课堂(高教版·第2版)

《安装与测试直流电路—安装与测试电阻串联电路》教案 课 题 3.1安装与测试电阻串联电路 课 型 理论 课 时 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 在《电工基本电路安装与测试》里，电阻串联电路章节至关重要。从知识架构看，它是电路基础模块，安装电阻串联电路为学生开启实践大门，熟悉电路搭建流程，强化动手技能，这是电工实操根基。测量环节让学生掌握电表运用，为精准检测电路数据奠基。分析电路特性有助于构建理论体系，理解电流、电压、电阻关联。故障排查部分，电阻法与电压法是电工必备诊断技能，无论是电阻分段、分阶测量，还是电压对应方法，都为解决实际电路故障提供多元思路，提升学生工程应用能力。 学情分析 中职学生在学习电阻串联电路知识点时，呈现出多面性特点。动手实践方面，他们对安装、测量电路兴趣颇高，积极性强，但操作精准度欠佳，像连接导线时易松动、电表表笔连接不规范，影响数据准确性。理论理解上，部分学生对串联电路电流、电压特点能初步掌握，可推导公式、深入分析时思维较局限，尤其面对复杂的电阻法、电压法故障排查，易混淆步骤。学习习惯上，主动预习、复习不足，多依赖课堂讲解，不过团队协作意愿较高，小组讨论能激发其探索欲，教师应据此因材施教，提升教学成效。 学习目标 1. 能依据电路图规范安装电阻串联电路，操作熟练。 2. 熟练运用电表准确测量串联电路各项电学量。 3. 掌握电阻法与电压法排查串联电路故障技巧。 学习重难点 学习重点 1. 熟练掌握电阻串联电路的安装与测量方法，操作精准。学生需依照电路图，正确连接电路元件，准确使用电表测量电流、电压值，为后续分析电路奠定基础。 2. 理解并运用电阻法、电压法排查串联电路故障。能够依据不同故障现象，选择合适的电阻分段测量法、电阻分阶测量法或电压分段、分阶测量法，准确判断故障点并解决问题。 学习难点 1. 深入分析电阻串联电路的特性及推导相关公式。理解串联电路中电流、电压、电阻之间的内在逻辑关系，通过自主推导公式，如等效电阻计算公式等，深化知识理解，对学生的逻辑思维要求较高。 2. 灵活运用多种故障排查方法应对复杂电路情境。实际电路故障多样，在复杂串联电路里，学生要快速判断并切换合适的排查方法，综合考虑多种因素找出故障根源，这需要积累大量实践经验。 教学方法 讲授法、讨论法、小组合作、任务驱动 课前准备 1.准备直流电源、电阻等器材，确保齐全。 2.预习电阻串联电路知识，熟悉相关公式。 3.检查万用表，保证其能正常测量电阻和电压。 教学媒体 PPT、画图 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 课程伊始，教师拿出一个装有电池、两个电阻、灯泡及导线的透明实验盒，展示内部看似杂乱的电路连接，创设情境：“同学们，这是老师匆忙搭建的一个简易照明电路，本想让灯泡亮起，可现在出了问题，灯泡死活不亮，大家猜猜可能是哪里出故障了？” 引导学生观察思考。 接着，教师将电路图画在黑板上，标注各元件，进一步提问：“若我们要用电阻法来检测，像电阻分段测量法，该从哪儿入手？量程又该如何选？” 激发学生回顾电阻法知识。 随后，教师切换情境，展示一组串联电池为玩具车供电但车不动的场景，问：“电源串联在生活中很常见，这里电池串联却带不动玩具车，结合所学电源串联知识，想想可能的原因，以及能否用电压法快速诊断故障？” 持续推动学生深入探究，强化知识运用与问题解决能力。 学生们看到老师展示的不亮灯泡实验盒后，以小组为单位展开热烈讨论，仔细观察电路连接，大胆猜测故障原因，如电阻是否短路或断路、灯泡灯丝是否烧断、导线连接是否松动等，并将猜想记录下来。当老师在黑板上画出电路图并提问电阻分段测量法时，小组内成员共同回忆所学知识， 通过小组讨论观察不亮灯泡的故障原因，培养学生观察细节、分析问题以及团队协作交流的能力，让学生养成从多方面思考电路故障的习惯。结合老师提问回顾电阻法知识并确定测量方案，强化学生对知识的记忆与运用，提高学生将理论知识与实际操作对接的能力。 活动二： 调动思维 探究新知 一.任务实施（与实际相结合） 1.安装电阻串联电路 将两个电阻按图3.3(a)所示依次连接，图3.3(b)所示是它的实物图。 2.测量电阻串联电路 用直流电流表和直流电压表分别测量2个电阻串联电路通过各电阻的电流、总电流和总电压、分电压，将测量结果记人表 3.1。 3.分析电阻串联电路 如图 3.3所示，把两个或两个以上的电阻依次连接，使电流只有一条通路就组成了电阻串联电路。图3.4(a)所示是由3个电阻组成的串联电路。 4.排除电阻串联电路故障 电阻法是电气故障检测的常用方法。电阻法是指电路切断电源后，用万用表的电阻挡判断电气故障的方法。常用的电阻法有电阻分段测量法和电阻分阶测量法。 (1)电阻分段测量法 电阻分段测量法是切断电源后，用万用表的电阻挡依次逐段测量相邻两标号的电阻，判断电气故障的方法。如图3.7所示是用电阻分段测量法检查和判断电阻串联电路的示意图，如故障现象为“合上开关 S，小灯泡L1 和 L2均不亮”。检测前，先切断电源，将万用表拨到量程合适的电阻挡。检查方法见表 3.2。 (2)电阻分阶测量法 电阻分阶测量法是切断电源后，用万用表的电阻挡依次测量电阻，判断电气故障的方法。如图3.8所示是用电阻分阶测量法检查和判断电阻串联电路的示意图，如故障为“合上开关S，小灯泡 L1 和 L2 均不亮”。检测前，先切断电源，将万用表拨到量程合适的电阻挡。检查方法见表 3.3。 学生分组进行实验操作，首先依照图 3.3 (a)，小心地拿起导线，将两个电阻按要求依次连接，连接过程中相互提醒注意导线与电阻的接触是否紧密，连接完成后对照图 3.3 (b) 仔细检查实物连接是否有误。接着，学生们正确连接直流电流表和直流电压表，在小组成员相互监督下，按照规范操作分别测量 2 个电阻串联电路通过各电阻的电流、总电流以及总电压、分电压，一人负责操作电表换挡、表笔连接，一人负责读数，一人负责记录数据，确保数据准确无误地记入表 3.1。测量完毕后，学生们围坐在一起，看着电路图 3.3 和图 3.4 (a)，结合测量数据探讨电阻串联电路的电流、电压特点，尝试推导串联电路电阻公式。当遇到 “合上开关 S，小灯泡 L1 和 L2 均不亮” 的故障模拟场景时，小组内再次分工，一部分同学切断电源，将万用表拨到合适量程的电阻挡，依据电阻分段测量法，从电路一端开始，依次逐段测量相邻两标号的电阻，另一部分同学记录测量结果，然后全体共同分析判断故障点，若有疑问则参考表 3.2；之后再采用电阻分阶测量法重复上述排查过程，对比两种方法的差异与优劣，总结故障排除经验。 通过亲自动手连接电路，培养学生的动手实践能力和团队协作精神，让学生在实际操作中熟悉电路元件的连接方式，提高操作的规范性与准确性，避免因操作不当影响实验结果。测量环节锻炼学生正确使用电表的技能，分工合作培养学生的责任意识与协同工作能力，同时让学生从测量数据直观感受电阻串联电路的特性，为后续理论分析提供依据。分析电路特点有助于学生将感性认识上升为理性知识，加深对串联电路本质的理解，锻炼逻辑思维能力。设置故障排查活动，让学生将所学电阻法知识应用于实际问题解决，强化学生对知识的掌握程度，培养学生应对实际电气故障的检测与诊断能力，通过对比两种测量法，拓宽学生解决问题的思路，提升学生的综合实践素养。 活动三： 调动思维 探究新知 二、任务拓展（增强与学生的互动） 1.电源串联 电阻可以串联，电源也可以串联。在工程上，经常根据需要把电动势和内阻相同的电池串联起来，组成电池组，如两节千电池串联起来作手电筒的电源等。电池串联时，其等效电动势E串=nE，内阻r串=nr。 2.电压法排除故障 电压法是电路接通电源后，用万用表的电压挡判断电气故障的方法。常用的电压法有电压分段测量法和电压分阶测量法。 (1)电压分段测量法 电压分段测量法是指电路接通电源后，用万用表的电压挡依次逐段测量相邻两标号的电压，判断电气故障的方法。如图3.9所示是一个串联电路，直流电源电压为12 V，小灯泡 L1、L2 规格相同，如故障为“合上开关S，小灯泡L1和L2均不亮”。检测时，先将万用表的量程置于直流电压25 V挡，用电压分段测量法所测的电压值及故障点见表 3.4。 (2)电压分阶测量法 电压分阶测量法是指电路接通电源后，用万用表的电压挡依次测量电压，判断电气故障的方法。图3.10所示是一个串联电路，直流电源电压为 12V，小灯泡L1、L2 规格相同，如故障为“合上开关S，小灯泡L1和L2均不亮”。检测时，先将万用表的量程置于直流电压25V挡，用电压分阶测量法所测的电压值及故障点见表 3.5。 1. 电源串联探究 学生分组讨论生活中常见的电源串联设备，如玩具、移动电源等，然后每个小组派代表进行分享。之后，学生利用实验器材（相同电动势和内阻的电池）进行电源串联实验，改变串联电池的数量，使用电压表分别测量单个电池的电动势和串联后的总电动势，记录数据并验证等效电动势公式$E_{串}=nE$。同时，用欧姆表测量单个电池内阻和串联后的总内阻，验证内阻公式$r_{串}=nr$。 小组之间相互交流实验结果，分析实验误差产生的原因，如电池本身的差异、测量仪器的精度等。如果实验结果与理论值偏差较大，小组合作尝试改进实验方法，重新进行实验。 2. 电压法故障排除实践 教师设置故障电路场景（如上述串联电路中小灯泡不亮）后，学生分组选择电压分段测量法或电压分阶测量法进行故障排查。在操作过程中，学生严格按照步骤进行测量，一名学生负责操作万用表，一名学生负责记录测量的电压值，其他学生负责观察电路和万用表读数，并根据测量结果对照相应表格（表3.4或表3.5）判断故障点。 每个小组完成故障排查后，制作简单的故障排查报告，包括故障现象、测量方法、测量数据、故障点判断以及排除故障的建议等内容。然后，各小组依次展示报告，其他小组可以提问和讨论，共同总结电压法排除故障的技巧和注意事项。 1. 电源串联探究的设计意图 通过让学生讨论生活中的实例，能够使学生将物理知识与实际生活联系起来，提高学生对物理知识的应用意识和学习兴趣。进行电源串联实验，让学生亲自验证公式，可以加深学生对电源串联特性的理解，培养学生的实验操作能力和数据处理能力。小组交流和改进实验环节，有助于培养学生的团队合作精神、批判性思维和解决问题的能力，让学生在实践中学会分析实验误差并寻找解决方法。 2. 电压法故障排除实践的设计意图 让学生在实践中掌握电压法排除故障的两种方法，培养学生的实际操作技能和解决实际问题的能力。制作故障排查报告可以锻炼学生的书面表达能力和逻辑思维能力，通过小组展示和讨论，能够促进学生之间的相互学习和交流，拓宽学生的思维方式，让学生更加深入地理解电压法的原理、步骤以及在故障排除中的应用，同时提高学生的沟通能力和对知识的综合运用能力。 活动四： 巩固练习 素质提升 总结和复习阶段： 同学们，今天学习电阻串联电路。我们学会安装、测量与分析串联电路，掌握电阻法、电压法排除故障，还了解电源串联。课后要多复习，巩固知识，用所学解决实际电路问题，提升动手与思维能力。 学生跟随教师的总结回顾，对照自己的笔记，对重点知识进行再次梳理和记忆，加深对知识的理解。对于自己仍然存在疑问的地方，及时向教师提问，确保对本节课知识的全面掌握。 帮助学生梳理本节课的知识框架，强化重点知识的记忆，解决学生在学习过程中存在的疑惑，使学生对所学知识有更清晰、更深入的理解，为后续的学习和实践打下坚实的基础。 课堂小结 作业布置 1. 绘制一个含 5 个电阻串联的电路图并标注电流流向。 2. 用电阻法排查家中一个简单串联电路故障并记录。 3. 计算 3 节电动势 1.5V、内阻 0.5Ω 电池串联后的参数。 板书设计 一、任务实施 1. 安装电路 0. 展示图 3.3 (a) 电路图 0. 对照 3.3 (b) 实物图讲解连接要点 1. 测量电路 0. 直流电流表使用方法 0. 直流电压表使用方法 0. 记录表格（表 3.1）模板展示 1. 分析电路 0. 串联电路定义：多电阻依次连接，单电流通路 0. 结合图 3.4 (a) 分析电流、电压、电阻特点 1. 排除故障 0. 电阻法：断电后万用表电阻挡检测 8. 电阻分段测量法 1. 测量步骤：逐段测相邻标号电阻 1. 遇 “灯泡不亮” 故障处理流程（结合表 3.2） 8. 电阻分阶测量法 2. 测量步骤：依次测量电阻 2. 遇 “灯泡不亮” 故障处理流程（结合表 3.3） 二、任务拓展 1. 电源串联 0. 原理：同电动势、内阻电池串联 0. 应用举例：手电筒电池组 0. 公式：等效电动势 E 串 = nE，内阻 r 串 = nr 1. 电压法排障 0. 原理：通电后万用表电压挡检测 0. 电压分段测量法 13. 测量步骤：逐段测相邻标号电压 13. 遇 “灯泡不亮” 故障处理流程（结合表 3.4） 0. 电压分阶测量法 14. 测量步骤：依次测量电压 14. 遇 “灯泡不亮” 故障处理流程（结合表 3.5） 三、总结归纳 1. 重点知识回顾 1. 强调实验操作注意事项 1. 引导学生思考知识应用场景 教学反思 电阻串联电路教学反思 在本次教学中，任务实施环节让学生亲手操作安装、测量电阻串联电路，能直观感受电路特性，学生参与度较高。但也发现部分学生对电表量程选择及读数不够熟练，后续需强化训练。分析电路时，小组讨论激发了思维碰撞，但引导学生自主推导公式深度不足。 任务拓展部分，电源串联知识与生活结合，学生兴趣浓厚，可多引入实例。电压法排除故障教学，学生在复杂故障排查中稍显吃力，应提前铺垫更多基础练习。整体而言，今后教学要平衡理论与实践占比，关注个体差异，提升教学效果。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$