17.4 欧姆定律在串、并联电路中的应用 教学设计 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 教学设计（第1课时） 课题 欧姆定律在串、并联电路中的应用 课时 第1课时 授课类型 新授课 授课教师 授课时间 教材 分析 本节是第十七章第4节（1课时）。教材指出："欧姆定律是电学的基本定律之一，应用非常广泛。实际电路虽然比较复杂，但是往往可以简化为串联电路、并联电路或它们的组合。"通过两道例题示范解题思路：例题1（串联情境）——某同学设计了一个用开关S₂控制电阻为R₁的电阻器两端电压的工作电路，电源电压为18 V，由R₁的I-U图像可知其两端电压为18 V时通过的电流为0.9 A，求得R₁=20 Ω；当闭合S₁、断开S₂时R₁与R₂串联，要使R₁两端电压变为16 V，依次运用欧姆定律和串联电路的电流、电压关系求得R₂=2.5 Ω。例题2（并联情境）——电阻R₁为10 Ω，开关S₁闭合、S₂断开时电流表示数为1.2 A，再把S₂闭合后示数变为1.5 A，求得R₁两端电压U₁=I₁R₁=12 V；两电阻并联、电压相等，干路电流等于各支路电流之和，求得I₂=0.3 A、R₂=40 Ω。教材最后归纳解题方法："欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的""可以先选择某个导体为研究对象，用欧姆定律求解……再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案"，也可以反过来。 本节是欧姆定律与串、并联电路电流、电压规律的综合运用课，是全章知识的落脚点，也是培养电学计算能力的载体。课标对应3.4.2"理解欧姆定律"、3.4.4"探究并了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点"。 运用欧姆定律和串、并联电路的电流、电压关系进行计算是本课时的重点；研究对象的选取与U、I、R的同一性对应、从I-U图像获取信息是本课时的难点。 学情 分析 1. 知识储备分析：学生已掌握欧姆定律（第2节），了解串联电路中电流处处相等、各电阻两端电压之和等于电源电压，并联电路中各支路两端电压相等、干路电流等于各支路电流之和（第十五章第5节、第十六章第2节），具备综合运用的知识基础。（依据教材前置章节推断） 2. 思维能力分析：解电学综合题时，学生最易犯"张冠李戴"错误——把甲导体的电流代入乙导体的电阻计算；从I-U图像中提取数据（对应点读数）的能力不足；对开关通断引起电路结构变化（如S₂断开后由单独工作变为串联）的分析缺乏经验。（常见情形，待你确认） 3. 学习态度分析：例题情境（科技活动电路、电流表示数变化）有一定挑战性，学生"跳一跳够得着"；解题规范需通过板书示范强化。 核心素养 教学目标 物理观念：能综合运用欧姆定律和串、并联电路中电流、电压的关系，计算串联或并联电路中的电流、电压、电阻；理解串联电路的分压作用与并联电路的分流作用。 科学思维：建立"选取研究对象—明确对应关系—欧姆定律与电路规律联立"的解题思维模型；学会从I-U图像中读取数据并求出电阻；通过分析开关通断引起的电路结构变化，发展动态分析电路的能力。 科学探究：通过两道例题的解答，经历"读题画图—明确已知与所求—选取研究对象—列式求解—检验作答"的完整过程，学习规范书写计算题。 科学态度与责任：体会欧姆定律在分析实际电路中的基础地位，感受物理规律的应用价值；养成细致读题、规范书写、结果带单位的严谨习惯。 教学重点 1. 运用欧姆定律求解串联电路中的问题（例题1类型）； 2. 运用欧姆定律求解并联电路中的问题（例题2类型）； 3. 解题思路：先选研究对象用欧姆定律，再结合串、并联的电流、电压关系。 教学难点 1. U、I、R的同一性——三个量必须属于同一个研究对象，不能混代（常见难点，待你确认）； 2. 从I-U图像获取信息及开关通断引起电路结构变化的分析。 教学方法 例题示范法、讲练结合法、变式训练法 学习方法 模仿练习法、独立练习法、讨论交流法 教学准备 教师：多媒体课件（含教材图17.4-1～图17.4-4）；板书示范用直尺、彩笔。 学生：课本、练习本、笔、草稿纸。 教学过程 二次备课 导入新课（5分钟） 【提出问题】（教材"问题"栏目）欧姆定律是电学的基本定律之一，应用非常广泛。实际电路虽然比较复杂，但是往往可以简化为串联电路、并联电路或它们的组合。我们如何运用欧姆定律解决串联和并联电路中的问题呢？ 【复习铺垫】提问：①串联电路中电流、电压各有什么关系？（电流处处相等；总电压等于各部分电压之和。）②并联电路呢？（各支路两端电压相等；干路电流等于各支路电流之和。） 【设计意图】带着"如何综合运用"的问题进入例题学习，激活串、并联电路规律作为解题工具。 新课讲授（28分钟） 一、例题1：串联电路中欧姆定律的应用（12分钟） 【读题】（出示图17.4-1、图17.4-2）为开展科技活动，某同学设计了一个用开关S₂控制电阻为R₁的电阻器两端电压的工作电路，电源电压为18 V。已知通过电阻为R₁的电阻器的电流与其两端电压的关系如图17.4-2所示。（1）电阻R₁是多少？（2）闭合开关S₁，要使开关S₂断开时电阻为R₁的电阻器两端的电压变为16 V，另一个电阻器的电阻R₂应为多少？ （教材截图：图17.4-1 例题1的电路图、图17.4-2 I-U图像） 【解（1）】（板书示范）从图17.4-2可知，电阻为R₁的电阻器两端的电压U′为18 V时，通过它的电流I′为0.9 A。由欧姆定律可得R₁=U′/I′=18 V/0.9 A=20 Ω。 【解（2）】S₂断开后，电阻为R₁的电阻器两端的电压U₁为16 V。根据欧姆定律，此时通过它的电流I₁=U₁/R₁=16 V/20 Ω=0.8 A。由于S₂断开时电阻为R₁和R₂的电阻器是串联的，它们两端的电压之和等于电源电压U，此时电阻为R₂的电阻器两端的电压U₂=U−U₁=18 V−16 V=2 V；因为串联电路中各处的电流相等，所以I₂=I₁=0.8 A。由欧姆定律可得R₂=U₂/I₂=2 V/0.8 A=2.5 Ω。 【思路点拨】先以R₁为研究对象，用欧姆定律（结合图像）求出电流，再利用串联电路的电流、电压关系过渡到R₂，最后对R₂用欧姆定律。 二、例题2：并联电路中欧姆定律的应用（10分钟） 【读题】（出示图17.4-3）如图所示，一个电阻器的电阻R₁为10 Ω，开关S₁闭合、S₂断开时，电流表的示数为1.2 A，再把S₂闭合后，电流表的示数变为1.5 A。（1）开关S₁闭合、S₂断开时，电阻为R₁的电阻器两端的电压是多少？（2）另一个电阻器的电阻R₂是多少？ （教材截图：图17.4-3 例题2的电路图） 【解（1）】开关S₁闭合、S₂断开时，只有R₁接入电路，电流表的示数等于通过R₁的电流I₁。由欧姆定律可得此时R₁两端的电压U₁=I₁R₁=1.2 A×10 Ω=12 V。 【解（2）】S₂闭合后两个电阻器并联，它们两端的电压相等，即U₂=U₁=12 V；电流表测干路电流，其示数等于通过两条支路的电流之和I。因此通过R₂的电流I₂=I−I₁=1.5 A−1.2 A=0.3 A。由欧姆定律可得R₂=U₂/I₂=12 V/0.3 A=40 Ω。 【思路点拨】抓住"电流表示数由1.2 A变为1.5 A"——先由S₂断开时的独路状态求电源电压，再利用并联电压相等与干路电流关系求支路电流。 三、方法归纳（6分钟） 【教师讲解】（结合教材原文）欧姆定律公式中的电压、电流、电阻是对同一个研究对象而言的，因此在应用欧姆定律解决问题的时候，必须明确公式中的三个量是不是这个研究对象的；而串、并联电路中的电流关系、电压关系，描述的是不同研究对象之间的相互联系。在解决串、并联电路的问题时，我们可以先选择某个导体为研究对象，用欧姆定律求解通过它的电流或它两端的电压，再通过该导体与其他导体的串、并联关系求得题目的答案；我们也可以先通过两个导体的串、并联关系求得通过某一个导体的电流或它两端的电压，再以该导体为研究对象，用欧姆定律求解题目的答案。 【随堂口算】串联的两个导体，电阻大的分得的电压________（大）；并联的两个导体，电阻大的通过的电流________（小）。 【设计意图】两道例题分别覆盖串联、并联两类情境，示范"研究对象+两个规律联立"的通用思路；方法归纳把个别经验上升为一般策略。 课堂小结（4分钟） 【师生共同梳理】①解题总思路：认电路（串联还是并联）→选研究对象→欧姆定律与串、并联电流电压关系联立；②串联：电流处处相等（I₂=I₁），总电压等于各部分电压之和（U₂=U−U₁）；③并联：各支路电压相等（U₂=U₁），干路电流等于各支路电流之和（I₂=I−I₁）；④规范：公式→代入数值和单位→结果，结果要对应明确的研究对象。 课堂练习 课堂练习（8分钟） 1.（课本"练习与应用"第1题）把电阻分别为5 Ω、15 Ω的两个电阻器和一个电流表串联起来，接在电源上。电流表的示数是0.3 A，电源的电压是多少？（答案：串联总电阻R=5 Ω+15 Ω=20 Ω，U=IR=0.3 A×20 Ω=6 V。） 2.（课本第2题）把电阻分别为R₁与R₂的两个电阻器并联后接入电路，两端所加的电压为24 V。如果R₁为80 Ω，通过电阻为R₂的电阻器的电流为0.2 A，电路中的总电流是多少？电阻R₂是多少？（答案：通过R₁的电流I₁=U/R₁=24 V/80 Ω=0.3 A，总电流I=I₁+I₂=0.3 A+0.2 A=0.5 A；R₂=U/I₂=24 V/0.2 A=120 Ω。） 板书设计 第4节 欧姆定律在串、并联电路中的应用 一、串联：I处处相等；U=U₁+U₂；分压——电阻大的分压大 二、并联：U各支路相等；I=I₁+I₂；分流——电阻大的电流小 三、解题：认电路→选研究对象→欧姆定律＋串并联规律（同一性！） 作业设计 作业设计 1.（课本第3题）有一个电阻是40 Ω的电阻器，允许通过的最大电流是0.2 A。若将它接在20 V的电源上，它能正常工作吗？为使它正常工作，应串联一个电阻是多大的电阻器？（答案：直接接入时I=U/R=20 V/40 Ω=0.5 A＞0.2 A，不能正常工作；应串联电阻器R′，使总电阻R总=U/I最大=20 V/0.2 A=100 Ω，R′=100 Ω−40 Ω=60 Ω。） 2.（课本第4题）如何用一个电压表和一个已知电阻的电阻器来测量某个电阻器的电阻？某同学设计了如图17.4-4所示的电路。实验时，已知R₁为40 Ω。闭合开关S、断开S₁时电压表的示数是2.0 V，闭合S₁时电压表的示数是2.8 V。整个实验过程中，电源的电压不变，求待测电阻器的电阻R₂。（答案要点：闭合S₁时R₂被短路，电压表示数即电源电压U=2.8 V；S₁断开时R₁与R₂串联，电压表测R₁两端的电压U₁=2.0 V，电路中电流I=U₁/R₁=2.0 V/40 Ω=0.05 A；R₂两端的电压U₂=U−U₁=2.8 V−2.0 V=0.8 V，R₂=U₂/I=0.8 V/0.05 A=16 Ω。） （教材截图：图17.4-4 练习第4题电路图） 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 $