第17章《欧姆定律在串、并联电路中的应用》教案 (公开课)2022年人教版

第四节欧姆定律在串、并联电路中的应用
【教学目标】：
知识与技能：1、了解运用欧姆定律和串联电路特点进行简单计算。

2、了解运用欧姆定律和并联电路特点进行简单计算。

过程与方法：1、体会等效电阻的含义，了解等效的研究方法。

2、通过推导串并联电路电阻关系的学习过程，学习运用理论推导得出物理规律的方法。

情感、态度与价值观：1、通过应用欧姆定律和串联电路特点推导串联电路中电阻的关系，体验物理规律在解决实际问题中的意义。

2、通过推导过程使学生养成用规律发现新规律的意识。

【教学重难点】：重点：用串并联电路的电流、电压、关系及欧姆定律进行简单的电学计算。

难点：对于解题方法的提炼。

【教学方法】：讲授法、讨论法、分析法、归纳法。

【教具】：
教学过程
教学环节
及内容
教师活动学生活动
前置补偿导入新课【课件展示】完成表格内容
串联电路并联电路
电流规律
电压规律
以下是课外实践活动设计的风力测试仪，你能说明此
装置是如何用来测量风速的吗？
学生完成表格，复习串并联
电路中电流、电压规律
学生讨论装置的原理
从而为下面的学习打下根
底。

生：风力越大，电流表的示
数越大，所以能反映出风力
的大小。

二、典例
应用及方
法提炼环
节
【设计意图】通过本例题的剖析使学生掌握逆向推理
计算法、等效电阻计算法的应用，同时使学生明白串
联分压原理
【思路导航1】逆向推理计算法
【温馨提示】由以上的计算结果我们可以得到下面结论：串联电路中两用电器电压之比等于电阻之比。

【点拨归纳】逆向推理计算法是指：从所求物理量开始进行逐步逆推所需要的物理量，一直推到题目条件为止。

即从未知到的计算方法；
【思路导航2】等效电阻计算法
依据题意由欧姆定律计算出电路中电流
将灯泡和电阻等效成一个电阻，画出等效电路
【点拨归纳】等效电阻计算法：是指将电路中串联或者并联的两个或两个以上的电阻或用电器等效看作是一个电阻，整体应用欧姆定律进行电流或电阻的求解类问题。

【反应练习1】
如下图,电源电压U=6V,电阻R1=4Ω,R2=6Ω,开关S 闭合。

求：
(1)电路总电阻多大?
(2)电路中电流多大?
(3)电阻R1、R2两端的电压之比多大? 学生进行自主讨论解题思路，然后根据教师的【思路导航】进行方法总结
【典例剖析2】如下图，电阻R
1
为10Ω，电源两端电压为12V。

开关S闭合后，求：当滑动变阻器R接入
电路的电阻R
2为40Ω，通过电阻R
1
的电流I
1
和电路的
总电流I；
【设计意图】通过本例题的剖析使学生掌握顺向推理计算法、并稳固等效电阻计算法的应用。

【思路导航1】顺向推理计算法
由并联电路电压规律
U1= U2 = U总=12V
由并联电路电流规律I总=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A
【温馨提示】由以上的计算结果我们可以得到下面结论：并联电路中两用电器电流之比等于电阻之比的倒数。

即
【点拨归纳】顺向推理计算法：从条件入手，结合串并联电路的电流电压规律，顺向推理所求未知量。

即从到未知的计算方法；
【思路导航2】等效电阻计算法
由并联电路电压规律
U1= U2 = U总=12V 学生依据总结出的方法进行稳固练习。

学生进行自主讨论解题思路，然后根据教师的【思路导航】进行方法总结。

通过R
1
的电流由欧姆定律有：
R 1和R
2
的等效电阻，即总电阻
所以电路的总电流为
【综合归纳】求干路中总电流时既可以用各支路电流之和，也可以先求总电阻，用总电压除以总电阻两种方法解决。

【反应练习2】
如下图的电路中,R1=6Ω,R2=12Ω,电流表示数为0.4A,那么A、B两端的电压为V。

【典例剖析3】多个电路状态的计算
【设计意图】让学生学会多状态变化的电路的一般解决方法
如下图的电路中，电源电压保持不变，电阻R1=5Ω，R2=15Ω。

〔1〕假设开关S闭合，S1、S2都断开时，电流表的示数为0.2A，求电源电压；
（2）假设开关S、S1、S2都闭合时，电流表的示数为0.9A，求通过电阻R3的电流。

【思路导航】学生依据总结出的方法进行稳固练习。

附件一：【课堂检测】 一、选择题
板书设计
第四节 欧姆定律在串、并联电路中的应用
一、 等效电阻规律
1、串联规律：R 总
= R 1+ R 2+……+ R n 。

2、并联规律：
二、 计算方法
1、逆向推理计算法
2、顺向推理计算法
3、等效电阻计算法
三、计算题的一般步骤
1、根据题意分析各电路状态下电阻之间的连接方式，画出等效电路图。

2、通过审题，明确题目给出的条件和未知量，并将量的符号、数值和单位，未知量的符号，在电路图上标明。

3、每一步求解过程必须包括三步：
写公式——代入数值和单位——得出结果。

教学反思
欧姆定律是初中电学中重要的定律，贯穿于电学各类计算，尤其是在串并联电路中的应用更是初中物理计算题的重点。

一、本节课的亮点：
1、设计了等效电阻的两个实验，并让学生体验了推导过程，使其对知识理解更加深刻。

2、重点是归纳总结了常用的解题方法，使学生在解计算题时有法可依。

二、学生学习困难表现在以下几方面：
〔1〕 使用量时，常常张冠李戴，不能得到正确的答案。

〔2〕 习惯于套用公式直接得到答案，稍有曲折便不知所措。

〔3〕 解题时思路混乱，看不清题目条件，不能发现量和未知量的内在联系，无从下手。

三、解决措施：
针对以上问题，我要求学生从最根本的题目开始，画出等效电路，在电路图上标出量和未知量，再根据题意，利用欧姆定律和串并联电路中电流、电压、电阻的特点解题，逐步使学生养成良好的解题习惯。

在选择习题时，认真分析学生的认知水平和个性特点，结合学生能力实际，精心再设计，选择有代表性、针对性的题目，深浅适中，突出重点，同时强调解题时的考前须知，如：在应用时，I 、U 、R 必须是同一段电路上的三个物理量，必须满足同一性等相关问题。

并要求要有完整的计算步骤。

另外，特别改编传统题目为开放性题目，增加知识的覆盖面，更重要的是把问题向纵向、横向延伸，让每个学生都参与，让不同层次的学生有难易不同的参与，同时引导学生反思解题过程，让学生通过练习知道学到了什么，认识知识架构，让全体学生获得成就感，增强自信心。

1.两个阻值分别为6Ω和3Ω的电阻,串联接在9 V的电源两端,闭合开关后,电路中的电流为( )
A.6 A
B.3 A
C.1 A
D.0.5 A
2.如下图,R
1=5Ω,R
2
=10Ω,那么电压表、示数之比是( )
A.1∶2
B.2∶1
C.1∶3
D.3∶1
3.如下图,电源电压不变,R
1=3Ω。

假设只闭合S
1
时,电流表的示数为1.5A,同时闭合S
1
、S
2
时,
电流表的示数为2A,那么R
2
的电阻为( )
A.9Ω
B.6Ω
C.4Ω
D.3Ω
二、填空题
4.在测量小灯泡电阻的实验中,因缺少电压表,小军利用两个电流表和一个阻值为10Ω的电阻
R
,同样测出了小灯泡的电阻,原理如图甲所示。

小军读出电流表的示数为0.3A,而电流表的示数如图乙所示,那么小灯泡L两端的电压为V,电阻为Ω。

5.(2021·绥化中考)如下图,假设甲、乙均为电压表时,闭合开关S,那么两电压表的读数U
甲
∶
U
乙
=3∶2。

假设甲、乙均为电流表时,断开开关S,两电流表的读数为
I
甲∶I
乙
= ,R
1
∶R
2
= 。

6.张阳在探究电阻上的电流跟两端电压的关系时,用记录的实验数据作出了如下图的U-I图像,那么a的电阻值为Ω,将a、b串联接在电压为3V的电源上,电路中电流为A。

三、计算题
7、如下图，R1=20 Ω，滑动变阻器R2最大阻值为80 Ω，电路接在电压为6 V电路中，当滑片P由最左端滑到最右端时，电压表示数由6 V变化为1.2 V，那么电流表示数变化范围是多少？当滑片P在最右端时串联电路的电阻多大？
8、如下图，R2=20Ω，电流表的示数为0.6 A，电压表的示数为12V。

求：〔1〕R1的阻值；
〔2〕并联电路总电流I ；
〔3〕并联电路总电阻R。

附件二：【课堂检测】答案
一、选择题
1、C
2、C
3、A
二、填空题
4、1V 5Ω
5、1:3 1:2
6、10Ω 0.2A
三、计算题
7、当P在最左端时R2 =0，U源=U1=6V
当P在最右端时R2 =80Ω，
电流表变化范围：0.3A—0.06A
当滑片P在最右端时串联电路的电阻R=R
1+R
2
=20Ω+80Ω=100Ω
8、〔1〕R1的阻值
〔2〕
I总=I1+I2=0.6A+0.6A=1.2A
〔3〕并联电路总电阻
液体的压强
★整体设计说明★
通过复习放在水平面上的固体的压强产生的原因，提出新问题：液体也受重力，在容器中的液体对容器底有没有压强呢？继而用实验来直观地观察液体产生的压强，再对液体的压强产生的原因及影响液体压强大小的因素展开讨论与探究，最后进行整理总结。

这样的安排使知识学习过程过渡自然，不是突兀地提出液体的压强，并能自然地了解液体压强产生的原因；对影响液体压强大小的因素的实验探究，使学习过程成为在探究中学习的过程，既学到知识，又培养学生的探索能力和协作精神。

★教材分析★
本节内容是压强在液体中的表现。

学生在生活中体验较少，已有的感性认识少，使得本节知识比拟抽
象，加上学习本节内容需要用到密度和重力的知识，对学生来说难度较大。

液体压强是固体压强知识的延深，并是浮力产生的原因，起到承前启后的作用，因而要重视本节的教学。

★教法建议★
探究、实验、分析讨论法。

★学情分析★
学生已学习了固体压强产生的原因及影响压强的因素，并具有密度知识，这为学习液体压强打好了根底。

在我们的生活中，能体验到液体压强的事件很少，就是游泳，由于水不会太深，也难以觉察到水的压强的存在，造就了液体的压强这一知识比拟抽象。

教学过程中多用现象比拟直观的实验，增加学生的感性认识，就容易接受新的知识。

★学法引导★
自学与互学总结归纳实验探究
★三维目标★
1．知识与技能
〔1〕了解液体内部存在压强及液体内部压强的方向。

〔2〕了解液体压强的大小跟什么因素有关，知道计算液体压强的公式。

〔3〕认识液体压强的实际应用——连通器，了解生活和生产中的连通器。

2．过程与方法
〔1〕通过探究串联、并联电路电压的关系，体验科学探究的过程，领会科学研究的方法。

〔2〕能运用实验法、数据分析法归纳总结物理规律。

3．情感态度与价值观目标
〔1〕利用实验，激发学生自主探究的欲望，接受科学态度的培养。

〔2〕培养学生爱科学、用科学的意识。

〔3〕通过船闸的学习，激发爱国情怀。

★重点难点★
重点：通过实验认识液体压强的特点及影响因素，利用物理模型推导公式。

难点：液体压强与深度及密度的关系。

★课时安排★
1课时
★教学过程★
一、新课引入〔约2分钟〕
1．如以下图所示，木块放至杯底，木块因受重力作用，对杯底有压强；假设向杯中倒入水，水对杯底有压强吗？__________，方向，产生的原因是________________。

2．杯子中的水，如果杯壁突然消失，会出现什么情况？说明水具有性。

有杯壁的存在为什么水就不流散呢？说明杯壁对水力的作用，同时水对杯壁力的作用，即，水对杯壁压强，产生的原因是。

3．如果水的压强只是向下或侧向的，如以下图所示，那么浸在水中的物体〔“一定〞或“不一定〞〕向下运动而不向上运动，浸在水中的物体都是下沉的吗？说明什么？
【设计意图】利用知识的迁移能力，合理推理出结论，使学生有成就感，激发学生的兴趣，同时锻炼了学生的分析推理能力、知识迁移能力，又为学习浮力打下根底。

二、新课讲解
〔一〕液体压强的特点
1．探究液体是否存在压强〔约4分钟〕
教师：请同学们设计一个实验或装置，能够直观地观察到液体有没有压强。

提示：利用力的作用效果。

方案1：利用力可以改变物体的运动状态；方案2：利用力可以使物体发生形变。

〔2分钟左右的讨论，学生有没有设计出方法或装置不要紧，关键是给学生一个思维的时间与空间，对有效思路给予以表扬〕讨论过后，展示老师采用的装置，如以下图。

玻璃杯的底是用橡皮膜来制作的。

倒入水后，如果有压强，橡皮膜将发生形变〔侧橡皮膜先不提及，实验时将它背向学生〕。

老师演示，倒入水后，让学生注意观察实验现象。

提问：看到什么现象？说明什么？方向向哪？为什么？
然后老师假装不经意将侧膜转向学生：这个玻璃筒侧壁也开了口，让我用橡皮膜堵住了。

如果有学生发现此处橡皮膜外凸，就势引导提问，如果没有学生发现，老师故作才发现，引导提问，引发思考与讨论。

问题：里面的水所受的重力是竖直向下的，对容器底部有向下的压力，底部的橡皮膜向下凸出理所当然，这侧橡皮膜怎么也外凸了呢？说明什么？什么原因呢？〔如果学生想不到，提示比拟固体液体有什么不同的特性〕
【实验结论】
A．液体对容器底和侧壁都有压强。

B．液体压强产生的原因是由于液体受到重力作用；液体具有流动性。

【设计意图】各知识点之间过渡自然，层层推进，连贯性强，同时增加了趣味性。

2．探究液体内部是否存在压强〔约2分钟〕
提问：液体对容器底的容器壁都有压强，液体的内部有没有压强存在呢？比方我们将一个物体浸在液体中，这个物体受不受液体的压强呢？
【实验探究】〔1〕液体内部是否存在压强；
〔2〕液体内部的各个方向是否存在压强。

【实验器材】
【探究步骤】
〔1〕介绍压强计：先观察U形管液面的高度差，然后让学生用手轻轻压一压探头的橡皮膜，观察U 形管中液面出现的高度差有什么变化。

小幅度地变化压力大小，观察液面高度差的变化。

由观察可知：橡皮膜受到的压强越大，U形管中液面高度差越大，或者说，U形管中液面高度差越大，说明橡皮膜受到的压强越大。

〔转换法〕
〔2〕将探头浸入水中，观察U形管中液面的高度差。

〔3〕随意变换橡皮膜的朝向，观察U形管中液面的高度差是否还存在。

【实验结论】液体内部各个方向都有压强。

3．探究影响液体压强大小的因素〔约8分钟〕
【实验器材】
【实验步骤】
〔1〕讨论猜测：液体的压强与哪些因素有关，将合理的猜测写到黑板上。

提示：依据生活经验及相关知识猜测，不可乱猜。

①浅水潜水戴水镜氧气瓶就可以，深水潜水就需要穿防护装备→→深度
②液体压强产生的原因由于受到重力，相同体积条件下，液体密度越大，所受重力越大→→液体的密度
③液体内部各个方向都存在压强→→方向
〔2〕讨论实验方法：经讨论、引导，得出实验方法——控制变量法。

〔3〕保持探头浸入水中的深度不变，将橡皮膜朝向不同方向，观察U形管中液面高度差有什么变化。

〔4〕将探头浸入的深度逐渐加深，在不同的深度停留一下，观察U形管中液面高度差有什么变化。

〔5〕保持探头浸入深度不变，分别将探头浸入清水和盐水中，观察U形管中液面高度差有什么变化。

【实验结论】〔综合以上三个实验〕液体内部朝各个方向都有压强；在同一深度，各个方向压强相等；同种液体中，深度越大，液体的压强越大；液体的压强还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，压强越大。

【设计意图】将课本的实验拆分开来，使学生对液体压强的认识由少及多，逐步掌握，而不是一股脑全涌出来。

〔二〕液体压强大小的计算方法〔约7分钟〕
【问题】我们知道了液体的压强与深度、密度有关，到底和深度、密度有什么定量的关系呢？能否找到液体压强的计算公式呢？
【提示】同一液体同一深度处，各上方向的压强都相等，那么只需要计算某一个位置竖直向下的压强就可以了。