7.3串联电路 教学设计 沪教版 九年级上册

第七章 7.3 串联电路
一、教学任务分析
本节学习串联电路的特点，涉及在固定电源电压下两个电阻串联电阻的电流、电压和电阻关系，以及利用滑动变阻器与固定电阻串联分压改变固定电阻两端电压来进行多次电阻测量的实验。以此为基础，学生可以进一步学习解决串联电路中电流、电压变化问题，故障判断问题以及伏安法测电阻实验分析问题。
学习本节内容需要有电流、电压、电阻和欧姆定律等知识为基础。同时，学生还需要具备能正确连接简单的串联电路，会正确使用电流表和电压表等基本的实验技能。
根据学生的认知水平和能力基础，本课用生活实例引入，而后通过学生实验探究串联电路中电流和各导体两端电压的特点，经历同伴间的讨论、数据的记录和分析总结得出相关的结论，在此基础上，结合欧姆定律推理得出串联电路电阻的特点。在理解串联电路特点的基础上，进行“用电流表、电压表测电阻”的学生实验，由此体会串联电路的分压作用。
本节课的教学要求学生积极、主动参与，通过自主探究串联电路特点的过程，激发学习物理的兴趣，同时体验到成功的喜悦，增强学习自信心。通过对串联电路总电阻和串联电路中电压分配关系的推理过程，提高逻辑推理能力。
二、教学目标
知道串联电路。理解串联电路中电流、电压、电阻的特点。
设计“用电流表、电压表测电阻”实验方案，注意到多次测量取其平均值可以减小实验误差的科学方法。认识实验方案的设计与讨论、数据记录、数据分析及归纳结论的科学探究方法，形成相互合作、交流分享的团队意识。
通过串联电路总电阻特点的推理过程，认识逻辑推理方法。
三、教学重点和难点
重点：串联电路的电流、电压特点。
难点：获取串联电路的等效电阻规律的过程。
四、教学资源
1.学生实验器材（4~6人一套）：学生电源、2Ω、3Ω、5Ω、8Ω、10Ω、12Ω、20Ω电阻，电流表、电压表、滑动变阻器、电键、导线若干。
2.演示实验器材：电源、小灯泡两个、电键、导线若干。
3.自制PPT幻灯片、多媒体教学设备。
五、教学设计思路
本设计的内容包括串联电路的特点及其应用两部分内容。
本设计的基本思路是：通过生活中情景引入串联电路，接着指导学生根据已学知识自主设计实验方案，探究“串联电路的特点”。通过实验探究归纳得到串联电路的电流、电压特点，而后在教师的辅助下，结合已学过的欧姆定律知识推导出串联电路电阻的特点。通过“用电流表、电压表测定电阻”的实验，学会利用滑动变阻器改变串联电路中的电流和导体两端电压，进一步理解欧姆定律和串联电路的特点。
本设计要突出的重点是：串联电路的电流、电压特点。方法是：学生通过实验方案的设计与讨论和自主选择实验器材，经历实验数据记录、分析、归纳而后总结得出串联电路特点。并把自己的实验数据通过Ipad拍照上传汇总，方便同学间交流讨论
本设计要突破的难点是：获取串联电路的等效电阻规律的过程，及科学推理的思想方法。方法是：通过实验找到一个电阻R接入电路替代串联电阻R1和R2，在电源电压保持不变的条件下使电路中的电流与原来两个电阻串联时电路中的电流相同，对串联电路的总电阻与各串联电阻之间的关系有个初步认识，而后在教师引导下结合欧姆定律知识进行理论推理。
完成本设计的内容约需2课时。
六、教学流程
1.教学流程图
2.流程图说明
情景I 视频
播放录像，观看生活中圣诞树上漂亮的小彩灯。
情景II 演示实验
组成一个串联电路。闭合、打开电键，观察小灯的工作情况。调换电键位置，观察小灯的工作情况。
活动I 学生实验1
学生自己选择实验桌上的器材，分小组进行实验并完成实验报告，并通过Ipad上传，归纳、得出串联电路电流、电压的特点。
活动II 学生实验2
学生自己选择实验桌上的器材，分小组进行实验，探究两个串联导体用一个导体来替代的问题。教师引导，利用欧姆定律推导得出串联电路电阻的特点。
活动III 小组交流
小组间分享交流实验成果与学习体会。
活动Ⅳ 应用1
课堂练习反馈。
情景III 视频
播放串联电路分压作用的Flash，利用欧姆定律和串联电路的电流关系推导：串联电路电压按电阻的分配规律。引出不改变电池个数，利用串联电路，用电流表、电压表测电阻的课题。
活动Ⅴ 小组交流
小组交流“用电流表、电压表测电阻”的实验方案。
活动Ⅵ 学生实验3
实验“用电流表、电压表测电阻”。
活动Ⅵ 巩固
针对实验中的问题，设计问题情景，让学生进行辨析、讨论。
3.教学主要环节 本设计可分为二个主要的教学环节。
第一环节，通过录像导入，认识串联电路并学会正确连接串连电路。自主设计实验方案探究获得串联电路电流、电压的特点，同时推理得出串联电路电阻的特点。
第二环节，由串联电路的特点引出其具有分压作用，提出“在不改变电池节数的前提下，如何利用串联电路的特点测定导体的电阻？”这一问题，分组讨论、交流，进行方案设计，并在教师引导下完善实验方案，同时对电路连接和电表使用过程中的注意点加以提醒，注意用电安全，渗透生命教育。
七、教案示例
第一课时
（一）引入
1．视频：播放录像，观看生活中圣诞树上漂亮的小彩灯，讨论这些小灯的连接是用了哪种连接方式，引出串联电路：用导线把用电器逐个顺次连接起来组成的电路。
2．演示实验
（1）教师在黑板上出示一些元件，要求学生选出所需要的连接成一个串联电路。（一位学生到黑板上来连接串联电路实物图，一位学生将实物图画成电路图。）
提出问题：串联电路有什么工作特点呢？
（2）变化电键所处的状态，观察小灯的工作情况。看到两灯同时亮，同时熄灭的现象。
提出问题：调换电键位置，对串联电路有无影响？
（3）调换电键位置，观察小灯的工作情况。看到两灯同时亮，同时熄灭的现象。
结论：串联电路电流只有一条路径，通过一个用电器的电流也通过另一个用电器，不能独立工作。若一处断开，各处电流都为零，且电键位置对串联电路没有影响。
提出问题：串联电路中电流、电压、电阻各有什么特点？
（二）新课
3．探究串联电路电流、电压的特点
（1）设计实验方案
①探究串联电路电流特点
结合已有的电流知识，讨论所需的测量仪器、仪器的使用方法和实验过程。对于学生设计的实验方案中不完善之处，教师要通过有针对性的提问并引导同学相互间补充完善。
②探究串联电路电压特点
结合已有的电压知识，讨论所需的测量仪器、仪器的使用方法和实验过程。对于学生设计的实验方案中不完善之处，教师要通过有针对性的提问并引导同学相互间补充完善。
（2）学生动手实验
学生自己选择实验桌上的器材，分小组进行实验并完成实验报告、归纳结论。（实验过程中教师要加强巡视与指导，及时发现学生操作过程中的问题并加以纠正）
结论：
①串联电路各处电流都是相等的。I=I1=I2
②串联电路两端总电压等于各串联电阻两端的电压之和。U=U1+U2
4．探究串联电路电阻的特点
（1）设计实验方案
结合已有的电阻知识，讨论两个串联导体用一个导体来替代的问题。学生选择实验器材替代原来的两个电阻。
提问：如何得知替代效果没有改变？
（2）学生动手实验
学生自己选择实验桌上的器材，分小组进行实验，得出“两个导体串联后可以用一个导体来替代，起替代作用的导体电阻叫这个串联电路的总电阻”的结论。
（3）理论推理
教师引导，利用欧姆定律推导总电阻R与两串联导体电阻R1、R2之间的关系。
结论：串联电路总电阻等于各导体的电阻之和。R=R1+R2
（三） 知识应用
5．巩固练习
（1）在图1所示的电路中，要使灯L1和L2串联连接，则关于1、2、3、4四个接线柱的连接方法，下列说法中正确的是 ( )
A．只需连接1和2。 B．只需连接2和3
C．只需连接 3和4。 D．只需连接 1和3。
（2）在图2所示的电路中，电阻R1的阻值为5欧，R2的阻值为10欧，通过电阻R1的电流为0.2安，则通过电阻R2的电流为 安；电阻R1两端电压U1为 伏，总电阻R为 欧，总电压U为 伏。
第二课时
（一）引入
1．播放串联电路分压作用的Flash，利用欧姆定律和串联电路的电流关系推导：串联电路电压按电阻的分配规律。引出不改变电池的个数，利用串联电路，用电流表、电压表测电阻的课题。
（二）新课
2．学生实验“用电流表、电压表测电阻”
（1）设计实验方案
①待测电阻的电流与待测电阻两端的电压的测定
结合已有的电流、电压、欧姆定律知识，讨论需要测量的物理量以及需要使用的测量仪器。
由于电流表与电压表的使用方法不同，所以要强化两电表的正确使用与读数，然后确定实验电路图。
②滑动变阻器的使用
结合已有的串联电路电压按电阻的分配规律，讨论给待测电阻串联一个导体来改变待测电阻两端的电压的问题。
提问：如何选择串联的导体更有利于多次测量？
学生选择实验器材，分组讨论交流。（要详细讨论滑动变阻器的使用方法，对于学生设计的实验方案中不完善之处，教师要通过有针对性的提问并引导同学相互间补充完善。）
（2）学生动手实验
根据讨论、交流后的完善实验方案，分小组分别用电流表、电压表测电阻。（实验过程中教师要加强巡视与指导，及时发现学生操作过程中的问题并加以纠正，同时渗透安全教育、感悟生命的价值。）
3．实验小结
⑴伏安法测电阻的原理。
⑵电路连接过程中的注意点；电表的规范使用。
⑶测量三次取其平均值的意义。
4．巩固讨论
出示连接错误的电路（如电建闭合、电压表串联在电路中、滑动变阻器接入电路的阻值最小等），要求学生辨认、并说出该错误造成的后果。
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