探究串联电路的特点 教案 (2)
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文档简介
探究串联电路的特点
教案
1教学目标
一.知识与技能
(1)知道串联电路。
(2)理解串联电路中电流、电压的特点。
(3)理解等效电阻和串联电路中电阻的特点。
二.过程与方法
(1)通过对串联电路电流、电压特点的探究实验过程,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。
(2)通过对串联电路电阻特点的探究实验过程,认识等效替代的方法。
(3)通过串联电路总电阻特点的推理过程,认识逻辑推理的方法。
三.情感、态度与价值观
(1)通过探究串联电路特点实验过程的方案设计,动手操作及结论交流,形成相互合作、交流分享的团队意识。
(2)通过探究串联电路特点实验的数据收集和处理过程,养成实事求是的科学态度。
2学情分析
“串联电路”是九年级第一学期第七章第三节的内容,本节课是该节的第一课时,重点探究串联电路的特点。
串联电路的特点是电路的基本规律之一,与生活的联系比较紧密,是后续电学知识学习的基础。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,本课由教师演示LED电路板,提问电路板中的小灯之间用什么连接方式连接,如何操作来证明猜测来激发学生探索的兴趣,并引入串联电路的主题。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,经历讨论、数据收集和分析总结得出相关的结论。接着,在此基础上运用等效替代的方法探究并推理得出串联电路电阻的特点。在这一过程中,学生需要认识记录数据、分析数据、归纳和科学推理的方法。
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,提高学习物理的兴趣,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与串联电阻间的关系的推理提高逻辑推理能力。
3重点难点
重点:串联电路的电流、电压、电阻的特点。
难点:探究串联电路中电阻规律的过程。
4教学过程
【导入】演示实验1
(一)引入
1.观察LED电路板,判断电路板上的小灯之间是什么连接方式。
将一盏小灯断开之后,整个电路板不亮,所以电路板上的小灯之间是采取串联的连接方式。
串联电路定义: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:串联电路有什么特点呢
(2)串联电路中只有一条电流路径。
(3)将小灯断路,观察另一小灯的工作情况。看到两灯同时熄灭的现象。
串联电路中用电器之间相互影响,不能独立工作,一处断开,处处电流为零。
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,用电器之间相互影响,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。
(4)发现两盏小灯亮度不同,你认为这个现象说明什么
(学生猜想:通过两小灯的电流可能不同,两盏小灯的电阻可能不同,两盏小灯两端的电压可能不同)
提出问题:串联电路中电流、电压、电阻各有什么特点
活动2【活动】学生实验1
(二)新课
3.探究串联电路电流的特点
(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、实验过程、注意事项和需记录的数据。
所需器材:电源(二节干电池)、两个电阻、若干导线、电键、电流表
实验过程:将电流表串联在电路中,改变电流表位置,先后分别将电流表接入电路中的不同位置,记录通过电阻R1的电流I1、通过电阻R2的电流I2以及电路中的电流I。
注意事项:1、电路连接时电键应断开。
2、电流表正负接线柱不能接反,注意选择合适的量程。
3、检查电路中没有短路和断路故障后闭合电键。
(2)学生动手实验
按图连接电路,实验过程准确、规范。将实验数据填入导学案的表格1中:
通过R1的电流I1/A
通过R2的电流I2/A
电路中的电流I/A
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)
(3)交流与总结
教师将各个小组数据汇总,学生分析数据,得到串联电路中电流的普遍规律。
通过分析实验数据我们发现:整个电路中的总电流I与通过R1的电流I1和R2的电流I2相等。
结论:串联电路电流处处相等。I=I1=I2
所以我们来看看刚才黑板上一暗一亮的两盏小灯,通过它们的电流是相同的。所以小灯的亮度并不是仅仅由电流决定的。老师测了一下两盏小灯泡两端的电压,发现两个灯泡两端电压不同,串联电路中的电压会有什么特点呢
活动3【活动】学生实验2
4.探究串联电路电压的特点
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、实验过程和需记录的数据。
所需器材:电源(二节干电池)、两个电阻、若干导线、电键、电压表
实验过程:将电压表并联在被测电路两端,改变电压表位置,记录电压表读数
注意事项:1、电路连接时电键应断开。
2、电压表正负接线柱不能接反,注意选择合适的量程。
3、检查电路中没有短路和断路故障后闭合电键。
(2)学生动手实验
按图连接电路,实验过程准确、规范。将实验数据填入导学案的表格2中:
R1两端电压U1/V
R2两端电压U2/V
电源两端电压U/V
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)
(3)交流与总结
教师将各个小组数据汇总,学生分析数据,得到串联电路中电压的普遍规律。
通过分析实验数据我们发现:整个电路中的总电压U等于R1两端的电压U1和R2两端的电压U2相加。
结论: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
活动4【活动】学生实验3
5.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,讨论两个串联电阻用一个电阻来替代的问题。学生合理选择实验仪器,利用等效替代方法,探究串联电路电阻关系。(要求电源电压不变,电路中的电流与原来串联电路的电流相同。)
提出问题:如何得知替代效果没有改变
(在电源电压不变的情况下,用一个等效电阻替代两个串联电阻,则替代前后导体对电流的阻碍作用应当相同,观察电流表示数,电路中的电流应当与原来串联电路中的电流相同)
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。探究总电阻和串联的两个电阻之间有什么关系。
(2)学生动手实验
所需器材:电源(二节干电池)、两个电阻、若干导线、电键、电流表、滑动变阻器
实验过程:1、将两个电阻串联,闭合电键,读出电流表读数。
2、控制电源电压不变,将两个定值电阻撤掉,换成滑动变阻器接入电路中,
移动滑片使得电路中的电流与原来串联电路时的电流相同。
注意事项:1、电路连接时电键应断开。
2、电流表正负接线柱不能接反,注意选择合适的量程。
3、闭合电键前滑动变阻器滑片应移到阻值最大处。
4、检查电路中没有短路和断路故障后闭合电键。
各组已经通过实验找到了可以替代R1和R2的等效电阻,但滑动变阻器无法读出连入电路的电阻阻值,能否通过已有的数据计算或者已有的结论推导得到总电阻与串联各电阻之间的关系
(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。
推导过程:根据串联电路电压特点可得U=U1+U2
根据欧姆定律公式变形可得U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2
IR=
I1R1
+I2R2
根据串联电路电流特点可得I=I1=I2
推得R=R1+R2
结论:1、串联电路总电阻等于各串联电阻之和。R=R1+R2
2、串联相当于增加了导体的长度,总电阻大于任何一个分电阻。R总>R1,R总>R2
活动5【讲授】小结
(1)串联电路中电流的特点:串联电路电流处处相等。I=I1=I2
(2)串联电路中电压的特点: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
(3)串联电路中电阻的特点:串联电路总电阻等于各串联导体的电阻之和。R=R1+R2
(4)解释用定值电阻而不用小灯泡做实验的理由
小灯连入电路正常工作一段时间之后,由于温度升高,电阻会发生变化,会影响实验的准确性。
活动6【练习】知识应用
7.巩固练习
(1)在图1所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,R2的阻值为5欧,通过电阻R1的电流为0.1安,则通过电阻R2的电流为____
安;电阻R2两端电压U2为_____伏,总电阻R为_____欧,总电压U为_____伏。
教案
1教学目标
一.知识与技能
(1)知道串联电路。
(2)理解串联电路中电流、电压的特点。
(3)理解等效电阻和串联电路中电阻的特点。
二.过程与方法
(1)通过对串联电路电流、电压特点的探究实验过程,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。
(2)通过对串联电路电阻特点的探究实验过程,认识等效替代的方法。
(3)通过串联电路总电阻特点的推理过程,认识逻辑推理的方法。
三.情感、态度与价值观
(1)通过探究串联电路特点实验过程的方案设计,动手操作及结论交流,形成相互合作、交流分享的团队意识。
(2)通过探究串联电路特点实验的数据收集和处理过程,养成实事求是的科学态度。
2学情分析
“串联电路”是九年级第一学期第七章第三节的内容,本节课是该节的第一课时,重点探究串联电路的特点。
串联电路的特点是电路的基本规律之一,与生活的联系比较紧密,是后续电学知识学习的基础。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,本课由教师演示LED电路板,提问电路板中的小灯之间用什么连接方式连接,如何操作来证明猜测来激发学生探索的兴趣,并引入串联电路的主题。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,经历讨论、数据收集和分析总结得出相关的结论。接着,在此基础上运用等效替代的方法探究并推理得出串联电路电阻的特点。在这一过程中,学生需要认识记录数据、分析数据、归纳和科学推理的方法。
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,提高学习物理的兴趣,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与串联电阻间的关系的推理提高逻辑推理能力。
3重点难点
重点:串联电路的电流、电压、电阻的特点。
难点:探究串联电路中电阻规律的过程。
4教学过程
【导入】演示实验1
(一)引入
1.观察LED电路板,判断电路板上的小灯之间是什么连接方式。
将一盏小灯断开之后,整个电路板不亮,所以电路板上的小灯之间是采取串联的连接方式。
串联电路定义: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:串联电路有什么特点呢
(2)串联电路中只有一条电流路径。
(3)将小灯断路,观察另一小灯的工作情况。看到两灯同时熄灭的现象。
串联电路中用电器之间相互影响,不能独立工作,一处断开,处处电流为零。
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,用电器之间相互影响,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。
(4)发现两盏小灯亮度不同,你认为这个现象说明什么
(学生猜想:通过两小灯的电流可能不同,两盏小灯的电阻可能不同,两盏小灯两端的电压可能不同)
提出问题:串联电路中电流、电压、电阻各有什么特点
活动2【活动】学生实验1
(二)新课
3.探究串联电路电流的特点
(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、实验过程、注意事项和需记录的数据。
所需器材:电源(二节干电池)、两个电阻、若干导线、电键、电流表
实验过程:将电流表串联在电路中,改变电流表位置,先后分别将电流表接入电路中的不同位置,记录通过电阻R1的电流I1、通过电阻R2的电流I2以及电路中的电流I。
注意事项:1、电路连接时电键应断开。
2、电流表正负接线柱不能接反,注意选择合适的量程。
3、检查电路中没有短路和断路故障后闭合电键。
(2)学生动手实验
按图连接电路,实验过程准确、规范。将实验数据填入导学案的表格1中:
通过R1的电流I1/A
通过R2的电流I2/A
电路中的电流I/A
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)
(3)交流与总结
教师将各个小组数据汇总,学生分析数据,得到串联电路中电流的普遍规律。
通过分析实验数据我们发现:整个电路中的总电流I与通过R1的电流I1和R2的电流I2相等。
结论:串联电路电流处处相等。I=I1=I2
所以我们来看看刚才黑板上一暗一亮的两盏小灯,通过它们的电流是相同的。所以小灯的亮度并不是仅仅由电流决定的。老师测了一下两盏小灯泡两端的电压,发现两个灯泡两端电压不同,串联电路中的电压会有什么特点呢
活动3【活动】学生实验2
4.探究串联电路电压的特点
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、实验过程和需记录的数据。
所需器材:电源(二节干电池)、两个电阻、若干导线、电键、电压表
实验过程:将电压表并联在被测电路两端,改变电压表位置,记录电压表读数
注意事项:1、电路连接时电键应断开。
2、电压表正负接线柱不能接反,注意选择合适的量程。
3、检查电路中没有短路和断路故障后闭合电键。
(2)学生动手实验
按图连接电路,实验过程准确、规范。将实验数据填入导学案的表格2中:
R1两端电压U1/V
R2两端电压U2/V
电源两端电压U/V
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)
(3)交流与总结
教师将各个小组数据汇总,学生分析数据,得到串联电路中电压的普遍规律。
通过分析实验数据我们发现:整个电路中的总电压U等于R1两端的电压U1和R2两端的电压U2相加。
结论: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
活动4【活动】学生实验3
5.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,讨论两个串联电阻用一个电阻来替代的问题。学生合理选择实验仪器,利用等效替代方法,探究串联电路电阻关系。(要求电源电压不变,电路中的电流与原来串联电路的电流相同。)
提出问题:如何得知替代效果没有改变
(在电源电压不变的情况下,用一个等效电阻替代两个串联电阻,则替代前后导体对电流的阻碍作用应当相同,观察电流表示数,电路中的电流应当与原来串联电路中的电流相同)
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。探究总电阻和串联的两个电阻之间有什么关系。
(2)学生动手实验
所需器材:电源(二节干电池)、两个电阻、若干导线、电键、电流表、滑动变阻器
实验过程:1、将两个电阻串联,闭合电键,读出电流表读数。
2、控制电源电压不变,将两个定值电阻撤掉,换成滑动变阻器接入电路中,
移动滑片使得电路中的电流与原来串联电路时的电流相同。
注意事项:1、电路连接时电键应断开。
2、电流表正负接线柱不能接反,注意选择合适的量程。
3、闭合电键前滑动变阻器滑片应移到阻值最大处。
4、检查电路中没有短路和断路故障后闭合电键。
各组已经通过实验找到了可以替代R1和R2的等效电阻,但滑动变阻器无法读出连入电路的电阻阻值,能否通过已有的数据计算或者已有的结论推导得到总电阻与串联各电阻之间的关系
(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。
推导过程:根据串联电路电压特点可得U=U1+U2
根据欧姆定律公式变形可得U=IR,U1=I1R1,U2=I2R2
IR=
I1R1
+I2R2
根据串联电路电流特点可得I=I1=I2
推得R=R1+R2
结论:1、串联电路总电阻等于各串联电阻之和。R=R1+R2
2、串联相当于增加了导体的长度,总电阻大于任何一个分电阻。R总>R1,R总>R2
活动5【讲授】小结
(1)串联电路中电流的特点:串联电路电流处处相等。I=I1=I2
(2)串联电路中电压的特点: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
(3)串联电路中电阻的特点:串联电路总电阻等于各串联导体的电阻之和。R=R1+R2
(4)解释用定值电阻而不用小灯泡做实验的理由
小灯连入电路正常工作一段时间之后,由于温度升高,电阻会发生变化,会影响实验的准确性。
活动6【练习】知识应用
7.巩固练习
(1)在图1所示的电路中,电阻R1的阻值为10欧,R2的阻值为5欧,通过电阻R1的电流为0.1安,则通过电阻R2的电流为____
安;电阻R2两端电压U2为_____伏,总电阻R为_____欧,总电压U为_____伏。