GY - GYEDU

课题

串联电路和并联电路

教学内容分析

串联电路和并联电路是初中物理电学部分的内容之一，串、并联电路中的电流、电压、电阻规律也是在这一部分涉及到的。但在高中电学部分，对串、并联规律的推导、分析、解释要用到前面学到的电学部分的知识，对规律进行定量地阐释。相比于初中从感性、实验的角度得出结论，本节的教学过程中要更加重视学生对这些结论的理论推导。

学情分析

学生在初中已经学习过串联电路和并联电路及串、并联规律，但得出规律的过程主要是定性地分析和实验观察的结果。在本节的学习中，要求学生从理论上推导这些结论，就要求学生对已学过的知识有较为熟练的掌握和灵活的运用，同时具备一定的数学公式推导能力。

教学目标

1、分析得出串联和并联电路电流、电压的关系式，并理解其含义，体会严谨的科学推理过程。

2、依据电流和电压的关系，推导得到串联和并联电路总电阻的表达式，体会等效思想在物理中的运用。

教学

重难点

教学重点：

串、并联电路的总电阻与各部分电阻关系式的含义。

教学难点：

并联电路总电阻随支路电阻变化的关系。

教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

新课导入

【提问】能用前面学过的电阻定律解释初中学过的串、并联规律吗？

复习并思考。

结合初中电学知识和刚刚学过的新知识提出问题，引发学生思考，引出本节课的主题。

环节一

串、并联

电路中的

电流

【提问】串联电路中的电流有何特点？为什么？

【提问】并联电路中的电流有何特点？为什么？

【提问】所以，并联电路对电流具有什么作用？

思考并回答：

恒定电流电路中各处电荷的分布是稳定的，电路中各处的电荷分布应保持不变，因此串联电路中，相同时间内通过0、1、2、3各点的电荷量一定相等。

即q₀＝q₁＝q₂＝q₃

∴

∴I₀＝I₁＝I₂＝I₃

即，串联电路中的电流处处相等。

思考并回答：

电路中各处的电荷分布应保持不变，因此并联电路中，在相等时间内通过干路0点的电荷量一定等于进入各支路1、2、3各点的电荷量之和。

即q₀＝q₁＋q₂＋q₃

∴

∴I₀＝I₁＋I₂＋I₃

即，并联电路的总电流等于各支路电流之和。

思考并回答：

并联电路具有分流作用。

I₁R₁＝I₂R₂＝I₃R₃

∴I₁:I₂:I₃＝

即并联电路中，每个电阻分得的电流与其电阻成反比。

从微观角度，应用电流的定义式分析串、并联电路的电流规律。一方面引导学生对这一规律有更加深刻的认识，另一方面也加深了学生的知识掌握程度、锻炼了分析能力。

根据并联电路的电流规律推导出并联电路中电流与电阻的比例关系，进而分析出并联电路的分流作用，思路上层层推进，便于学生理解。

环节二

串、并联

电路中的

电压

【提问】怎样从电势、电势差的角度理解串联电路的电压规律？

【提问】所以，串联电路对电流具有什么作用？

【提问】怎样从电势、电势差的角度理解并联电路的电压规律？

思考并回答：

由电势差跟电势的关系，可得：

U₀₁＝φ₀－φ₁

U₁₂＝φ₁－φ₂

U₂₃＝φ₂－φ₃

∴U₀₁+U₁₂+U₂₃=φ₀－φ₃＝U₀₃

即，串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。

思考并回答：

串联电路具有分压作用。

U₁＝IR₁、U₂＝IR₂、U₃＝IR₃

∴U₁:U₂:U₃＝R₁:R₂:R₃

即，串联电路中，每个电阻分得的电压与其电阻成正比。

思考并回答：

由电势差跟电势的关系，可得：

φ₀＝φ₁＝φ₂＝φ₃

φ₄＝φ₅＝φ₆

∴U＝U₁＝U₂＝U₃

即，并联电路的总电压与各支路的电压相等。

回顾串联电路的电压规律，并从电势、电势差的角度加以解释，进而由此得到串联电路对电压的作用。

回顾并联电路的电压规律，并从电势、电势差的角度加以解释。

环节三

串、并联电路中的电阻

【提问】两个电阻串联时，总电阻怎样计算？

【提问】多个电阻串联呢？

【提问】由R=R₁+R₂可知，R比其中任一个导体的电阻R₁和R₂都要大，你能解释这是什么原因吗？

【提问】两个电阻并联时，总电阻怎样计算？

【提问】多个电阻并联呢？

【提问】两个电阻并联时，总电阻是多少？

【提问】由可知，R比其中任一个导体的电阻R₁和R₂都要小，你能解释这是什么原因吗？

【提问】如果两个阻值相差很大的电阻并联（R₁>>R₂），其结果有何特点？

【提问】如果是串联，情况又如何？

【提问】n个相同电阻R并联的总电阻等于多少？

【提问】如果在保持原有并联电路中支路的数目不变，增大某一个支路中的电阻，则总电阻会增大还是会减小？

【提问】如果在原有并联电路中增加一条支路（该支路电阻不为0），则总电阻会增大还是会减小？

【提问】总结一下，串、并联电路中电流、电压、电阻的基本规律有哪些？

串、并联电路中一个电阻增大，总电阻增大。

推导并回答：

∵U＝U₁+U₂

∴

∵

∴R＝R₁＋R₂

思考并回答：

R＝R₁＋R₂＋…＋R_n

∴串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。

思考并回答：

串联相当于增加了导体的长度。

推导并回答：

∵I＝I₁+I₂

∴

∵

∴

思考并回答：

∴并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。

推导并回答：

由可推得

思考并回答：

因为并联相当于增大了导体的横截面积。

推导并作答：

即，两个阻值相差很大的电阻并联时总电阻与小电阻阻值接近。

思考并回答：

阻值与大电阻阻值接近。

推导并作答：

推导并作答：

∵

∴若R_i增大，则减小

∴R_总增大

即，并联电路中，如果保持支路数目不变，增大某一个支路的电阻，则总电阻会增大。

推导并回答：

若原来有n条支路，则

增加1条支路后，

∴

∴

即，并联电路中，如果保持原有支路不变，增加支路数目，则总电阻会减小。

回顾并完成表格。

引导学生，结合串联电路的电流、电压规律，推导串联电路的电阻规律。

由串联电路的电阻规律，推导在特定条件下的串联电路电阻特点，帮助学生更熟练地应用这一知识点。

从电阻定律的角度解释串联电路的电阻规律。

引导学生，结合并联电路的电流、电压规律，推导并联电路的电阻规律。

由并联电路的电阻规律，推导在一些特定条件下的并联电路电阻特点，帮助学生更熟练地应用这一知识点。

从电阻定律的角度解释并联电路的电阻规律。

由串、并联电路的电阻规律，推导在R₁>>R₂条件下的串、并联电路电阻特点，帮助学生更熟练地应用知识点。

由并联电路的电阻规律，推导在一些特定条件下的并联电路电阻特点，帮助学生更熟练地应用这一知识点。

环节四

串、并联

电路中的

功率

【提问】串联电路中的电功率分配规律是怎样的？

【提问】串联电路中的电功率分配规律是怎样的？

【随堂练习】

推导并回答：

∵，，

∴，

∴

结论：串联电路的功率分配与阻值成正比。

推导并回答：

∵，，

∴，

∴

结论：并联电路的功率分配与阻值成反比。

练习巩固本节知识点。

在串、并联电路的电流、电压、电阻规律的基础上，引导学生推导功率的分配规律，引导学生对串、并联电路中的比例关系有更多的认识。

课堂总结

一、串、并联电路中的电流规律：

①串联：I₀＝I₁＝I₂＝I₃

②并联：I₀＝I₁＋I₂＋I₃，I₁:I₂:I₃＝

二、串、并联电路中的电压规律：

①串联：I₀＝I₁＝I₂＝I₃，U₁:U₂:U₃＝R₁:R₂:R₃

②并联：U＝U₁＝U₂＝U₃

三、串、并联电路中的电阻规律：

①串联：R＝R₁＋R₂＋…＋R_n，R＝nR₀

②并联：，，

③R₁>>R₂时，串联则阻值与大电阻阻值接近，并联则总电阻与小电阻阻值接近。

四、串、并联电路中的电功率规律：

①

②串联：P₁:P₂:P₃＝R₁:R₂:R₃

③并联：P₁:P₂:P₃＝

板书设计

§11.4-1串联电路和并联电路

1、电流规律：

①串联：I₀＝I₁＝I₂＝I₃

②并联：I₀＝I₁＋I₂＋I₃，I₁:I₂:I₃＝

2、电压规律：

①串联：I₀＝I₁＝I₂＝I₃，U₁:U₂:U₃＝R₁:R₂:R₃

②并联：U＝U₁＝U₂＝U₃

3、电阻规律：

①串联：R＝R₁＋R₂＋…＋R_n，R＝nR₀

②并联：，，

③R₁>>R₂时，R_串≈R₁，R_并≈R₂。

4、电功率规律：

①

②串联：P₁:P₂:P₃＝R₁:R₂:R₃

③并联：P₁:P₂:P₃＝

作业设计

1、梳理本节知识点。

2、教材P71“练习与应用”第1、2、3题。

教学反思与评价