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《3.4 欧姆定律（4）——电路分析与应用》教学设计
课程名称 3.4 欧姆定律（4）——电路分析与应用 课程类型 新授课
教学目标 1.科学观念：系统理解串联电路的特点：电流处处相等（I1=I2=I3=……=In）、总电压等于各部分电压之和（U=U1+U2+……+Un）、总电阻等于各部分电阻之和（R串=R1+R2+……+Rn，总电阻比任何一个分电阻大）及分压作用；系统理解并联电路的特点：干路电流等于各支路电流之和（I=I1+I2+……+In）、各支路电压相等且等于干路电压（U=U1=U2=……=Un）、总电阻小于任何一个支路的电阻及分流作用；能运用这些规律和欧姆定律分析简单的混联与动态电路。 2.科学思维：能用类比的方法解释串并联电路的规律（用无支流河流类比串联电流处处相等、用增加长度类比串联总电阻变大、用增加横截面积类比并联总电阻变小、用水管分流类比干路电流等于支路电流之和），深化对规律本质的理解；通过电子秤、光敏电阻电路等实际问题，培养动态电路分析能力和建模能力。 3.探究实践：能运用串并联电路特点和欧姆定律完成典型计算：串联分压（例：2.5V、0.2A 小灯泡接 4.5V 电源需串联 10Ω 电阻）、并联分流（例：线圈电阻 100Ω、最大电流 0.01A 的电流表接 1A 电路需并联约 1.01Ω 的电阻）；能判断家用电器是并联连接并说出证据；能分析 LED 灯数量变化、光敏电阻光照变化等引起的电路动态变化。 4.态度责任：通过“教室里电源同时给几盏日光灯和多个插座供电”等实例，体会电路知识与生活用电的联系，增强安全用电和规范用电的意识；通过“亮眼工程”LED 自动调光灯、电子秤、光敏电阻等实例，感受科学技术改善生活的价值，激发创新意识。
教学重难点 （一）教学重点： 1.串联电路（电流、电压、电阻）三特点和并联电路（电流、电压、电阻）三特点及应用。 2.运用串并联规律和欧姆定律进行电路分析与计算（分压、分流问题）。 （二）教学难点： 动态电路分析（滑动变阻器、敏感电阻阻值变化引起电流电压的变化）；理解并联总电阻小于任何一个分电阻。
教学过程 【环节一】情景导入 提出问题：生产和生活中，常会遇到一个电源给多个用电器供电的情况。例如，教室里的电源必须同时给几盏日光灯和多个插座供电。那么，这些用电器是怎样连接的呢？不同的连接方式，其电路有什么不同的特点呢？由此引入对串并联电路的系统研究。 【环节二】新知探究 一、串联电路的特点 （1）核心知识点： 电流特点：串联电路中各处电流均相等，即 I1=I2=I3=……=In。 电压特点：串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，即 U=U1+U2+……+Un。 思考与讨论 1：如果将图中的灯泡 L1 取下，另一个灯泡 L2 会亮吗？——不会亮，因为串联电路电流路径只有一条，取下 L1，电路就在 L1 处开路，电路中没有电流通过。 思考与讨论 2：为什么串联电路中各处电流都相等？为什么两个电阻串联后的总电阻比任何一个分电阻大？——用水流类比：一条没有支流的河流，不考虑蒸发、下渗，任何一处水流量都相等；将两个电阻串联后，相当于增加了电阻的长度，相同条件下导体越长电阻越大，故串联总电阻比任何一个分电阻都大。 电阻特点：设两个串联导体的电阻分别为 R1 和 R2，总电阻为 R，推导可得 R串=R1+R2+……+Rn，即串联电路的总电阻等于各部分电阻之和。 分压作用：串联电路中各电阻分得的电压与其电阻成正比，电阻越大分得的电压越大。 例题 1：一个小灯泡正常发光时，两端的电压是 2.5V，通过的电流为 0.2A。现用一个电压为 4.5V 的电源对其供电，为了使小灯泡能正常发光，需要串联一个多大的电阻？解：串联电阻分压 4.5V-2.5V=2V，电流仍为 0.2A，R=U/I=2V/0.2A=10Ω。 （2）学生活动：跟随例题推导串联电阻公式，完成串联分压计算；用水流类比解释电流相等和总电阻变大。 （3）教师指导：板书推导过程（U=U1+U2、I 相同、U1=IR1、U2=IR2 → R=R1+R2），让学生体会“规律来自定律+电路特点”的推理方法。 二、并联电路的特点 （1）核心知识点： 电流特点：并联电路干路中的电流等于各支路的电流之和，即 I=I1+I2+……+In。 电压特点：在并联电路里，各支路两端的电压均相等，且等于干路电压，即 U=U1=U2=……=Un。 电阻特点：设并联电路中各支路电阻为 R1 和 R2，总电阻为 R，推导可得总电阻小于任何一个支路的电阻。 分流作用：并联电路中各支路的电流与电阻成反比，电阻越小的支路电流越大。 思考与讨论 1：为什么并联电路的干路电流等于两个支路的电流之和？——干路电流在分支点发生分流；类比：一根水管分出两根支管，主水管中的水流量等于两支管中水流量之和。 思考与讨论 2：家用电器是采用串联还是并联连接方式？——并联。因为各用电器之间互不影响（取下任意一盏灯，其他电器仍能正常工作）。 思考与讨论 3：在并联电路中，如何理解小电阻的支路中反而电流大？并联后的总电阻反而比任何一个分电阻小？——并联各支路电压相等，由欧姆定律可知电压一定时电阻越小电流越大；把几个电阻并联，相当于增加了电阻的横截面积，所以并联后的总电阻比任何一个分电阻都小。 例题 2：实验室的某种电流表的线圈电阻为 100Ω，允许通过的最大电流为 0.01A。现在要把该电流表接在电流为 1A 的电路中，需要在该电流表两端并联一个多大的电阻才能保证电流表安全工作？解：并联部分电压 U=0.01A×100Ω=1V，通过并联电阻的电流为 1A-0.01A=0.99A，R=1V/0.99A≈1.01Ω。 （2）学生活动：跟随例题推导并联电阻公式，完成分流计算；讨论家用电器连接方式并说出证据。 （3）教师指导：强调并联“分流”的本质——电压相等时电流与电阻成反比；结合家庭电路说明为什么电器必须并联。 三、电路分析综合应用 （1）核心知识点： 动态电路分析的基本方法：先判断电路的连接方式→确定不变量（电源电压、定值电阻）→分析变量（电阻变化）→用欧姆定律和串并联规律逐级推导电流、电压的变化。 典型实例：电子秤（表盘由电压表改装，压力越大，力敏电阻接入阻值变化，电路中电流不变、电子秤示数越大）；光敏电阻电路（光照增强，光敏电阻阻值变小，电路总电阻变小、电流变大，定值电阻分压变大，光敏电阻分压变小）；教室 LED 灯（并联，亮着的灯越多总电阻越小、总电流越大）。 （2）学生活动： 完成“小试牛刀”：电子秤质量越大时电路中电流不变、示数越大；R1=2R2 的开关切换电路中电压表示数变化，求 R:R2=3:2；教室“亮眼工程”LED 灯，亮着的灯越少总电阻越大、总电流越小；光敏电阻电路，光照增强时电压表示数变小、电流表示数变大。 归纳动态电路分析的思路步骤。 （3）教师指导：规范“变化链”表述（如“光照↑→R光↓→总电阻↓→总电流 I↑→U0=I·R0↑→U光=U-U0↓”），训练学生逻辑表达能力。 【环节三】课堂小结 引导学生用表格归纳串联、并联电路在电流、电压、电阻三方面的规律： 串联：I 处处相等，U=U1+U2+……，R=R1+R2+……（比分电阻大），有分压作用。 并联：I=I1+I2+……，U 各支路相等，总电阻比分电阻小，有分流作用。 教师总结：一切电路分析都离不开欧姆定律和电路特点两条主线；家用电器一律并联。 【环节四】作业设计 1.完成课件“小试牛刀”中的习题（电子秤原理分析、开关切换电路求电阻比、LED 灯并联分析、光敏电阻动态电路分析）。 2.解释为什么教室里的开关要串联在被控电灯的支路（或干路）中，而各盏灯之间要并联，写出分析过程。
板书设计 3.4 欧姆定律（4）——电路分析与应用 一、串联电路（三条路径一条路） 电流：I1=I2=…… 电压：U=U1+U2+…… 电阻：R=R1+R2+……（变大） 分压：电压之比＝电阻之比；例：2.5V 灯接 4.5V 电源串 10Ω 二、并联电路（一分为多） 电流：I=I1+I2+…… 电压：U=U1=U2=…… 电阻：R 并＜任一分电阻 分流：电流与电阻成反比；例：100Ω、0.01A 电流表并联 1.01Ω 三、家用电器一律并联（互不影响） 四、动态电路分析：R 变→总电阻变→总电流变→分压再分配
教学反思 1. 效果评估： （1）知识掌握：大部分学生能完整说出串并联电路的六个特点，能完成串联分压、并联分流的基本计算；但动态电路分析（光敏电阻、开关切换）的推理链仍是难点，部分学生只能说出结论说不出过程。 （2）方法培养：水流类比帮助学生理解了串联电流相等、并联总电阻变小等抽象结论；推导公式的训练让学生体会到规律推导的逻辑性。 （3）思维培养：动态电路“变化链”的表述训练有效提升了学生的逻辑推理与表达能力；电子秤、光敏电阻等实例培养了学生的建模能力。 （4）态度责任：家用电器并联的讨论使学生把电路知识与家庭用电实际联系起来；“亮眼工程”等实例增强了学生用科学服务生活的意识。 2. 改进方向： （1）动态电路分析可配合实物演示（滑动变阻器＋两个电压表实时显示），让“变化链”可见。 （2）对并联电阻公式的推导可作选学处理，重点放在“总电阻变小”的理解上。 （3）例题可增加学生板演环节，及时暴露并纠正推理跳步的问题。 （4）可布置“观察家用电器铭牌并估算总电流是否超过插座额定值”的实践作业，落实安全用电。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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