串联电路动态分析教案（推荐9篇）
一、教学目标 知识与技能
理解滑动变阻器移动时，电路的动态变化 过程与方法
通过探究电流表和电压表的最大读数与滑动变阻器阻值之间的关系，根据电流表和电压表的数值计算滑动变阻器的阻值。情感态度价值观
通过推理和思考练习，养成仔细审题的习惯
二、教学重难点
重点：串联电路动态定量计算
难点：滑片引起电路的变化和根据电流表与电压表示数计算
三、教具 工作单
四、教学过程
（一）引入
连接如图所示电路，思考滑片向左移动时，电流表和电压表的示数变化？ 滑片是否能移到最左端？ 能否移到最右端？
（二）进入新课 完成典型例题：
如图所示电路，电源电压保持不变，R2的阻值为12欧。R1上标有“50Ω 2A”，电压表V的示数为6伏，电流表A的示数为0.25安，求： ①电源电压；
②移动滑片，使电流表、电压表能分别达到某量程的最大值，求滑动变阻器连入电路的阻值范围。
解题步骤：明确电路类型，写出已知条件
R2=12欧
U1=6伏
I=I1=I2=0.25安
根据串联电路特点和欧姆定律，计算U
U2=I2R2=0.25安×12欧=3伏
U=U1+U2=3伏+6伏=9伏
分析电流表和电压表所选的量程 电流表：0~0.6A
电压表0~3伏
电流表I=0.6安时，R2最小，移动滑片时，电源电压和R2阻值不变
U2=I2R2=0.6安×12欧=7.2伏
U1=U-U2=9伏-7.2伏=1.8伏
R1=U1/I1=1.8÷0.6欧=3欧
电压表U1=3伏时，R2最大，移动滑片时，电源电压和R2阻值不变
I2=U2/R2=(9伏-3伏)÷12欧=0.5安
R1=U1/I1=3伏÷0.5安=6欧 完成变式训练1.2 分析题意，讨论做法 学生上台板演
（三）小结 总结方法：
1.明确电路类型，写出已知条件 2.分析电流表和电压表所选的量程
3.明确电压表最大或电流表最大时滑动变阻器的阻值是最大还是最小
注意点：滑片移动时，电源电压和定值电阻阻值不变，其余都会发生变化。
情景分析题专题复习
一、教学目标
1.掌握情景分析题的解题方法
2.通过的典型例题的分析，总结出情景分析题的解题方法 3.通过小组的讨论，自查和互查，使学生间学习更有动力
二、教学重难点
重点：情景分析题 的解题方法 难点：会运用方法去解题
三、教具
工作单
四、教学过程
（一）引入
演示实验：拉伸弹簧
你看到什么现象？由此可以得出什么结论？ 学生回答
文中以RLC二阶串联电路为例,介绍Multisim10在电路基础实验教学中的应用。
1 Multisim10的仿真应用
1.1 原理图的创建
启动Multisim10,创建如图1所示的RLC二阶串联电路。电路的特征方程为
LCs2+rCs+1=0
特征根为
电路的衰减因子
1.2 4种状态响应曲线的仿真
图1所示电路中,通过改变电阻R的值使电路处于不同的工作状态。用函数信号发生器产生方波以激励RLC串联电路,如对应方波的前半周是零状态响应,那么后半周则是零输入响应。为了能完整地观察到响应曲线,在选择方波周期时,应当满足下列条件:
(1) 当过阻尼,即
(2) 当欠阻尼,即
(3) 当
(4) 当R=0时,对应的是等幅振荡情况。
使电阻R分别等于6 kΩ,4 kΩ,500 Ω,0 Ω,适当调整方波的周期和幅值,观察到过阻尼、临界阻尼、欠阻尼、等幅振荡4种情况下的响应曲线,如图2所示[2]。
1.3 零极点分析
零极点是系统本身的特性,与外施激励无关。现分别讨论R=6 kΩ,R=4 kΩ,R=500 Ω,R=0时二阶RLC串联电路的零极点。启动Simulation/Analysis/Pole Zero命令,在出现的对话框中进行相应的设置,从仿真结果中看到4种情况下的零极点分布。零极点的分布情况不同,对应的时域响应模式也不同。当极点为负实部时,系统处于稳定状态,这与前面观察的结果一致。
1.4 观察3种状态的状态轨迹
为了观测二阶电路的状态轨迹[3],建立如图3所示电路。图中,函数发生器输出方波信号幅值为2 V,频率为1 kHz。将电容两端电压送入示波器的A端子,电感电流送入示波器的B端子,原理与显示李萨育图形一样。取样电阻R1的作用是将电感电流转变为成正比的电压量。由于电阻R1的引进,电容电压值比实际值大,但由于电容的阻抗,所以电阻R1带来的影响可以忽略不计。改变R值,便可以观察到振荡与非振荡情况下的状态轨迹。图4分别是R=6 kΩ,1 kΩ,0 Ω时,这3种情况下,观察到过阻尼、欠阻尼、等幅振荡的状态轨迹。
1.5 研究在冲激等多种信号激励下的过渡过程
当脉宽Δ比电路的时间常数小很多时,可以用脉宽很窄的脉冲来近似代替理想的冲激信号。图1所示的电路中,函数信号发生器的产生频率为1 kHz,幅值为2 V,占空比为2%的方波信号,当R分别等于6 kΩ,2.5 kΩ,500 Ω时的冲激响应,如图5所示。同理,可以观测RLC串联电路在不同电路状态时的阶跃响应。
1.6 测试电路频率特性
1.6.1 用波特图仪测试幅频特性和相频特性[4]
电路窗口创建如图6(a)所示的电路。函数信号发生器设置为正弦激励,当R=4 kΩ时,测得的幅相特性曲线如图6(b)所示。用光标拖动波特图仪面板上的红色指针,可测得谐振频率为8.066 kHz,多次点击面板上的箭头按钮,读出约-3 dB时所对应的两个频率fH,fL分别为19 055 Hz和32 Hz,由此计算串联谐振电路的带宽BW=19 055-3 211=15 844 Hz,品质因数
理论计算的结果
非常接近。电路发生谐振时,电容和电感上电压大小相等,相位相反,因此相互抵消,信号源电压全部加到电阻R上,电阻R上的电压最大。通过示波器观察信号源的波形和电阻的波形,二者完全一致,说明此时电路发生了谐振。改变电源频率,则电阻R上的电压降低,说明没有发生谐振,电感和电容未相互抵消,并分得部分信号源电压,因此电阻R上的电压降低了。
1.6.2用参数扫描分析法测试幅/相特性[5]
从原理分析中可知,电阻R对电路的谐振频率不产生影响,但会影响电路的品质因数,从而影响频率特性曲线的平坦度即电路的选择性。因此,谐振电路中的Q值(Q=f0/Δf)随R的变化而变化,利用交流扫描分析法对此现象进行观察和分析。选择Simulation/Analysis/Parameter Sweep…,在打开的对话框中选择Output variables选项卡并将$3设为输出节点,在Analysis Parameter选项卡里分别选择和设置各项,其中在Values栏里键入R=6 kΩ,4 kΩ,500 Ω,仿真结果如图7所示。
利用相频特性可以方便地确定电路的性质。当f<f0时,相频特性相角为正,表明电流超前于电压,RLC串联电路表现为容性;当f>f0时,相频特性相角为负,表明电流滞后于电压,RLC串联电路表现为感性;当f=f0时,相频特性相角为零,表明电流同相电压,RLC串联电路表现为纯电阻性。
1.6.3 傅里叶分析
在图1所示的电路中可以用傅里叶分析法查看其他谐波的幅频响应情况[6]。单击Simulation/Analysis/Fourier Analysis,在傅里叶分析对话框将$3节点设置为输出节点,在Analysis Parameters选项卡中,将Frequency Resolution(Foundamental)项根据波特图仪的仿真结果设置为7 958 Hz,即为谐振频率,并将交流激励频率也设置为7 958 Hz。单击Simulation铵钮,得到仿真结果如图8所示。从仿真结果中可以看到电路的选频作用及其他高次谐波的幅频响应。
3 结束语
通过对RLC二阶串联电路的仿真分析,使学生通过实验的方法观察到不同电路条件下的响应曲线、状态轨迹、零极点的分布情况,掌握电路参数对电路性能的影响;进一步理解谐振频率、品质因数、衰减因子、时间常数等物理量的意义及测量方法;领会Multisim10中多种多样的电路分析方法。教师还可以,让学生计算电路参数,进行电路设计,还可以设置故障,让学生排除。采用Multisim10开发电路实验,可以拓宽学生的思路,从验证性实验的传统思维过渡到对电路的分析、故障的排除和电路的设计,不受时间和空间的限制,仿真结果准确,图像精彩。
Multisim10仿真软件虽然功能强大,但不是有了Multisim,一切问题就迎刃而解。Multisim应用于电路仿真,有些使用技巧仍需要摸索,而且培养学生的实际操作能力是无法用仿真软件来获得的,因此它并不能代替传统的实验方法,只有将传统实验与仿真实验相结合,充分发挥现代化的教育方式,才能更好地为实验教学服务,有利于培养应用型人才。
参考文献
[1]邱光源.电路[M].4版.北京:高等教育出版社,2001.
[2]郑步生,吴渭.Multisim2001电路设计及仿真入门与应用[M].北京:电子工业出版社,2002.
[3]李如琦,陈军灵.Multisim仿真软件在电工电子实验教学中的应用[J].广西大学学报:哲学社会科学版,2005,11(27):85-87.
[4]丛宏寿,程卫群,李绍铭.Multisim8仿真与应用实例开发[M].北京:清华大学出版社,2007.
[5]周凯.EWB虚拟电子实验室——Multisim7&Ultiboard7电子电路设计与应用[M].北京:电子工业出版社,2005.
[6]王冠华,王伊娜.Multisim8电路设计及应用[M].北京:国防工业出版社,2006.
教案设计
知识与技能
知道什么是串联电路和并联电路；会画简单的串、并联电路图；理解串、并联电路连接特点；学会连接简单的串、并联电路。
过程与方法
1、掌握串联、并联的连接顺序和方法，做到快而准确。
2、尝试用探究的方法连接串联电路和并联电路。
3、通过按照具体要求练习连接电路，掌握解决问题的方法。
情感、态度和价值观
1、通过小灯光串联、并联的特点和连接，体会物理学知识的应用价值，培养学生乐于将所学知识应用于实际的兴趣。
2、在解决问题的过程中，能与同学们交流与合作，有克服困难的信心和决心，培养学生严肃认真的科学精神。
认识串、并联电路，会画串、并联电路
根据要求或根据电路图，画出实物图或连接实际电路。
板块
一、认识串并联电路
1、认真观察课本59页图20和图21这两个电路的区别在哪儿？
讨论、归纳总结。
串联电路是——————————————————————————————————
并联电路是——————————————————————————————————
2、让学生根据展示的实物连接图画出其相应电路图。
3、提出问题：哪种电路只有一条路径？哪种电路有多条路径？
补充说明
识别电路串联、并联的方法：
分析电路中元件的连接方法，逐个顺次连接的是串联，并列接在电路两点的是并联。
板块
二、实验探究：连接串联和并联电路
自学实验过程并探究
探究一：
给你两盏灯、一个电源、一个开关和导线若干，你能同时使两盏灯同时发光吗？有几种接法？
要先设计电路，画出电路图，经过思考，正确后再动手连接电路，每一步都要认真．
2、讨论回答“交流与讨论”问题。对比串、并联电路有什么区别，总结串、并联电路特点。
交流讨论①、学生画电路图，老师指导，将不同的电路图展示在黑板上，让同学们讨论。
交流讨论②、学生连接电路，老师指导。根据课本中连接电路的步骤找自己连接时的缺点。
目标确定依据：
1.课程标准相关要求：
会应用欧姆定律和串并联电路特点对电路进行分析 2.学情分析
电路动态分析题是初中学生物理学习过程中的一个难点，其原因是它综合了串并联电路电压与电流的特点、欧姆定律、电压表和电流表的使用。综合性较强，所以这类题目对学生有较高的能力要求，对学生是个重点也是难点。复习目标
会分析滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起电路中电学物理量的变化 教学过程 自学指导一
复习课本串并联电路电压与电流的特点、欧姆定律、电压表和电流表的使用的相关知识回答问题
时间：10分钟 自学检测一
1、串联电路是分压电路，在串联电路中，电阻越大的，分的电压越_____(大或小）；并联电路是分流电路，在并联电路中，电阻越大的分的电流越______(大或小）。
2、有公式I=U/R得，当电压不变时，电阻越大，电流就越_____（大或小）；有公式U=IR得，电阻不变时，通过电阻的电流越大，它两端的电压也越_____（大或小）
3、电流表的特点是电阻很 ___（大或小），通常相当于 ___，电压表的特点是电阻很___（大或小），通常相当于___。
一、串联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化
例1.下图中，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱。若将A、C分别与图中电路的导线头M、N相连接，闭合电键后，当滑动片P向右移动时，安培表的示数将______(填“变大”、“不变”或“变小”)；若将D与N相连接，接线柱______与M相连接，则闭合电键后，滑动片P向左移动时，伏特表的示数增大。
例
2、如图，是典型的伏安法测电阻的实验电路图，当滑片P向右移动时，请你判断A表和V表的变化。
（二）并联电路中滑动变阻器的滑片P的位置的变化引起的变化 例1.如图所示，当滑片P向右移动时()(A)电流表A示数不变，电压表V示数不变。(B)电流表A示数不变，电压表V示数变大。(C)电流表A示数变小，电压表V示数变大。(D)电流表A示数变小，电压表V示数不变。
例
2、如图，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？
当堂训练 1）、如图1，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化。2）、如图2，当滑片P向左移动时，A表和V表将如何变化
（3）、如图7，当滑片P向右移动时，A1表、A2表和V表将如何变化？
（4）在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器R1的滑片P向右移动时，电流表A2的示数I2将________（选填“变大”、“不变”或“变小”）；若电流表A1示数的变化量为ΔI1，电流表A2示数的变化量为ΔI2，则ΔI1________ΔI2（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
A2 R1 A1 R2 图
1.部分电路基本规律知识点总结
(1)形成电流的条件：一是要有自由电荷，二是导体内部存在电场，即导体两端存在电压。
(2)电流强度：通过导体横截面的电量q跟通过这些电量所用时间t的比值，叫电流强度。
(3)电阻及电阻定律：导体的电阻反映了导体阻碍电流的性质，定义式;在温度不变时，导体的电阻与其长度成正比，与导体的长度成正比，与导体的 横截面S成反比，跟导体的材料有关，即由导体本身的因素决定，决定式;公式中L、S是导体的几何特征量，r叫材料的电阻率，反映了材料的导电性能。按电阻 率的大小将材料分成导体和绝缘体。
对于金属导体，它们的电阻率一般都与温度有关，温度升高对电阻率增大，导体的电阻也随之增大，电阻定律是在温度不变的条件下总结出的物理规律，因此也只有在温度不变的条件下才能使用。
将公式错误地认为R与U成正比或R与I成反比。对这一错误推论，可以从两个方面来分析：第一，电阻是导体的自身结构特性决定的，与导体两端是否 加电压，加多大的电压，导体中是否有电流通过，有多大电流通过没有直接关系;加在导体上的电压大，通过的电流也大，导体的温度会升高，导体的电阻会有所变 化，但这只是间接影响，而没有直接关系。第二，伏安法测电阻是根据电阻的定义式，用伏特表测出电阻两端的电压，用安培表测出通过电阻的电流，从而计算出电 阻值，这是测量电阻的一种方法。
(4)欧姆定律
通过导体的电流强度，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，即，要注意：
a：公式中的I、U、R三个量必须是属于同一段电路的具有瞬时对应关系。
b：适用范围：适用于金属导体和电解质的溶液，不适用于气体。在电动机中，导电的物质虽然也是金属，但由于电动机转动时产生了电磁感应现象，这时通过电动机的电流，也不能简单地由加在电动机两端的电压和电动机电枢的电阻来决定。
(5)电功和电功率：电流做功的实质是电场力对电荷做功，电场力对电荷做功电荷的电势能减少，电势能转化为其他形式的能，因此电功W = qU = UIt，这是计算电功普遍适用的公式。单位时间内电流做的功叫电功率，这是计算电功率普遍适用的公式。
(6)电热和焦耳定律：电流通过电阻时产生的热叫电热。Q = I2 R t这是普遍适用的电热的计算公式。
电热和电功的区别：
a：纯电阻用电器：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、白炽灯等。
b：非纯电阻用电器：电流通过用电器以转化为热能以外的形式的能为目的，发热是不可避免的热能损失，例如电动机、电解槽、给蓄电池充电等。
在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W = UIt = I2Rt =是通用的，没有区别。同理也无区别。在非纯电阻电路中，电路消耗的电能，即W = UIt分为两部分：一大部分转化为热能以外的其他形式的能(例如电流通过电动机，电动机转动将电能转化为机械能);另一小部分不可避免地转化为电热Q = I2R t。这里W = UIt不再等于Q = I2Rt，而是W >Q，应该是W = E其他 + Q，电功只能用W = UIt，电热只能用Q = I2Rt计算。
2.串联电路和并联电路知识点总结
(1)串联电路及分压作用
a：串联电路的基本特点：电路中各处的电流都相等;电路两端的总电压等于电路各部分电压之和。
b：串联电路重要性质：总电阻等于各串联电阻之和，即R总 = R1 + R2 + …+ Rn;串联电路中电压与电功率的分配规律：串联电路中各个电阻两端的电压与各个电阻消耗的电功率跟各个电阻的阻值成正比
c：给电流表串联一个分压电阻，就可以扩大它的电压量程，从而将电流表改装成一个伏特表。如果电流表的内阻为Rg，允许通过的最大电流为Ig，用这样的电流表测量的最大电压只能是IgRg;如果给这个电流表串联一个分压电阻，该电阻可由或 计算，其中为电压量程扩大的倍数。
(2)并联电路及分流作用
a：并联电路的基本特点：各并联支路的电压相等，且等于并联支路的总电压;并联电路的总电流等于各支路的电流之和。
b：并联电路的重要性质：并联总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和，即;并联电路各支路的电流与电功率的分配规律：并联电路中通过各个支路电阻的电流、各个支路电阻上消耗的电功率跟各支路电阻的阻值成反比，即，
小实验:请同学们利用身边现有的器材,连接成一个串联电路。观察灯泡的亮暗,并猜想串联电路中的电流规律怎样。
(各小组实验)
师:问题提出来了,同学们都有些什么样的猜想呢?小组讨论一下?请写下你们的猜想。各小组汇报一下,并说说你们猜想的依据。(把各小组的猜想写下来,并标上组别。)
小组1:我们猜想串联电路电流处处相等。因为我们的串联电路中灯泡一样亮。
小组2:我们猜想串联电路中电流从正极出发越来越小。因为我们的灯泡靠近正极的比较亮。
小组3:我们猜想串联电路电流从负极往正极越来越小。因为我们的灯泡靠近负极的比较亮。
小组4:我们猜想串联电路电流靠近电源两极比较大,中间比较小。因为我们的两只灯泡一开始靠近负极的比较亮,把它们互换位置后,靠近正极的又比较亮。
师:同学们的猜想似乎都有道理,那么我们能不能想办法来验证一下呢?通过什么方法呢?生(齐答):做实验。
师:好,做实验。那么实验前我们必须先设计一下这个实验怎么做。
(放幻灯,指导学生设计实验。)
(小组讨论完成。设计完后,请一组同学上台与大家交流一下实验方案:请学生派出代表到投影仪前,将他们小组的实验电路图展示给大家。)
小组1代表:我们小组需要的实验器材是:一个电源,两个灯泡,开关一个,导线若干,还有电流表一个。我们的实验方案是:按电路图连接电路,分别测量A、B、C三点电流,然后比较它们的大小。如果A、B、C三点电流相等,那么猜想1正确;如果C点电流大于B点电流,B点电流又大于A点电流,那么猜想2正确;如果反过来,A点电流大于B点电流,B点电流又大于C点电流,那么猜想3正确;如果A点电流和C点电流都比B点电流大,那么猜想4正确。
师:他们的设计方案是否可行?
生:可行。
师:其它小组的同学是否还有补充?
小组2代表:我们认为他们还应变换两个灯泡的位置,因为万一A点电流大于B点电流,B点电流又大于C点电流,他们就认为猜想3正确;可是如果变换两个灯泡的位置后,情况改变了呢?那么结论就不可靠了。
师(肯定地):也就是说,你们认为这个实验不但应该多做几次,还应该变换两个灯泡的位置后,重复实验。这样才能提高实验的准确性。大家认为呢?
生:齐点头。
小组3代表:我认为还应换两个灯泡重复他们刚才的实验,这样更准确。
师:那么这样好不好?马上大家分别用自己身边的器材做实验,然后我们把实验结果分享一下。这样,不但灯泡换了,连电源也换了,实验的准确性提高了吧?
生:好。
小组4代表:老师,我还有建议。我们认为他们应该用三个电流表一起测量,这样实验只要做一次。因为如果做三次,电池的电量就改变了,最后一次的电肯定比第一次的少,这样实验就不准确了。
师(肯定地):非常好!也就是说,你认为他们没有很好的控制变量。大家说,这样的改进好不好?
生:好!
师:还有没有其它补充?
生(摩拳擦掌):没有了。
师:同学们,大家的实验是否有数据要记录?你打算把它们记在那里呢?我们是否应该设计一个数据表格?
生:好。
(小组讨论设计数据表格)
师:把设计较好的数据表格拿到投影仪下展示,统一数据表格后宣布开始实验。
(生进行实验,并把数据记录在表格里;教师巡视指导)
师(学生实验结束后):我们请各组派代表汇报一下实验结果。(教师把各小组收集到的实验数据写在投影纸上)
师:请大家一起分析一下我们的实验数据,然后作出结论。
生(齐答):串联电路中电流处处相等。
师:通过实验,我们发现某某组的同学猜得最准,让我们用掌声向他们表示祝贺!其他组的同学敢于猜想,敢于发表意见,同样值得大家学习。
师:同学们,让我们回过头来看看此实验的可信度如何?有哪些值得总结的
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经验或要吸取的教训,好不好?
(幻灯显示以下问题供讨论)
①实验设计有不合理、不充分及不完善之处吗?(仅测二三次电流,是否能归纳出普遍适用的结论)
②操作中出现过什么失误或故障吗?你是怎么解决的?有哪些值得总结的经验?(小灯是否都发光?电流表是否正确接入?读数是否与所需量程对应?)
③测量结果是否可靠?有什么因素可能会影响测量结果吗?测量的数据中有没有不符合规律的数据?
三、课堂小结
(学生小结本节课收获)
生:通过本节课的学习,我知道了一个重要的规律──串联电路中电流处处相等。我还复习了如何用电流表测量电路中的电流。另外我还知道,猜想并不可靠,必须通过实验来证实。但是,我对小灯泡为什么一闪一闪的,还是没弄明白。
四、应用与拓展
师:你通过本节课学习,还发现或产生了哪些值得研究的问题吗?串联电路中电流处处相等,那为什么会在串联电路中还是有一盏灯亮而另一盏灯暗的现象呢?
五、课后作业
1.你认为对于这节课还学到了什么?在我们的探究过程中还存在哪些缺陷?
2.关于电流和电路你还想了解些什么?能提出问题吗?可否试着进行探究?
附:学案
探究报告
[提出问题]
[你的猜想](要有你的猜想依据)
[设计实验]
1.你认为这个实验如何进行(仪器、步骤等):
2.你会设计这个实验的电路图吗?请把你设计的电路图画在下面(你认为应该有几组就设计几组):
3.记录数据的表格你会设计吗?请在下面设计:
[进行实验]把测到的数据填入上表,并把操作中出现的问题扼要写下来。
[分析论证]测量结果说明了什么?得出了什么结论?
[评估]实验设计有不合理地方或不充分、不完善之处吗?
比如:仅测两到三次电流,是否能归纳出普遍适用的结论?
我相信你还有很多:
操作中你出现了失误或故障吗?如有你是怎么解决的?有哪些值得总结的经验?
比如:1.灯泡亮了吗?
2.电流表是不是正确接入?
3.读数时是否与所需量程对应?
我相信你也有很多:
测量结果是不是可靠?有什么因素可能会影响测量结果吗?
[交流]通过这节课的学习,你有什么收获呢?
比如:1.你学会如何使用电流表了吗?
2.科学探究的全过程是:
3.……
4.……
……
通过本节课的学习探究,你还发现或产生了什么值得探究的问题吗?
教学目标：
1、了解生产、生活中的电现象
2、知道电路的基本组成，并理解每个元的基本作用。
3、会画电路符号，能用电路符号画出一个简单的电路图。
4、知道用开关控制电路的方法。
重点难点：
1、电路的基本组成、理解各元的作用
2、判断电路的三种状态（通路、开路和短路）和不同的连接方法（串联电路和并联电路）
3、电路图的连接方法（会连接简单的串联电路和并联电路）
4、电路图的画法（会画简单的串、并联电路图）
教学过程：
【引入】现代社会是一个电气化社会。在生活中，电是不可缺少的。那么，电在你的家中有哪些用途呢？在生活、生产中哪些地方要用电？电从哪里来，你知道吗？
－－家庭和工厂用电是发电厂通过电网远距离输送过来的。各种电池（认识各种电池：干电池、锂电池、铅蓄电池等）可供各种小电器用电。
一、电路
【设问】电灯为什么会发光？怎样才能使电灯发光呢？
【实验】图4－3小灯泡发光实验：合上开关，小灯泡发光。先后取走电路中任一元，观察小灯泡是否还能继续发光。将小灯泡换成电铃，重复上面的实验。
【思考】通过观察实验，让同学思考一个正确的电路都是由哪几部分构成的？
、电路的组成：
①把电源、用电器、开关用导线连接起来组成的电流的路径叫做电路。
说明：一个正确的电路，无论多么复杂，也无论多么简单，都是由这几部分组成的，缺少其中的任一部分，电路都不会处于正常工作的状态。
②各部分元在电路中的作用
电源的作用：维持电路中有持续电流，为电路提供电能。电流从电源的正极出发，回到电源的负极。
导线的作用：连接各电路元的导体，是电流的通道。
用电器的作用：利用电流来工作的设备。在用电器工作时，将电能转化成其他形式的能。
开关的作用：控制电路通、断。
【拓展】从能量的角度看，在电路中，电源的作用是提供持续电能的；用电器的作用是消耗电能；导线的作用是输送电能；开关的作用是控制电能有无的。
2、电路的通路、开路和短路
继续刚才实验演示，我们可以发现，合上开关，小灯泡发光。这种处处连通的电路叫通路，也叫闭合电路。
断开开关，或将电路中的某一部分断开，小灯泡都不会发光，说明电路中没有电流。这种因某一处断开而使电路中没有电流的电路叫开路。
将小灯泡取下，即用导线直接把电源的正、负极连接起来，过一会儿手摸导线会感觉到导线发热。这种电路中没有用电器，直接用导线将电源正负极相连的电路叫短路。短路是非常危险的，可能把电源绕坏，是不允许的。必须防止电源短路。
【思考】通路、开路、短路三种状态下电流的大小比较：
电路状态
通路
开路
短路
电流大小
电流正常
没有电流
电流过大
【小结】持续电流存在的条是：除电路中有电源外，电路还必须是通路，这两个条缺一不可。发生短路时，电路中会有很大电流，轻则损坏电源，重则发生事故。
二、电路元和符号
电路图
电路中各元的符号在设计、安装、修理各种实际电路的时候，常常需要画出表示电路连接情况的图。为了简便，通常不画实物图，而用国家统一规定的符号来代表电路中的各种元。、电路元符号：导线、电池、电池组、灯泡、开关、导线交叉不相连、导线间连接等。
2、电路图：用元符号代替实物表示电路的图叫电路图。
⑴让同学画出图4－9实验电路图。让同学说明电路中的电流方向。
⑵变换一下图实验中元的位置，再让同学们练习画出电路图。注意纠正错误的画法。
⑶根据同学们画电路图的情况，进行小结，提出画电路图应注意的问题元位置安排要适当，分布要均匀，元不要画在拐角处。整个电路图最好呈长方形，有棱有角，导线横平竖直。
【实验】图4－
10、图4－11，画出实验电路图，引入电路的连接方法
3、电路的两种基本连接方法是串联和并联。
如果把元逐个顺序连接起来接入电路，这种连接方法叫做串联，如果把元的两端分别连接起来接入电路，这种连接方法叫做并联。
【介绍】电路中电流的流向和干路、支路和分支点
【补充】
．画好电路图应注意的事项
完整地反映电路的组成，即要把电源、用电器、导线和开关都画在电路之中，不能遗漏某一电路器。
规范地使用器符号。
合理地安排器符号的位置，应尽可能使器均匀地分布在电路中，画成的电路图应清楚美观。
平直地描绘连接导线，通常用横平、竖直的线段代表连接导线，转弯处一般取直角，使电路图画得简洁、工整。
2．识别串、并联电路的方法
识别串、并联电路可以从电路中有无支路入手分析：串联电路没有其它支路，并联电路中有几个支路。也可以从电路的通断来判别：串联电路中，断开任意一个用电器，整个电路就被切断；而在并联电路中，断开任意一条支路，其余支路仍然是通的。
3．设计电路的方法
设计电路，就是按照要求确定电路中的各个元的位置。其方法是：先将开关和用电器对应地连接起来，要能分析出开关是控制哪个用电器的，在电路中起什么作用（是控制干路，还是控制支路）；再将开关和所控制的用电器串联起来，若开关是在干路中，应与电源串联。然后通过分析，判断出用电器之间是串联，还是并联。在分析的基础上，正确画出电路图。作图时，电路元要按照规定的符号画出来。最后，根据题中要求，按照所作出的电路图，逐项检查，看是否合乎要求。
4、连接电路时，需注意以下几点：①要按照一定顺序连接；②各元与导线间的连接要牢靠；③连接过程中，开关应处于断开状态；④连接电路时，一定要防止用导线把电源直接连接起来。、识别串联电路的方法是：
从连接方式去识别：在串联电路中，整个电路只有一条电流的路径。
从工作特点去识别。因串联电路只有一条电流路径，所以流过第一个用电器的电流，要全部流过第二个用电器，若第一个或第二个用电器出现问题，另一个用电器一定受到影响，也停止工作，即在串联电路中各用电器彼此互相影响。
通过实验观察识别。只用一个电键就可以控制串联电路的各个用电器。
6、并联电路的识别方法是：
从连接方式去识别：在并联电路中，用电器是并联在电路的两点间的，所以电流的路径不是一条，而是若干条。
从工作特点去识别：因并联电路中电流的路径是若干条，每条路径都是一个独立的工作电路，各用电器彼此互不影响。
通过实验观察去识别：电路中的开关不只是一个，其中有一个控制整个电路的所有用电器，其余的开关控制各自支路的用电器。
总结：
八年级科学集体备教案
组成：电源、用电器、开关、导线
电路图——电路
连接方式：串联电路、并联电路
八年级科学集体备教案
用电器短路
状态：通路、开路、短路
电源短路（烧坏电源和导线）
【练习】)串联电路、并联电路连接的特点是什么？连接串联电路和并联电路需要哪些器材（包括名称、数量）？
教学目标
知识目标
1.巩固串联电路的电流和电压特点.
2.理解串联电路的等效电阻和计算公式.
3.会用公式进行简单计算.
能力目标
1.培养学生逻辑推理能力和研究问题的方法.
2.培养学生理论联系实际的能力.
情感目标
激发学生兴趣及严谨的科学态度，加强思想品德教育.
教材分析
本节从解决两只5Ω的定值电阻如何得到一个10Ω的电阻入手引入课题，从实验得出结论.串联电路总电阻的计算公式是本节的重点，用等效的观点分析串联电路是本书的难点，协调好实验法和理论推导法的关系是本书教学的关键.
教法建议
本节拟采用猜想、实验和理论证明相结合的方式进行学习.
实验法和理论推导法并举，不仅可以使学生对串联电路的总电阻的认识更充分一些，而且能使学生对欧姆定律和伏安法测电阻的理解深刻一些.
由于实验法放在理论推导法之前，因此该实验就属于探索性实验，是伏安法测电阻的继续.对于理论推导法，应先明确两点：一是串联电路电流和电压的特点.二是对欧姆定律的应用范围要从一个导体扩展到几个导体(或某段电路)计算串联电路的电流、电压和电阻时，常出现一个“总”字，对“总”字不能单纯理解总和，而是“总代替”，即“等效”性，用等效观点处理问题常使电路变成简单电路.
教学设计方案
1.引入课题
复习巩固，要求学生思考，计算回答
如图所示，已知 ，电流表 的示数为1A，那么
电流表 的示数是多少?
电压表 的示数是多少?
电压表 的示数是多少?
电压表V的示数是多少?
通过这道题目，使学生回忆并答出串联电路中电流、电压的关系
(1)串联电路中各处的电流相等.
(2)串联电路两端的.总电压等于各支路两端的电压之和.
在实际电路中通常有几个或多个导体组成电路，几个导体串联以后总电阻是多少?与分电阻有什么关系?例如在修理某电子仪器时，需要一个10 的电阻，但不巧手边没有这种规格的电阻，而只有一些5 的电阻，那么可不可以把几个5 的电阻合起来代替10 的电阻呢?
电阻的串联知识可以帮助我们解决这个问题.
2.串联电阻实验
让学生确认待测串联的三个电阻 的阻值，然后通过实验加以验证.指导学生实验.按图所示，连接电路，首先将电阻 串联入电路，调节滑动变阻器使电压表的读数为一整数(如3V)，电流表的读数为0.6A，根据伏安法测出 .
然后分别用 代替 ，分别测出 .
将 与 串联起来接在电路的a、b两点之间，提示学生，把已串联的电阻 与 当作一个整体(一个电阻)闭合开关，调节滑动变阻器使电压示数为一整数(如3V)电流表此时读数为0.2A，根据伏安法测出总电阻 .
引导学生比较测量结果得出总电阻与 、 的关系 .
再串入电阻 ，把已串联的电阻 当作一个整体，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为一整数(如3V)电流表此时示数为0.1A，根据伏安法测出总电阻 .
引导学生比较测量结果，得出总电阻与 的关系： .
3.应用欧姆定律推导串联电路的总电阻与分电阻的关系：
作图 并从欧姆定律分别求得
在串联电路中
所以,这表明串联电路的总电阻等于各串联导体的电阻之和.
4.运用公式进行简单计算
例一 把 的电阻与 的电阻串联起来接在6V的电源上，求 这串联电路中的电流
让学生仔细读题，根据题意画出电路图并标出已知量的符号及数值，未知量的符号.
引导学生找出求电路中电流的三种方法
(1) (2) (3)
经比较得出 第(3)种方法简便，找学生回答出串联电路的电阻计算
解题过程
已知 V，求 I
解
根据 得
答 这个串联电路中的电流为0.3A.
强调欧姆定律 中的I、U、R必须对应同一段电路.
例二 有一小灯泡，它正常发光时灯丝电阻为8.3 ，两端电压为2.5V.如果我们只有电压为6V的电源，要使灯泡正常工作，需要串联一个多大的电阻?
让学生根据题意画出电路图，并标明已知量的符号及数值，未知量的符号.
引导学生分析得出
(1)这盏灯正常工作时两端电压只许是2.5V，而电源电压是6V，那么串联的电阻要分担的电压为
(2) 的大小根据欧姆定律求出
(3)因为 与 串联，通过 的电流与通过 的电流相等.
(4)通过 的电流根据 求出.
解题过程
已知 ，求
解 电阻 两端电压为
电路中的电流为
需串联的电阻为
人教版《5.3串联和并联》实用教案
教学目标：
1．会读、会画简单的电路图。
2．能连接简单的串联电路和并联电路。
教学重点、难点、疑点：
重点：串、并联电路的特点及画出简单的串、并联电路。
难点：串、并联电路 识别，按要求画电路图及根据电路图连接电路。疑点：串并联电路的区别。教学器材：
电池组，小灯泡两个，开关一个，导线5条 教学过程：
一、复习
你是怎样根据实物图画电路图的？有什经验？
二、引入新课 想想做做 有一个电源和两个灯泡，要使两个灯泡同时发光，有几种接法？
让学生先画出电路图，由正确的电路图引入新课。
二．串联和并联
三、新课教学
（一）串联和并联 1．串联电路和并联电路
串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来的电路。并联电路：把电路元件并列连接起来的电路。2．串联电路特点
⑴只有一条电流路径。各用电器同时工作，一只（个）灯泡（用电器）坏了，其它灯泡（用电器）都不亮（工作）。
⑵一个开关可以控制所有的灯；开关的位置不影响其对电路的控制作用。
串联电路，首尾相连；一处不通，都受牵连。
3．并联电路的特点
⑴有两条或两条以上的电流路径。各用电器可独立工作，互不影响。⑵开关的位置不同作用不同。干路开关控制所有的灯，支路开关只控制其所在的支路。
并联电路，并排面前；互不影响，支干相关。
4．判断电路是串联还是并联的三种方法 ①定义法——用定义来判断。②电流法——看电流是否有分支。③开路法——让一个用电器停止工作，看其他用电器是否继续工作。能工作的是并联，不能工作的是串联。
常用技巧：等效法——电路中两点用导线连接起来，这两点等效为一点。
（二）生活中的电路
1．串联：装饰店堂、居室烘托气氛的彩色小灯泡，有些是串联的。2．电灯、电冰箱、电视机、电吹风、电脑等家用电器、电灯是并联的。
城市高大建筑物上的成千只灯泡、街道的路灯是并联的。
四、总结、扩展
1．总结。串联电路和并联电路是最基本的电路。例如：装饰用小灯泡；家用电器。
2．思考：试分析教室里的灯是怎样连接的？理由是什么？
五、随堂练习
1．指出下图电路图中用电器的连接方式
2．如图所示的电路中，当开关S1、S2都断开时，能发光的灯是_____和_____，这时它们之间是_____联；当开关S1、S2都闭合时，能发光的灯是_____和_____，这时它们之间是_____联。3．将如图符号连接成串联电路，并联电路。
六、作业布置
课本P109练习2，3
七、板书设计
二．串联和并联
三、新课教学
（一）串联和并联 1．串联电路和并联电路
串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来的电路。并联电路：把电路元件并列连接起来的电路。2．串联电路特点
⑴只有一条电流路径。各用电器同时工作，一只（个）灯泡（用电器）坏了，其它灯泡（用电器）都不亮（工作）。
⑵一个开关可以控制所有的灯；开关的位置不影响其对电路的控制作用。
串联电路，首尾相连；一处不通，都受牵连。
3．并联电路的特点
⑴有两条或两条以上的电流路径。各用电器可独立工作，互不影响。⑵开关的位置不同作用不同。干路开关控制所有的灯，支路开关只控制其所在的支路。
并联电路，并排面前；互不影响，支干相关。4．判断电路是串联还是并联的三种方法 ①定义法——用定义来判断。②电流法——看电流是否有分支。③开路法——让一个用电器停止工作，看其他用电器是否继续工作。能工作的是并联，不能工作的是串联。
常用技巧：等效法——电路中两点用导线连接起来，这两点等效为一点。串联电路和并联电路练习(一)
一、小丽同学通过学习得到以下几个结论，请你帮她补充完整。
1．如图所示的元件：(1)使甲、乙组成串联电路，连接方法是_____________。
(2)使甲、乙组成并联电路，连接方法是_____________。
2．如图所示电路，若L1、L2、L3串联，应使开关S1_______、S2_______；若L1、L2、L3并联，应使开关S1_______，S2_______（前四个空填“闭合”或“断开”）。若只闭合S1，灯_______亮；若只闭合S2，灯_______亮（后两个空填“L1”“L2”或“L3”）。
3．如图所示：(1)只接通开关S1，灯泡________中有电流通过。
(2)只接通开关S2，灯泡________中有电流通过，它们是________的。
(3)只接通S3，灯泡________中有电流通过。
(4)接通S1和S3，灯泡________中有电流通过，它们是并联的。
4．如图所示；
(1)当S1、S2都闭合时（）(2)当S1、S2都断开时（）(3)只闭合S1时（）(4)只闭合S2时（）
A．三个灯都亮 B．三个灯都不亮
C．A和B灯亮，C灯不亮 D．B和C灯亮，A灯不亮 E．B灯亮，A和C灯不亮
5．在下图所示电路中，只闭合S3时，能亮的灯是_______，它们是_______联的。闭合S1和S2时，能亮的灯是_______，它们是_______联的。如只要L1亮，应闭合开关_______，断开开关_______。同时闭合_______是不允许的。6．在右图所示电路中，当开关S2、S3闭合，S1断开时，灯L1、L2_______联；当S2、S3断开，S1闭合时，L1、L2是_______联；当S2断开，S1、S3闭合时，灯_______亮；当S1、S2闭合时，会发生_______。
7．连接如图所示的实物图，使两灯并联，开关同时控制两灯，限用五根导线。
二、设计电路
1．一个仓库，后门进货，前门取货，现在有红黄两只灯泡和一个电铃，还有一个电池组和两个开关，若干导线，请设计一个电路使值班人员在值班室内就可辨别来人是取货还是进货，以便操纵在值班室了已经安装好的电钮开动前门后后门。
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