师:今天我们来学习欧姆定律这一章的最后一节。首先大家看一下这节课的教学目标,同学们齐读一下。
生:欧姆定律及串联电路的电流和电压特点,推导一些串联电路的电阻关系和计算公式,会用欧姆定律进行简单计算。
师:我们已经熟知了欧姆定律的内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。表达式为I=U/R,导出公式为U=IR、R=U/I。欧姆定律是电学最基本的定律之一,在生活中有着非常重要的意义。研究串并联电路时,有些电路很复杂,通过等效电路分解就能知道,串联电路和并联电路是最基础的电路。这节课我们就利用欧姆定律解决简单串联电路的问题,课题是欧姆定律在串联电路中的应用。
师:大家已经熟知串联电路的一些特点,串联电路的电流特点是什么?
生:串联电路中电流处处相等
师:表达式为I=I_1=I_2=?=I_n。那串联电路的电压规律是什么?
生:串联电路电源两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和
师:表达式为U=U_1+U_2+?+U_n。既然知道了串联电路的电流和电压规律,串联电路的电阻又有什么样的规律呢?接下来我们共同探讨。
师:已知串联电路中R_1、R_2两端的总电压为U,通过的电流为I,R_1、R_2两端的电压分别为U_1、U_2,通过R_1、R_2的电流相等,均为I。这个I既是整个电路的电流,也是通过R_1和R_2的电流,它们是什么关系?
生:相等关系
师:很好。现在前后4组同学互相讨论,推导串联电路总电阻R与R_1、R_2的关系,一会儿交流讨论结果。
师:好了,坐好。刚才大家探讨得非常激烈,哪组同学汇报一下你们是如何推导总电阻与各分电阻之间关系的?
生:由欧姆定律I=U/R得U=IR。由串联电路电压规律得U=U_1+U_2。U_1=IR_1,U_2=IR_2,所以IR=IR_1+IR_2。串联电路电流相等,把I约掉,最终得出R=R_1+R_2。
师:大家说他表现得怎么样?
生:好
师:通过李正俊同学的推导,我们得出了结论。大家还有别的想法或者疑问吗?
生:没有了
师:我们最终得出的结论是,串联电路总电阻等于各分电阻之和。大家看大屏幕,齐读一遍推导过程。
生:由欧姆定律导出式可知U=IR,U_1=IR_1,U_2=IR_2。由串联电路电压规律U=U_1+U_2,得IR=IR_1+IR_2,所以R=R_1+R_2。
师:这个规律是我们今天学的第一个重点。接下来我们把这个规律应用到欧姆定律中,解决实际问题。哪位同学读一下例题?
生:如图所示,电阻R_1为10欧姆,电源两端的电压为6伏特,开关S闭合后,求:一、当滑动变阻器R接入电路的电阻R_2为50欧姆时,通过电阻R_1的电流为I_1;二、当滑动变阻器R接入电路的电阻R_3为20欧姆时,通过电阻R_1的电流为I_1^'。
师:请坐。这个题干看起来有点复杂,我们要根据题意画出第一问的等效电路图。画等效电路图时,要结合已知条件分析。已知R_1是多少欧姆?
生:10欧姆
师:电源电压是多少伏?
生:6伏
师:开关S是闭合的,滑动变阻器接入电阻为50欧姆时,它就相当于一个定值电阻。我们来画等效电路:电源电压6伏,R_1为10欧姆,滑动变阻器阻值50欧姆,二者串联。我们要求的是通过R_1的电流I_1。这是一个最简单的串联电路,电源电压和两个电阻阻值都已知,求通过R_1的电流。刚才推导的串联电路电阻规律能不能应用在这里?
