串并联电流规律教案(共3篇)
串并联电流规律教案 篇1
1.知识与技能
运用电磁感应知识分析交流发电机的实际模型,理解交流电的产生原理和过程。
综合运用电磁感应知识,并借助数学工具,推导并总结交流电的变化规律。
结合交流电产生过程的分析,正确理解中性面、交流电的瞬时值、最大值的含义。
2.过程与方法
通过对交流发电机的实际模型观察,提高观察能力、空间想象能力,并领会立体图转化为平面图处理问题的方法。
通过对交流电变化规律的推导,逐步形成利用数学工具及物理规律解决实际问题的能力。
3.情感态度与价值观
通过观看三峡工程的相关视频,了解它的作用和意义,激发学生爱国主义热情,体会物理理论应用于实践所产生的价值。
通过对交流电变化规律的推导,逐步树立应用物理规律分析实际问题的信念。
教学重难点:
1.重点:交流电的产生原理和过程及交流电的变化规律。
2.难点:交流电的变化规律的推导。
教学资源:
演示实验:交流发电机、灯泡、电流表;交流发电机模型;示波器、函数信号发生器。
课时安排:45分钟。
教学过程:
活动之一:引入交变电流的概念。
图片引入:展示“三峡大坝”图片并简单介绍,引入实验。
演示实验:实验1:发电机与小灯泡连接。
实验2:发电机与电流表连接。
进入新课引入概念:引导学生观察实验现象,得出发电机产生的是大小和方向都随时间变化的交变电流,并进入新课。
活动之二:分析交变电流的产生过程。
设置疑问:对比恒定电流和直流电流,引出问题:为什么会产生交变电流?
介绍结构:介绍教学手摇发电机的主要构造。
理论分析:结合发电机模型,引导学生从理论上分析交变电流产生的过程,引出中性面的概念,让学生定性的得出交变电流的大小和方向的变化特点。
实验验证:通过实验验证交变电流的方向变化特点。
动画模拟:模拟形成电流的微观自由电荷定向运动的特点
活动之三:推导交变电流的具体变化规律。
创设情景:情景1:单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动。提供已知条件,推导线圈在中性面和垂直中性面两个特殊位置的感应电动势。
引导分析。
得出结果:引导学生先将立体图转化为平面图,再进行分析,得出结果。
拓展情景。
学生推导。
集体评价。
确定结果:情景2:单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。提供已知条件,推导线圈在t时刻的感应电动势。
学生请一个学生上台推导,得出结果。然后集体评价,得出正确结论。
拓展情景:情景3:n匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,求感应电动势。
集体完成:情景4:n匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动。求感应电流,路端电压。
总结规律:规律:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴转动时,产生正弦式。
交变电流。简称正弦式电流。
实验演示:告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一种,还有其它的形式。
知识延伸同时将其它某几种通过示波器显示出来。
活动之四:描述交变电流的变化规律。
公式描述:借鉴前面的推导结果,直接写出正弦式交变电流的数学表达式。
图象描述:引导学生画出感应电动势的变化图像,强调画图的规范性和条理性。
实验验证:运用示波器显示人工匀速摇动发电机的电压随时间变化的图象,并引导学生分析不是正弦式图象的原因。
实验演示:引入家庭用电,输入到示波器。显示出正弦式波形。
知识延伸:告诉学生正弦式电流只是常见的交变电流的一种,还有其它的形式,同时将其它某几种通过示波器显示出来。
活动之五:大型交流发电机的介绍。
播放视频:播放大型发电机的视频。
知识介绍:介绍交流发电机的基本组成和种类。
课堂小结:引导学生进行课堂小结。
播放视频:通过视频展示三峡工程的全面效益。
课后任务:布置课后作业。
板书设计。
第一节 交变电流的产生和变化规律。
一、交变电流的产生
1.什么是交變电流?
大小和方向都随时间做周期性变化的电流。
2.交变电流的产生过程:
中性面:线框平面与磁感线垂直的位置。
线圈位于中性面时,Φ最大,
线圈垂直中性面时,Φ=0,最大
线圈越过中性面时,线圈中I感方向要改变,转一周,改变两次。
二、交变电流的变化规律
线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,产生正弦式交变电流,简称正弦式电流。
1.正弦式电流的表达式: 2.正弦式电流的图象:
三、几种常见的交变电流波形
串并联电流规律教案 篇2
【教材分析】本节授课选自人教版义务教育课程标准实验教科书《物理》八年级下册,是初中物理电学的重要内容,串、并联电路中电压的规律又是初中物理知识的重点,本节既是练习使用电压表,又是进一步学习欧姆定律的基础,是一节集物理现象、物理概念、物理规律于一体的课。
【学生分析】通过前面的学习,学生已经知道了串、并联电路中电流的规律和电压表的使用。学生对科学探究已经有了初步的认识,本节课可以让学生仿照探究串并联电路中电流的规律的学习过程进行本节的探究。
【教学目标】根据全面提高学生素质的总体目标与课程标准的要求以及学生已有的认识基础,我确定了本节的教学目标如下:
1.知识与技能:(1)通过探究实验,得出串、并联电路中电压的规律,学习科学探究的方法;
(2)在实验过程中,训练学生连接电路、正确识记、使用电压表的基本技能。
2.过程与方法:
(1)通过观察和实验,探究串、并联电路中电压的规律,提高学生对问题的探究能力;
(2)通过学生的亲自实验,培养他们初步的观察能力、动手操作的实验能力和对实验结论的归纳总结的概括能力。
3.情感态度和价值观:
(1)通过学生探究活动,激发学生学习兴趣,培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神;
(2)通过同学们共同探究的实验过程,培养学生严谨的科学态度和协作精神。【教学重点】
通过实验探究串、并联电路中电压的规律。【教学难点】
组织指导学生在探究过程中认真观察,仔细分析,归纳得出恰当的结论。【教具准备】
电池组、小灯泡(带灯座)、开关、导线若干、电压表、投影仪。【设计理念】
1.在串、并联电路中电压规律的探究过程中,通过给学生创设问题的情景,充分调动学生的积极性,使学生去讨论、猜想、设计实验方案并动手做实验,让学生成为串、并联电路中电压的规律的“发现者”,课堂的主人翁,使本节课的教学过程如研究课题那样去进行。
2.在整个教学过程中,教师是学生的合作者、引导者和参与者。教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时,教师要和学生一起猜想、分析,从中点拨其思维。
3.教学的真正目的是让学生探索规律,获得研究、思维的方法,然后通过方法的获得以及运用方法探索、创造的过程,使学生形成对科学研究有亲近热爱、和谐相融的情感,具有乐于探索物理现象和日常生活中的物理学原理的科学精神。因此,本节课将把思维程序作为贯穿整个教学过程的主线,教给学生一种研究问题的思维方法,从而培养学生的多种能力,尤其是创造能力,达到教学的真正目的。
【教学过程】
一、创设情景,引入新课
1.教师引导:请同学们在纸上画出你熟悉的串、并联电路图。2.学生画图,教师巡视,选出较好的图,用投影仪放大。
3.教师引导:
(1)同学们观察自己画出的串、并联电路图。
(2)你已经了解了串、并联电路的哪些知识,还想知道哪些内容,还有什么问题?
4.学生回答:(1)串联电路中的电流处处相等;并联电路中干路中的总电流等于各支路中电流之和。
(2)电流表工作的时候必须串联在电路中。
5.学生提问:(1)串联电路中的电压有什么样的关系?也和电流一样,处处相等吗?
(2)并联电路中的电压有什么样的关系?也和电流一样,干路中的总电压等于各支路中电压之和吗?
二、进行新课,探究新知 1.猜想或假设:(1)教师引导:
这位同学提出了很好的问题,我们先来一起研究串联电路中的电压有什么关系。同学们可以大胆猜想,你认为串联电路中的电压有什么样的关系?会是什么呢?
(2)学生猜想或假设:
学生A:我认为串联电路中电压的关系应该和电流的关系相同,也是处处相等。
学生B:我们认为灯泡大的地方电压大,灯泡小的地方电压就小。学生C:我们认为电压应该从电源正极出发,沿着电流的方向越来越小。因为电压是使电路中形成电流的某种“力量”,力量会越用越小。学生D:串联电池组的电压等于各个电池的电压之和,串联电路各点的电压之和也应该等于两点间的总电压。
2.设计实验
(1)教师引导:同学们做出了各种猜想、各样假设,真实的结果到底是什么?请同学们用实验来求证。大家先来设计实验。
(2)学生设计实验:(学生讨论,教师巡视了解)
(3)教师引导:各组可以简单说明你们的设计方案。(4)学生汇报设计方案:
第一组:我们组选择两只不同的灯泡,选三块电压表,同时测量每只灯泡和两只灯泡的电压,比较结果。
第二组:我们计划用三节电池,选择两只完全相同的灯泡,分别测出每只灯泡两端的电压和两只灯的总电压进行比较。
第三组:我们组选择三只差别较大的灯泡,分别测量每只灯泡的电压,每两只灯泡的电压和三只灯泡的总电压。
第四组:我们计划选四只灯泡,两只一组,先将两只灯泡串联接入电路,分别测每只灯泡的电压和两只灯泡总电压。然后再换上另外两只灯再次测量。
第五组:我们想选择两只灯泡,一块电压表,象测电流那样分别测出A、B、C各点的电压,然后进行比较。
(5)教师引导:
老师觉得同学们的设计都很好。不过要提醒大家一点,你的设计一定要有书面的内容,你要怎么做,你是怎么做的,你得出了什么样的结果,以便于自己检查和与别人交流做更好的改进。(6)学生补充设计方案:各组同学补充设计实验电路和实验数据表格。(7)教师引导:很好!同学们进一步完善自己的设计方案后,可以进行实验。建议大家在实验中更换不同的小灯泡,进行重复测量,并在时间允许的情况下探究并联电路中电压的规律。
3.实验论证:
(1)学生分组实验,教师巡视指导
要求同学们注意仪器使用的规范性。特别是电压表正、负接线柱连接正确,量程要选择合适,读数时要弄清分度值,读数准确。原始数据的记录要实事求是如实记录,不许随意改动。实验中出现的问题要记录下来,以便查找、分析原因。
(2)分析和论证: 教师引导:
同学们认真分析你们测量出的数据。测量结果说明了什么?你得出了什么样的结论?和你原来的猜想一致吗?
学生汇报实验现象:
学生A:我们用的是两只完全相同的小灯泡,测出每只小灯泡两端的电压相等,并且每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等。
学生B:我们用两只不同的灯泡串联,测出每只灯泡的电压不同,但两只小灯泡两端电压的和等于电源电压。
学生C:我们用的是三只差别较大的小灯泡,测出来每只灯泡的电压都不同,但每两只灯泡电压的和都和直接测得的这两只灯泡的总电压相等,三只小灯泡电压的和几乎等于电源电压。学生D:我们先用两只小灯泡测,然后又换了两只不同的小灯泡测。尽管测出的四只小灯泡的电压都不一样,但前一次测量的两只小灯泡电压的和与第二次测量的两只小灯泡电压的和几乎相等,且都差不多等于电源电压。
学生E:做完串联,我们还将两只小灯泡并联起来,分别测它们的电压,结果电压表指针指的是同一个位置。
学生F:我们也测并联了,相同的两只小灯泡电压相同,不同的两只小灯泡电压也相同。
学生G:我们从两只灯泡并联开始,一直增加到四只小灯泡并联,测出来的结果几乎不变。
学生H:我们在原来两只小灯泡串联的基础上给其中的一只灯泡并联了第三只小灯泡,结果并联的两只小灯泡两端的电压相等。
教师引导:同学们这种勇于探索的精神非常好,归纳大家的实验,可以得到一般结论吗?
学生A:不管怎样选择灯泡,不论如何进行测量,尽管测出的数据不相同,但是有一个共同点就是同一个串联电路中各个灯泡两端电压的和等于这几个灯泡两端的总电压且等于电源电压。
学生B:通过实验可以得到结论:
串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等。
4、交流与评估:
(1)教师引导:同学们通过自己的努力和同伴的配合得出了串联电路中电压的规律,祝贺同学们得到了一个正确的结论。不过,对同学们来讲获得结论的过程更重要。请大家对自己的探究活动过程进行回顾,认真分析、思考在实验过程中真正明白了哪些问题,还有什么新的发现?
(2)学生交流评估1:
学生A:我开始将电压表连接错了。现在我知道了,电压表的正负接线柱必须连接正确,否则接通电源后,指针反偏,并且速度很快,很容易将电压表指针打弯。
学生B:电压表的量程选择也很重要。如果选择的量程太大,指示值很小,几乎不能读数,如果选择的量程太小,指针偏出了刻度盘外。
学生C:我们连电压表的时候,先不接死,合上开关,迅速“试触”一下,大概估计好量程再连接,很省事,一次就差不多能选对。
学生D:读数也很重要。我第一次读数,读出一只小灯泡的电压值比电源电压还大,原来电压表接的是小量程,我是按大量程的刻度读出来的。
学生E:我将电压表接在了一根导线两端,结果灯都亮了,可是电压表读数是零,为什么呢?
学生F:我不小心将电压表串联在了电路中,灯全不亮,电压表却有指示值,和电源电压几乎一样大。
学生G:我们是将电路连接正确了,电压表也有指示,就是灯不亮,换了另外一个灯泡还是不亮,用手按住才亮起来。
学生H:我们组开始做时,有一只灯亮,另一只灯不亮,测电压时,亮着的灯有指示值,不亮的灯两端电压为零。
(3)学生交流评估2:
教师引导: 同学们发现了这么多的问题,说明大家一定是很认真地去做了。养成好的习惯要比得到一个正确的结论更重要,希望同学们以后继续努力。刚才提到的问题,请同学们互相讨论,看能不能找出问题的原因。
学生讨论:
(教师巡视并参加同学们的讨论)
学生A:电压表接在一根导线的两端,中间没有用电器,相当于“一”点,所以电压表示数为零。
学生B:将灯泡用手按着才能亮,我觉得是因为没有接触好,另外的问题我不知道。
教师引导:同学们一定非常想知道这些问题的答案,那就在以后的学习中努力,相信你一定会有收获的。在同学们的交流中我注意到许多同学都用了“几乎相等”这个词,而不是说“相等”,为什么呢?
学生C:因为它们相差很小,但又不完全相等。教师引导:能分析出其中的原因吗?
学生D:因为读数或用表测量的过程中有一些偏差。
教师引导:同学们的表现都很棒。现在需要同学们根据你们的探究过程写一份科学探究的小报告。
学生完成探究报告:教师巡视,选择完成较好的,利用投影和同学们交流、小结。
三、归纳小结,深化目标,布置作业 1.小结本课的知识点。
(1)串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
(2)并联电路中的总电压,等于各个支路两端的电压,各支路电压相等。2.告诉学生:大家实验做得很好,得到了许多有用的数据。科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。从而激发学生的探索热情。
【板书设计】
串联电路中电压的规律:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
串并联电流规律教案 篇3
【主体知识归纳】 1.电池组的电压
(1)串联电池组的电压等于各节电池的电压之和.(2)并联电池组的电压等于每节电池的电压. 2.串联和并联电路中电压的特点
(1)在串联电路中,总电压等于各部分电路两端的电压之和.(2)在并联电路中,各支路两端的电压都相等.
【基础知识讲解】
1.预习本节课的实验内容,写出预习报告,课前仔细观察电压表(注意:量程、最小刻度值、零刻度的位置),了解本节实验研究串、并联电路的电压关系所采用的实验电路.
2.实验前,比较一下电压表跟电流表在外形上各有何特征;使用目的是否相同;使用方法和注意事项有何相同之处,有何不同之处;读数方法的异同等.注意串联电池组的电压等于串联的各电池的电压之和.
3.怎样做好“用电压表测电压”的实验?
(1)实验前应复习串联电路和并联电路的连接方法,及正确使用电压表的规则.为便于记录、分析实验数据,事先设计记录表,想想看,本节实验的记录表应该怎样设计呢?
(2)根据电路图连接电路,进行测量时,要手执开关,眼看电压表,进行试触.闭合开关后,根据所选量程进行读数,每次读数后应及时断开开关,并如实记录数据.
(3)根据测得的数据,回答课本各步实验后提出的问题.总结一下,通过实验你能得出哪些结论?
4.实验结束后,写个简单的实验报告.实验报告一般包括:目的、器材、原理、步骤及数据分析和得出的结论等几部分.
(1)目的:是指实验要研究什么,达到什么目的.
(2)器材:要列出实验所需仪器、材料和用品等(包括数目及规格).本节实验都用到了哪些器材?
(3)步骤:指实验过程中每一步的内容和顺序.
(4)实验结束后,要对测得的数据进行分析、归纳,得出实验结论.
例1.图6—11是某同学做实验时的电路图,闭合开关后,发现
L1、L2均不亮,电流表无示数,而电压表示数接近电源电压,则可能出现的故障是
A.电源正极到a点之间有断路 B.a、L2、b之间有断路
C.电源负极到b点之间有断路 D.电流表被烧坏了
解析:两灯都不发光,电流表无示数,说明某处有断路.假若在电源正极到a点之间,或电源负极到b点之间,或电流表被烧坏,有一处断路,那么电压表的示数绝不会接近电源电压,而应该等于零.所以选项A、C、D都是不正确.实际上,当a、L2、b之间有断路,电路就变成了L1、A、V的串联,电源电压只有几伏,电压表的电阻很大,电路中电流很小,这时电流表示数几乎为零,L1两端电压也几乎为零,所以电压表示数接近电源电压了.
方法指导:用电压表逐段测量电压,是检查电路故障常用的方法,本题只是其中一例.解
答这类问题时应注意:由于电流表内阻较小,电流表只有串联在被测电路中才能测量电路的电流;电压表内阻很大,电压表只有并联在被测电路两端才能测量电压.在电路中,如果电流表指针几乎不动,而电压表有明显偏转,故障的原因就在于与电压表并连的那段电路中一定发生了断路.
例2.按图6—12(甲)的电路图,将图(乙)的实物用笔画线代替导线把它们连接起来,要求导线不要交叉.(甲图中电压表V1的示数是1.8 V,电压表V2的示数是3 V)
解析:从图6—12(甲)的电路图可以看出:灯L1、L2串联,电压表V1测灯L1两端的电压,量程应选0~3 V,电压表V2测量灯L1和L2串联后的总电压,量程应选0~15 V.实物图连接如图6—13所示.
方法指导:根据电路图连接实物图是同学们感到困难的问题,很容易出现错误.这就要求连接实物时,仍应从电源正极开始依次将开关、灯泡L1、L2串联起来组成闭合回路,然后再连接电压表.电压表V1并联在灯L1两端,电压V2并联在灯L1、L2串联后的两端.注意电压表的量程.电流从电压表正接线柱流入,从电压表负接线柱流出.连线时注意电路中的连线不要交叉,实物元件应与电路图中的元件对应,位置不允许移动,最后检查所连接的实物
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