1樓：匿名使用者
專題·電路知識複習課
一、教學目標
1．在物理知識方面要求．
(1)加深理解電路中有關概念和規律；
(2)進一步掌握電路連線的基本特點．
2．通過複習總結，使學生學會處理電路問題的基本技巧，培養學生分析推理能力．
二、重點、難點分析
重點是電路連線的基本特點和處理方法．
難點是電路知識的綜合運用．由於電路的結構變化時，常常會引起一些電路參量(如電阻、電流、電壓、電功率等)發生變化，這就造成了對電路連線形式的理解和電路知識的運用上的困難，因而也就形成教學上的難點．
三、教具
投影片(或小黑板)．
四、教學過程設計
(一)複習引入新課
1．提出問題．
(1)串聯電路中電流、電壓、電阻、電功率的關係；
(2)並聯電路中電流、電壓、電阻、電功率的關係；
(3)電路一章中的物理量、定義式、決定式、測量儀器等內容．
2．歸納上述內容，列成**形式，填入相應內容，打出投影片．
適當指出各處要點，講述本節課要討論的問題．
四、主要教學過程設計
(一)簡單電路計算
1．求等效電阻(投影片)．
例1 如圖1所示電路中，電阻r1=6ω，r2=3ω，r3=2ω，r4=12ω，求外電路的總電阻．
組織學生分析、討論，歸納要點．在這類問題中，可從電流的流向出發，在外電路中，由高電勢點向低電勢點流動，從而確定電勢變化和等電勢點，畫出等效電路圖．
在圖1所示電路中，a點與電源正極連線，電勢最高；b點與電源負極連線，電勢最低；a點和d點等電勢，在外電路中，電流由a點流向b點的過程中，要流經c點，由於電流流經電阻時電勢要降低，故c點電勢低於a點電勢，高於b點電勢．由上述分析可知，該電路中有a、c、b三個電勢高低不同的點．如圖2所示，將a、c、b三點重新排列，並把原電路圖中的各個電阻畫在相應的兩點間，從這一改畫後的電路中，很容易看出各個電阻之間的連線關係：r1和r2 並聯後與r1串聯組成一條支路，再與r4支路並聯．
根據串、並聯電路總電阻的計算方法有
解得外電路的總電阻為 r=3ω．
2．基本關係的運用(投影片)．
例2 圖3中電阻r1的功率p1=15w，r2的電流i2=2a，r3=2ω，電壓uab=9v．求：電阻值r1=？ r2=？
首先組織同學明確三個電阻的連線特點和各物理量之間的數量關係．為使問題明朗化可引導學生在原圖示明已知量，成下圖．
如圖4所示，將r2、r3劃入一個圈內成rcb，整個電路是r1和rcb串聯，所以uac+ucb=uab，rcb是r2、r3並聯，如圖5所示．
ucb＝i2r2=i3r3．
解得 r2=3ω．
小結：從本例可體會到，將已知資料標在圖上是非常必要的，對解資料離散程度高的電路尤為有利．這樣，就使原來分散在題文中的資料，經過電路溝通，看到了它們間的內在聯絡，使解題有的放矢．
例3 有3盞電燈l1、l2、l3，規格分別是“110v 100w”、“110v 40w”、“110v 25w”，要求接到電壓是220v的電源上，使每盞燈都能正常發光，可以使用一隻適當規格的電阻，應如何連線電路？
組織學生認真讀題，仔細思考．由於本題欲求電路的連線方法，這就需要對每個元件的特徵量進行分析，利用已有的基本關係逐步分析推理，使問題的解答思路明確．
這樣選擇r的規格是“345.7ω 35w”的電阻．
歸納簡單電路分析和計算的基本思路與方法，同時指出以上三例的共同點和不同點．併為含有電錶和電容等的電路分析作些準備，然後提出如下問題．
(二)電錶問題
電路中的電壓表和電流表的示數不是作為已知量給出，就是作為未知量待求，無論是哪種情況，正確分析電壓表所測量的是電路中哪兩點間的電壓，電流表所測量的是通過哪些元件的電流，是搞清楚電壓表和電流表示數含義的關鍵．
例4 (投影片)如圖7所示的電路中，電源電動勢ε=6v，內阻不計，電阻r1=12ω，r2=6ω，r3=4ω，求電流表 的示數．(電流表內阻的影響不計)
首先留出一定時間，讓學生識別電路，看清楚電流表的作用，即測量哪一部分的電流；各元件的連線特點，從而找出各物理量之間的關係．具體分析思路如下：
在分析電路結構的基礎上，畫出電路中電流的通路，從中分析確定電流表示數的含義．
把上述思路用於本題，在如圖8所示電路中，a點電勢最高，b點電勢最低，d點與a點等電勢，c點與b點等電勢，電阻r1、r2和r3並聯接在 a、b兩點間．電路中電流由電源正極流向負極的通路如圖中所示，其中i1為流過r1的電流，i2為流過r2的電流，i3為流過r3的電流，ia1為流過電流表 的電流，ia2為流過電流表 的電流．從電路中電流的通路可以看出：流過電流表 的電流等於流過電阻r2和r3的電流之和．因而電流表 的示數為
通過電流表 的電流等於流過電阻r1和r2的電流之和．故電流表 的示數為
歸納本題思路和要點，引出如果在電路中由於開關s的斷開與閉合，會使電路的結構發生變化，在這種情況下，電錶的示數也會隨之改變．
例5 如圖9所示．當開關s斷開時和閉合時，指明各表所測量的意義．
作為複習課，教師可直接提出電壓表和電流表在畫等效電路圖時的作用．由於與一般電阻相比，電流表內阻小得可略去不計，因此刪去電流表，兩端應短接；電壓表內阻可看作無窮大，因此刪去電壓表，兩端應保持斷開，即“ 通 斷”原則．
s斷開時，電路如圖10、11所示．由於r2中無電流通過，故i2=0，則電壓u2=i2r2=0．即ucd=u2=0．所以此時電壓表示數即為r1兩端電壓uad=uac=u1．
s閉合時，電路如圖12、13所示．圖13中rcb為r2與r4串聯再與r3並聯後的等效電阻．
電壓表示數為 uad=uac+ucd
=i1r1+i2r2．
電流表示數為i3．
小結本題後，進一步提出如下問題．
例6 (投影片)如圖 14所示電路中，電源電動勢ε=6v，內阻不計，電阻r1=r4=2ω，r2=r3=4ω，r5=3ω，求電壓表 和 的示數．(電壓表內阻的影響不計)
給學生一定時間，讓他們識別電路，看電壓表是測哪兩端的電壓，幾個電阻是怎樣連線的．從而確定它們間的關係，仿照例5方法等效電路如圖15所示．
講述：分析電路中電壓表示數的思路是：先分析電壓表接入電路的那兩點的電勢高低，進而求出這兩點間的電勢差，即是電壓表的示數．
把上述思路用於本題，根據圖15所示電路的結構可知，外電路的總電阻為
電路中的總電流為
因r1+r2=r3+r4，故通過兩條支路的電流
電流流過r2的電勢降落為ubd=i2r2=2v，即b點電勢比d點電勢高2v．電流流過r4的電勢降落為ucd=i4r4=1v，即c點電勢比d點電勢高1v，由上述分析可知，b點電勢高於c點電勢，b點電勢高於c點電勢的數值，即b、c兩點間的電勢差，也即是電壓表 的示數．故電壓表的示數為
u1=ubc＝ubd-ucd=1v．
同理，c點電勢高於e點的數值，即c、e兩點間的電勢差，則是電壓表 的示數．故電壓表 的示數為
u2＝uce＝ucd+ude=ucd+ir5＝1+1×3=4v．
歸納總結：電壓表、電流表的運用情況．
(三)電容問題
電容器是一種儲能元件，在直流電路中，當電容器兩極板間電壓升高時，電容器被充電；當電容器兩極板間的電壓降低時，電容器對外放電．電容器充、放電時，電路中形成充電或放電電流．
電容器對電路起著斷路作用．在研究電路中的電流、電壓分配時，可以去掉電容器以簡化電路，若要計算電容器所帶電量，可再將電容器接入相應位置．
1．當電容為c的電容器兩極板間的電壓改變數為△u時，其充電或放電電量△q=c·△u．
例1 如圖16所示，電源電動勢ε=10 v，內阻不計，電阻r1=3ω，r2=2ω，r3=5ω，c1=4μf，c2=1μf，開關s原來是閉合的，求當s斷開後，通過r2的總電量．
組織學生分析討論，然後歸納解答思路．
當s閉合電路穩定時，僅r1、r2中有恆定電流通過，r3為無流電阻，n點與q點電勢相等．跨接在電路中的電容c1兩極板間的電壓，等於m點與q點間的電勢差，即從uc1=umq=ur2=4v．而與r3串接的電容c2兩極板間的電壓，等於p、q兩點間的電勢差，即uc2=upq=10v，兩電容器每個極板上帶電性質如圖16所示．
當s斷開後，電容c1通過電阻r2、r3放電；電容c2通過電阻r1、r2、r3放電．放電電流都是從m點流入電阻r2而從q點流出，電流方向如圖中所示．因此通過r2的電量
q=c1uc1+c2uc2=4×10-6×4+1×10-6×10=1.6×10-5(c)．
2．當電容器在充、放電過程中，充或放電電量為△q時，電源的能量也會隨之變化，即
△e=ε△q．其中ε為電源電動勢．
例2 (投影片)如圖 17所示電路中，電源電動勢ε=6v，內阻r=1ω，電阻r1=3ω，r2=2ω，電容器的電容c=2μf，開關s是閉合的．求將s斷開後電源所釋放的電能？
組織學生討論一下，讓學生充分發表意見，談分析思路，集中引導學生，再由典型發言，最後師生共同歸納如下：
(1)s斷開前，加在電容器c兩板間的電壓為電阻r2兩端電壓，此時電容器c所帶的電量為
(2)s斷開後，電源向電容器c充電，直至電容器兩板間電壓增到等於電源電動勢，這時電容器c帶有的電量為
q2=cε=2×10-6×6=12×10-6(c)．
電容器c充電的過程中電源要釋放電能，所釋放的電能為△e=ε△q，其中△q即等於電容器c充電後所增加的電量q2-q1，據此電源所釋放的電能為
△e=ε(q2-q1)=6×(12×10-6-4×10-6)=3.8×10-5(j)．
3．在△t時間內，電容器兩極板間電壓改變數為△u，那麼充放電的平均電流強度i=c·△u/△t．
例3 如圖18所示，將一電動勢為ε=6 v，內阻r=0.5ω的電源與一粗細均勻的電阻絲相連．電阻絲的長度為l=0.30m，阻值為r=4ω，電容器的電容為c=3μf．閉合開關s，使其達到穩定狀態後，將滑動觸頭p向右以速度v=0.
6m/s勻速滑動的過程中，電流計的讀數為多少？流過電流計的電流方向如何，
組織學生認真審題，判斷出電路的連線方式．明確電容器兩端電壓與電阻絲上滑動端p的對應關係，然後引導學生分析得出，在△t時間內，長度變化△l，電壓變化△u，相應電量變化△q．具體分析思路如下：
電容器通過電流計與電阻絲pb部分並接．當p向右勻速滑動時，pb間電壓隨時間均勻減小，因此電容器兩極板間電壓也隨時間均勻減小，電容器放電，形成恆定的放電電流．流過電流計的放電電流方向為從右向左．
在△t時間內，觸頭p移動的距離為△l，則△l=v·△t，由於電阻絲單位長度上電壓值為uab/l=r/l(r+r)，因此在△t時間內pb間電壓改變
而 i=δq/δt=c·δu/δt，
最後做課堂小結．
五、教學說明
1．按照教學大綱的要求，本課教學設計中所出現的電路，大多數屬於最基本的混聯．其目的是引導學生集中學習和領會電路的分析方法和技巧上．
2．由於是單元複習，內容有一定的綜合性．這需要教師做好知識準備．在課堂上，多給學生一些思考問題的時間和空間，組織學生討論分析，主要是為了增強學生的參與意識．以利發現問題，及時調整教學策略．
3．在複習課中，許多問題不宜求全，重點是點清分析問題的基本思路．從複習內容上看，由於時間限制，本設計只提供了簡單電路計算、電錶問題、電容問題，而還有其他方面並未涉及．這可另外安排時間，再加補充．
4．由於內容較多，本設計可安排二至三課時完成．因各地情況不同，教師可針對實際，具體掌握．
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