時(shí)間：2023-05-29 18:02:12
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創(chuàng)造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇串聯(lián)電路，希望這些內(nèi)容能成為您創(chuàng)作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進(jìn)步。
本節(jié)課要突出的重點(diǎn)是串聯(lián)電路的電流、電壓和電阻的三個(gè)特點(diǎn)和串聯(lián)電路的分壓作用。方法是為了突出重點(diǎn)，首先設(shè)計(jì)學(xué)生活動(dòng)，讓學(xué)生們?cè)趯?shí)驗(yàn)探究的過程中記錄數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)、歸納得出結(jié)論。
本節(jié)課要突破的另一個(gè)難點(diǎn)是總電阻（等效電阻）的概念、串聯(lián)電路電阻關(guān)系的實(shí)驗(yàn)測(cè)定和理論推導(dǎo)。方法是引導(dǎo)學(xué)生思考，然后實(shí)驗(yàn)探究，通過電流值的比較找到等效電阻。原來的教學(xué)流程是各環(huán)節(jié)活動(dòng)安排（見圖1）。
一、活動(dòng)1：探究串聯(lián)電路中電流和電壓的規(guī)律
（1）猜測(cè)：在圖2所示電路中，通過A、B、C各點(diǎn)的電流之間可能有怎樣的大小關(guān)系？AB、BC、AC兩點(diǎn)之間的電壓可能有怎樣的大小關(guān)系？
（2）按電路圖連接電路，用電流表測(cè)量電路中通過A、B、C三點(diǎn)的電流，并填入表1。
由此可以得出初步結(jié)論：________________________________________。
（3）用電壓表測(cè)出電路中AB、BC、AC兩點(diǎn)之間的電壓，并填入表2。
由此可以得出初步結(jié)論：________________________________________。
二、活動(dòng)2：尋找5歐和10歐兩個(gè)串聯(lián)電阻的等效電阻
思考：尋找一個(gè)新的電阻替代原來電路中的R1和R2，使得在電源電壓保持不變的條件下，電路中的電流與原來串聯(lián)電路中的電流相等。（見表3）
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：________________________________________________。
三、活動(dòng)3：探究串聯(lián)電路與電阻的關(guān)系
例題1：甲、乙兩個(gè)導(dǎo)體的阻值分別為R1=10歐、R2=20歐，串聯(lián)在電壓為3伏的電源上，求兩個(gè)導(dǎo)體兩端的電壓U1和U2。
該教學(xué)設(shè)計(jì)也是在充分考慮到教材、課程標(biāo)準(zhǔn)和學(xué)生的學(xué)情等方面的因素，經(jīng)過一次試講后成形的。在正式上課的過程中自己覺得時(shí)間有點(diǎn)緊張，給予學(xué)生思考交流的時(shí)間、空間不夠，評(píng)委老師對(duì)此的指導(dǎo)意見是：
（1）教學(xué)過程有點(diǎn)頭重腳輕的感覺，等效電阻的實(shí)驗(yàn)探究老師的指導(dǎo)不夠，對(duì)于等效的意義解釋不夠清楚。
（2）教學(xué)內(nèi)容有點(diǎn)多，教材處理方面可以靈活，比如電流和電壓的特點(diǎn)探究放在課前，這樣就能更充分地探究串聯(lián)電路的等效電阻和推導(dǎo)分壓作用。
后來我對(duì)自己的教學(xué)流程做了改進(jìn)，直接用小彩燈做實(shí)驗(yàn)并有意破壞其中一個(gè)燈，對(duì)比前后的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，判斷小燈的連接方式，結(jié)合前面電路學(xué)習(xí)時(shí)測(cè)量的電流和電壓數(shù)據(jù)直接歸納出電流和電壓的規(guī)律，“請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)我們前面學(xué)習(xí)的電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系猜想一下串聯(lián)電路中電阻的特點(diǎn)”，一個(gè)提問直接過渡到學(xué)生對(duì)電阻的探究，提出猜測(cè)，實(shí)驗(yàn)探究，記錄數(shù)據(jù)。然后各小組交流數(shù)據(jù)，分析歸納，采取等效替代的方法實(shí)驗(yàn)探究得出電阻的規(guī)律。通過例題鞏固串聯(lián)電路的特點(diǎn)，引出電阻大的導(dǎo)體兩端電壓多，利用歐姆定律和串聯(lián)電路中電流規(guī)律推導(dǎo)電壓的分配規(guī)律。（見圖3）
改進(jìn)后的各個(gè)環(huán)節(jié)活動(dòng)安排：
活動(dòng)1： 小組交流電路學(xué)習(xí)時(shí)測(cè)量的電流和電壓數(shù)據(jù)直接歸納出電流和電壓的規(guī)律。
活動(dòng)2：尋找5歐和10歐兩個(gè)串聯(lián)電阻的等效電阻。（見圖4和表4）
思考：尋找一個(gè)新的電阻替代原來電路中的R1和R2，使得在電源電壓保持不變的條件下，電路中的電流與原來串聯(lián)電路中的電流相等。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：________________________________________________。
活動(dòng)3：練一練。
例題2：甲、乙兩個(gè)導(dǎo)體的阻值分別為R1=10歐、R2=20歐，串聯(lián)在電壓為3伏的電源上，求通過兩個(gè)導(dǎo)體的電流和兩端的電壓U1和U2。
“大家發(fā)現(xiàn)哪個(gè)電阻兩端的電壓分得多？”通過計(jì)算分析得出猜想“串聯(lián)電路中導(dǎo)體電阻越大，兩端分得電壓越多”，利用歐姆定律和串聯(lián)電路中電流規(guī)律推導(dǎo)串聯(lián)電路的分壓作用。
0 引言
二階系統(tǒng)是《自動(dòng)控制理論》課程中重要的研究內(nèi)容，其時(shí)域數(shù)學(xué)模型為二階微分方程。由于直接求解二階或高階分方程比較麻煩，特別是當(dāng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)改變或某個(gè)參數(shù)變化時(shí)，需要重新列寫并求解微分方程，因而不便分析和設(shè)計(jì)系統(tǒng)。經(jīng)典的方法是利用拉氏變換法將微分方程轉(zhuǎn)換為復(fù)數(shù)域數(shù)學(xué)模型，即傳遞函數(shù)，通過系統(tǒng)傳遞函數(shù)可以方便地研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)或參數(shù)變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響。
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，借助于計(jì)算機(jī)仿真軟件，可以直接在時(shí)域里迅速而準(zhǔn)確地求出系統(tǒng)的結(jié)果，而且這種結(jié)果是以曲線的形式表現(xiàn)出來，特別直觀。特別重要的是，利用仿真軟件的參數(shù)掃描功能，可以計(jì)算出系統(tǒng)某一參數(shù)取不同值時(shí)，系統(tǒng)輸出的一組特性曲線。對(duì)比研究這組曲線，可以得出系統(tǒng)輸出特性與該參數(shù)之間的關(guān)系。
使用電子電路仿真計(jì)算軟件Cadence-PSpice，對(duì)RLC串聯(lián)電路進(jìn)行時(shí)域仿真計(jì)算，仿真計(jì)算出不同電阻阻值下的電容兩端輸出電壓的曲線，分析研究這些輸出電壓曲線，找出輸出電壓與電阻阻值的內(nèi)在關(guān)系，為研究系統(tǒng)時(shí)域特性與系統(tǒng)參數(shù)關(guān)系提供參考。
1 RLC串聯(lián)電路的數(shù)學(xué)模型
RLC串聯(lián)電路如圖1所示，其中R1、L1、C1分別為電阻、電感和電容元件，V1為激勵(lì)直流電源，系統(tǒng)的輸出為電容兩端電壓。將RLC串聯(lián)電路看作是一個(gè)系統(tǒng)，系統(tǒng)的輸入為Vi，系統(tǒng)的輸出為電容兩端的電壓V0，研究在同一激勵(lì)電壓源下，系統(tǒng)參數(shù)的改變，對(duì)系統(tǒng)的輸出特性有什么影響。
1.1 系統(tǒng)的微分方程
如果將RLC串聯(lián)電路看作是一個(gè)系統(tǒng)的話，那么可以通過根據(jù)特性求出系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。設(shè)電容兩端的電壓為，則電容流過的電流可表示為
1.2 系統(tǒng)的傳遞函數(shù)
通過求解上述二階微分方程可以求出的表達(dá)式，從而分析電容兩端的輸出電壓的特性。但是求解二階或高階微分方程有時(shí)比較困難，傳統(tǒng)的方法是將微分方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)，通過傳遞函數(shù)的零、極點(diǎn)分析系統(tǒng)的性能指標(biāo)。
利用拉氏變換就可將微分方程轉(zhuǎn)換為傳遞函數(shù)，對(duì)于二階微分方程，轉(zhuǎn)換方法是將ui寫成Ui（s），將u0寫成，將寫成U0（s），將 寫成s2?U0（s），即可寫出對(duì)應(yīng)的傳遞函數(shù)。
2 電容兩端輸出電壓特性分析
根據(jù)《自動(dòng)控制原理》課程理論知識(shí)可知，可以通過二階系統(tǒng)的特征根研究系統(tǒng)的輸出特性，二階系統(tǒng)的特征根就是二階系統(tǒng)傳遞函數(shù)分母方程的解。
根據(jù)取不同值時(shí)，二階系統(tǒng)特性的分布情況如圖2所示。
如果選定RLC串聯(lián)電路中L1為100mH、C1為0.1uF固定不變，電阻可調(diào)，那么調(diào)節(jié)電阻R1的阻值就可以改變?chǔ)沃担瑥亩淖兿到y(tǒng)輸出特性，電阻R1取值與系y狀態(tài)之間的關(guān)系如表1所示。
3 RLC串聯(lián)二階動(dòng)態(tài)電路Cadence仿真計(jì)算
Cadence軟件中的PSpice組件是一款常用的電子電路仿真軟件，根據(jù)表1中電阻阻值的取值，利用PSpice組件對(duì)這些電路仿真計(jì)算，得出多組RLC串聯(lián)二階動(dòng)態(tài)電路輸出曲線圖。
表1 R1取值與系統(tǒng)狀態(tài)之間的關(guān)系
根據(jù)表1，取電阻R1為-100Ω為負(fù)值電阻構(gòu)成如圖3（a）所示電路，對(duì)該電路進(jìn)行瞬時(shí)分析，得到的電容兩端的輸出電壓波形如圖3（b）所示。分析圖中的輸出波形可知，此時(shí)系統(tǒng)是個(gè)發(fā)散系統(tǒng)，說明該系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，與理論分析完全吻合。
取電阻R1為-0Ω為構(gòu)成如圖4（a）所示電路，對(duì)該電路進(jìn)行瞬時(shí)分析，得到的電容兩端的輸出電壓波形如圖4（b）所示。分析圖中的輸出波形可知，此時(shí)系統(tǒng)輸出是等幅振蕩。
取電阻R1為200Ω為構(gòu)成如圖5（a）所示電路，對(duì)該電路進(jìn)行瞬時(shí)分析，得到的電容兩端的輸出電壓波形如圖5（b）所示。分析圖中的輸出波形可知，此時(shí)系統(tǒng)輸出是欠阻尼狀態(tài)，輸出電壓經(jīng)過幾次振蕩最終收斂到1V的穩(wěn)定狀態(tài)。
取電阻R1為2kΩ為構(gòu)成如圖6（a）所示電路，對(duì)該電路進(jìn)行瞬時(shí)分析，得到的電容兩端的輸出電壓波形如圖6（b）所示，此時(shí)系統(tǒng)輸出是臨界阻尼狀態(tài)，輸出單調(diào)上升到1V的穩(wěn)定狀態(tài)，沒有振蕩出現(xiàn)。
取電阻R1為10kΩ為構(gòu)成如圖7（a）所示電路，對(duì)該電路進(jìn)行瞬時(shí)分析，得到的電容兩端的輸出電壓波形如圖7（b）所示。此時(shí)系統(tǒng)輸出形式上和臨界阻尼狀態(tài)相似，但上升的時(shí)間明顯延長。
【關(guān)鍵詞】電路；串聯(lián)；并聯(lián)；混聯(lián)；電路分析；電路判定；等效電路圖
在學(xué)習(xí)串、并聯(lián)電路知識(shí)時(shí)，學(xué)生普遍存在將串聯(lián)和串聯(lián)電路、并聯(lián)和并聯(lián)電路混為一談的問題，認(rèn)為串聯(lián)指的就是串聯(lián)電路，并聯(lián)指的就是并聯(lián)電路。但實(shí)際上它們之間有明顯的區(qū)別，不能混為一談，在學(xué)習(xí)時(shí)必須弄清楚二者之間的關(guān)系，否則學(xué)習(xí)起來越來越糊涂，最終可能會(huì)導(dǎo)致電路學(xué)完了，學(xué)生們還不認(rèn)識(shí)串、并聯(lián)電路的局面。因此在教學(xué)時(shí)，對(duì)串聯(lián)和串聯(lián)電路、并聯(lián)和并聯(lián)電路的概念一定要明確地加以區(qū)分。
一、串聯(lián)與串聯(lián)電路
串聯(lián)是對(duì)電路元件的一種連接方法，即是“把電路元件逐個(gè)順次連接起來”的方法，這里的元件可以是控制與保護(hù)裝置，比如開關(guān)，也可以是用電器，還可以是其它電路元件，比如各種儀器儀表。而串聯(lián)電路則是指把兩個(gè)或兩個(gè)以上的用電器逐個(gè)順次連接組成的電路，它是一種基本的電路。
比如圖1，電路中開關(guān)和燈泡是串聯(lián)的，也就是說它們是順次連接起來的，但它不是串聯(lián)電路，因?yàn)殡娐分兄挥幸粋€(gè)用電器。如圖2，雖然為了要測(cè)這個(gè)電路中的電流，需要把電流表串聯(lián)在這個(gè)電路中，可它還不是串聯(lián)電路，原因同圖1。要組成串聯(lián)電路，至少要有兩個(gè)用電器，如圖3，電路中的元件是串聯(lián)關(guān)系，電路也是串聯(lián)電路。
二、并聯(lián)與并聯(lián)電路
并聯(lián)也是對(duì)電路元件的一種連接方法，即是“把元件并列連接起來”的方法，這里的元件可以是控制與保護(hù)裝置，比如開關(guān)，也可以是用電器，還可以是其它電路元件，比如各種儀器儀表。而并聯(lián)電路則是指把兩個(gè)或兩個(gè)以上的用電器并列連接在電源上組成的電路，它也是一種基本的電路。
例如圖4，如果要測(cè)量圖中燈泡兩端的電壓，就要把電壓表跟燈泡并聯(lián)起來，雖然電壓表和燈泡并聯(lián)，但這個(gè)電路并不是并聯(lián)電路，因?yàn)橐M成并聯(lián)電路，至少要有兩個(gè)用電器。在圖5中，開關(guān)S1和燈泡L1是串聯(lián)的，開關(guān)S2和燈泡L2是串聯(lián)的，但這個(gè)電路是并聯(lián)電路，而不是串聯(lián)電路。一個(gè)電路究竟是串聯(lián)電路，還是并聯(lián)電路，關(guān)鍵要看用電器的連接方式，并不是其它元件的連接方式。
弄清楚這些概念后，再去判定某個(gè)電路是串聯(lián)還是并聯(lián)，甚至是混聯(lián)就會(huì)迎刃而解了。下面，結(jié)合教學(xué)實(shí)際，談幾種比較常用的串、并聯(lián)電路的判定方法。
三、串、并聯(lián)電路的判定方法
（一）定義法
根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的定義直接判斷。若電路中各用電器是逐個(gè)順次連接起來的，則電路為串聯(lián)電路，若各用電器“首首相接，尾尾相連”并列地連在電路兩點(diǎn)之間，則電路就是并聯(lián)電路。此法適用于較簡(jiǎn)單的電路。
例題1：如圖6所示，當(dāng)開關(guān)S2閉合，S1、S3斷開，兩燈泡 聯(lián)；當(dāng)S2斷開，S1、S3閉合，兩燈泡 聯(lián)。
解析：當(dāng)開關(guān)S2閉合，S1、S3斷開時(shí)，S1、S3部分是斷路，沒有電流流過，在實(shí)際教學(xué)中，相當(dāng)于把這部分擦掉，這樣只剩下S2和兩燈泡，觀察可知兩個(gè)燈泡是逐個(gè)順次連接起來的，很容易判斷出兩燈泡的串聯(lián)關(guān)系。
當(dāng)開關(guān)S2斷開，S1、S3閉合時(shí)，S2部分是斷路，沒有電流流過，在實(shí)際教學(xué)中，相當(dāng)于把這部分擦掉，這樣兩個(gè)燈泡“首首相接，尾尾相連”，也很容易的判定出S1支路和S3支路是并聯(lián)關(guān)系。
（二）電流分支法
從電源的正極（或負(fù)極）出發(fā)，沿電流流向，分析電流通過的路徑。若只有一條路徑就通過所有的用電器，則這個(gè)電路是串聯(lián)的；若電流在某處分支，又在另一處匯合，則分支處到匯合處之間的電路是并聯(lián)的。此法比較實(shí)用，通用性比較強(qiáng)。
例題2：試分析下圖所示電路中，開關(guān)閉合后，三盞燈的連接形式。
解析：用“電流分支法”來判斷，在圖7、8中所示的電路上標(biāo)出電流的方向，從電源的正極出發(fā)，電流依次通過用電器到負(fù)極，分別得到圖9、10。在圖9、10中就可以很清楚的看到圖9電流沒有分支，圖10電流有分支。即圖7（即圖9）電路為串聯(lián)電路，圖8（即圖10）為并聯(lián)電路。
（三）斷路觀察法
斷路觀察法是識(shí)別較難電路的一種重要方法。它的原理就是串聯(lián)電路中各用電器相互影響，斷開或者去掉任何一個(gè)用電器，其他用電器就沒法工作了；而并聯(lián)電路中，各用電器獨(dú)立工作，互不影響，斷開或者去掉一個(gè)或幾個(gè)用電器，不會(huì)影響其他用電器正常工作。
例題3：試判斷下圖中三只燈的連接方式。
解析：根據(jù)斷路觀察法的原理，圖11中，用電器L1、L2、L3斷開任何一個(gè)，其他用電器都無法正常工作，所以L1、L2、L3三只燈是串聯(lián)的關(guān)系，此電路是串聯(lián)電路；同理，圖12中，用電器L1、L2、L3斷開任何一個(gè)，不會(huì)影響其他用電器正常工作，所以L1、L2、L3三只燈是并聯(lián)的關(guān)系，此電路是并聯(lián)電路。
學(xué)會(huì)判斷電路的連接形式，在學(xué)習(xí)電學(xué)知識(shí)中是致關(guān)重要的，它往往是解題的第一步，對(duì)于初學(xué)者雖然有困難，但必須要過關(guān)。希望通過上面的電路分析和判斷方法的介紹，讓初學(xué)者掌握其中奧秘，輕松學(xué)好電學(xué)部分的知識(shí)。
參考文獻(xiàn)：
[1]王立華.《判斷串、并聯(lián)電路的教學(xué)與分析》.《新課程：教研版》.2010年 第12期.
表2填0.15安和15歐。根據(jù)：在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。
2.進(jìn)行新課
(1)歐姆定律
由實(shí)驗(yàn)我們已知道了在電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，在電壓不變的情況下，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比。把以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果綜合起來得出結(jié)論，即歐姆定律。
板書：〈第二節(jié)歐姆定律
1.內(nèi)容：導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體的電阻成反比。〉
歐姆定律是德國物理學(xué)家歐姆在19世紀(jì)初期(1827年)經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn)得出的一條關(guān)于電路的重要定律。
歐姆定律的公式：如果用U表示加在導(dǎo)體兩端的電壓，R表示這段導(dǎo)體的電阻，I表示這段導(dǎo)體中的電流，那么，歐姆定律可以寫成如下公式：
I=U/R。
公式中I、U、R的單位分別是安、伏和歐。
公式的物理意義：當(dāng)導(dǎo)體的電阻R一定時(shí)，導(dǎo)體兩端的電壓增加幾倍，通過這段導(dǎo)體的電流就增加幾倍。這反映導(dǎo)體的電阻一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比例關(guān)系(I∝U)。當(dāng)電壓一定時(shí)，導(dǎo)體的電阻增加到原來的幾倍，則導(dǎo)體中的電流就減小為原來的幾分之一。反映了電壓一定時(shí)，導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體的電阻成反比例的關(guān)系(I∝U/R)。公式I=U/R完整地表達(dá)了歐姆定律的內(nèi)容。
板書：<2.公式：I=U/R
I-電流(安)U-電壓(伏)R-電阻(歐)>
有關(guān)歐姆定律的幾點(diǎn)說明：
①歐姆定律中的電流、電壓和電阻這三個(gè)量是對(duì)同一段導(dǎo)體而言的。
②對(duì)于一段電路，只要知道I、U和R三個(gè)物理量中的兩個(gè)，就可以應(yīng)用歐姆定律求出另一個(gè)。
③使用公式進(jìn)行計(jì)算時(shí)，各物理量要用所要求的單位。
(2)應(yīng)用歐姆定律計(jì)算有關(guān)電流、電壓和電阻的簡(jiǎn)單問題。
例題1：課本中的例題1。(使用投影片)
學(xué)生讀題，根據(jù)題意教師板演，畫好電路圖(如課本中的圖8-2)。說明某導(dǎo)體兩端所加電壓的圖示法。在圖上標(biāo)明已知量的符號(hào)、數(shù)值和未知量的符號(hào)。
解題過程要求寫好已知、求、解和答。解題過程寫出根據(jù)公式，然后代入數(shù)值，要有單位，最后得出結(jié)果。
板書：〈例題1：
已知：R=807歐，U=220伏。
求：I。
解：根據(jù)歐姆定律
I=U/R=220伏/807歐=0.27安。
答：通過這盞電燈的電流約為0.27安。〉
例題2：課本中例題2。(使用投影片)
板書：〈例題2〉
要求學(xué)生在筆記本上按例題1的要求解答。由一位同學(xué)到黑板上進(jìn)行板演。
學(xué)生板演完畢，組織全體學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①電路圖及解題過程是否符合規(guī)范要求。
②答題敘述要完整。本題答：要使小燈泡正常發(fā)光，在它兩端應(yīng)加2.8伏的電壓。
③解釋U=IR的意義：導(dǎo)體兩端的電壓在數(shù)值上等于通過導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體電阻的乘積。不能認(rèn)為"電壓跟電流成正比，跟電阻成反比。"因?yàn)檫@樣表述顛倒了因果關(guān)系也不符合物理事實(shí)。
例題3：課本中的例題3。(使用投影片)
板書：〈例題3〉
解題方法同例題2。學(xué)生板演完畢，組織學(xué)生討論、分析正誤。教師小結(jié)。
①解釋R=U/I的物理意義：對(duì)同一段導(dǎo)體來說，由于導(dǎo)體的電流跟這段導(dǎo)體兩端的電壓成正比，所以i的比值是一定的。對(duì)于不同的導(dǎo)體，其比值一般不同。U和I的比值反映了導(dǎo)體電阻的大小。導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于材料、長度和橫截面積，還跟溫度有關(guān)。不能認(rèn)為R=U/I表示導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比，跟導(dǎo)體中的電流成反比。由于電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，所以某導(dǎo)體兩端的電壓是零時(shí)，導(dǎo)體中的電流也等于零，而這個(gè)導(dǎo)體的電阻值是不變的。
②通過例題3的解答，介紹用伏安法測(cè)電阻的原理和方法。
板書：(書寫于例題3解后)
〈用電壓表和電流表測(cè)電阻的方法叫做伏安法。〉
3.小結(jié)
(1)簡(jiǎn)述歐姆定律的內(nèi)容、公式及公式中各物理量的單位。
什么叫伏安法測(cè)電阻？原理是什么？
(2)討論：通過課本中本節(jié)的"想想議議"，使學(xué)生知道：
①電流表的電阻很小(有的只有零點(diǎn)幾歐)，因此實(shí)驗(yàn)中絕對(duì)不允許直接把電流表按到電源的兩極上。否則，通過電流表的電流過大，有燒毀電流表的危險(xiǎn)。
②電壓表的電阻很大(約幾千歐)，把電壓表直接連在電源的兩極上測(cè)電壓時(shí)，由于通過電壓表的電流很小，一般不會(huì)燒毀電壓表。
4.布置作業(yè)
課本本節(jié)后的練習(xí)1、4。
(四)說明：通過例題，要領(lǐng)會(huì)培養(yǎng)學(xué)生在審題基礎(chǔ)上畫好電路圖，按規(guī)范化要求解題。
第四節(jié)電阻的串聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.通過實(shí)驗(yàn)和推導(dǎo)使學(xué)生理解串聯(lián)電路的等效電阻和計(jì)算公式。
2.復(fù)習(xí)鞏固串聯(lián)電路電流和電壓的特點(diǎn)。
3.會(huì)利用串聯(lián)電路特點(diǎn)的知識(shí)，解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問題。
(二)教具
學(xué)生實(shí)驗(yàn)：每組配備干電池三節(jié)，電流表、電壓表、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)各一只，定值電阻(2歐、4歐、5歐各一只)三個(gè)，導(dǎo)線若干。
(三)教學(xué)過程
1.引入新課
(1)閱讀本節(jié)課文前的問號(hào)中提出的問題，由此引出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書：〈第四節(jié)電阻的串聯(lián)〉
(2)問：什么叫串聯(lián)電路？畫出兩個(gè)定值電阻串聯(lián)的電路圖。(同學(xué)回答略，板演電路圖參見課本圖8-7)
(3)問：串聯(lián)電路電流的特點(diǎn)是什么？舉例說明。
學(xué)生回答，教師小結(jié)，在板演電路圖上標(biāo)出I1、I2和I。
板書：〈1．串聯(lián)電路中各處的電流相等。I1=I2=I。〉
(4)問：串聯(lián)電路的總電壓(U)與分電壓(U1、U2)的關(guān)系是什么？舉例說明。
學(xué)生回答，教師小結(jié)，在板演電路圖上標(biāo)出U1、U2和U。
板書：〈2.串聯(lián)電路兩端的電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2。〉
(5)幾個(gè)已知阻值的電阻串聯(lián)后，總電阻和各電阻之間有什么關(guān)系？這是本節(jié)課學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
2.進(jìn)行新課
(1)實(shí)驗(yàn)：測(cè)R1和R2(R3)串聯(lián)的總電阻。
問：實(shí)驗(yàn)的方法和原理是什么？
答：用伏安法測(cè)電阻。只要用電壓表測(cè)出R1和R2串聯(lián)電阻兩端的總電壓放用電流表測(cè)出通過串聯(lián)電阻的電流，就可以根據(jù)歐姆定律逄出R1和R2串聯(lián)后的總電阻。
要求學(xué)生設(shè)計(jì)一個(gè)測(cè)兩個(gè)定值電阻(R1=2歐、R2=4歐)串聯(lián)總電阻的實(shí)驗(yàn)電路。如課本圖8-5所示。
進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：
①按伏安法測(cè)電阻的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
②測(cè)出R1(2歐)和R2(4歐)串聯(lián)后的總電阻R。
③將R1和R3串聯(lián)，測(cè)出串聯(lián)后的總電阻R′。將實(shí)驗(yàn)結(jié)果填在課文中的結(jié)論處。
討論實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出：R=R1+R2,R′=R1+R3。實(shí)驗(yàn)表明：串聯(lián)電路的總電阻，等于各串聯(lián)電阻之和。
(2)理論推導(dǎo)串聯(lián)電路總電阻計(jì)算公式。
上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論也可以利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)，從理論上推導(dǎo)得出。
結(jié)合R1、R2的串聯(lián)電路圖(課本圖8-6)講解。
板書：〈設(shè)：串聯(lián)電阻的阻值為R1、R2，串聯(lián)后的總電阻為R。
由于U=U1+U2,
因此IR=I1R1+I2R2,
因?yàn)榇?lián)電路中各處電流相等，I=I1=I2
所以R=R1+R2。〉
請(qǐng)學(xué)生敘述R=R1+R2的物理意義。
解答本節(jié)課文前問號(hào)中提出的問題。
指出：把幾個(gè)導(dǎo)體串聯(lián)起來，相當(dāng)于增加了導(dǎo)體的長度，所以總電阻比任何一個(gè)導(dǎo)體的電阻都大，總電阻也叫串聯(lián)電路的等效電阻。
板書：〈3.串聯(lián)電路的總電阻，等于各串聯(lián)電阻之和。R=R1+R2。〉
口頭練習(xí)：
①把20歐的電阻R1和15歐的電阻R2串聯(lián)起來，串聯(lián)后的總電阻R是多大？(答：35歐)
②兩只電阻串聯(lián)后的總電阻是1千歐，已知其中一只電阻阻值是700歐，另一只電阻是多少歐？(答：300歐。)
(3)練習(xí)
例題1：
出示課本中的例題1投影幻燈片(或小黑板)。學(xué)生讀題并根據(jù)題意畫出電路圖(如課本圖8-7)。標(biāo)出已知量的符號(hào)和數(shù)值以及未知量的符號(hào)。請(qǐng)一名學(xué)生板演，教師講評(píng)。
討論解題思路，鼓勵(lì)學(xué)生積極回答。
小結(jié)：注意審題，弄清已知和所求。明確電路特點(diǎn)，利用歐姆定律和串聯(lián)電路的特點(diǎn)求解。本題R1、R2串聯(lián)，所以I=I1=I2。因U1、U2不知，故不能求出I1或I2。但串聯(lián)電路的總電壓知道，總電阻R可由R1+R2求出，根據(jù)歐姆定律I=U/R可求出電流I。
板書：〈例題1：
已知：U=6伏，R1=5歐，R2=15歐。
求：I。
解：R1和R2串聯(lián)，
R=R1+R2=5歐+15歐=20歐。
電路中電流：I=U/R=6伏/20歐≈0.3安。
答：這個(gè)串聯(lián)電路中的電流是0.3安。〉
例題2：
出示課本中例題2的投影片，學(xué)生讀題，畫電路圖(要求同例題1)。
討論解題思路，鼓勵(lì)學(xué)生積極參與。
①問：此題中要使小燈泡正常發(fā)光，串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻的意義是什么？
答：小燈泡正常發(fā)光的電壓是2.5伏，如果將其直接連到6伏的電源上，小燈泡中電流過大，燈絲將被燒毀。給小燈泡串聯(lián)一個(gè)適當(dāng)電阻R2，由于串聯(lián)電路的總電壓等于各部分電路電壓之和，即U=U1+U2。串聯(lián)的電阻R2可分去一部分電壓。R2阻值只要選取合適，就可使小燈泡兩端的電壓為2.5伏，正常發(fā)光。
②串聯(lián)的電阻R2，其阻值如何計(jì)算？
教師引導(dǎo)，學(xué)生敘述，分步板書(參見課本例題2的解)。
本題另解：
板書：〈R1和R2串聯(lián)，由于：I1=I2，
所以根據(jù)歐姆定律得：U1/R1=U2/R2，
整理為U1/U2=R1/R2。〉
3.小結(jié)
串聯(lián)電路中電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。
4.布置作業(yè)
本節(jié)后的練習(xí)：1、2、3。
(四)說明
1.本節(jié)測(cè)串聯(lián)電路總電阻的實(shí)驗(yàn)，由于學(xué)生已學(xué)習(xí)了伏安法測(cè)電阻的知識(shí)，一般掌握較好，故實(shí)驗(yàn)前有關(guān)要求的敘述可從簡(jiǎn)。但在實(shí)驗(yàn)中教師要加強(qiáng)巡回指導(dǎo)。
2.從實(shí)驗(yàn)測(cè)出串聯(lián)電阻的總電阻和運(yùn)用歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)果一致。在此應(yīng)強(qiáng)調(diào)實(shí)踐和理論的統(tǒng)一。在推導(dǎo)串聯(lián)電阻總電阻公式時(shí)，應(yīng)注意培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理能力。
3.解答簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路計(jì)算問題時(shí)要著重在解題思路及良好的解題習(xí)慣的培養(yǎng)上下功夫。
第五節(jié)電阻的并聯(lián)
(一)教學(xué)目的
1.使學(xué)生知道幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻的阻值都小。
2.復(fù)習(xí)鞏固并聯(lián)電路電流、電壓的特點(diǎn)。
3.會(huì)利用并聯(lián)電路的特點(diǎn)，解答和計(jì)算簡(jiǎn)單的電路問題。
(二)教具
每組配備干電池二節(jié)，電壓表、電流表、滑動(dòng)變阻器和開關(guān)各一只，定值電阻2只(5歐和10歐各一只)，導(dǎo)線若干條。
(三)教學(xué)過程
1.復(fù)習(xí)
問：請(qǐng)你說出串聯(lián)電路電流、電壓和電阻的特點(diǎn)。(答略)
問：請(qǐng)解答課本本章習(xí)題中的第1題。
答：從課本第七章第一節(jié)末所列的數(shù)據(jù)表可以知道，在長短、粗細(xì)相等條件下，鎳鉻合金線的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大；根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過銅導(dǎo)線和鎳鉻合金中的電流一樣大；根據(jù)歐姆定律得U=IR，可得出鎳鉻合金導(dǎo)線兩端的電壓大于銅導(dǎo)線兩端的電壓。
問：請(qǐng)解本章習(xí)題中的第6題。(請(qǐng)一名學(xué)生板演，其他學(xué)生自做，然后教師講評(píng)。在講評(píng)中要引導(dǎo)學(xué)生在審題的基礎(chǔ)上畫好電路圖，按規(guī)范化要求求解。)
2.引入新課
(1)請(qǐng)學(xué)生閱讀本節(jié)課文前問號(hào)中所提出的問題，由此提出本節(jié)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。
板書：〈第五節(jié)電阻的并聯(lián)〉
(2)問：并聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)是什么？舉例說明。
學(xué)生回答，教師小結(jié)。
板書：〈1.并聯(lián)電路的總電流等于各支路中電流之和。即：I=I1+I2。〉
(4)問：并聯(lián)電路電壓的特點(diǎn)是什么？舉例說明。
學(xué)生回答，教師小結(jié)。
板書：〈2.并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等。〉
(5)幾個(gè)已知阻值的電阻并聯(lián)后的總電阻跟各個(gè)電阻之間有什么關(guān)系呢？這就是本節(jié)將學(xué)習(xí)的知識(shí)。
3.進(jìn)行新課
(1)實(shí)驗(yàn)：
明確如何測(cè)R1=5歐和R2=10歐并聯(lián)后的總電阻，然后用伏安法測(cè)出R1、R2并聯(lián)后的總電阻R，并將這個(gè)阻值與R1、R2進(jìn)行比較。
學(xué)生實(shí)驗(yàn)，教師指導(dǎo)。實(shí)驗(yàn)完畢，整理好儀器。
報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)表明，幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻都小。
板書：〈3.幾個(gè)電阻并聯(lián)后的總電阻比其中任何一個(gè)電阻都小。〉
問：10歐和1歐的兩個(gè)電阻并聯(lián)的電阻小于多少歐？(答：小于1歐。)
(2)推導(dǎo)并聯(lián)電路總電阻跟各并聯(lián)電阻的定量關(guān)系。(以下內(nèi)容教師邊講邊板書)
板書：〈設(shè)：支路電阻分別是R1、R2；R1、R2并聯(lián)的總電阻是R。
根據(jù)歐姆定律：I1=U1/R1,I2=U2/R2,I=U/R,
由于：I=I1+I2,
因此：U/R=U1/R1+U2/R2。
又因?yàn)椴⒙?lián)電路各支路兩端的電壓相等，即：U=U1=U2,
可得：1/R=1/R1+1/R2。
表明：并聯(lián)電路的總電阻的倒數(shù)，等于各并聯(lián)電阻的倒數(shù)之和。〉
練習(xí)：計(jì)算本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)電阻(R1=5歐，R2=10歐)并聯(lián)后的總電阻。
學(xué)生演練，一名學(xué)生板演，教師講評(píng)，指出理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致。
幾個(gè)電阻并聯(lián)起來，總電阻比任何一個(gè)電阻都小，這是因?yàn)榘褜?dǎo)體并聯(lián)起來，相當(dāng)于增加了導(dǎo)體橫截面積。
(3)練習(xí)
例題1：請(qǐng)學(xué)生回答本節(jié)課文前問號(hào)中提出的問題。(回答略)
簡(jiǎn)介：當(dāng)n個(gè)相同阻值的電阻并聯(lián)時(shí)總電阻的計(jì)算式：R=R''''/n。例題1中：R′=10千歐，n=2，所以：R=10千歐/2=5千歐。
例題2.在圖8-1所示電路中，電源的電壓是36伏，燈泡L1的電阻是20歐，L2的電阻是60歐，求兩個(gè)燈泡同時(shí)工作時(shí)，電路的總電阻和干路里的電流。(出示投影幻燈片或小黑板)
學(xué)生讀題，討論此題解法，教師板書：
認(rèn)請(qǐng)此題中燈泡L1和L2是并聯(lián)的。(解答電路問題，首先要認(rèn)清電路的連接情況)。在電路圖中標(biāo)明已知量的符號(hào)和數(shù)值以及未知量的符號(hào)。解題要寫出已知、求、解和答。
（過程略）
問：串聯(lián)電路有分壓作用，且U1/U2=R1/R2。在并聯(lián)電路，全國公務(wù)員共同天地中，干路中電流在分流點(diǎn)分成兩部分，電流的分配跟電阻的關(guān)系是什么？此題中，L1、L2中電流之比是多少？
答：（略）
板書：〈在并聯(lián)電路中，電流的分配跟電阻成反比，即：I1/I2=R2/R1。〉
4.小結(jié)
并聯(lián)電跟中電流、電壓、電阻的特點(diǎn)。
幾個(gè)電阻并聯(lián)起來，總電阻比任何一個(gè)電阻都小。
5.布置作業(yè)
課本本節(jié)末練習(xí)1、2；本章末習(xí)題9、10。
參看課本本章的"學(xué)到了什么？，根據(jù)知識(shí)結(jié)構(gòu)圖寫出方框內(nèi)的知識(shí)內(nèi)容。
(四)說明
基本方式”；設(shè)計(jì)思路；
教學(xué)目標(biāo)；教學(xué)過程
〔中圖分類號(hào)〕 G633.7
〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕 C
〔文章編號(hào)〕 1004—0463（2012）
10—0093—01
設(shè)計(jì)思路
在“電路連接的基本方式”一節(jié)中，我從預(yù)習(xí)開始，層層遞進(jìn)創(chuàng)設(shè)問題情境，引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地嘗試操作、閱讀、討論、思考和練習(xí)，通過交流逐步認(rèn)識(shí)串、并聯(lián)電路，歸納兩種電路的不同之處，運(yùn)用對(duì)比方法初步建立串、并聯(lián)電路知識(shí)框架并逐步克服連接并聯(lián)電路時(shí)容易出現(xiàn)的困難，這樣既可以提高課堂教學(xué)效率，又可以使學(xué)生在成功的喜悅中提高動(dòng)手能力和學(xué)習(xí)能力，下面是我的具體教案設(shè)計(jì)。
教學(xué)目標(biāo)
1. 知識(shí)目標(biāo)。能作出簡(jiǎn)單的電路圖，會(huì)連接簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路。
2.能力目標(biāo)。通過實(shí)驗(yàn)探究，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和觀察能力。
3. 情感體驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。了解科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的作用，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣。
教學(xué)過程
1.課前準(zhǔn)備練習(xí)。觀察家庭照明電路中用的電器是怎樣連接的；將兩盞小燈泡連入電路并保證都能發(fā)光，分析并連接電路，畫出電路圖。
2.進(jìn)行新課。
（1）第一次學(xué)生嘗試活動(dòng)：初步認(rèn)識(shí)串、并聯(lián)電路。
師：檢查學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，將課前練習(xí)的答案寫在黑板上。
生：展示預(yù)習(xí)情況，先在小組里交流，然后根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖。（目的是在準(zhǔn)備性練習(xí)的遷移作用下，讓學(xué)生動(dòng)手動(dòng)腦，相互協(xié)作，這樣能充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動(dòng)性，而學(xué)生活動(dòng)能否成功，只需由燈發(fā)光來證明，因此，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性很高。）
師：這兩種連接方式有什么不同？
學(xué)生回答。
師：課本上把這兩種電路分別稱作什么電路？
生：把用電器逐個(gè)順次連接起來的是串聯(lián)電路，把用電器并列連接起來的是并聯(lián)電路。
（2） 第二次學(xué)生嘗試活動(dòng)：認(rèn)識(shí)串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)。
師：在剛才的兩個(gè)電路中，若增加兩個(gè)開關(guān)，能不能使一盞燈熄滅的同時(shí)，另一盞燈還發(fā)光？
生：討論、動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。
師：哪位同學(xué)可以到講臺(tái)上演示自己的接法并說出自己的發(fā)現(xiàn)？
學(xué)生演示說明在串聯(lián)電路中，兩盞燈總是同時(shí)熄滅，同時(shí)發(fā)光；在并聯(lián)電路中可以使一盞燈熄滅的同時(shí)，另一盞燈發(fā)光。
師：為什么加上兩個(gè)開關(guān)后，串聯(lián)電路中的兩盞燈還是同時(shí)亮、滅，在并聯(lián)電路中卻可以使其中一盞燈發(fā)光，另一盞燈熄滅呢？
學(xué)生回答。
師：現(xiàn)在并聯(lián)電路中兩盞燈還可以同時(shí)亮、滅嗎？
學(xué)生回答。
（第二次嘗試操作練習(xí)是在學(xué)生第一次操作成功的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，在最近發(fā)展區(qū)設(shè)置問題情境，促使學(xué)生進(jìn)一步發(fā)展，獲得成功。這種知識(shí)的推進(jìn)過程是由學(xué)生獨(dú)立嘗試、積極思考、通過觀察現(xiàn)象獲得的，使學(xué)生在思維和技能兩方面都能得到提高。）
（3） 第三次學(xué)生嘗試活動(dòng)：學(xué)生在課堂嘗試解題，鞏固知識(shí)。
師：出示四個(gè)電路圖并提問哪個(gè)是串聯(lián)電路，哪個(gè)是并聯(lián)電路。
生：根據(jù)電流的路徑判斷出A、B是串聯(lián)電路，C、D是并聯(lián)電路。
師：多媒體演示夜晚的路燈、滿天星彩燈串、高大建筑物上的彩燈、家庭照明電路。提問：這些燈是串聯(lián)的還是并聯(lián)的，為什么？
學(xué)生討論：路燈是并聯(lián)的；滿天星每串是串聯(lián)的；建筑物上的彩燈既有串聯(lián)，也有并聯(lián)；家庭照明電路中用電器是并聯(lián)的。
（學(xué)生獲得知識(shí)后，教師不急于歸納總結(jié)，而是先讓學(xué)生嘗試解題，在練習(xí)中體會(huì)并運(yùn)用剛才所學(xué)的那一部分知識(shí)，促使學(xué)生進(jìn)一步歸納總結(jié)。）
（4） 第四次學(xué)生嘗試活動(dòng)：歸納總結(jié)。
師：通過學(xué)習(xí)，你認(rèn)為串聯(lián)電路和并聯(lián)電路有哪些不同？試著用對(duì)比的方式寫出來。
學(xué)生思考后，分組嘗試歸納，可讓小組的一個(gè)成員上黑板歸納，展示學(xué)習(xí)成果。
師：同學(xué)們歸納得很好，隨著以后的學(xué)習(xí)我們還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些串、并聯(lián)電路的不同之處，大家會(huì)整理得更完整。
（5） 第五次學(xué)生嘗試活動(dòng)：拓展提高。
師：家庭電冰箱有冷藏室和冷凍室，打開冷藏室的門，你會(huì)發(fā)現(xiàn)燈亮了，這時(shí)候，冰箱的壓縮機(jī)可能正在工作，也可能沒有工作，大家試畫出冰箱的工作原理簡(jiǎn)圖。
（這次練習(xí)不僅要求學(xué)生認(rèn)識(shí)電路，還要求學(xué)生根據(jù)實(shí)際需要獨(dú)立畫出電路圖，促使學(xué)生學(xué)以致用，引導(dǎo)他們?cè)谟龅筋愃频纳铍y題時(shí)會(huì)運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)去解決。）
3. 課堂小結(jié)。
本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容有：串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接特點(diǎn)、連接簡(jiǎn)單的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路、畫簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)電路圖。串聯(lián)電路和并聯(lián)電路是學(xué)生學(xué)習(xí)電路知識(shí)的基礎(chǔ)，對(duì)以后大量的電學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)有著至關(guān)重要的作用。分析好串、并聯(lián)電路是解決問題的關(guān)鍵。本節(jié)先通過提出問題，讓學(xué)生分組嘗試探究，師生共同解惑，形成對(duì)串、并聯(lián)的認(rèn)識(shí)，后從實(shí)際出發(fā)用所學(xué)知識(shí)解決生活中的簡(jiǎn)單電路問題，服務(wù)于生產(chǎn)生活。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
（1）認(rèn)識(shí)常見的電路符號(hào)，會(huì)畫簡(jiǎn)單的電路圖。
（2）能連接簡(jiǎn)單的串、并聯(lián)電路。
（3）初步培養(yǎng)學(xué)生的電學(xué)實(shí)驗(yàn)操作技能。
（4）初步了解開關(guān)在電路中不同位置時(shí)的控制作用。
2.過程與方法
（1）學(xué)習(xí)用實(shí)驗(yàn)的方法探究串、并聯(lián)電路的區(qū)別，并通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和科學(xué)探究能力。
（2）讓學(xué)生經(jīng)歷從簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中歸納科學(xué)規(guī)律、并能口頭或書面表達(dá)自己的觀點(diǎn)的過程，體會(huì)到分析、歸納、論證在科學(xué)探究中的重要性。
3.情感、態(tài)度與價(jià)值觀
（1）通過實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生相互合作的精神和對(duì)科學(xué)的求知欲，體驗(yàn)戰(zhàn)勝困難，解決物理問題的喜悅。
（2）通過例舉生活、生產(chǎn)中的簡(jiǎn)單串、并聯(lián)電路的實(shí)際應(yīng)用，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)技術(shù)對(duì)于人類生活、生產(chǎn)的影響。
4.教學(xué)重點(diǎn)：
1.通過實(shí)驗(yàn)探究串聯(lián)、并聯(lián)電路特點(diǎn)。
2.能根據(jù)電路圖連接簡(jiǎn)單的串并聯(lián)電路。
5.教學(xué)難點(diǎn)：
1.認(rèn)識(shí)串并聯(lián)電路
2.在探究的過程中觀察分析歸納串聯(lián)、并聯(lián)的特點(diǎn)。
6.教學(xué)方法
關(guān)鍵詞 串聯(lián)電路 并聯(lián)電路 電壓 連接
中圖分類號(hào)：G718 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
1如何設(shè)立本節(jié)課的目標(biāo)任務(wù)，怎樣把握本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)，用什么樣的方法來完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)
在一堂課的教學(xué)準(zhǔn)備時(shí)，首先先要設(shè)定目標(biāo)。本節(jié)課的知識(shí)目標(biāo)是掌握基本公式及應(yīng)用；能力目標(biāo)是培養(yǎng)學(xué)生的理解和分析串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的能力，更重要的是培養(yǎng)學(xué)生根據(jù)電路圖連接實(shí)物元器件并能正確測(cè)量的動(dòng)手能力；發(fā)展目標(biāo)是使學(xué)生具有一定的自主學(xué)習(xí)能力和理論聯(lián)系實(shí)際能力，并重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，為學(xué)生學(xué)習(xí)更多的專業(yè)知識(shí)和將來的實(shí)習(xí)就業(yè)打下夯實(shí)的基礎(chǔ)。
在課堂教學(xué)中，教師課堂教學(xué)環(huán)節(jié)的安排以及正確的教學(xué)手段和方法，是實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)有效性的關(guān)鍵，同時(shí)選定教學(xué)項(xiàng)目和任務(wù)的完成地點(diǎn)也至關(guān)重要。本節(jié)課我們選擇了銀川職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車工程部汽車實(shí)訓(xùn)樓208實(shí)訓(xùn)室，本實(shí)訓(xùn)室環(huán)境優(yōu)美，既有講課所需的黑板等，更主要的是有實(shí)訓(xùn)臺(tái)和所需要的各種實(shí)訓(xùn)器材。寬敞平整的方形實(shí)訓(xùn)臺(tái)，既便于學(xué)生分組圍坐，也便于實(shí)訓(xùn)器材的擺放，為學(xué)生的實(shí)訓(xùn)操作創(chuàng)造了必要的條件。本節(jié)課根據(jù)實(shí)訓(xùn)的要求，筆者準(zhǔn)備了 實(shí)訓(xùn)臺(tái)6個(gè)，汽車電瓶6個(gè)，萬用表6塊，汽車燈泡6只，汽車?yán)?只，工具6套，導(dǎo)線若干。這些器材，完全能滿足全班同學(xué)六個(gè)小組的實(shí)訓(xùn)需求，為順利完成實(shí)訓(xùn)課教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。
2怎樣順利地完成本節(jié)課的教學(xué)任務(wù)，其主要環(huán)節(jié)有哪些
古人云，溫故而知新。新課前簡(jiǎn)短的復(fù)習(xí)，不僅能鞏固已學(xué)過的舊知識(shí)，為新知識(shí)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)，起到引入新知識(shí)和揭示本節(jié)課將要學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能的作用，同時(shí)，復(fù)習(xí)是提高學(xué)生學(xué)習(xí)自覺性和集中學(xué)生注意力的有效方法。本節(jié)課復(fù)習(xí)的主要內(nèi)容是歐姆定律和串聯(lián)電路的相關(guān)公式以及并聯(lián)電路的相關(guān)公式 。其主要目的是讓學(xué)生熟練掌握串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的電壓公式，為引入新課和實(shí)操測(cè)量做好準(zhǔn)備。
新課的教學(xué)過程是嚴(yán)謹(jǐn)而且是環(huán)環(huán)相扣的。展示串聯(lián)電路和并聯(lián)電路所要完成的實(shí)物元器件掛圖，是教學(xué)的第一環(huán)節(jié)。在串聯(lián)電路圖的畫法上，老師要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)開關(guān)和用電器的關(guān)系及連接位置，糾正學(xué)生畫圖中出現(xiàn)的先畫燈泡和喇叭，后畫開關(guān)的錯(cuò)誤畫法，并講解其錯(cuò)誤原因，使學(xué)生牢記“先開關(guān)，后用電器”的正確畫法。
在并聯(lián)電路圖的畫法上，老師同樣要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)開關(guān)和用電器的關(guān)系及連接位置，糾正學(xué)生畫圖中出現(xiàn)的先畫燈泡和喇叭，后畫開關(guān)的錯(cuò)誤畫法，并講解其錯(cuò)誤原因，使學(xué)生牢記“先開關(guān)，后用電器”的正確畫法。
在實(shí)物元器件的串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的連接時(shí)，要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)連接線路的正確性和合理性，尤其要提醒學(xué)生預(yù)防短路事故的發(fā)生，講解短路可能造成的不良后果。實(shí)物電路連接前的檢查（6組同時(shí)進(jìn)行）同樣重要。檢查內(nèi)容主要工具是否齊全、元器件是否齊全、檢測(cè)元器件是否完好等。實(shí)物連接并測(cè)量（6組同時(shí)進(jìn)行）的任務(wù)如下：
（1）燈泡和喇叭用導(dǎo)線連接成串聯(lián)電路，并連接在電瓶上。測(cè)量電瓶、燈泡、喇叭的實(shí)際工作電壓，并根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，闡述電瓶、燈泡、喇叭的電壓關(guān)系式。
（2）燈泡和喇叭用導(dǎo)線連接成并聯(lián)電路，并連接在電瓶上。測(cè)量電瓶、燈泡、喇叭的實(shí)際工作電壓，并根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，闡述電瓶、燈泡、喇叭的電壓關(guān)系式。
（3）根據(jù)兩種電路中燈泡和喇叭的工作特點(diǎn)，總結(jié)出汽車實(shí)際電路中各用電器的正確接法。（答案：并聯(lián)接法）
（4）燈泡和喇叭用導(dǎo)線連接成串聯(lián)電路，并連接在電瓶上。測(cè)量電瓶、燈泡、喇叭的實(shí)際工作電壓，并根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，闡述電瓶、燈泡、喇叭的電壓關(guān)系式。
（5）燈泡和喇叭用導(dǎo)線連接成并聯(lián)電路，并連接在電瓶上。測(cè)量電瓶、燈泡、喇叭的實(shí)際工作電壓，并根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)，闡述電瓶、燈泡、喇叭的電壓的關(guān)系式。
（6）根據(jù)兩種電路中燈泡和喇叭的工作特點(diǎn)，總結(jié)出汽車實(shí)際電路中各用電器的正確接法。（答案：并聯(lián)接法）
3如何讓學(xué)生的積極性高漲，教師在學(xué)生實(shí)物連接過程中起什么作用
采取小組競(jìng)賽的方式，可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生動(dòng)手操作的積極性和各小組成員通力合作的集體主義精神，使學(xué)生都有自己的分工任務(wù)，每個(gè)學(xué)生都能參與其中，突出學(xué)生的主體地位，不落下一個(gè)差生。同時(shí)，也要突出學(xué)習(xí)好的學(xué)生的智慧和風(fēng)采，讓他們獨(dú)立操作，這樣，既可以調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)好的學(xué)生的積極性，又可以為其他學(xué)生樹立榜樣，以激勵(lì)全班學(xué)生積極向上，比學(xué)趕幫超。
在整個(gè)競(jìng)賽接線過程中，老師要不斷巡視學(xué)生的操作情況，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)糾正，并不斷鼓勵(lì)各小組成員，以激勵(lì)他們的競(jìng)賽積極性。同時(shí)，要嚴(yán)格競(jìng)賽紀(jì)律，做到有速有序，保質(zhì)保量地完成實(shí)物元器件的任務(wù)。在用萬用表測(cè)量電瓶、燈泡、喇叭等的實(shí)際工作電壓時(shí)，要提醒學(xué)生使用正確的檔位，避免損壞萬用表，同時(shí)，要強(qiáng)調(diào)測(cè)量中預(yù)防短路現(xiàn)象的發(fā)生。
Abstract: the principle and function characteristics of this combination of BXZ series resonance frequency withstand voltage test device, combined with practical application of the variable frequency series resonance test device in high voltage test use case.
關(guān)鍵詞 :串聯(lián)諧振、耐壓試驗(yàn) 、電纜試驗(yàn)
Keywords: resonant, pressure test, test cable series
中圖分類號(hào)：TM921.51文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：1 、變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的發(fā)展?fàn)顩r 隨著科技進(jìn)步、電力事業(yè)的快速發(fā)展，特別是近幾年來“城鄉(xiāng)兩網(wǎng)改造”、高壓交聯(lián)電纜及GIS（組合電器）得以廣泛應(yīng)用且電纜的容量和長度不斷攀升，以往的直流耐壓試驗(yàn)不能正確反映上述設(shè)備的實(shí)際絕緣性能，而做為最佳試驗(yàn)手段的普通工頻試驗(yàn)設(shè)備在大容量的情況下又顯得極為笨重，不適合現(xiàn)場(chǎng)使用。因而針對(duì)這一現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)要求，我公司購買了變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置。它的智能化和小型化，大大減輕了試驗(yàn)人員的體力勞動(dòng)而且提高了工作效率。
變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置廣泛應(yīng)用于電力、冶金、石油、化工等行業(yè)，不僅可對(duì)各種規(guī)格的XLPE等電力電纜、GIS、斷路器、套管進(jìn)行交流耐壓試驗(yàn)，通過一定的頻率限制，還可檢測(cè)大型發(fā)電機(jī)組、電力變壓器、互感器等電氣設(shè)備的耐壓水平。2、串聯(lián)諧振原理
諧振是由 R、L、C 元件組成的電路在一定條件下發(fā)生的一種特殊現(xiàn)象。首先，我們來分析R、L、C 串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件和諧振時(shí)電路的特性。圖1所示R、L、C 串聯(lián)電路，在正弦電壓U 作用下，其復(fù)阻抗為：
式中電抗X＝Xl—Xc 是角頻率ω的函數(shù)，X 隨ω變化的情況如圖2 所示。當(dāng)ω從零開始向∞變化時(shí)，X 從﹣∞向﹢∞變化，在ω＜ωo 時(shí)、X＜0，電路為容性；在ω＞ωo 時(shí)，X＞0，電路為感性；在ω＝ωo 時(shí)
圖1 圖2
此時(shí)電路阻抗Z(ωo)＝R 為純電阻。電壓和電流同相，我們將電路此時(shí)的工作狀態(tài)稱為諧振。由于這種諧振發(fā)生在R、L、C 串聯(lián)電路中，所以又稱為串聯(lián)諧振。式1 就是串聯(lián)電路發(fā)生諧振的條件。由此式可求得諧振角頻率ωo 如下：
諧振頻率為
由此可知，串聯(lián)電路的諧振頻率是由電路自身參數(shù)L、C 決定的．與外部條件無關(guān)，故又稱電路的固有頻率。當(dāng)電源頻率一定時(shí)，可以調(diào)節(jié)電路參數(shù)L 或C，使電路固有頻率與電源頻率一致而發(fā)生諧振；在電路參數(shù)一定時(shí)，可以改變電源頻率使之與電路固有頻率一致而發(fā)生諧振。
3、 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的主要功能 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置采用16位精細(xì)調(diào)頻、調(diào)壓軟件、10KHz載波頻率、SPWM技術(shù)和進(jìn)口原裝IPM整體模塊等配件，由變頻調(diào)壓電源、激勵(lì)變壓器、高壓電抗器、高精度電容分壓器和補(bǔ)償電容器組成。變頻調(diào)壓電源，既可改變其輸出的頻率，又可改變其輸出的電壓。激勵(lì)變壓器，起電磁耦合及電壓變換的作用，并按自身的變比來提升電壓。電抗器，與被試品串聯(lián)，構(gòu)成LC串聯(lián)諧振電路。分壓器，用來測(cè)量被試品上的電壓，同時(shí)作為采樣信號(hào)反饋給變頻調(diào)壓電源。補(bǔ)償電容器，用來補(bǔ)償小電容試品，使諧振頻率達(dá)到規(guī)定范圍。
4、 變頻串聯(lián)諧振耐壓試驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)。
4.1 體積小、重量輕、操作方便。綠屏幕顯示試驗(yàn)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)狀態(tài)，并有實(shí)時(shí)操作步驟提示功能。能靈活整定試驗(yàn)電壓、調(diào)頻范圍、加壓時(shí)間。試驗(yàn)結(jié)果能計(jì)算出被試品電容。分辨率高：頻率分辨率為0.1Hz。安全可靠性高。裝置具有過電流、過電壓、IPM及放電保護(hù)功能，可有效保護(hù)人身及設(shè)備安全。試驗(yàn)結(jié)果可打印。
4.2具有自動(dòng)和手動(dòng)選頻功能，供試驗(yàn)人員選擇。
4.3 電抗器底座距離地面稍近，在惡劣環(huán)境偶爾引起對(duì)地放電引起設(shè)備系統(tǒng)故障，需額外墊上絕緣地毯增加絕緣性。
4.4顯示屏有時(shí)會(huì)出現(xiàn)系統(tǒng)故障，無法判別是接線錯(cuò)誤，還是被試品耐壓不合格引起，需要試驗(yàn)人員憑專業(yè)知識(shí)反復(fù)檢查或者再試驗(yàn)，判斷得出結(jié)論，增加了風(fēng)險(xiǎn)性。
5 、應(yīng)用案例故障分析。
儀器使用過程中不能諧振或出現(xiàn)保護(hù)現(xiàn)象常用解決方法注意事項(xiàng)。
5.1整個(gè)測(cè)試接線有問題
5.2地線接觸不良或部分回路地線沒接（注阻值應(yīng)在5Ω以內(nèi)為好）
5.3試品回路中的頻率不在30~300Hz之間，整個(gè)回路不能諧振（改變C或L）。
5.4主機(jī)工作電源線太細(xì)或接觸不良（應(yīng)大于6㎜2工作電源線）
5.5試品絕緣下降
6、結(jié)束語 交流耐壓試驗(yàn)是現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)交聯(lián)電纜的敷設(shè)和附件安裝質(zhì)量最有效的手段。我們所用的變頻諧振裝置符合IEC 和國標(biāo)的有關(guān)要求，通過電抗器串并聯(lián)的方式可以滿足110kV 和220kV 高壓交聯(lián)電纜現(xiàn)場(chǎng)交流耐壓的要求。新設(shè)備的使用提高了高壓試驗(yàn)的工作效率，大大減輕了試驗(yàn)人員的體力勞動(dòng)，有效地保護(hù)了試驗(yàn)人員人身安全。
參考文獻(xiàn)：
關(guān)鍵詞：串聯(lián)；并聯(lián)；開關(guān)；電壓表；電流表
中圖分類號(hào)：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2012）03-0074-02
一、開關(guān)和電表在電路判定中的“角色”與聯(lián)系
在教師引導(dǎo)學(xué)生可以通過“定義法、電流法、拆除法、節(jié)點(diǎn)法”等等方法去判定串、并聯(lián)電路之后，學(xué)生基本上能夠通過其中一種方法去熟練的判定出串、并聯(lián)電路。此后，在大多練習(xí)中會(huì)出現(xiàn)這樣一類題：
例1：如圖1所示，要使L1和L2兩燈組成串聯(lián)電路，應(yīng)閉合開關(guān) ，斷開開關(guān) ；要使L1和L2兩燈組成并聯(lián)電路，應(yīng)閉合開關(guān) ，斷開開關(guān)?搖?搖?搖。
對(duì)于這樣一類題，教師首先要幫助學(xué)生理解斷開和閉合的開關(guān)在電路中充當(dāng)?shù)摹敖巧薄＜磾嚅_的開關(guān)就相當(dāng)于開路，而閉合的開關(guān)就相當(dāng)于一條導(dǎo)線。然后教師引導(dǎo)學(xué)生可以利用“電流法”：電流從電源的正極流出經(jīng)過所有用電器回到電源的負(fù)極，電流的路徑只有一條，則為串聯(lián)電路。即：閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1、S3兩燈組成串聯(lián)電路。閉合的開關(guān)S2就相當(dāng)于一條導(dǎo)線，電流可以通過；斷開的開關(guān)S1和S3就相當(dāng)于開路，電流不可以通過。如圖2所示這樣電流從電源正極123電源負(fù)極，電流的路徑只有一條，即組成了串聯(lián)電路。對(duì)于如何斷開或閉合開關(guān)組成并聯(lián)電路，我們可以引導(dǎo)學(xué)生通過“節(jié)點(diǎn)法”：不論導(dǎo)線有多長，只要其間沒有電源、用電器等，導(dǎo)線可以任意拉長、縮短，甚至導(dǎo)線兩端均可以看成同一個(gè)點(diǎn)，從而找出各用電器兩端的公共點(diǎn)，電流的路徑有兩條（或多條），則為并聯(lián)電路。如圖2所示，當(dāng)電流流經(jīng)節(jié)點(diǎn)1，若開關(guān)S1閉合，就相當(dāng)于一條導(dǎo)線，那么節(jié)點(diǎn)1和3就可看為同一個(gè)點(diǎn)，即L1和L2的公共點(diǎn)，然后電流分別經(jīng)過L1和L2，在節(jié)點(diǎn)2匯合最終回到電源負(fù)極。即：閉合開關(guān)S1、S3，斷開開關(guān)S2，電流的路徑有兩條，兩燈組成并聯(lián)電路。相信學(xué)生掌握這種方法后，通過一兩道同類型的習(xí)題進(jìn)行鞏固是可以突破這個(gè)難點(diǎn)的。但在學(xué)生學(xué)完電表之后，與上面相似的這類題又會(huì)出現(xiàn)，而且難度也會(huì)更大。
例2：如圖3所示，要使L1和L2兩燈組成串聯(lián)電路，a是 表、b是 表、c是 表；要使L1和L2兩燈組成并聯(lián)電路，a是 表、b是 表、c是 表。對(duì)于這個(gè)電路圖學(xué)生似曾相識(shí)，但剛開始可能無從入手。我們還是首先要引導(dǎo)學(xué)生在分析電路時(shí)，電壓表和電流表分別在電路中充當(dāng)?shù)摹敖巧薄Ｓ捎陔妷罕淼膬?nèi)阻很大，在初中階段分析電路時(shí)可以看成開路，而電流表的內(nèi)阻很小，在初中階段分析電路時(shí)可以看成導(dǎo)線。這樣在教師的引導(dǎo)之下，學(xué)生可能會(huì)發(fā)現(xiàn)既然在分析電路時(shí)“斷開的開關(guān)”和“電壓表”都可以看成是開路，“閉合的開關(guān)”和“電流表”都可以看成是導(dǎo)線，那么例2這道題完全可以類比例1來做，這樣就大大降低了分析電路的難度。在例1中閉合開關(guān)S2，斷開開關(guān)S1、S3兩燈組成串聯(lián)電路。閉合的S2相當(dāng)于導(dǎo)線，那么可以相當(dāng)于導(dǎo)線的還有電流表，那么S2的位置其實(shí)可以用一個(gè)電流表來替代；斷開開關(guān)S1、S3都相當(dāng)于開路，那么分析電路時(shí)可以看成開路的還有電壓表，那么S1、S3的位置就可以分別用兩個(gè)電壓表去替代。即：要使L1和L2兩燈組成串聯(lián)電路，a是電壓表、b是電流表、c是電壓表。并聯(lián)電路的形成也仿照上面用類比例1的方法去做，可以得出：要使L1和L2兩燈組成并聯(lián)電路，a是電流表、b是電壓表、c是電流表。教師對(duì)比例1和例2兩道試題的過程中利用“類比”和“等效替代”的思想，引導(dǎo)學(xué)生歸納和總結(jié)解決實(shí)際問題的方法，可以幫助學(xué)生快速突破難點(diǎn)。在日常教學(xué)中慢慢滲透一些物理解題的思想，學(xué)生也會(huì)逐漸養(yǎng)成善于思考和總結(jié)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，對(duì)知識(shí)融會(huì)貫通，達(dá)到事半功倍的效果。
二、電壓表和電流表的“歸屬”問題
在學(xué)習(xí)電流表的使用時(shí)，學(xué)生已經(jīng)知道電流表應(yīng)串聯(lián)在被測(cè)電路中。對(duì)于簡(jiǎn)單的電路學(xué)生一眼就可以看出電流表是測(cè)量哪部分的電流。例如：在圖4中學(xué)生很容易就能看出電流表A1測(cè)量的是流過L1的電流，電流表A2測(cè)量的是流過L2的電流，而電流表A測(cè)量的是干路的總電流。因?yàn)殡娏鞅鞟1與L1串聯(lián)，電流表A2與L2串聯(lián)，電流表A串聯(lián)在干路上。
如果把電路變形成圖5所示的電路，學(xué)生可能就沒那么容易判斷出電流表是測(cè)量哪部分的電流了。但是實(shí)際上圖4和圖5的電路是一樣的，只要我們按照上面講到的“電流法”還是可以判斷出電流表A1與L1串聯(lián)，電流表A2與L2串聯(lián)，電流表A串聯(lián)在干路上，就能判斷出電流表測(cè)量的是哪部分電流。總之只要記住電流表與哪部分電路串聯(lián)就測(cè)哪部分電路的電流。相對(duì)于電流表的學(xué)習(xí)而言，電壓表的“歸屬”問題在理解上就有一定的難度了。電壓表是應(yīng)與被測(cè)電路并聯(lián)的，若是圖6這樣的圖學(xué)生很容易就能看出電壓表測(cè)量的是L1兩端的電壓。
如果把圖6變?yōu)閳D7這樣的呢？在做題過程一部分同學(xué)會(huì)就會(huì)誤認(rèn)為電壓表測(cè)量的是L2兩端的電壓，有的同學(xué)甚至認(rèn)為是測(cè)量電源和L2的總電壓。造成這樣的錯(cuò)誤判斷，原因一方面可能是對(duì)電路的組成及其在電路中的作用理解的不是很透徹；另一方面可能是還沒有弄清楚電壓表到底與被測(cè)電路中的哪部分并聯(lián)。
針對(duì)造成錯(cuò)誤的原因，可以用以下幾種方法幫助學(xué)生理解：
1.從電路基本組成在電路中的作用入手。電路中的電能是由電源提供的，電源的電壓即為電路的總電壓（不考慮電源的內(nèi)阻）。若認(rèn)為電壓表與電源和L2同時(shí)并聯(lián)，那么電壓表所測(cè)的電壓應(yīng)為電源和L2兩端電壓之和。而電源電壓就是電路的總電壓，憑空多出了L2兩端電壓，有悖科學(xué)。既然不是測(cè)量電源和L2這部分電路，那么就是測(cè)量L1這部分電路了，因此電壓表測(cè)量的是L1兩端電壓。
[關(guān)鍵詞] 節(jié)點(diǎn) 串聯(lián) 并聯(lián)
九年義務(wù)教育八年級(jí)《物理》電學(xué)部，分學(xué)生重點(diǎn)學(xué)習(xí)電路的連接，電學(xué)基量的測(cè)量，電學(xué)基本量的分析、判斷和計(jì)算等，所有這些都離不開具體的電路，因此判斷電路的連接方式，構(gòu)建直觀的電學(xué)模型非常重要。
初學(xué)者對(duì)于規(guī)則的、直觀的電路，按照串聯(lián)和并聯(lián)電路的定義，即串聯(lián)電路中各元件逐個(gè)順次連接，并聯(lián)電路中各元件并列連接，很容易判斷。而對(duì)一些不規(guī)則的或不直觀的、較為復(fù)雜的電路好多學(xué)生判斷起來很容易出錯(cuò)甚至無從著手。通過我多年的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)、創(chuàng)建了一種比較行之有效的判斷電路連接方式的方法――節(jié)點(diǎn)法，以供參考。
一、節(jié)點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)
可以簡(jiǎn)單的認(rèn)為，節(jié)點(diǎn)就是指電路中導(dǎo)線之間相互交叉相連接的點(diǎn)。根據(jù)理想電路特性，節(jié)點(diǎn)有以下特點(diǎn)：
1.因?yàn)椴豢紤]電路中導(dǎo)線的電阻，同一根導(dǎo)線直接相連的兩節(jié)點(diǎn)（或多個(gè)節(jié)點(diǎn)）可視為同一節(jié)點(diǎn)。
2.電路中閉合的開關(guān)可視為導(dǎo)線，即通過閉合開關(guān)連接的所有節(jié)點(diǎn)可視為同一節(jié)點(diǎn)。
3.因電路中電流表的電阻很小，在解決實(shí)際問題時(shí)，通常忽略了它的電阻大小，所以電路中電流表可等效為導(dǎo)線。即通過電流表連接的所有節(jié)點(diǎn)可視為同一節(jié)點(diǎn)。
4.電路中電源、用電器（電阻）、電壓表等元件，是我們分析、解決問題的主體而且有一定的阻值，所以這些元件不能當(dāng)作導(dǎo)線，通過這些元件連接的節(jié)點(diǎn)為不同節(jié)點(diǎn)。
識(shí)記節(jié)點(diǎn)的這些特點(diǎn)，是用節(jié)點(diǎn)法分析判斷電路連接方式的基礎(chǔ)，也是關(guān)鍵
二、節(jié)點(diǎn)法判斷電路連接方式的方法和步驟
所謂的節(jié)點(diǎn)法法，就是在圖中標(biāo)出電路中各個(gè)節(jié)點(diǎn)來分析確定電路連接方式的方法，下面通過舉例詳細(xì)說明。
1.如圖1（甲）所示電路為一串聯(lián)電路，電路中無導(dǎo)線交叉相連的點(diǎn)，故電路中無節(jié)點(diǎn)，所以我們可以這樣認(rèn)為：如果一個(gè)電路無節(jié)點(diǎn)，則此電路一定為串聯(lián)電路。如圖1（乙）所示電路雖然不規(guī)范，但通過觀察發(fā)現(xiàn)此電路中無節(jié)點(diǎn)，此電路為串聯(lián)電路。
圖1（甲） 圖1（乙）
2.如圖（甲）所示電路，其中A點(diǎn)和B點(diǎn)為電路的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)，但電壓表與R2 并聯(lián)，電壓表是測(cè)量儀表，去掉電壓表后，電路將變成圖2（乙）所示無節(jié)點(diǎn)的串聯(lián)電路，因此，我們可以這樣確定：如果一個(gè)電路去掉所有電壓表后無節(jié)點(diǎn)，則該電路為串聯(lián)電路。
圖2（甲）圖2（乙）
3.對(duì)于其它不直觀的非串聯(lián)電路電路，情況較為復(fù)雜，須按照下面幾個(gè)步驟來判斷：
第一步標(biāo)節(jié)點(diǎn)。即分別用不同的字母（或符號(hào)）標(biāo)出電路所有節(jié)點(diǎn)。如圖3所示電路，其中A、B、C、D四點(diǎn)為電路中所有節(jié)點(diǎn)。
第二步合并節(jié)點(diǎn)。根據(jù)節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)，你標(biāo)出的某幾個(gè)節(jié)點(diǎn)有可能等效為同一節(jié)點(diǎn)，必須將屬同一節(jié)點(diǎn)的字母（或符號(hào)）改為同一字母（或符號(hào)），如圖3所示電路中點(diǎn)A與點(diǎn)C為同一節(jié)點(diǎn)，應(yīng)將C改寫為A，點(diǎn)B與點(diǎn)D為同一節(jié)點(diǎn)，應(yīng)將D改寫為B，也就是說圖3所示電路實(shí)質(zhì)上有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B。
圖3圖4
第三步 判斷電路的連接方式。判斷的方法通常有兩種：
方法1，直接判斷：如圖3，電阻R1、R2和R3兩端都獨(dú)立連在節(jié)點(diǎn)A和B上，所以R1 、R2、和R3并聯(lián)。
方法2，畫圖判斷：即畫出原圖的直觀的等效電路圖，其中圖3電路圖的直觀等效電路圖的具體畫法為：在紙上先確定出兩個(gè)點(diǎn)A和B，再將原圖A、B 兩點(diǎn)間的元件獨(dú)立的連在新確定的A、B兩點(diǎn)上，如圖4所示，即圖3的等效電路圖為圖4，根據(jù)直觀電路圖4可以判斷圖3中R1 、R2、和R3并聯(lián)。
三、節(jié)點(diǎn)法的應(yīng)用
下面舉幾個(gè)實(shí)例，來學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)法的應(yīng)用。
例1，如圖5所示的電路圖，試確定燈L1、L2、和L3如何連接？并判斷電流表測(cè)量通過那個(gè)小燈泡中的電流，電壓表測(cè)量那個(gè)小燈泡兩端的電壓？
圖5
解析：圖5所示電路圖有四個(gè)節(jié)點(diǎn)，
分別標(biāo)上符號(hào)A、B、C、D，其中點(diǎn)A與
點(diǎn)C用之間連接的電流表可視為導(dǎo)線，
故將C點(diǎn)改寫為A 點(diǎn)，點(diǎn)B與點(diǎn)D用同
一導(dǎo)線相連故為同一節(jié)點(diǎn)，故將D 改寫為B，即圖5所示電路僅有兩個(gè)節(jié)點(diǎn)A和B，且L1、L2和電壓表都獨(dú)立的連在點(diǎn)A和點(diǎn)B 上，如圖6（甲）所示，所以燈L1、L2、電壓表三者并聯(lián)。電壓表測(cè)量并聯(lián)電路兩端的電壓。
如果去掉圖5中的電壓表，C、D兩節(jié)點(diǎn)就不復(fù)存在，電流表與L2串聯(lián)后接在A、B兩點(diǎn)上，其等效的直觀電路圖如圖6（乙）所示，故電流表測(cè)量通過L2中的電流。
例2，如圖7所示電路圖，試確定電阻R1 與R2、在S閉合后的連接方式并指出電壓表測(cè)哪一個(gè)電阻兩端電壓？
關(guān)鍵詞：電路連接，演示，試驗(yàn)與討論
關(guān)于“電路連接的兩種基本形式”這堂課，我嘗試著兩種不同的方式去教，因而學(xué)生也就嘗試著兩種不同的方式去學(xué)．
方式1：以演示為主，也讓少部分學(xué)生參與動(dòng)手實(shí)物的連接，讓全體學(xué)生參與動(dòng)手的是電路圖的設(shè)計(jì)，然后讓學(xué)生分析歸納出兩種電路的特點(diǎn)，再根據(jù)特點(diǎn)完成課前提出的問題．
方式2：以學(xué)生實(shí)驗(yàn)與討論為主，讓全體學(xué)生以小組的形式參與實(shí)驗(yàn)，觀察現(xiàn)象，最后總結(jié)，再由小組長進(jìn)行交流，教師引領(lǐng)學(xué)生歸納分析出兩種電路的特點(diǎn)，然后用所學(xué)知識(shí)回頭解決“小明房間內(nèi)裝燈的問題”．
一、魚與熊掌的決擇
上述兩種課堂方式的選擇，我想了很久，應(yīng)該說兩種方式各有優(yōu)劣：
選用方式1，學(xué)生參與動(dòng)手的人數(shù)少，主要是參與思考與討論，占用課堂時(shí)間比較少，能夠保證課堂的完整及教學(xué)任務(wù)的完成，學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作能力可以在第二課時(shí)安排練習(xí)，但對(duì)于相當(dāng)一部分學(xué)生而言，不是依靠自己的動(dòng)手與思考得到的結(jié)論，甚至有部分學(xué)生可以不思考，成為了旁觀者．
選用方式2，大部分學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)操作上得到練習(xí)，在小組的討論中鍛煉思考，但缺點(diǎn)是，由于內(nèi)容較多，如果依靠小組實(shí)驗(yàn)討論得到結(jié)論的話，在一節(jié)課的時(shí)間內(nèi)很難完成任務(wù)，甚至有可能課堂很熱鬧，但由于無法及時(shí)總結(jié)，使得相當(dāng)部分學(xué)生對(duì)于本節(jié)課要獲得什么不是很明確，
對(duì)于兩種方式的課堂上法，最后我決定都采用，在兩個(gè)班級(jí)通過實(shí)際的課堂效果來分辨優(yōu)劣．
二、案例與反思
1 方式1案例描述
(引入部分簡(jiǎn)述)
先提出一個(gè)生活中的實(shí)際問題“小明的房間里需要安裝許多盞燈，電路應(yīng)怎樣連接?”引到實(shí)際小問題，出示一些器材，請(qǐng)學(xué)生用導(dǎo)線把它們連接起來，并使兩個(gè)燈泡同時(shí)發(fā)光．請(qǐng)學(xué)生思考，上來連接并畫出相應(yīng)電路圖，對(duì)比各種電路圖，分析得出電路和兩種基本形式：串聯(lián)和并聯(lián)．
(主要部分實(shí)錄)
教師：今天我們學(xué)習(xí)的重點(diǎn)是要通過實(shí)驗(yàn)分析歸納這兩種電路各自有什么樣的特點(diǎn)．教師投影問題①電流從電源正極出發(fā)回到負(fù)極有幾條路?②開關(guān)的作用與位置有無關(guān)系?③用電器之間有無相互影響?
教師：串聯(lián)的形式有三種，我們按照這三種電路圖連接電路三次，清同學(xué)們注意觀察，回答投影上的問題．
教師進(jìn)行三次實(shí)驗(yàn)操作，請(qǐng)學(xué)生回答。
學(xué)生：電流從電源正極出發(fā)回到負(fù)極只有一條路；開關(guān)的作用與位置沒有關(guān)系；用電器之間有影響．
教師：我們利用這些特點(diǎn)可用于判斷電路是否串聯(lián)電路。比如，道路上的路燈是串聯(lián)連接的嗎?為什么?
有幾個(gè)同學(xué)說：是的，它們?nèi)怯梢粋€(gè)開關(guān)控制的
教師：是嗎?
教師投學(xué)生：不是．因?yàn)橐粋€(gè)路燈壞了，其他的還能亮，說明不是串聯(lián)．
教師：很好!那是什么聯(lián)呢?
有的學(xué)生：并聯(lián)
教師：不錯(cuò)，是并聯(lián)．下面我們就一起來探究并聯(lián)電路有什么樣的特點(diǎn)．
(過程與串聯(lián)電路的探究過程基本相同，只是補(bǔ)充了兩個(gè)概念“干路”與“支路”，因此不再詳述．)
教師：我們回頭思考剛上課時(shí)提出的問題“小明房間的燈，電路怎樣設(shè)計(jì)?”
2 方式2案例描述
(與方式1相同部分省略)
教師：現(xiàn)在我們同學(xué)身邊有一些器材，要用導(dǎo)線把它們連接起來，使兩個(gè)燈泡同時(shí)發(fā)光．同學(xué)們做一做，并在紙上畫出電路圖．完成后，請(qǐng)各小組派代表上來把你們的電路圖畫在黑板上．
一段時(shí)間后，多數(shù)小組上來在黑板上畫出自己小組的實(shí)驗(yàn)電路圖．
教師組織對(duì)比各種電路圖，分析得出電路和兩種基本形式：串聯(lián)和并聯(lián)．
教師：下面我們先來探究串聯(lián)電路的特點(diǎn)．串聯(lián)的形式在這里有三種，所以我們?cè)谔骄看?lián)電路的特點(diǎn)時(shí)，要分別按照這三種電路圖連接三次，并且每次連接時(shí)，要針對(duì)幕布上的問題進(jìn)行觀察記錄，結(jié)束后請(qǐng)各小組派代表交流．
問題同上，學(xué)生交流后得出結(jié)論：電流從電源正極出發(fā)回到負(fù)極只有一條路；開關(guān)的作用與位置沒有關(guān)系；用電器之間相互影響．
教師總結(jié)：這就是串聯(lián)電路的特點(diǎn)．(同時(shí)板書)
教師：我們?cè)僖黄饋矸治鲆幌拢捎陂_關(guān)的位置不同，并聯(lián)的形式在這里也有三種．請(qǐng)我們同學(xué)再次小組實(shí)驗(yàn)．
學(xué)生開始實(shí)驗(yàn)，教師巡視指導(dǎo)
(一段時(shí)間后，此時(shí)下課鈴也響了)
教師：好．通過剛才的實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)我們同學(xué)一起來回答這三個(gè)問題．
3 案例反思
(1)課后反思
方式1課后，感覺整體課堂比較流暢，課本上要求的目標(biāo)基本達(dá)到，根據(jù)課堂學(xué)生的表現(xiàn)，多數(shù)學(xué)生參與到了課堂的設(shè)計(jì)中來，所以自我感覺良好．方式2課后，感覺不是很好，首先在課堂的結(jié)構(gòu)上不完整，這一節(jié)內(nèi)容的知識(shí)點(diǎn)也沒有完全展現(xiàn)出來；另外一個(gè)就是小組實(shí)驗(yàn)時(shí)間緊，小組中的優(yōu)秀學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作上得到了鍛煉，但那些動(dòng)手能力弱的同學(xué)得不到操作能力上的練習(xí)．
(2)學(xué)生作業(yè)后反思
感覺常常會(huì)被事物的表象所迷惑，但作業(yè)可以反映學(xué)生的真實(shí)掌握程度．
用方式1上課的班級(jí)，交上來的作業(yè)可以看到，學(xué)生在判斷電路的類型和基本電路的設(shè)計(jì)上多數(shù)能夠掌握，正確率比較高，說明對(duì)串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的特點(diǎn)這個(gè)知識(shí)點(diǎn)理解得比較透徹；但是在根據(jù)電路圖連接實(shí)物圖這類題目中，錯(cuò)誤率特別高．這與學(xué)生在課堂上沒有動(dòng)手實(shí)驗(yàn)有很大的關(guān)系．
用方式2上課的班級(jí)，在連接實(shí)物圖的習(xí)題上正確率相當(dāng)高，說明通過動(dòng)手對(duì)線路的感覺比較好，但由于知識(shí)結(jié)構(gòu)的不完整，在做基本電路設(shè)計(jì)與判斷電路類型的習(xí)題上錯(cuò)誤率就讓人感覺糟糕了．
雖然兩種課堂都有不足，但至少在教學(xué)中我是以一個(gè)創(chuàng)造者、引導(dǎo)者、解惑者，學(xué)生的合作伙伴這一角色出現(xiàn)的．
電路的連接方式有串聯(lián)、并聯(lián)和混聯(lián)，而對(duì)我們初學(xué)者來說，只要掌握串聯(lián)、并聯(lián)兩種基本方式即可，識(shí)別電路的連接方式通常有下列四種方法：
1. 定義法
定義法是識(shí)別串、并聯(lián)電路最基本的方法.所謂“定義法”就是根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的定義來進(jìn)行判斷電路的連接情況，若電路中的各元件是逐個(gè)順次連接起來的，則為串聯(lián)電路，如圖1（a）；若各元件“首首相接，尾尾相連” (“首”即為電流流入用電器的那一端，“尾”即為電流流出用電器的那一端)連接在電路兩點(diǎn)間的，則是并聯(lián)電路，如圖1（b）.
2. 電流法
電流法是識(shí)別串、并聯(lián)電路最常用的方法.所謂“電流法”就是在識(shí)別電路時(shí)，電流從電源正極出發(fā)經(jīng)過各用電器回到電源負(fù)極時(shí)，若只有一條路徑，途中沒有分流，那么這些用電器的連接方式就是串聯(lián)，如圖2（a）；若電流在某處分為幾條支路，且每條支路上都有用電器，電流在電路中有分有合，則這些用電器之間的連接方式就是并聯(lián)，如圖2（b）.
下面以電流法為例，選取兩個(gè)常見的典型電路，分析它的連接情況，具體方法如下：
例1分析圖3（a）所示電路中三盞燈的連接方式.
分析用“電流法”來判斷．在圖3（a）所示的電路中，從電源的正極出發(fā)，電流依次通過了燈L1、L2和L3，電路中沒有出現(xiàn)“分叉”，見圖3（b）的虛線所示，所以這三盞燈是串聯(lián)的，等效電路如圖3（c）所示.
用電流法識(shí)別電路的連接方式，可以根據(jù)電流走向，先用虛線將電流通過的所有路徑在圖中畫出來，再判斷電路的連接方式.
例2分析圖4（a）所示電路中各燈的連接方式.
分析根據(jù)“電流流向”用虛線畫出所有的電流路徑如圖4（b）所示.圖中電流有三條路徑，且每條路徑上都有一個(gè)用電器，所以這三盞燈是并聯(lián)的，等效電路如圖4（c）所示.
3. 節(jié)點(diǎn)法
節(jié)點(diǎn)法就是在識(shí)別電路的過程中，不論導(dǎo)線有多長，只要其間沒有電源、用電器等，導(dǎo)線兩端點(diǎn)均可以看成同一個(gè)點(diǎn)，作為各用電器兩端的公共點(diǎn).使用節(jié)點(diǎn)法時(shí)，先將圖中的各節(jié)點(diǎn)用字母表示出來，然后找出共同點(diǎn)，具體方法如下：
例3判斷圖5（a）中各電燈的連接方式.
分析先將圖中的各節(jié)點(diǎn)用字母表示出來，如圖5（a）所示.由“節(jié)點(diǎn)法”可知，a、c之間用導(dǎo)線直接連接，可以看成公共點(diǎn)，此點(diǎn)接在電源正極上，同理b、d兩點(diǎn)也可以看成公共點(diǎn)，此點(diǎn)接在電源的負(fù)極上，也就是L1、L2、L3連接在公共點(diǎn)a（c）、b（d）之間，由此可知，該電路有三條支路，因此這三盞電燈是并聯(lián)的，等效電路如圖5（b）所示.
例4判斷圖6（a）中各電燈的連接方式.
分析如圖6（a）所示的電路，據(jù)“節(jié)點(diǎn)法”可知，a、c用導(dǎo)線直接連接，可以看成同一點(diǎn)，此點(diǎn)接在電源正極上，b、d用導(dǎo)線直接連接，也可以看成同一點(diǎn)，此點(diǎn)接在電源的負(fù)極上，也就是L1、L2、L3連接在公共點(diǎn)a（c）、b（d）之間，由此可知，該電路有三條支路，這是三盞電燈并聯(lián)的電路，等效電路如圖6（b）所示.
4. 拆除法
拆除法是在我們無法看到電路結(jié)構(gòu)的情況下用到的一種重要方法.它依據(jù)的原理是串聯(lián)電路的各用電器是互相影響的，而并聯(lián)卻互不影響的.因此，拆除任何一個(gè)用電器，其他用電器均不能工作的就是串聯(lián)；拆除任何一個(gè)用電器，其他用電器還能工作的，就是并聯(lián)，具體可見題例5：
例5如圖所示，在桌面上有兩個(gè)小燈泡和一個(gè)開關(guān)，它們的連接電路在桌面下，無法看到.某同學(xué)試了一下，閉合開關(guān)時(shí)兩燈均亮，斷開開關(guān)時(shí)兩燈均熄滅.這兩個(gè)小燈泡究竟是串聯(lián)連接還是并聯(lián)連接？請(qǐng)寫出判斷方法.
