2024-2025学年新教材高中物理 第十一章 电路及其应用 第四节 串联电路和并联电路教学设计 新人教版必修3

2024-2025学年新教材高中物理第十一章电路及其应用第四节串联电路和并联电路教学设计新人教版必修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年新教材高中物理第十一章电路及其应用第四节串联电路和并联电路教学设计新人教版必修3教学内容本节课教学内容为新教材高中物理第十一章电路及其应用第四节串联电路和并联电路。主要内容包括：串联电路的特点、电路元件的连接方式、并联电路的特点、电路元件的连接方式以及电路的串并联连接。通过本节课的学习，使学生掌握串联电路和并联电路的基本原理和特点，为后续电路分析打下基础。核心素养目标1.培养学生的科学探究能力，通过实验探究串联电路和并联电路的特性，提高学生观察、分析、归纳总结的能力。

2.增强学生的科学思维能力，引导学生运用物理知识解释电路现象，培养逻辑推理和抽象思维能力。

3.强化学生的实践应用能力，使学生能够将电路知识应用于实际问题，提高解决实际问题的能力。

4.培养学生的团队合作精神，通过小组合作完成实验和讨论，提高学生沟通协作和团队意识。学习者分析1.学生已经掌握的相关知识：学生在进入本节课之前，已经学习了基本的电路概念，如电流、电压、电阻等，以及简单的电路元件，如电池、电阻、开关等。此外，学生可能已经接触过串并联电路的基本概念，但对其内在规律和特性可能理解不够深入。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中学生对物理学科通常具有较高兴趣，尤其是对实验操作和现象观察感兴趣。学生在学习能力上表现出较强的抽象思维能力，但在实际操作和电路分析方面可能存在不足。学习风格上，部分学生倾向于通过实验操作来理解知识，而另一部分学生可能更偏向于理论推导和公式应用。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解串联电路和并联电路的特性时，可能会遇到以下困难：

-理解电流、电压、电阻在串并联电路中的分配规律；

-掌握电路分析的方法，如欧姆定律的应用；

-理解电路图与实际电路之间的转换；

-分析复杂电路时，难以抓住主要因素，导致分析过程繁琐。

针对以上困难和挑战，教师在教学中应注重启发式教学，引导学生通过实验和实例理解电路规律，同时加强练习和讨论，帮助学生逐步克服学习难点。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：通过讲解串联电路和并联电路的基本原理，帮助学生建立概念框架。

2.实验法：设计实验环节，让学生通过实际操作观察电路现象，加深对电路特性的理解。

3.讨论法：组织学生分组讨论电路问题，培养学生的合作能力和批判性思维。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示电路图和实验步骤，直观展示电路的连接方式和实验现象。

2.互动软件：使用电路仿真软件，让学生在虚拟环境中进行电路实验，提高学习兴趣。

3.教学视频：播放相关教学视频，帮助学生理解复杂电路的连接和特性。教学过程【导入】

（教师）：同学们，今天我们来学习新的一课——串联电路和并联电路。在日常生活中，电路无处不在，比如家里的电器、学校的照明系统等。那么，这些电路是如何连接的呢？它们有什么特点呢？接下来，我们就一起来探究这个问题。

【新课导入】

（一）串联电路

1.串联电路的概念

（教师）：同学们，我们先来了解一下什么是串联电路。串联电路是指将电路元件依次连接起来，形成一个单一的路径，电流只有一条路径可以流通。

（学生）：串联电路是将电路元件依次连接起来，电流只有一条路径可以流通。

2.串联电路的特点

（教师）：那么，串联电路有什么特点呢？我们可以通过实验来观察和分析。

（学生）：串联电路的特点有：电流在电路中只有一条路径，电流大小相同，电压分配与电阻成正比。

3.串联电路的实验

（教师）：下面，我们来进行一个简单的实验，观察串联电路的特点。

（学生）：实验步骤如下：

（1）将电源、电阻、开关和电流表依次连接成串联电路；

（2）闭合开关，观察电流表的示数；

（3）分别将电阻替换为不同阻值的电阻，再次观察电流表的示数。

（教师）：同学们，通过实验，我们发现电流在串联电路中只有一条路径，且电流大小相同。接下来，我们再来观察电压的分配情况。

（学生）：实验步骤如下：

（1）将电压表分别接在电源两端、第一个电阻两端和第二个电阻两端；

（2）闭合开关，观察电压表的示数；

（3）分别将电阻替换为不同阻值的电阻，再次观察电压表的示数。

（教师）：同学们，通过实验，我们发现电压在串联电路中分配与电阻成正比。

4.串联电路的应用

（教师）：那么，串联电路有什么应用呢？我们可以通过实例来了解。

（学生）：串联电路的应用有：串联分压、串联限流、串联分压限流等。

（二）并联电路

1.并联电路的概念

（教师）：接下来，我们来了解一下什么是并联电路。

（学生）：并联电路是指将电路元件并列连接起来，电流有多个路径可以流通。

2.并联电路的特点

（教师）：那么，并联电路有什么特点呢？我们可以通过实验来观察和分析。

（学生）：并联电路的特点有：电流在电路中有多个路径，电流分配与电阻成反比，电压相同。

3.并联电路的实验

（教师）：下面，我们来进行一个简单的实验，观察并联电路的特点。

（学生）：实验步骤如下：

（1）将电源、电阻、开关和电流表依次连接成并联电路；

（2）闭合开关，观察电流表的示数；

（3）分别将电阻替换为不同阻值的电阻，再次观察电流表的示数。

（教师）：同学们，通过实验，我们发现电流在并联电路中有多个路径，且电流分配与电阻成反比。接下来，我们再来观察电压的分配情况。

（学生）：实验步骤如下：

（1）将电压表分别接在电源两端、第一个电阻两端和第二个电阻两端；

（2）闭合开关，观察电压表的示数；

（3）分别将电阻替换为不同阻值的电阻，再次观察电压表的示数。

（教师）：同学们，通过实验，我们发现并联电路中各支路电压相同。

4.并联电路的应用

（教师）：那么，并联电路有什么应用呢？我们可以通过实例来了解。

（学生）：并联电路的应用有：并联分压、并联限流、并联分压限流等。

【总结】

（教师）：今天，我们学习了串联电路和并联电路的概念、特点、实验和实际应用。希望同学们能够通过这节课的学习，掌握串联电路和并联电路的基本原理，为今后的学习打下基础。

（学生）：我们已经了解了串联电路和并联电路的概念、特点、实验和实际应用，将所学知识运用到实际问题中，提高解决实际问题的能力。

【作业布置】

（教师）：同学们，课后请完成以下作业：

1.复习本节课所学内容，理解串联电路和并联电路的基本原理；

2.完成课后练习题，巩固所学知识；

3.查阅相关资料，了解电路在实际生活中的应用。

（学生）：好的，老师。我们一定会在课后认真复习，完成作业。知识点梳理1.电路的基本概念

-电路：由电源、导线、用电器、开关等组成的电流路径。

-电流：电荷的定向移动，单位为安培（A）。

-电压：电场力做功与电荷量的比值，单位为伏特（V）。

-电阻：导体对电流的阻碍作用，单位为欧姆（Ω）。

2.电路元件

-电源：提供电压的装置，如电池、发电机等。

-导线：连接电路元件的导体。

-用电器：消耗电能的设备，如灯泡、电动机等。

-开关：控制电路通断的装置。

3.串联电路

-串联电路：将电路元件依次连接起来，形成一个单一的路径。

-特点：电流在电路中只有一条路径，电流大小相同，电压分配与电阻成正比。

-串联电路的规律：

-电流规律：I=I1=I2=...=In（电流处处相等）

-电压规律：U=U1+U2+...+Un（总电压等于各电阻上的电压之和）

-电阻规律：R=R1+R2+...+Rn（总电阻等于各电阻之和）

4.并联电路

-并联电路：将电路元件并列连接起来，电流有多个路径可以流通。

-特点：电流在电路中有多个路径，电流分配与电阻成反比，电压相同。

-并联电路的规律：

-电流规律：I=I1+I2+...+In（总电流等于各支路电流之和）

-电压规律：U=U1=U2=...=Un（各支路电压相等）

-电阻规律：1/R=1/R1+1/R2+...+1/Rn（总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和）

5.电路分析

-欧姆定律：U=IR（电压等于电流乘以电阻）

-串联电路分析：利用欧姆定律和串联电路的规律，计算电路中各元件的电流、电压和电阻。

-并联电路分析：利用欧姆定律和并联电路的规律，计算电路中各支路的电流、电压和电阻。

6.电路的实际应用

-串联电路的应用：串联分压、串联限流、串联分压限流等。

-并联电路的应用：并联分压、并联限流、并联分压限流等。

7.电路图

-电路图：用图形符号表示电路元件连接方式的图。

-电路图的阅读：根据电路图分析电路元件的连接方式、电流、电压和电阻。

8.电路故障

-电路故障：电路中出现的异常现象，如短路、断路等。

-电路故障的原因：电路元件损坏、连接错误、过载等。

-电路故障的处理：找出故障原因，采取相应措施排除故障。课堂小结，当堂检测【课堂小结】

1.回顾本节课所学内容，强调串联电路和并联电路的基本概念、特点及规律。

-串联电路：电流只有一条路径，电流大小相同，电压分配与电阻成正比。

-并联电路：电流有多个路径，电流分配与电阻成反比，电压相同。

2.总结电路分析的基本方法，包括欧姆定律在串联电路和并联电路中的应用。

-串联电路分析：利用欧姆定律和串联电路的规律，计算电路中各元件的电流、电压和电阻。

-并联电路分析：利用欧姆定律和并联电路的规律，计算电路中各支路的电流、电压和电阻。

3.强调电路在实际生活中的应用，如串联分压、并联限流等，以及电路故障的处理方法。

4.提醒学生在课后复习电路图阅读、电路故障分析等内容，为后续学习打下基础。

【当堂检测】

1.选择题

-下列哪种电路中，电流只有一条路径？（A）串联电路（B）并联电路（C）混联电路（D）以上都是

-在串联电路中，若电阻R1和R2串联，则下列哪个说法正确？（A）电流在R1和R2中相等（B）电压在R1和R2中相等（C）电阻在R1和R2中相等（D）以上都是

2.填空题

-在串联电路中，若电流为I，则总电阻R等于______。

-在并联电路中，若电压为U，则总电阻R等于______。

3.计算题

-一个串联电路由两个电阻R1和R2组成，其中R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压为12V。求电路中的电流、各电阻上的电压和总电阻。

4.应用题

-一个并联电路由两个电阻R1和R2组成，其中R1=10Ω，R2=20Ω，电源电压为12V。求电路中的电流、各支路电流和总电阻。

【检测反馈】

1.教师根据学生的答题情况，对易错题进行讲解，帮助学生巩固知识点。

2.对学生的课堂表现进行评价，鼓励学生在课后继续努力，提高自己的物理素养。内容逻辑关系①串联电路与并联电路的基本概念

-串联电路：电流只有一条路径，电流大小相同，电压分配与电阻成正比。

-并联电路：电流有多个路径，电流分配与电阻成反比，电压相同。

②串联电路与并联电路的特点

-串联电路特点：电流处处相等，总电压等于各电阻上的电压之和，总电阻等于各电阻之和。

-并联电路特点：各支路电压相等，总电流等于各支路电流之和，总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和。

③串联电路与并联电路的规律

-串联电路规律：欧姆定律应用于串联电路，计算电流、电压和电阻。

-并联电路规律：欧姆定律应用于并联电路，计算电流、电压和电阻。

④串联电路与并联电路的实验方法

-串联电路实验：观察电流、电压和电阻的变化，验证串联电路规律。

-并联电路实验：观察电流、电压和电阻的变化，验证并联电路规律。

⑤串联电路与并联电路的实际应用

-串联电路应用：串联分压、串联限流、串联分压限流等。

-并联电路应用：并联分压、并联限流、并联分压限流等。

⑥电路故障分析

-短路：电路中电流过大，导致电路元件损坏。

-断路：电路中电流无法流通，导致电路元件无法工作。

⑦电路图阅读与分析

-电路图：用图形符号表示电路元件连接方式的图。

-电路图阅读：根据电路图分析电路元件的连接方式、电流、电压和电阻。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：《电路基础》一书，由李明华编著，详细介绍了电路的基本概念、电路元件、串联电路、并联电路等内容，适合学生深入理解电路知识。

-视频资源：《电路基础实验教程》系列视频，通过实际操作演示电路实验，帮助学生直观了解电路现象和规律。

2.拓展要求：

-鼓励学生利用课后时间阅读《电路基础》一书，深入了解电路知识，尤其是串联电路和并联电路的理论和应用。

-学生可以观看《电路基础实验教程》系列视频，通过实验演示加深对电路现象的理解。

-教师推荐以下拓展内容：

-理解电路元件的工作原理，如电阻、电容、电感等。

-探究不同电路连接方式对电路特性的影响，如电阻、电流、电压的变化。

-学习电路图绘制方法，提高电路分析和设计能力。

-研究电路在生活中的应用，如照明电路、家电电路等。

3.教师指导与帮助：

-教师可组织学生进行课后讨论，分享阅读和观看视频的心得体会。

-对于学生在拓展过程中遇到的疑问，教师应及时解答，帮助学生解决问题。

-鼓励学生参与课外实验，如搭建简单的串联电路和并联电路，观察电路现象，验证理论知识。

-教师可以提供相关实验材料和设备，帮助学生顺利完成拓展活动。

-组织学生进行拓展成果展示，如制作电路模型、撰写实验报告等，提高学生的实践能力和表达能力。

4.课后作业：

-阅读指定书籍《电路基础》中的相关章节，重点掌握串联电路和并联电路的理论知识。

-观看《电路基础实验教程》系列视频，了解实验操作步骤和实验现象。

-完成以下实验报告：

-实验目的：探究串联电路和并联电路的特点。

-实验器材：电源、电阻、开关、电流表、电压表等。

-实验步骤：按照教材中所述的实验步骤进行实验操作。

-实验结果：记录实验中观察到的电流、电压、电阻等数据。

-实验分析：分析实验数据，验证串联电路和并联电路的特点。

-实验结论：总结实验结果，阐述串联电路和并联