学生见两个电阻就脱口讲“加埋一齐”,并联都照加。这一堂只守三条规矩:串联电流一样、并联电压一样、等效电阻用公式而不用感觉,最后用功率与能量账单回头验。
本堂目标 学生能够:① 讲出串联电流处处相等、并联各支路电压相等;② 算出 4 Ω 与 6 Ω 串联等效 10 Ω、电流 1.2 A、分压 4.8 V 与 7.2 V;③ 算出并联等效 2.4 Ω、总电流 5.0 A、支路 3.0 A 与 2.0 A;④ 用 P = VI 算总功率 14.4 W,并把 1.2 kW 用 3 小时换成 3.6 kWh、电费 4.32 元。
01 先备知识(开课前 3 分钟快检)
以下任何一项未过关,本堂就会卡住,先补该项:
| 技能 |
快检题 |
过关标准 |
| 欧姆定律 |
4 Ω 电阻两端 12 V,电流几多? |
3.0 A |
| 串联电流 |
串联电路中,电流在两个电阻前后有无不同? |
完全一样 |
| 并联电压 |
并联的两条支路,电压有无不同? |
相同,等于电源电压 |
| 功率公式 |
12 V 供 1.5 A,功率几多? |
18 W |
02 课堂流程(60 分钟)
| 时间 |
环节 |
导师做什么 |
学生做什么 |
| 0–8 分 |
开场提问 |
问:屋企灯掣关一盏,其他灯有无熄? |
讲出并联与串联的分别 |
| 8–18 分 |
串联 |
画 4 Ω 与 6 Ω 串一个 12 V 电池 |
自己标出电流方向与大小 |
| 18–28 分 |
并联 |
同两个电阻改成并联 |
自己算等效电阻并讲理由 |
| 28–40 分 |
四类题型 |
由课本题逐一示范并比较公式 |
每题写出用哪一条公式 |
| 40–50 分 |
功率与电费 |
1.2 kW 热水壶用 3 小时 |
自己换 kWh 再乘电价 |
| 50–60 分 |
独立练习 |
三题限时 8 分钟 |
做完对答案并标错因 |
03 讲解脚本(照着说就可以)
第一幕:串联先加电阻,并联先问“会不会细过最细𠮶个”
4 Ω 与 6 Ω 串联得 10 Ω,比任何一个都大,因为电流要顺序穿过两个障碍。并联得 2.4 Ω,比 4 Ω 更细,因为电流多了第二条路。要学生每次做完并联都答一句“答案有无细过最细的电阻”,没有细过就一定错。这一条自查比背公式有效,因为它挡住了最常见的“照加”错法。
要学生口头答:并联 4 Ω 与 4 Ω 的等效电阻,会大过 4 Ω 还是细过?
第二幕:串联分压看比例,并联分流看反比
12 V 落在 4 Ω 与 6 Ω 上,按 4 : 6 分,即 4.8 V 与 7.2 V,相加刚好 12 V。并联时两个电阻电压都是 12 V,电流按电阻反比分配:4 Ω 得 3.0 A,6 Ω 得 2.0 A,合共 5.0 A。学生要养成一个习惯:计完之后把分压加起来、把分流加起来,对得回电源就过关。
要学生自己讲出“分压相加等于电源、分流相加等于总电流”。
第三幕:功率与电费是同一条线的两端
P = VI,12 V 乘 1.2 A 得 14.4 W,亦等于 I²R 的 1.44 乘 10。去到家用电器,1.2 kW 用 3 小时就是 3.6 kWh,乘每度 1.2 元得 4.32 元。单位是这一节最多人死的地方:kW 乘小时才是 kWh,W 要除一千。示范时故意写“1200 W 用 3 小时 = 3600 kWh”让学生捉错。
要学生指出 1200 W 用 3 小时的正确 kWh,并讲出错在哪个单位。
04 必教题型与步骤
| 题型 |
例子 |
步骤 |
答案 |
| 串联等效与电流 |
4 Ω 与 6 Ω 串联接 12 V |
① 加电阻 ② I = V / R ③ 标明电流处处相等 |
10 Ω、1.2 A |
| 并联等效与分流 |
同两个电阻并联接 12 V |
① 用乘除相加公式 ② I = V / R ③ 支路各自 V / R |
2.4 Ω、5.0 A |
| 分压计算 |
串联电路中 6 Ω 两端电压 |
① 先算电流 ② V = IR ③ 检查分压相加等于电源 |
7.2 V |
| 功率与电费 |
1.2 kW 用 3 小时,每度 1.2 元 |
① P = VI 或直接用 kW ② kWh = kW × h ③ 乘电价 |
3.6 kWh、4.32 元 |
合理性检查(一定要教):数量级检查:串联等效 10 Ω 一定大于 6 Ω,并联等效 2.4 Ω 一定小于 4 Ω,两者方向相反就不可能同时算错。串联功率 14.4 W 等于 12 V 乘 1.2 A;并联功率 60 W 等于 12 V 乘 5.0 A,电流大了四倍多,功率自然也大。电费 4.32 元对一个 3 小时的热水壶属合理,若算到 432 元就是少除了 100。
05 独立练习三题
| 题目 |
答案 |
想观察什么 |
| 4 Ω 与 12 Ω 串联接 8 V,电流几多? |
0.50 A |
有无先加电阻再除电压 |
| 4 Ω 与 12 Ω 并联的等效电阻 |
3.0 Ω |
答案有无细过 4 Ω |
| 12 Ω 两端 6 V,功率几多? |
3.0 W |
有无用 P = V² / R |
06 学生常见错误与纠正句
| 错误 |
学生通常这样写 |
导师这样说 |
| 并联电阻照加 |
“4 Ω 并 6 Ω 就系 10 Ω” |
“并联多开一条路,电流更容易行,电阻只会更细;你答 10 Ω 大过 4 Ω,即系话多条路更难行。” |
| 分压与分流搞乱 |
“串联电流按电阻反比分配” |
“串联同一条路,电流只有一个值;要分的是电压,而且要按电阻正比。” |
| W 与 kW 不分 |
“1200 W 用 3 小时用了 3600 度电” |
“W 要除一千才是 kW;3600 度电够一个家庭用几个月,你有无觉得不对路?” |
| 只用一条公式不检查 |
“P = VI 算到 0.5 W” |
“12 V 乘 1.2 A 不会得 0.5 W;你检查一下有无把 mA 当 A 入数。” |
07 家课建议(直接指到练习卷题号)
08 离场检查(最后 5 分钟)
| 题目 |
答案 |
判定 |
| 4 Ω 与 6 Ω 串联的等效电阻 |
10 Ω |
错:以为串联要倒数相加 |
| 同两个电阻并联的等效电阻 |
2.4 Ω |
错:照加 |
| 串联 6 Ω 两端的电压 |
7.2 V |
错:分压用反比 |
| 1.2 kW 用 3 小时的电费(每度 1.2 元) |
4.32 元 |
错:W 未转 kW |
09 导师常问
点解并联会令总电阻变细?
多一条支路等于多一个通道,同一电压下总电流变大;电流大而电压不变,等效电阻必然细。
电池内阻要不要计?
中四阶段先当理想电池,内阻留到选修或进阶题;但要在课堂讲一句“真实电池有内阻,所以灯会越用越暗”。
几时用 P = VI,几时用 P = I²R?
已知电压与电流就用 VI;只知电流与电阻就用 I²R。三条式互通,选用哪条视乎题目给了什么。
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