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DSE 物理|电路与内电阻 备课指引(导师用)|欧姆定律、串并联与功率

DSE 物理|电路与内电阻 备课指引(导师用)|欧姆定律、串并联与功率

  • 2026-11-01

学生识 V = IR,但一见电池有内电阻就当它不存在。这一堂要把“电池不是理想”变成每次计数的第一步。

本堂目标 学生能够:① 用 E = I(R + r) 算电流与端电压;② 分辨串联与并联的等效电阻并算出分支电流;③ 用 P = I²R 算功率与能量,并解释为何传输要用高压。

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
分数运算 1/6 + 1/3 等于多少 1/2
单位 1 mA 等于几 A 0.001 A
功率公式 P 与 V、I 的关系 P = VI

02 课堂流程(60 分钟)

时间 环节 导师做什么 学生做什么
0–10 分 欧姆定律 V = IR,适用于金属导体 写出三条公式
10–24 分 内电阻 E = I(R + r),端电压 V = E − Ir 算出 I = 1.2 A
24–38 分 串联 R 相加、电流相同 得 9.5 Ω
38–50 分 并联 倒数相加、电压相同 得 2.0 Ω
50–56 分 功率与能量 P = I²R、E = Pt 算出 820.8 J
56–60 分 离场检查 三题收回即批 独立完成

03 讲解脚本(照着说就可以)

第一幕:电池不是理想:先把 r 写出来

电动势 E = 12 V、内电阻 r = 0.5 Ω。外电路 R = 9.5 Ω 时,总电阻 10.0 Ω,I = E ÷ (R + r) = 12 ÷ 10.0 = 1.2 A。
端电压 V = E − Ir = 12 − 1.2 × 0.5 = 11.4 V。效率 = 11.4 ÷ 12 = 95%。

要学生计:若 r 增至 1.5 Ω,电流变成多少(12 ÷ 11.0 ≈ 1.09 A)。

第二幕:串联与并联:两句口诀

串联:电流处处相同,电阻相加,R = 4 + 5.5 = 9.5 Ω,电压按电阻比例分。并联:电压处处相同,倒数相加,1/R = 1/6 + 1/3 → R = 2.0 Ω。
并联后总电阻 2.0 Ω,加 r 得 2.5 Ω,I = 4.8 A,端电压 9.6 V;分支电流 1.6 A 与 3.2 A,相加刚好 4.8 A。

要学生讲:为何并联的总电阻一定小于任何一条分支(多了通路)。

第三幕:功率:同一个答案三条路

P = VI = I²R = V²/R,三条公式在任何一个电阻上都要得出同一个数。以 9.5 Ω 为例:P = 1.2² × 9.5 = 13.68 W。
60 秒内消耗能量 E = Pt = 13.68 × 60 = 820.8 J。若改成 1000 W 电器用 5 小时,能量就是 5 kWh,即电费单上的“度”。

提醒:计功率前先问“系边个电阻”,电池内部都消耗 I²r。

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
计算 含内电阻的电流 E = I(R + r) 1.2 A
计算 端电压 V = E − Ir 11.4 V
计算 并联等效电阻 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ 2.0 Ω
计算 功率与能量 P = I²R、E = Pt 13.68 W、820.8 J
合理性检查(一定要教):端电压一定小于电动势(除非 r = 0);总电流一定大于任何一条分支电流;等效电阻并联后一定比最小的分支更小(2.0 < 3.0)。若算出分支电流相加不等于总电流,多数是忘了用端电压而用了电动势。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
E=12 V、r=0.5 Ω、R=9.5 Ω 的电流 1.2 A 分母要加 r
同上电路的端电压 11.4 V E − Ir
6 Ω 与 3 Ω 并联的等效电阻 2.0 Ω 倒数相加

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
忘记内电阻 答 I = 1.26 A “电池自己都食电,分母要加 r。”
并联当串联 答 9 Ω “并联系多条路,电阻只会更细。”
分支电流用电动势 答 2.0 A “分支见到的系端电压,不系 E。”
功率用错电阻 把全电路功率当成外电路功率 “问边个元件,就用𠮶个元件的 R。”

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
E=12 V、r=0.5 Ω、R=9.5 Ω 的端电压 11.4 V 三题全对=可进电磁学
6 Ω 与 3 Ω 并联的等效电阻 2.0 Ω 错一题=下堂前重讲并联
9.5 Ω 上 1.2 A 的功率 13.68 W 错两题以上=回到第一幕

09 导师常问

何时可以忽略内电阻?

题目讲“理想电池”或 r 远小于外电阻时,但 DSE 多数要你计,所以先写 r。

并联为何电阻变小?

多了并行通路,同一电压下总电流变大,按 R = V/I 等效电阻就变小。

P = VI 何时不适用?

非纯电阻元件(例如马达)输入功率不等于发热功率,要分开算。

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本页为 TutorZone 导师备课指引,内容由 TutorZone 团队编写;题目与流程为原创,并非任何学校或出版社的教材。

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