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DSE 物理|电阻与电路 备课指引(导师用)|欧姆定律、串并联与电功率

DSE 物理|电阻与电路 备课指引(导师用)|欧姆定律、串并联与电功率

  • 2026-11-01

学生见到电路图就逐个电阻乘大,见到并联就想住“两条路所以电阻大了”,结果答案永远大过正确值。他们缺的不是公式,是“电压分配、电流分配”这两个影像。这一堂先用一个 12V 电源把两个分配讲清楚,公式之后才出现。

本堂目标 学生能够:① 用 V = IR 在三个位置互相换算;② 判别串联与并联并算出等效电阻;③ 用电压分配与电流分配求各支路数值;④ 用 P = VI 与 W = Pt 计功率与能量并检查单位。

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
电流与电压 串联电流相同、并联电压相同 先用这个判位置
分数运算 倒数相加 1/R = 1/R1 + 1/R2
单位换算 W、kW、J、kWh 1 kWh = 3.6 MJ

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 画电路图 标电流方向与节点 并联支路在同两点之间
8–20 分 欧姆定律 V = IR 三种问法 12V ÷ 10Ω = 1.2A
20–34 分 串并联等效电阻 串联相加、并联倒数 并联得 4Ω
34–46 分 分配 电压分配、电流分配 0.8A 与 0.4A
46–54 分 功率与能量 P = VI、W = Pt 共 14.4W
54–60 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:第一个动作:把电路分成“串”与“并”两块

先叫学生用颜色笔把同一条线(无元件的一段)涂成一色,同一颜色的两端就是同一个电位。6Ω 与 12Ω 的两端都是同两色,所以它们是并联;它们的组合再与 6Ω 串在同一条主路上。
并联部分:1/R = 1/6 + 1/12 = 0.1667 + 0.0833,得 R = 4Ω。串联相加:总电阻 = 4 + 6 = 10Ω。要学生讲:为什么并联的等效电阻一定小于最小的那个电阻?(多开一条路,总电流一定大。)

要学生做:在自己的图上圈出并联那一块,写上等效值。

第二幕:分配:电压给串联,电流给并联

总电流 I = V ÷ R = 12 ÷ 10 = 1.2A,这是流过主路与 6Ω 的电流。并联那一段的电压 = I × 4 = 4.8V;于是 6Ω 取 4.8 ÷ 6 = 0.8A,12Ω 取 4.8 ÷ 12 = 0.4A,相加刚好 1.2A。
用电压角度检查:4.8 + (1.2 × 6 = 7.2) = 12.0V,等于电源电压。提醒:并联支路电阻越细,分到的电流越大,这与“电阻大就食电多”的直觉相反。要学生讲:如果 6Ω 那条支路断路,总电流变大还是变细?(变细,少了并联的一条路。)

第三幕:功率与能量:先问“边个元件”再入公式

全电路功率 P = VI = 12 × 1.2 = 14.4W;6Ω 上的功率是 I²R = 1.2² × 6 = 8.64W。通电 5 分钟(300 秒)消耗能量 W = Pt = 14.4 × 300 = 4320J。
计单一元件一定要用“该元件自己的”V 与 I,用主路数值代入就会错。要学生计:把 5 分钟改成 2 小时,用 kWh 表示。(答案要除以 3.6×10⁶。)要学生讲:灯泡并联多一盏,为什么总功率上升但每盏亮度不变?(电压不变。)

04 必教题型与步骤

题型 例子 步骤 答案
等效电阻 给串并联组合 先并后串 10Ω
支路电流 给电源电压 先总流再分配 0.8A、0.4A
电压分配 给两个串联电阻 V ∝ R 按比例分
功率能量 给通电时间 P = VI、W = Pt 4320J
合理性检查(一定要教):并联等效电阻一定要细过最小的分支(4 细过 6),大过就是用了串联公式。总电流要等于各支路电流之和,差 0.1A 以上就要回头查四舍五入。各元件电压之和要等于电源电压,不等就是漏了一段。功率用 W 为单位时,时间一定要用秒;用 kWh 时,功率要用 kW。答案的数量级也要看:香港家用电器电流一般 0.1–10A,算出 120A 就是单位错。

05 独立练习三题

题目 答案 想观察什么
6Ω 与 12Ω 并联的等效电阻 4Ω 倒数相加再取倒数
接上 6Ω 后的总电流 1.2A 12 ÷ 10
全电路通电 300 秒的能量 4320J W = Pt

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
并联用相加 答 18Ω “并联多开一条路,总电阻一定细过最细𠮶个。”
支路电流用总电压 答 2.0A “支路只分到 4.8V,不系 12V。”
功率用主路电流计单一元件 答 17.3W “每个元件要用自己的 I 同 V。”
能量时间用分钟 答 72J “W = Pt 的 t 一定用秒。”

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
6Ω 与 12Ω 并联的等效电阻 4Ω 三题全对=可进功率
串联与并联的电流规律 串同并分 错一题=下堂重讲
通电 300 秒的能量 4320J 错两题以上=回到第一幕

09 导师常问

为什么并联的等效电阻会细过最小的分支?

并联等于多开一条路给电荷走,总电流变大而电压不变,所以等效电阻一定下降。

电池的内电阻要计吗?

DSE 题目若标明“理想电池”就不计;若给内电阻 r,就要用 E = I(R + r)。

灯泡亮度由什么决定?

由实际功率决定;并联时每盏电压不变,所以加灯不影响其他灯的亮度。

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