學生見兩個電阻就脫口講「加埋一齊」,並聯都照加。這一堂只守三條規矩:串聯電流一樣、並聯電壓一樣、等效電阻用公式而不用感覺,最後用功率與能量帳單回頭驗。
本堂目標 學生能夠:① 講出串聯電流處處相等、並聯各支路電壓相等;② 算出 4 Ω 與 6 Ω 串聯等效 10 Ω、電流 1.2 A、分壓 4.8 V 與 7.2 V;③ 算出並聯等效 2.4 Ω、總電流 5.0 A、支路 3.0 A 與 2.0 A;④ 用 P = VI 算總功率 14.4 W,並把 1.2 kW 用 3 小時換成 3.6 kWh、電費 4.32 元。
01 先備知識(開課前 3 分鐘快檢)
以下任何一項未過關,本堂就會卡住,先補該項:
| 技能 |
快檢題 |
過關標準 |
| 歐姆定律 |
4 Ω 電阻兩端 12 V,電流幾多? |
3.0 A |
| 串聯電流 |
串聯電路中,電流在兩個電阻前後有無不同? |
完全一樣 |
| 並聯電壓 |
並聯的兩條支路,電壓有無不同? |
相同,等於電源電壓 |
| 功率公式 |
12 V 供 1.5 A,功率幾多? |
18 W |
02 課堂流程(60 分鐘)
| 時間 |
環節 |
導師做什麼 |
學生做什麼 |
| 0–8 分 |
開場提問 |
問:屋企燈掣關一盞,其他燈有無熄? |
講出並聯與串聯的分別 |
| 8–18 分 |
串聯 |
畫 4 Ω 與 6 Ω 串一個 12 V 電池 |
自己標出電流方向與大小 |
| 18–28 分 |
並聯 |
同兩個電阻改成並聯 |
自己算等效電阻並講理由 |
| 28–40 分 |
四類題型 |
由課本題逐一示範並比較公式 |
每題寫出用哪一條公式 |
| 40–50 分 |
功率與電費 |
1.2 kW 熱水壺用 3 小時 |
自己換 kWh 再乘電價 |
| 50–60 分 |
獨立練習 |
三題限時 8 分鐘 |
做完對答案並標錯因 |
03 講解腳本(照著說就可以)
第一幕:串聯先加電阻,並聯先問「會唔會細過最細嗰個」
4 Ω 與 6 Ω 串聯得 10 Ω,比任何一個都大,因為電流要順序穿過兩個障礙。並聯得 2.4 Ω,比 4 Ω 更細,因為電流多了第二條路。要學生每次做完並聯都答一句「答案有無細過最細嘅電阻」,冇細過就一定錯。這一條自查比背公式有效,因為它擋住了最常見的「照加」錯法。
要學生口頭答:並聯 4 Ω 與 4 Ω 的等效電阻,會大過 4 Ω 還是細過?
第二幕:串聯分壓看比例,並聯分流看反比
12 V 落在 4 Ω 與 6 Ω 上,按 4 : 6 分,即 4.8 V 與 7.2 V,相加剛好 12 V。並聯時兩個電阻電壓都是 12 V,電流按電阻反比分配:4 Ω 得 3.0 A,6 Ω 得 2.0 A,合共 5.0 A。學生要養成一個習慣:計完之後把分壓加起來、把分流加起來,對得回電源就過關。
要學生自己講出「分壓相加等於電源、分流相加等於總電流」。
第三幕:功率與電費是同一條線的兩端
P = VI,12 V 乘 1.2 A 得 14.4 W,亦等於 I²R 的 1.44 乘 10。去到家用電器,1.2 kW 用 3 小時就是 3.6 kWh,乘每度 1.2 元得 4.32 元。單位是這一節最多人死的地方:kW 乘小時才是 kWh,W 要除一千。示範時故意寫「1200 W 用 3 小時 = 3600 kWh」讓學生捉錯。
要學生指出 1200 W 用 3 小時的正確 kWh,並講出錯在哪個單位。
04 必教題型與步驟
| 題型 |
例子 |
步驟 |
答案 |
| 串聯等效與電流 |
4 Ω 與 6 Ω 串聯接 12 V |
① 加電阻 ② I = V / R ③ 標明電流處處相等 |
10 Ω、1.2 A |
| 並聯等效與分流 |
同兩個電阻並聯接 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 |
| 分壓計算 |
串聯電路中 6 Ω 兩端電壓 |
① 先算電流 ② V = IR ③ 檢查分壓相加等於電源 |
7.2 V |
| 功率與電費 |
1.2 kW 用 3 小時,每度 1.2 元 |
① P = VI 或直接用 kW ② kWh = kW × h ③ 乘電價 |
3.6 kWh、4.32 元 |
合理性檢查(一定要教):數量級檢查:串聯等效 10 Ω 一定大於 6 Ω,並聯等效 2.4 Ω 一定小於 4 Ω,兩者方向相反就不可能同時算錯。串聯功率 14.4 W 等於 12 V 乘 1.2 A;並聯功率 60 W 等於 12 V 乘 5.0 A,電流大了四倍多,功率自然也大。電費 4.32 元對一個 3 小時的熱水壺屬合理,若算到 432 元就是少除了 100。
05 獨立練習三題
| 題目 |
答案 |
想觀察什麼 |
| 4 Ω 與 12 Ω 串聯接 8 V,電流幾多? |
0.50 A |
有無先加電阻再除電壓 |
| 4 Ω 與 12 Ω 並聯的等效電阻 |
3.0 Ω |
答案有無細過 4 Ω |
| 12 Ω 兩端 6 V,功率幾多? |
3.0 W |
有無用 P = V² / R |
06 學生常見錯誤與糾正句
| 錯誤 |
學生通常這樣寫 |
導師這樣說 |
| 並聯電阻照加 |
「4 Ω 並 6 Ω 就係 10 Ω」 |
「並聯多開一條路,電流更容易行,電阻只會更細;你答 10 Ω 大過 4 Ω,即係話多條路更難行。」 |
| 分壓與分流搞亂 |
「串聯電流按電阻反比分配」 |
「串聯同一條路,電流只有一個值;要分的是電壓,而且要按電阻正比。」 |
| W 與 kW 不分 |
「1200 W 用 3 小時用咗 3600 度電」 |
「W 要除一千才是 kW;3600 度電夠一個家庭用幾個月,你有無覺得唔對路?」 |
| 只用一條公式不檢查 |
「P = VI 算到 0.5 W」 |
「12 V 乘 1.2 A 唔會得 0.5 W;你檢查一下有無把 mA 當 A 入數。」 |
07 家課建議(直接指到練習卷題號)
08 離場檢查(最後 5 分鐘)
| 題目 |
答案 |
判定 |
| 4 Ω 與 6 Ω 串聯的等效電阻 |
10 Ω |
錯:以為串聯要倒數相加 |
| 同兩個電阻並聯的等效電阻 |
2.4 Ω |
錯:照加 |
| 串聯 6 Ω 兩端的電壓 |
7.2 V |
錯:分壓用反比 |
| 1.2 kW 用 3 小時的電費(每度 1.2 元) |
4.32 元 |
錯:W 未轉 kW |
09 導師常問
點解並聯會令總電阻變細?
多一條支路等於多一個通道,同一電壓下總電流變大;電流大而電壓不變,等效電阻必然細。
電池內阻要不要計?
中四階段先當理想電池,內阻留到選修或進階題;但要在課堂講一句「真實電池有內阻,所以燈會越用越暗」。
幾時用 P = VI,幾時用 P = I²R?
已知電壓與電流就用 VI;只知電流與電阻就用 I²R。三條式互通,選用哪條視乎題目給了什麼。
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