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DSE 物理|電阻與電路 備課指引(導師用)|歐姆定律、串並聯與電功率

DSE 物理|電阻與電路 備課指引(導師用)|歐姆定律、串並聯與電功率

  • 2026-11-01

學生見到電路圖就逐個電阻乘大,見到並聯就想住「兩條路所以電阻大咗」,結果答案永遠大過正確值。他們缺的不是公式,是「電壓分配、電流分配」這兩個影像。這一堂先用一個 12V 電源把兩個分配講清楚,公式之後才出現。

本堂目標 學生能夠:① 用 V = IR 在三個位置互相換算;② 判別串聯與並聯並算出等效電阻;③ 用電壓分配與電流分配求各支路數值;④ 用 P = VI 與 W = Pt 計功率與能量並檢查單位。

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
電流與電壓 串聯電流相同、並聯電壓相同 先用這個判位置
分數運算 倒數相加 1/R = 1/R1 + 1/R2
單位換算 W、kW、J、kWh 1 kWh = 3.6 MJ

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 畫電路圖 標電流方向與節點 並聯支路在同兩點之間
8–20 分 歐姆定律 V = IR 三種問法 12V ÷ 10Ω = 1.2A
20–34 分 串並聯等效電阻 串聯相加、並聯倒數 並聯得 4Ω
34–46 分 分配 電壓分配、電流分配 0.8A 與 0.4A
46–54 分 功率與能量 P = VI、W = Pt 共 14.4W
54–60 分 離場檢查 三題收回即批 獨立完成

03 講解腳本(照著說就可以)

第一幕:第一個動作:把電路分成「串」與「並」兩塊

先叫學生用顏色筆把同一條線(無元件的一段)塗成一色,同一顏色的兩端就是同一個電位。6Ω 與 12Ω 的兩端都是同兩色,所以它們是並聯;它們的組合再與 6Ω 串在同一條主路上。
並聯部分:1/R = 1/6 + 1/12 = 0.1667 + 0.0833,得 R = 4Ω。串聯相加:總電阻 = 4 + 6 = 10Ω。要學生講:為甚麼並聯的等效電阻一定小於最小的那個電阻?(多開一條路,總電流一定大。)

要學生做:在自己的圖上圈出並聯那一塊,寫上等效值。

第二幕:分配:電壓給串聯,電流給並聯

總電流 I = V ÷ R = 12 ÷ 10 = 1.2A,這是流過主路與 6Ω 的電流。並聯那一段的電壓 = I × 4 = 4.8V;於是 6Ω 取 4.8 ÷ 6 = 0.8A,12Ω 取 4.8 ÷ 12 = 0.4A,相加剛好 1.2A。
用電壓角度檢查:4.8 + (1.2 × 6 = 7.2) = 12.0V,等於電源電壓。提醒:並聯支路電阻越細,分到的電流越大,這與「電阻大就食電多」的直覺相反。要學生講:如果 6Ω 那條支路斷路,總電流變大還是變細?(變細,少了並聯的一條路。)

第三幕:功率與能量:先問「邊個元件」再入公式

全電路功率 P = VI = 12 × 1.2 = 14.4W;6Ω 上的功率是 I²R = 1.2² × 6 = 8.64W。通電 5 分鐘(300 秒)消耗能量 W = Pt = 14.4 × 300 = 4320J。
計單一元件一定要用「該元件自己的」V 與 I,用主路數值代入就會錯。要學生計:把 5 分鐘改成 2 小時,用 kWh 表示。(答案要除以 3.6×10⁶。)要學生講:燈泡並聯多一盞,為甚麼總功率上升但每盞亮度不變?(電壓不變。)

04 必教題型與步驟

題型 例子 步驟 答案
等效電阻 給串並聯組合 先並後串 10Ω
支路電流 給電源電壓 先總流再分配 0.8A、0.4A
電壓分配 給兩個串聯電阻 V ∝ R 按比例分
功率能量 給通電時間 P = VI、W = Pt 4320J
合理性檢查(一定要教):並聯等效電阻一定要細過最小的分支(4 細過 6),大過就是用了串聯公式。總電流要等於各支路電流之和,差 0.1A 以上就要回頭查四捨五入。各元件電壓之和要等於電源電壓,不等就是漏了一段。功率用 W 為單位時,時間一定要用秒;用 kWh 時,功率要用 kW。答案的數量級也要看:香港家用電器電流一般 0.1–10A,算出 120A 就是單位錯。

05 獨立練習三題

題目 答案 想觀察什麼
6Ω 與 12Ω 並聯的等效電阻 4Ω 倒數相加再取倒數
接上 6Ω 後的總電流 1.2A 12 ÷ 10
全電路通電 300 秒的能量 4320J W = Pt

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
並聯用相加 答 18Ω 「並聯多開一條路,總電阻一定細過最細嗰個。」
支路電流用總電壓 答 2.0A 「支路只分到 4.8V,唔係 12V。」
功率用主路電流計單一元件 答 17.3W 「每個元件要用自己嘅 I 同 V。」
能量時間用分鐘 答 72J 「W = Pt 嘅 t 一定用秒。」

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
6Ω 與 12Ω 並聯的等效電阻 4Ω 三題全對=可進功率
串聯與並聯的電流規律 串同並分 錯一題=下堂重講
通電 300 秒的能量 4320J 錯兩題以上=回到第一幕

09 導師常問

為甚麼並聯的等效電阻會細過最小的分支?

並聯等於多開一條路給電荷走,總電流變大而電壓不變,所以等效電阻一定下降。

電池的內電阻要計嗎?

DSE 題目若標明「理想電池」就不計;若給內電阻 r,就要用 E = I(R + r)。

燈泡亮度由甚麼決定?

由實際功率決定;並聯時每盞電壓不變,所以加燈不影響其他燈的亮度。

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