物理人教版第5节 串、并联电路中电流的规律教案

这是一份物理人教版第5节 串、并联电路中电流的规律教案，共10页。

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小组问题探讨：
在串联电路中电流依次流过每一个用电器，那么电流是越来越小还是大小不变呢？或者还有其他情况？
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特别提醒：
1.连接实验电路时，开关应断开，电流表应串联接在被测电路中.
2.应从电源正极（或负极）起按电路图把元件逐个连接起来.
3.连接好电路后，要先用开关试触，观察电流表的指针偏转情况，确认无误后，再闭合开关，观察示数.
4.读数时要客观、精确，视线与刻度盘垂直，读数完毕，断开开关，切断电源，整理好仪器.
5.电流表的量程选择过小，会使指针偏转过大，损坏电流表；电流表的量程选择过大，会使指针偏转过小，测量不准确.一般来说，选择的量程，应使指针偏转到刻度盘的到之间.
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特别提醒：
可以参考上一课时探究串联电路中电流的规律实验进行本课时的实验设计.探究串、并联电路中电流关系时可类比水流进行研究.
知识拓展：
正确理解串联电路和并联电路中电流的特点：（1）串联电路中电流的特点：从理论上分析，经过电路中各个部分的电荷不会消失，也不会无根据地增加，所以单位时间内经过串联电路各处的电荷量应该一样多，也就是说串联电路中电流处处相等；（2）并联电路中电流的特点：电流与水流相似，我们以水流为例，从干渠里流出来的水分支后，由于每一条支路上的水流都是从干渠里流出来的，所以每一条支路上的水流都比干渠里的水流小.同理，在并联电路中，每一条支路中的电流都比干路中的电流小，所以并联电路有分流的特点.
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规律总结：
用类比法理解串、并联电路中电流的关系
布置作业：教师引导学生课后完成本课时对应练习，并预习下一课时内容.
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知识拓展：
家庭电路中的用电器之间都是并联的，而并联电路中干路电流等于各支路电流之和.当用一个插座同时给微波炉、电熨斗、电视机、电冰箱、电炉子等供电时，由于干路电流过大，容易引起导线、开关、插座等发热，不仅会加速材料老化或烧坏熔丝，甚至会引起火灾.这种现象就是过载.
过载是指电路中并联的用电器同时工作得过多，导致线路总电流超过额定值的现象.过载容易引起导线、开关、插座等发热，会加速绝缘材料老化或烧坏熔丝，甚至引发火灾
课题
串、并联电路中电流的规律
课型
新授课
教
学
目
标
知识与技能
1.通过探究式实验，得出串、并联电路中电流的规律，学习科学探究的方法.
2.在实验过程中，巩固连接电路的训练.
3.正确使用电流表，识记使用规则.
过程与方法
1.通过观察和实验，探究串、并联电路中电流的规律，提高学生对问题的探究能力.
2.通过学习和实验，培养学生动手操作能力.
3.通过对实验结论的归纳和总结，培养学生概括能力和语言表达能力.
情感、态度与价值观
1.通过教师、学生的双边教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学，主动参与、乐于探究的精神.
2.在实验过程中，进一步培养学生严谨的科学态度和与其他同学的协作精神.
教学重点
在实验中探究串、并联电路中电流的规律
教具准备
电池、开关、灯泡、电铃、导线、投影仪、多媒体课件
教学难点
组织、指导学生在探究过程中，认真观察、分析、得出正确结论
教学课时
2课时
课前预习
1.探究串联电路中电流的规律：在串联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC.由IA = IB = IC可知，串联电路中各处电流相等.

2.串联电路中电流处处相等的原因：因为电流是电荷的定向移动形成的，电流的大小与单位时间内通过导体某横截面的电荷量有关.在电流稳定流动时，单位时间流进某段导体的电荷多少一定 等于 （选填“大于”、“小于”或“等于”）同样时间流出这段导体的电荷的多少.这样才不会使电荷在某处中断或堆积，才会保持电流持续稳定的流动，所以串联电路中电流处处相等.
串联电路
课前预习
3.探究并联电路中电流的规律：在并联电路中用电流表分别测出A、B、C三点处的电流IA、IB、IC.由IA=IB+IC可知，并联电路中干路电流等于各支路中的 电流之和 .
巩固复习
教师引导学生复习上一节内容，并讲解布置的作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.
新课导入
教师在黑板上画一个由两个小灯泡组成的串联电路，并标出各点（如图），引导学生思考电路中各点的电流之间有什么关系？
巩固复习
教师启发学生进行各种猜想并积极发言：
生1：我猜想电流是由大到小的，电流每经过一个小灯泡，就消耗一部分电能，回到负极时就最小了.
生2：我认为灯泡一样亮，电路中各点的电流应该相同.
生3：我有不同意见，我觉得电流有时大有时小.如大灯泡比较亮，它需要的电流大，小灯泡暗，需要的电流就小，好像与用电器有关.
生4：我的想法是导线粗的地方电流大；导线细的地方电流小.像粗水管中的水流大，细水管中的水流小一样.
同学们的猜想很多，那到底谁说的对呢？下面我们就一起通过实验来探究串联电路中的电流规律.
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行
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课
1.设计实验
既然同学们的猜想听起来似乎都挺有道理，而大家又都坚持己见，下面我们就针对上面的4种猜想分成4个小组，讨论一下我们的猜想应如何设计实验才能得到验证.
学生按4种猜想分成了4个小组，并针对猜想制订了自己的实验计划.
甲组：我们用电源、导线、开关和3个小灯泡组成了如图甲所示的串联电路，然后在甲图中取A、B、C、D四点分别串联电流表就可得出结论.
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课
乙组：我们组用电源、导线、开关和2个小灯泡组成了串联电路（如图乙），然后在A、B、C三点分别串联接入电流表，并测出该点的相应电流值.
丙组：我们组用电源、导线、开关、大灯泡、小灯泡、电铃组成一个串联电路（如图丙），然后在A、B、C、D四点分别串联接入电流表.
丁组：我们组的设计和乙组大体相同，电路图如丁图，只是将A、B、C三点间换成了不同粗细的导线进行了实验.
2.进行实验
教师点评学生设计的实验计划，并引导学生动手进行实验，教师及时给予指导.（实验中由于电源、开关、导线的质量问题，接触不良问题，学生会有许多实验难关，教师要耐心指导）
教师提醒实验时要注意的问题：
①连接电路时，开关应断开.
②电流表应串联在被测电路中.
③应从电源正极（或负极）起按电路图将元件逐个首尾顺次连接起来.
④接通电路前必须先用电流表的大量程试触，若发现电流表指针反偏，则应调换正、负接线柱；若超过量程，则要更换更大量程的电流表；若偏转角度过小，则应改用小量程.
⑤读数时要客观、精确，视线与刻度线垂直，读数完毕，断开开关，切断电源，整理好仪器.
⑥为了公正客观，电路中可以测3次，最好是再多选几点多测几次.
3.分析实验数据，得出结论
学生分组完成实验后，针对各组的实验现象和实验数据，总结出实验结论.
甲组：我们组用了三个灯泡，猜想的是电流从正极回到负极时会越变越小，实际结果是A、B、C、D四点的电流值都几乎相同.
乙组：我们组猜想的是串联电路中各处电流相同，而实验结果表明A、B、C三处的电流也几乎相同，符合猜想.
丙组：我们组猜想用电器不同时，串联电路中通过各用电器的电流也不同，即通过大灯泡、小灯泡和电铃的电流不同，可是实验结果是A、B、C、D四点的电流趋于相等.
丁组：我们组用粗、细导线（并改变导线位置）做了两次实验，两次实验稍有
进
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新
课
偏差，但在同一电路中，A、B、C三点的电流值相等.
教师鼓励学生的回答并进行总结和板书.
板书：经过实验证明串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…＝In
师 串联电路的电流规律是由同学们自己设计实验方案得出的.我们做完作业，在交卷之前，总要再次检查一遍，看看解题是否合理，步骤是否得当，结果是否正确，同样，一项实验完成之后，我们也要从实验原理、操作、数据可靠性方面进行评估、检查、反思，看看此实验的可信度如何，有哪些值得总结的经验或要吸取的教训，下面就请大家交流讨论自己的实验心得吧！
生1：我在平时连接实物电路时很粗心，以致小灯泡不亮，后来发现把电池的同一个极连入了电路，把电路连接到电池的两极，灯就亮了.
生2：我在实验中发现电流表反偏了，经检查把电流表的正、负接线柱接反了，交换接线柱后就正常了.
生3：我在实验中发现，电流表偏转角度太小，无法读数，我把它换到小量程，偏转就明显了，说明实验中要选择合适量程才能精确读数.
生4：我的电流表没有接入电路时，指针没有对准零刻度线，我觉得会影响读数.
生5：我们小组的数据中，三次电流并不正好相等，有微小的差别，你觉得影响实验结论吗？
教师鼓励学生的回答，并引导学生思考：在串联电路中电流为什么处处相等呢？
学生思考后很疑惑，不知如何回答.
教师总结：因为电流是电荷的定向移动形成的，电流的大小与单位时间内通过导体某横截面的电荷的多少有关.在电流稳定流动时，单位时间流进某段导体的电荷多少一定等于同样时间流出这段导体的电荷的多少.这样才不会使电荷在某处中断或堆积，才会保持电流持续稳定的流动，所以串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…In.
【例1】 小明在学习“探究串联电路中的电流”时，对于电路中的电流，他根据“电路中每一个用电器都消耗一定的电能”这一生活经验，提出猜想：“串联电路中的电流越来越小，最终减为零”.给你电源、开关、电流表各1个、灯泡3个、导线若干，请用实验检验小明的猜想是否正确.
（1）画出你设计的电路图.
（2）扼要写出你的操作步骤.
解析：把三个灯泡与电源组成串联电路，用电流表测出电路各处的电流，根据各处电流的大小，得出结论.
答案：（1）实验电路图：实验电路如右图所示.
（2）实验步骤：①根据电路图连接好电路；②闭合开关S，读出电流表的示数Ia；③将电流表分别接在b、c处，读出电流表示数Ib、Ic；④比较Ia、Ib、Ic，得出结论.
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课
并联电路中电流的规律
猜想与假设
师 我们知道，串联电路只有一条路径，并联电路有多条路径，我们把并联电路的各分支叫支路，总路径叫干路，而实际上我们只要探究干路和支路电流之间的关系，如下图所示，下面请同学们猜想一下干路和支路电流的关系吧！
生1：我猜想如果两个灯泡相同，那两条支路的电流可能会相同，那干路电流是不是有可能和支路电流也相等呢？
生2：这个电路图看起来是干路电流分成了两条支路后又汇总在一起，因此我猜想两条支路电流的和应等于干路电流.
生3：我猜想如果支路上的两个灯泡不一样，两条支路电流的和会超过干路电流.
2.设计实验
师 下面我们就针对上面3个猜想将同学们分成3个小组，讨论一下我们的猜想应如何设计实验才能得到验证.
学生按3种猜想分成了3个小组，并针对猜想制订了自己的实验方案.
甲组：我们用电池、导线、一个开关、两个相同的灯泡组成并联电路.然后在干路上的A点接入电流表，测出A点的电流；再在两条支路上分别接入电流表，测出两条支路中B点、C点的电流，这样就可得出干路A点电流与支路B点、C点电流的关系了.我们组设计的电路图如下，只要按照设计的电路图进行实验，就会得出结果了.为了保证实验的可靠性，我们还换用了另外2个相同的灯泡进行了实验.
我们小组还设计了一个实验表格（如下），以方便数据的记录和处理.
进
行
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课
乙组：我们组设计的电路和甲组一样，只是我们觉得A点的电流应等于B点电流和C点电流之和.
丙组：我们组设计的电路和甲组也一样，只是我们组选用了不相同的两个小灯泡进行实验，而且我们相信两条支路电流之和一定会大于干路电流的.
3.进行实验
教师点评学生设计的实验计划，并引导学生动手进行实验，教师及时给予指导.（实验中由于电源、开关的质量问题，接触不良问题，学生会有许多实验难关，教师要耐心指导）
4.分析实验数据，得出结论
学生分组完成实验后，针对各组的实验现象和实验数据，总结出实验结论.
甲组：我们的结论是A点的电流约等于B点和Ｃ点电流的和.数据在如下的表格内，我们发现并联电路中电流和串联电路中电流关系不同.我们分析，Ａ点即干路电流比两支路电流之和稍小些，是由于导线也消耗了电能.
乙组：我们组设计的电路和甲组一样，只是我们觉得A点的电流应等于B点电流和C点电流之和.
丙组：我们组设计的电路和甲组也一样，只是我们组选用了不相同的两个小灯泡进行实验，而且我们相信两条支路电流之和一定会大于干路电流的.
教师点评：同学们分析得很好，可是请同学们思考为什么甲、乙两组的实验方案、实验器材都一样，为什么甲组测出的干路电流值会比乙组的略小呢？真的是因为导线消耗了部分电流吗？
学生分析：可能是甲组同学读数时误差较大，导致干路电流值偏小.
师 同学们分析得很对，确实是甲组同学在读数时造成了误差.请同学们课后继续探讨为什么丙组同学换成不相同的灯泡后，支路电流变了，干路总电流也变了.
教师用多媒体播放一段关于并联电路电流的动画视频，并进行讲解.(从并联电路的动画中，学生可以清楚地观察到电流怎样从正极流出，然后分流到两个灯泡中，最后汇总后又流向负极的具体情况，教师可以在动画中使用闪烁效果，突出分支处和汇合处的位置，并配以音响效果，活跃学生的思维)
板书：并联电路中，干路电流等于各个支路电流之和，I总＝I1+I2+…+In
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行
新
课
教师引导学生通过对比后正确理解串联电路和并联电路中电流的特点：
①串联电路电流的特点：从理论上分析，经过电路中各个部分的电荷不会消失，也不会无根据地增加，所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多，也就是说串联电路中电流处处相等.
②并联电路电流的特点：电流和水流相似，我们以水流为例，从干渠里流出来的水分支后，由于每一条支路中的水流都是从干渠里流出来的，所以每一条支路中的水流都比干渠里的水流小.同理，在并联电路中，每一条支路中的电流都比干路中的电流小，所以并联电路有分流的特点.
【例2】 在探究并联电路中电流关系的活动中，小路连好如图所示的电路后，用电流表测出A、B、C三处的电流分别为IA=1A、IB=0.4A、IC=0.6A，并将数据记录在表格中，下一步应该做的是（ ）
A.整理器材，结束实验
B.分析数据，得出结论
C.换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值
D.改变电流表的量程或换电流表再测几次
解析：探究并联电路中电流的关系，测量出一组数据后，应改变电路中的电流再测量几组数据，通过分析几次数据得出结论.改变电流表的量程或换电流表不能改变电路中的电流，因此应该换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值.
答案：C
【例3】 如图所示，电流表A2测的是_______的电流，电流表A1测的是______的电流，A1和A2的读数分别为I1和I2，比较其大小，则I1______I2.
解析：先观察电路图，分析其结构：灯L1与L2并联，电流表A1接在干路中，显然A1是测干路的电流；电流表A2与灯L2串联，是用来测灯L2的电流.由并联电路中电流的规律可知，干路电流总比每一条支路的电流要大，所以I1＞I2.
答案：灯L2 干路 ＞
【例4】 如图所示，当开关闭合后，三个电流表的示数分别用I1、I2、I3表示，则它们的关系是（ ）
A.I1＞I2＞I3
B.I1＜I2＜I3
C.I1-I2=I3
D.I1=I2+I3
解析：A1在干路测L1、L2、L3三条支路的总电流，所以I1最大.A2测L2、L3两条支路的总电路，A3测L3的电流，所以I2＞I3，所以I1＞I2＞I3.
答案：A
教学
板书
1.串联电路中的电流处处相等，即I＝I1＝I2＝…In.
2.实验中仅凭测量2到3次电流就得到串联电路中电流处处相等的结论，是不完全的，最好要串联更多的小灯泡，选择不同的地方多测量几次.
3.并联电路中，干路电流等于各个支路电流之和，I总＝I1+I2+…+In.
4.实验中仅凭测量2到3次电流就得到并联电路中干路电流等于各个支路电流之和的结论是不完全的，最好要并联更多的小灯，选择不同的灯泡多测几次.
课堂
小结
通过本节课的学习，我们知道了串联电路中的电流处处相等，并联电路中干路电流等于各个支路电流之和，这节课我们就学到这.谢谢！
教
材
习
题
解
答
动手动脑学物理（P51~52）
1.如图，当开关闭合后，电流表A1的示数为0.3A，通过小灯泡L1的电流是多少安？电流表A2的示数是多少安？
解：通过小灯泡L1的电流是0.3A，电流表A2的示数是0.3A.
根据图甲所示的电路图，在图乙的实物图上用笔画出连线.在闭合开关后，如果电流表A1的示数为0.5A，电流表A2的示数为0.3A，则通过小灯泡L1、L2的电流分别是多少安？
解：
3.课堂上按图做“探究串联电路中各处电流的关系”的实验时，每个实验小组只有一个电流表.实验完成后，小明借来其他小组的电流表，同时测量三个位置的电流以验证探究的结果.图中有三个电流表和两个小灯泡，请你按小明的设计在图中画出连线，注意连线不要交叉.
解：
教
材
习
题
解
答
解：如图所示，通过小灯泡L1、L2的电流分别是0.3A、0.2A.
4.小明用三个电流表和两个小灯泡做实验，检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和，其连接的电路如图所示.这个电路中有一根导线接错了，请在这根导线上打“×”，表示这根导线不能这样连接，然后画出正确的连接位置.
解：
难
题
解
答
【例5】 如图所示，某电子线路板上有一个由三个电阻R1、R2和R3构成的局部电路.已知通过R1和R2的电流分别为4mA和10mA，则通过R3的电流可能是（ ）
A．4mA B．6mA
C．10mA D．14mA
解析：本题有两种情况，当通过R3的电流的方向是从节点流向R3时，R1与R2并联后再与R3串联，通过R3的电流是4+10=14mA；当通过R3的电流的方向是从R3流向节点时，R1与R3并联后再与R2串联，通过R3的电流是10-4=6mA.
答案：BD
教学反思
1.本课是在学生初步了解电路和电流的概念，认识了串、并联电路的特点以及会正确使用电流表测量电流的基础上，通过让学生在观察中提出问题、进行猜想、设计实验方案、动手实验、收集数据、对数据进行分析论证、评估交流等自主活动，让学生初步体验科学探究的过程，初步领会科学研究的方法.
2.对实验数据的处理要求学生采取实事求是的态度，不草率、不弄虚做假，如有偏差，共同研究存在的原因.而实验编组不能太少，应该让每个学生有尽可能多的机会动手，若学生实验有困难，教师可进行一次本实验的示范操作，以减少学生实验的盲目性，示范时应把知识、技能、非智力因素交叉融合在一起，提高学生动手实验的兴趣和能力.
教学反思
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结