初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 串、并联电路中电压的规律教学ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 串、并联电路中电压的规律教学ppt课件，共22页。PPT课件主要包含了趣味导入揭开谜底，学习目标，技能目标，能力目标，应用目标，实验结论与公式，串联电路电压规律，知识拓展串联电池组，规律结论，核心公式等内容，欢迎下载使用。
趣味导入：生活中的物理
01 节日小彩灯节日里绚丽多彩的装饰灯串，常常是“一荣俱荣，一损俱损”。只要其中一个小灯泡发生故障，整串灯就可能瞬间熄灭，这是为什么呢？
02 家庭电路在温馨的家中，电视、冰箱和电灯可以同时工作，也可以互不干扰地独立开关。关闭卧室的灯，客厅的灯依然明亮，这又是怎样实现的？
课堂思考：为什么同样是电路连接，节日彩灯和家庭电路会出现这两种截然不同的现象？这背后隐藏着怎样的电路连接方式的奥秘？
定义：用电器首尾依次相连，电流仅有一条通路，无分支。特点：相互影响，一处断开则整个电路都没有电流通过。举例：传统节日装饰的小彩灯、老式手电筒的内部电路。
定义：用电器并列连接在电源两端，电流有多条独立路径。特点：各支路互不干扰，一条支路断开其他支路照常工作。举例：家庭电路（冰箱、电视、电灯）、城市的路灯系统。
今天，我们将化身“电路侦探”，通过实验深入探究这两种电路中电压的分配规律！
熟练掌握电压表的使用方法，能够规范连接电路，准确测量并读取串联、并联电路中各部分的电压数值。
通过实验，培养科学探究能力，学会分析实验结果，归纳总结出串、并联电路中电压的基本规律。
运用所学的电压规律，分析和解决生活中简单的电路问题，能够解释常见的电路现象，提升理论联系实际的能力。
探究一：串联电路中电压的“秘密”
用电器首尾依次相连，电流只有一条路径，开关可控制所有用电器通断。
电源两端的总电压，与串联电路中各用电器两端电压之间，存在怎样的定量关系？
利用电压表分别测量电源总电压及各灯泡两端电压，通过多组数据归纳规律。
实验：探究串联电路的电压规律
利用电压表分别并联在小灯泡L1、L2两端及电源两端，测量并记录三处的电压值（U1、U2、U），通过数据分析三者的数量关系，从而归纳出串联电路的电压分配规律。
依据实验要求，规范画出包含电源、开关、两个小灯泡和电压表的串联电路图。
选用不同规格的小灯泡，按图连接；注意：连接时开关必须断开，确保电路安全。
依次测量L1(U1)、L2(U2)及电源两端总电压(U)，注意电压表正负接线柱的正确接法。
04. 记录与多次实验
记录数据并计算；更换不同规格灯泡重复实验，避免偶然性，寻找普遍规律。
思考：为什么要换用不同规格的灯泡？
若仅使用相同规格的灯泡，实验结果具有特殊性，得出的结论不具备普遍意义。更换不同规格的灯泡进行多次实验，可以避免实验偶然性，使归纳出的串联电路电压规律更科学、更具普适性。
01 实验数据记录（示例）
? 深入思考：分析数据，你发现了什么规律？
规律总结：在串联电路中，各用电器两端的电压之和等于电源两端的总电压。即U = U1 + U2。实验数据表明，三次测量中 L1与 L2 两端电压之和均约等于电源总电压 3.0V，验证了这一物理规律。
串联电路中，电源两端的总电压等于电路中各个用电器两端电压之和。这一规律揭示了电压在串联路径中的累积特性。
⚡ 物理规律核心公式
U = U1 + U2（若为n个用电器串联，则为 U = U1 + U2 + ... + Un）
中考核心考点：此规律是电学计算的基础，常与欧姆定律、电阻规律结合考查，是解决复杂电路计算题的“金钥匙”。
生活中的手电筒、收音机等便携设备，通常通过将多节干电池串联来获得更高的工作电压，这正是串联电路分压规律在日常生活中的典型应用。
单节干电池电压：1.5V这是我们日常生活中最常见的AA型碱性干电池的标准输出电压，也是计算的基础单位。
两节串联总电压：3.0V两节电池首尾相连时，总电压等于各分电压之和，即 1.5V + 1.5V = 3V，满足串联分压原理。
n节串联通用公式：U总= n × 1.5V无论串联多少节电池，总电压都等于电池节数与单节电压的乘积，这是串联电路的基本规律。
探究二：并联电路中电压的“个性”
各用电器并列连接在电源两端，电流有多条路径，各支路独立工作、互不干扰。
既然各支路互不影响，那么各支路两端的电压会与电源电压有怎样的数量关系？
利用电压表分别测量电源总电压及各灯泡两端电压，记录数据并对比分析。
实验：探究并联电路的电压规律
01 / 实验思路利用电压表分别并联在小灯泡L1、L2两端及电源两端，测量并记录三处的电压值（U1、U2、U），通过数据分析三者的数量关系，从而归纳出并联电路的电压分配规律。
根据并联电路原理绘制电路图，选取不同规格的小灯泡L1、L2，按照电路图规范连接实物。
依次将电压表并联在电源、L1、L2两端，正确选择量程，观察指针偏转，准确读取并记录对应的电压数值。
更换不同规格的灯泡，重复上述测量步骤获取多组数据。分析数据间的关系，总结得出普遍规律。
实验安全与规范：连接电路时开关必须断开；电压表需并联且正负接线柱不可接反；若指针反偏或超过量程，需立即断开开关检查。
01 / 实验数据记录（示例）
规律总结：并联电路中，各支路两端的电压相等，且等于电源两端的总电压。这一规律与支路中元件的规格无关。
在并联电路中，各支路两端的电压都相等，并且等于电源两端的电压。这是并联电路最本质的电压特性，是分析电路电压关系的基础依据。
U = U1 = U2
无论并联多少个支路，公式均成立。即：U = U1 = U2 = U3 = ... = Un。这是解决并联电路电压计算问题的“金钥匙”。
家庭电路是典型的并联电路应用。所有家用电器（如电视、冰箱）都是并联接入电路的，它们两端的电压都等于家庭电路的电压——220V。
? 记忆口诀：“串联分压，并联等压”。牢记这八个字，能帮助我们在复杂的电路分析中快速判断电压关系，是解题的高效技巧。
01 串联电路：分压规律
公式：U = U1 + U2，总电压等于各部分电路两端电压之和。即各用电器分担电源电压。
02 并联电路：等压规律
公式：U = U1 = U2，各支路两端电压相等，且等于电源电压。即各支路电压互不影响。
图示：电压表错误串联在电路中，导致灯泡不亮
⚠ 易错点 1：电压表误串联，电路变“断路”
后果：由于电压表内阻极大，串联后电路中电流几乎为零，灯泡不发光，电压表读数接近电源电压。纠正：必须将电压表并联在被测用电器或电源两端。
⚠ 易错点 2：正负接反，指针“反偏”
后果：电压表指针反向偏转，不仅无法读数，还可能导致指针打弯损坏。纠正：必须遵循“正进负出”原则，电流从“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。
某同学在按图测量出小灯泡 L1 两端的电压后, 还需要测量小灯泡 L2 两端的电压。 为节约时间，他准备把电压表接在 A 接线柱的导线改接到 B 接线柱，让电压表跟 L2 并联。 这种做法是否可行? 为什么?
结论：不可行。这样做会导致电压表的正负接线柱接反。根据电压表的使用规则，电流必须从正接线柱流入、负接线柱流出。若接反，闭合开关后电压表指针将向左反向偏转，无法正常读数，甚至可能损坏电压表。
一个用电器正常工作时, 要求电源电压是 6 V。如果用全新的干电池作为电源，需要把几节串联起来? 如果用铅蓄电池作为电源, 需要把几块串联起来?? 提示：一节干电池的电压是1.5V，一块铅蓄电池的电压是2V。
串联电压规律：总电压等于各节电池电压之和。计算：6V ÷ 1.5V/节 = 4 节结论：需将4节干电池首尾顺次串联。
同理，串联电池组的总电压等于各单体电压之和。计算：6V ÷ 2V/块 = 3 块结论：需将3块铅蓄电池首尾顺次串联。
★ 核心规律总结：n个相同电池串联，总电压 U总 = n × U单（单节电池电压）
在图甲所示的电路图中, 电源电压为 6 V, 请用笔画线表示导线, 在图乙中按电路图连线。 如果电压表 V2 的示数为 2. 4 V, 那么灯泡 L1 两端的电压是多少?
? 核心规律：串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和。公式：U = U1+ U2
? 计算过程：U1 = U - U2= 6V - 2.4V = 3.6V
如图所示，在探究并联电路电压的关系时，某同学想把两个小灯泡并联起来，用电压表测量并联电路的总电压， 请你用笔帮他画出连接的电路。
将小灯泡L1和L2的左端相连、右端相连，形成“首首相连、尾尾相连”的并联基础结构。
02. 接入电源与开关
并联组的公共端接电源负极，另一端经开关接电源正极，使开关能控制整个电路的通断。
03. 并联电压表测量
将电压表并联在电源两端，注意电流必须从正接线柱流入，负接线柱流出。
确认连接无误且无短路风险后，闭合开关进行试触，观察电压表指针偏转是否正常。
在图甲所示的电路中, 闭合开关后电压表 V1 的示数为 2. 5 V, V2 的示数应为 ____ V, V 的示数应为 ____V。 在图乙所示的电路中, 闭合开关后电压表 V1 的示数为 2. 5 V, V2 的示数为 3. 8 V, V 的示数应为 _______V。
解题技巧：解题第一步是判断电路连接方式，同时要注意区分电压表测量的是哪部分电路的电压。
解析：并联电路各支路两端电压相等，U = U1 = U2。 因此V2示数为2.5V，V示数也为2.5V。
解析：串联电路总电压等于各部分电压之和， 即U = U1 + U2。 V = 2.5V + 3.8V =6.3V。
请你设计一个表格, 对比电流表和电压表在使用方面的相同之处和不同之处。
某同学按图连接好电路,闭合开关后把电压表依次接在a、b，b、c，c、d，d、e，e、a两端,测得的电压分别为0、3 V、0、0、3V。(1)此时a、c两端的电压是多少?(2)此时b、d，b、e，c、e两端的电压分别是多少?(3)若要测量图中小灯泡两端的电压,电压表有哪几种连接方式?(4)你能否对第(3)问中的各种方式形成一个概括性的结论?
数值计算：导线两端电压为0，灯泡两端电压等于电源电压。a、c 为 3V；b、d 为 3V，b、e 为 3V，c、e 为 0V。
连接方式：共6种。可接 b、c，或 a、c /、 a/d 、a/e 、b / d、b / e。只要并联在灯泡两端的等效电路上即可。
核心结论：要测量某一用电器两端的电压, 可以将电压表直接并联在该用电器两端, 也可将电压表连接在与用电器连接的导线的另一端。