初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第十六章 电压 电阻第2节 串、并联电路中电压的规律教案设计

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第十六章 电压 电阻第2节 串、并联电路中电压的规律教案设计教案主要包含了播放视频等内容，欢迎下载使用。
年级
九年级
学科
物理
教师
课题
第2节 串、并联电路中电压的规律
教学
目标
1. 能正确将电压表接入待测电路，能画出相应的电路图。
2. 3. 能通过实验探究，归纳总结串、并联电路电压的规律。
教学
目标
物理观念
正确使用电压表，识记使用规则。
科学思维
能正确将电压表接入待测电路，能画出相应的电路图。
科学探究
通过实验探究得出并理解串、并联电路中电压的规律；切身体验实验探究的过程，培养学生的动手操作能力。
科学态度
与责任
在实验中培养学生处理信息能力、严谨的科学态度以及协作交流的精神。
教材
分析
本节内容由“串联电路的电压规律”和“并联电路的电压规律”两部分构成，本节重点是通过实验探究总结出串、并联电路中电压的关系，使学生熟练掌握电压表的使用和读数方法。学习的重、难点是探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。教科书通过两个“学生实验”引领学生完成对串联、并联电路中电压规律的探究，先直接给出两种不同规格的小灯泡的串联电路图和并联电路图，旨在降低“设计实验”这一环节的教学难点。教师引领学生完成对“串联电路的电压规律”探究后，对于“并联电路的电压规律”教师便可让学生根据探究“串联电路电压的规律”的过程和方法自行设计实验，画出并联电路图，选择电压表合适的量程，设计实验步骤完成对并联电路电压规律的探究。
学情分析
1. 知识储备分析：在本节课之前，学生已经学习了电路、电流和电压的基本概念，学会了电流表、电压表的使用。然而，对于串、并联电路的电压规律，学生可能还存在一些模糊的认识或者理解不够深入。因此，教师需要在课前进行充分的知识回顾和铺垫，确保学生能够顺利地进入新内容的学习。
2. 学习兴趣与态度分析：学生对探索性实验有浓厚的兴趣，这种方式能激发学生的创造性思维活动，有利于提高认知能力和实验能力。因此，教师可以结合学生的兴趣点，设计一些与串并联电路中的电压规律相关的趣味实验或探究活动，让学生在实践中感受物理的魅力和应用价值。
3. 学习难点分析：由于学生的探究能力尚不够成熟，引导培养学生探究能力是本节课的难点。主要体现在实验设计、观察记录、分析数据归纳结论等环节。教师可以通过设计一些富有启发性的问题和实验，引导学生主动思考和探索，提高他们的学习能力和解决问题的能力。
教学重点
通过实验探究总结出串、并联电路中电压的关系，使学生熟练掌握电压表的使用和读数方法。
教学难点
探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。
教学器材
干电池几组、小灯泡多个（含灯座）、开关、导线若干、电压表等。
多媒体ppt，包含视频：《探究串、并联电路的电压规律》等。
教学过程
教师活动
学生活动
导入新课
【提问】家用电器通常要并联在电路中，而节日小彩灯有的是串联，有的是并联。小彩灯串联时，电压之间有什么关系?并联时电压之间又有什么关系?
思考问题，进入情景。
学习新课 一、串联电路的电压规律
1. 探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系
（1）提出问题：我们知道，在只有一个小灯泡的电路中，灯泡两端的电压与电源两端电压是相等的。那么，两个或两个以上用电器组成的串联电路中，各用电器两端的电压与电源两端电压有什么关系？请做出猜想。例如，在图所示的串联电路中，灯L1两端的电压UAB、灯L2两端的电压UBC与电源两端电压UAC之间有什么关系？
（2）猜想与假设
猜想1：串联电路中的总电压等于各用电器两端的电压之和。
猜想2：串联电路中的总电压与各用电器两端的电压相等。
猜想3：……
（3）设计实验
①设计实验电路并画出电路图如图所示。
②选用不同规格的小灯L1、L2连接电路。
③将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC。
④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
（4）进行实验
①根据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关，将电压表的两端分别连到A与B（L1两端）、B与C（L2两端）、A与C（电源两端），测量电压UAB、UBC、UAC。
③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
④实验数据
实验次数
L1两端电压
UAB/V
L2两端电压UBC/V
电源两端电压UAC/V
1
1.8
1.2
3.0
2
1.1
1.9
3.0
3
1.4
1.6
3.0
（5）实验结论
通过对实验数据的分析可得出结论：串联电路中，电源两端的电压等于各小灯两端的电压之和。
（6）交流与评估
①采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有普遍性，防止偶然性。
②换用不同规格的小灯泡时，各小灯泡两端的电压会发生改变，但电源两端的电压（总电压）是不变的。
③采用改变电源电压的方法也能达到多次测量的目的。
【播放视频】——《探究串联电路电压的规律》
2. 串联电路的电压规律
进一步的实验结果表明：在由两个小灯泡组成的串联电路中，电源两端的电压等于各小灯泡两端的电压之和。数学表达式：U=U1+U2
这个结论也适用于由多个小灯泡组成的串联电路。
2. 串联电池组的电压
（1）做一做：把一节干电池的负极和另一节干电池的正极连在一起（串联）组成电池组。分别测量每节干电池两端的电压，然后测量这个电池组的电压。它们之间有什么关系？
测两节干电池串联的电压
（2）实验现象
2节干电池串联，电池组电压为U=3V；
3节干电池串联，电池组电压为U=4.5V。
（3）实验结论
串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。即
U=U1+U2+U3+……
U=1.5V×n（每节电池的电压为1.5V，n为电池节数）
【例题1】如图所示，用电压表分别测量L1两端的电压U1、L2两端的电压U2以及L1、L2串联的总电压U，请根据表盘读数回答下列问题：
（1）L1两端的电压U1是多大？
（2）L2两端的电压U2是多大？
（3）L1、L2串联的总电压U是多大？
（4）电源电压是多大？
【答案】（1）1.3V；（2）1.7V；（3）3V；（4）3V。
【例题2】小顺利用图所示电路“探究串联电路的电压规律”。
（1）在图中画出电压表，使其测AB间的电压________。
（2）选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同的，目的是_______。
（3）连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电压表示数为零，则电路故障可能是________。（假设故障只发生在灯L1或L2处）
（4）更换不同规格的灯泡进行实验，记录实验数据如表格所示，分析数据可得出结论：在串联电路中________。
实验次序
U1/V
U2/V
U/V
1
2.0
4.0
6.0
2
3.5
2.5
6.0
3
4.5
1.5
6.0
【答案】（1）如图所示。（2）得出普遍性的规律。（3）是L2断路。（4）串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。
进行猜想与假设并回答。
设计实验，画出实验电路图，说出实验方案。
以小组为单位进行实验，并记录实验数据。
进行分析论证，归纳出串联电路中电源两端电压与各用电器两端电压的关系。
观看视频，进一步理解探究的过程。
进行实验，测量几节干电池串联为电池组的电压与每节电池两端的电压，归纳结论。
应用串联电路的电压规律解析例题1。
做例题2，加深对探究实验过程各个环节的掌握。
学习新课 二、并联电路的电压规律
1. 探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
（1）提出问题：如图所示，两个灯泡并联后接在电源两端，各支路用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系？
（2）猜想与假设
猜想1：并联电路各支路两端的电压之和等于电源两端的总电压。
猜想2：并联电路各支路两端的电压相等，并等于电源两端的总电压。
猜想3：……

（3）设计实验
①设计实验电路并画出电路图。
②选用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。
③将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端，测量电压U1、U2、U。
④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
（4）进行实验
①根据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关，将电压表的两端分别连到A与B（L1两端）、C与D（L2两端）、电源两端，测量电压UAB、UCD、U。
③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
④实验数据
实验
次数
L1两端电压
UAB/V
L2两端电压
UCD/V
电源两端电压U/V
1
2.9
2.9
2.9
2
2.8
2.8
2.8
3
2.8
2.8
2.8
（5）实验结论
通过对实验数据的分析可得出结论：在并联电路中，电源两端电压与各小灯泡两端的电压相等。
（6）交流与评估
①当电路中有多个用电器并联时，此结论仍然成立，表达式为
U1=U2=U3=…=Un=U。
②当把几节相同的新干电池并联时，并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压，即U=U1=1.5 V。
③改变两个小灯泡的规格多次进行实验，目的是得出普遍规律，防止结论的偶然性。
【播放视频】——《探究并联电路电压的规律》
2. 并联电路的电压规律
进一步的实验结果表明：并联电路中两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等。数学表达式： U=U1=U2
这一结论也适用于由多个小灯泡组成的并联电路。
【例题3】为探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组（电压约为3V）、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求电压表测量灯L1两端的电压；___________
（2）实验中，某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表的示数都相同，如图乙所示，其值为_____V。根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律为：并联电路总电压与各用电器两端的电压_______。
【答案】（1）见下图；（2）2.6V，相等。
【例题4】如图所示，如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当S闭合，S1断开时，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.4A；当S、S1都闭合，电流表的示数为1A；求：
（1）电源电压是多少？
（2）当S、S1都闭合时，R1两端的电压是多少？通过R1的电流是多少？
【答案】（1）3V；（2）3V， 0.6A。
进行猜想与假设并回答。
设计实验，画出实验电路图，写出实验步骤。
以小组为单位进行实验并收集数据。
进行分析论证，归纳出并联电路中电源两端电压与各用电器两端电压的关系。
观看视频，进一步理解探究的过程。
做例题3，加深对探究实验过程的理解，掌握并联电路中的电压规律。

做例题4，会运用并联电路中的电压、电流规律计算有关问题。

课
堂
练
习
课
堂
练
习
1. 如图所示一种节日小彩灯是由多个小灯泡组成的，若每个小彩灯上标注的正常工作电压是9V，则应将______个小彩灯______（填“串”或“并”）联接在家庭电路两端。测得第一个灯泡的电流为0.2A，第5个灯泡的电流为______A。
【答案】25，串，0.2.
【解析】小彩灯额定电压小于家庭电路电压，家庭电路的电压是220V，小彩灯应串联接入家庭电路；串联的只数n=220V/9=25；
根据串联电路中各处的电流都相等，测得第一个灯泡的电流为0.2A，第5个灯泡的电流为0.2A。
2．在“探究串联电路电压的规律”的实验中，连接电路如图所示，要求用电压表测L2两端的电压．图中只有一根导线连错了，请你在连错的导线上画“×”，并画出正确的电路连接______。
【答案】见右图。
【解析】要探究串联电路电压的规律并测L2两端的电压，两个小灯泡应串联，电压表应该与小灯泡L2并联；观察实物图可知，电压表与灯泡L1串联了，且两个小灯泡相当于并联；连错的导线为L2接开关的导线，应将L2接开关的导线改接在电压表的负接线柱上，即可满足实验要求，如图所示。
3. 请你仔细观察并分析电路图，下列说法正确的是（ ）
A．两灯串联，两电压表示数相同B．两灯并联，两电压表示数不同
C．两灯串联，两电压表示数不同D．两灯并联，两电压表示数相同
【答案】C
【详解】由电路图知，电流从电源正极流出，依次流过开关、灯泡L1、灯泡L2后流回电源负极，即两灯串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测灯泡L2两端的电压，由串联电路电压规律可知，电压表V1示数大于电压表V2。故ABD错误，C正确。
4. 如图所示，在探究“串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系”的实验中，用电压表测得U1=3V，U2=3V，U=6V，在表格中记录数据后，下一步应该做的是（ ）
A．整理器材，分析数据，得出结论
B．改变电源电压，再测出几组电压值
C．对换L1和L2的位置，再测出一组电压值
D．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值
【答案】D。
【解析】由题意可知，用电压表测出L1、L2、电源两端的电压分别为U1＝3V，U2＝3V，U电源＝6V。说明两个小灯泡是同一个规格的，接下来的操作是换用不同规格的小灯泡再测出几组电压值，然后分析数据，这样得出的结论才具有普遍性。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。
5. 如图所示，一个有盖的木盒，盒盖上可看到两只灯泡和一个开关（导线的连接和电源隐藏在盒内），开关闭合，下列说法不正确的是（ ）
A．如果两灯都亮，两灯可能是串联，也可能是并联
B．若用电压表测得两灯的电压相等，则两灯一定是并联
C．若用电压表测得两灯的电压不相等，则两灯一定是串联
D．若用电流表测量通过两灯的电流不相等，则两灯一定是并联
【答案】B.
【解析】A．串联电路中的开关控制整个电路，而并联电路中，干路上的开关也控制整个电路；因此一个开关控制两只灯泡的亮和灭，则两只灯泡既可以串联也可以并联，故A正确，不符合题意；
B．在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等；如果两个灯泡完全相同，在串联电路中分得的电压也相同；所以，若用电压表测得两灯电压相等，则两灯的连接可能是串联，也可能是并联，故B错误，符合题意；
C．因为在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等，所以，若用电压表测得两灯电压不相等，则两灯的连接是串联，且两灯泡的规格不同，故C正确，不符题意；
D．因为在串联电路中通过两灯泡的电流一定相等，所以，如果通过两个灯泡的电流不相等，则两灯一定并联，故D正确，不符题意。故选B。
6．在“探究串联电路中电压的规律”的实验中：
（1）根据图甲连接电路，与B点相连的是电压表的______接线柱；
（2）闭合开关，电压表示数如图乙所示，此时电压表的示数为______V；为了使实验结果更准确，接下来应该：断开开关，_____________；
（3）调整后，再次闭合开关，测量电压UAB、UBC和UAC ，把实验数据记录在表格中。分析表格得结论：串联电路中，____。（写出UAB、UBC和UAC之间的关系式即可）
实验次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
2.3
0.7
3.0
2
2.0
1.0
3.0
3
1.8
1.2
3.0
【答案】（1）负；（2）2，电压表换用小量程；（3）UAB+UBC=UAC。
【解析】（1）电压表使用时电流从正接线柱流进，负接线柱流出；电流从电源正极流到A后，从左侧流入电压表，在A点接正接线柱，则B点接负接线柱。
（2）图乙电压表的量程为0~15V，分度值为0.5V，电压表的示数为2V，电压表指针偏转角度太小，说明选择量程太大，误差过大，所以接下来需要断开开关，换用较小的0~3V量程重新做实验。
（3）分析表格中数据 2.3V+0.7V=3V 2.0V+1.0V=3.0V 1.8V+1.2V=3V
故串联电路两端的总电压等于各部分电压之和，即UAB+UBC=UAC
板
书
设
计
第2节 串、并联电路中电压的规律
电路
串联电路
并联电路
电压规律
电源两端的电压等于各
小灯泡两端的电压之和
两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等
数学表达式
U＝U1+U2
U＝U1=U2
课
堂
小
结
第2节 串、并联电路中电压的规律
一、串联电路的电压规律
电源两端的电压等于各小灯泡两端的电压之和。数学表达式：U＝U1+U2
二、并联电路的电压规律
两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等。数学表达式：U＝U1=U2
作
业
教学反思