内容正文:
13.6 探究串、并联电路中的电压
◇教学目标◇
【知识与技能】
1.探究串、并联电路中电压的规律。
2.练习连接电路和使用电压表的技能。
3.会利用串、并联电路电压的规律解题。
【过程与方法】
1.通过探究实验,学会使用电压表测量用电器两端的电压。
2.能运用实验法、数据分析法归纳总结物理规律。
【情感·态度·价值观】
1.利用生动有趣的实验,激发学生自主探究的欲望。
2.培养学生严谨的科学态度与协作精神。
3.培养学生爱科学、用科学的意识。
◇教学重难点◇
【教学重点】
通过实验探究串、并联电路中电压的规律。
【教学难点】
学生能自主设计实验并归纳得出恰当的结论。
◇教学过程◇
一、新课导入
电路有串联和并联之分,几个规格相同的小灯泡串联在两节电池上,小灯泡的灯丝只能发出一点点暗红的光,可是将它们并联在两节干电池两端,就要比刚刚串联时亮多了!这是因为串联电路的电压与并联电路的电压特点不同导致的,那么,串、并联电路的电压都有什么样的特点呢?
二、教学步骤
探究点1 串联电路的电压
[阅读课本]P68~69“串联电路的电压”
[思考]串联电路电压的特点是什么?
[提示]串联电路两端的总电压等于各部分电压之和,即U=U1+U2。
[思考]如图所示电路中,已知电源电压为10 V,闭合开关S后,电压表示数为6 V,则 ( )
A.灯L1两端的电压为6 V
B.灯L2两端的电压为6 V
C.灯L2两端的电压为4 V
D.灯L1和电源两端的电压之和为6 V
[分析]分析电路图,确认闭合开关S后的电路连接方式和电压表的测量对象,再根据串联或并联的电压特点分析计算。
在此题中两个灯泡是串联的,电压表测量的是灯泡L2两端的电压,闭合开关S后,电压表示数为6 V,灯L2两端的电压为6 V;根据串联电路的电压的规律,可以知道灯泡灯L1两端的电压为4 V。
[答案]B
探究点2 并联电路的电压
[阅读课本]P69“并联电路的电压”
[思考]并联电路电压的特点是什么?
[提示]并联电路中,各支路两端的电压相等,即U=U1=U2。
[思考]在如图电路中,开关闭合时,电压表V1、V2、V3的读数分别是U1、U2、U3,则U1、U2、U3的关系正确的是 ( )
A.U1=U2+U3 B.U1=U2=U3
C.U1>U2>U3 D.U3>U2>U1
[分析]分析电路结构,明确各电路元件的连接方式,明确各电压表所测电路电压间的关系。由题图可知,两盏灯并联,V1并联在L2两端,所以V1测量L2两端的电压;而V3与L1并联,所以V3测量L1两端的电压;V2直接并联在电源两端,所以V2测量电源电压;并联电路的电压关系:并联电路中各支路两端的电压相等,即U=U1=U2=U3,B项正确。
[答案]B
[归纳提升]探究串联电路电压的规律:
1.实验器材:电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。
2.实验电路图:如图甲所示。
3.实验步骤:
(1)按实验电路图连接好电路。连接电路的过程中,开关应处于断开状态。
(2)将电压表并联在灯L1两端,测出Ll两端的电压为U1。在不超过量程的前提下,电压表的量程应首选“0~3 V”。
(3)合上开关后,将电压表的示数记录在下表中。
(4)用电压表分别测出L2两端电压为U2、电路总电压为U总,记下电压表示数,并填入表中。
U1/V
U2/V
U总/V
4.结论:串联电路中U总=U1+U2。
探究并联电路电压规律:
1.实验器材:电源、导线、开关、灯座、小灯泡、电压表。
2.实验电路图:如图乙所示。
3.实验步骤:
(1)按实验电路图连接好电路。连接电路过程中,开关应处于断开状态。
(2)将电压表并联在灯L1两端,测出Ll两端电压U1。在不超过量程的前提下,电压表量程应首选“0~3 V”。
(3)合上开关后,将电压表的示数记录在下表中。
(4)用电压表分别测出L2两端电压U2、电路总电压U总,记下电压表示数,并填入表中。
U1/V
U2/V
U总/V
4.结论:并联电路中U总=U1=U2。
[思考]如何判断电压表测哪部分电路的电压?
[归纳提升]可以用去源法:
去源法是指在分析电路中电压表测的是哪部分电路两端的电压时,可先将电源去掉,然后进行分析的方法。使用“去源法”时应注意,在去掉电源(即电源处断开)后,电压表与哪部分电路组成回路,则电压表测的就是那部分电路两端的电压。
[思考]在如图所示的电路中,闭合开关S,电压表测量L1两端电压的电路是 ( )
[分析]去掉电源后,我们就会发现题图A、B、C中电压表均与L2构成回路;题图D中电压表与L1、L2均构成回路,D项正确。
[答案]D
[归纳提升]1.串、并联电路中电流和电压关系的比较:
电流关系
电压关系
串联
电路
串联电