16.2串、并联电路中电压的规律 教学设计-2024-2025学年人教版九年级物理全一册

串并联电路中电压的规律 一、教学目标 1.能正确将电压表接入待测电路，并能画出相应的电路图。（物理观念 科学思维） 2.能正确使用电压表测量串、并联电路中用电器两端的电压，进一步练习连接电路和使用电压表的技能。（科学探究） 3.能通过实验探究，归纳总结出串、并联电路中电压的规律。（科学思维 科学探究） 4.通过自己动手动脑和小组交流，培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，激发学习物理知识的兴趣。（科学态度与责任） 二、教材分析 本节课是“电学” 大单元电流、电压、电阻三大基础内容之一。主要是在会看、会画电路图+会连接简单的串联电路和并联电路+会使用电压表的基础上通过实验探究，归纳得出关于串联、并联电路的电压关系，是进行电路分析的基本依据，是进一步学习电学其他物理概念(如电阻、电功)的基础，是掌握电学中的物理规律(如欧姆定律等)、认识电学中的物理现象必不可少的知识。本节在整个电学大单元知识中，处于基础地位。 三、学情分析 九年级的学生经过一年的物理学习已具备一定的自主学习能力和实验探究能力。从抽象的电现象过渡到实际的电路，知道电路的基本组成及三种电路状态和连接方式学生很感兴趣，电流相关内容、电压基本知识点和电压表使用等相关内容的学习，也为本节课的学习打下了良好的基础，学生兴趣浓厚。 四、教学重难点 重点：通过实验探究串、并联电路中电压的规律。 难点：在探究过程中认真观察，仔细分析并能得出恰当结论。 五、教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 情景导入 学生协助，展示自制教具——“神奇的奥特曼”。 提出问题，激发兴趣，导入新课。 新课学习 一、 探究串联电路的电压规律 （1）提出问题: 串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压有什么关系? （2）猜想与假设： 启发学生根据之前所学电学知识，进行有依据的猜想。 （3）制定计划与设计实验: 由学生分组讨论实验计划与收集数据的表格，学生展示，开放式思维，真正把课堂还给学生，教师适时点拨。 教师巡视各组，适时提示：按照实验电路图连接电路,根据电源电压选择电压表量程，再分别把电压表并联在上图所示的电路A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系；然后换上另外四只不同规格的灯泡再测两次，看看是否还有同样的关系. 教师强调实验中的注意事项： A.电路连接要按照一定的顺序，可以从电源正极用电器负极依次连接； B.连接电路时开关要断开，连接好电路后要检查有无短路，确定无误后再闭合开关观察灯泡的发光情况； C.特别是电压表正、负接线柱要连接正确，量程要选择合适，读数时要弄清分度值，读数准确； D.原始数据的记录要实事求是如实记录，不许随意改动。 （4）进行实验与收集证据: 改变两个小灯泡的规格,重做上述实验。 物理量 次数 L1 两端的电压U1/ V L2 两端的电压 U2/ V L1、L2 串联后两端的电压U/ V 1 2 3 （5）分析与论证 得出结论：串联电路电源两端的电压等于各用电器两端的电压之和。即U=U1+U2 +……+Un （6+7）评估+交流与合作： 引导学生们以小组为单位，回顾探究过程，认真分析，思考在实验过程中真正明白了哪些问题，还有什么新的发现？ 想想做做 生活中为什么常常把几节电池连在一起组成电池组使用？分别测量每节电池两端的电压，然后测量这个电池组两端的电压，它们之间有什么关系？ 结论： 串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。 二、探究并联电路中电压的规律 （1）提出问题： 并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压有什么关系？ （2）猜想与假设： 启发学生根据之前所学电学知识，尤其是串并联电路的电流、电压规律进行有依据的猜想。 （3）制定计划与设计实验: 由学生分组讨论实验计划与收集数据的表格，学生展示，开放式思维，真正把课堂还给学生，教师适时点拨。 教师巡视各组，适时提示：按照实验电路图连接电路,根据电源电压选择电压表量程，①分别把电压表并联在如图所示的电路的AB两点、CD两点、EF两点测电压，所用电源为两节干电池串联，看看它们之间有什么关系； ②换上另外两只规格不同的灯泡，多次测量，看看是否还有同样的关系.在连接电压表时，要注意电压表量程的选择。下面是三次测量的电路图： （4）进行实验与收集数据： ①按电路图分别将电压表接在AB两点间、CD两点间和EF两点间，合上开关，将电压表的示数记录在下表中； 物理量 次数 L1 两端的电压U1/ V L2 两端的电压 U2/ V L1、L2 并联后两端的电压U/ V 1 2 3 ②换上另外两只规格不同的灯泡，多次测量，将电压表的示数记录在表中. （5）分析与论证： 并联电路中，各支路用电器两端电压等于电源两端电压 。即U＝U1＝U2＝…＝Un （6+7）评估+交流与合作： 引导学生们以小组为单位，回顾探究过程，认真分析，思考在实验过程中真正明白了哪些问题，还有什么新的发现？ 讨论交流：串联和并联电路的电流、电压规律比较 学以致用： 1、你能运用本节课所学知识，解释奥特曼的眼睛亮度变化问题吗？ 2.现如今，我们的生活离不开电。同学们知道身在太空的“出差三人组”，是如何实现用电自由的吗？ 观看“太阳电池阵——天宫的能量加油站”视频，及时引导学生分析，小结，交流感受。 课堂小结： 本节课学到了什么知识？有什么收获？ 观察思考：为什么两个奥特曼面具眼睛亮度不同？带着问题，开启新课的学习。 展示交流 认真思考，设计方案，选择器材，积极展示 交流 按设计的电路图连接实验实物图。每次检查无误后再闭合开关,读出实验中电压表的示数U1,U2,U，每次读数后都要及时断开开关,把所测得的数据填入下表中。 及时填写评价表，在评价表中进行自评、互评和他评 各小组认真反思总结，及时把交流结果写在任务单上，并在班上进行交流和讨论。 想一想，测一测，再想一想，然后说一说。 认真思考，设计方案，选择器材，积极展示 交流。 小组合作进行实验，如实记录数据，进行分析与论证，展示交流 及时填写评价表，在评价表中进行自评、互评和他评 各小组认真反思总结，及时把交流结果写在任务单上，并在班上进行交流和讨论。 讨论交流，及时对近期所学相关知识进行梳理，拓展延伸 运用本节所学知识，解决实际问题，交流展示 自制学生非常熟悉喜欢的教具，情景激趣。 切实分组合作经历科学探究七环节 素养立意，落实核心素养。 培养学生科学思维、科学探究能力。 教-学-一体化，各环节相互促进 通过自己动手动脑和小组交流，培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神，激发学习物理知识的兴趣。 对串联电路电压规律及时进行拓展延伸，学以致用。 教-学-一体化，各环节相互促进 在课堂活动中培养学生科学探究、科学思维能力 培养学生实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。 构建电学大单元知识网络 1.呼应情景导入提出的趣味问题。 2.立德树人，培养学生爱国情怀，树立从我做起，科技强国的信心 六、作业设计 基础作业： 梳理探究过程中的注意事项，完成课后“动手动脑学物理”作业1-4题。 拓展作业—学科阅读： 推送如下内容，抛砖引玉，引导学生进一步了解电学知识在航天科技领域的应用，拓展视野，学以致用。思考我们应该如何做？科技强国我能行！ 附学科阅读内容如下： 【晒晒咱的国之重器33】太阳电池阵： “天宫”的“能量加油站” 作者：本报记者 崔兴毅 《光明日报》（ 2022年07月26日 01版） 现如今，我们的生活根本离不开电，出差时没有移动电源，手机都不敢撒开了用。电能丰富的地面尚且如此，身在太空的“出差三人组”，是如何实现充电自由的呢？要知道，那些飞行器的运转，可都需要电能供给。 答案藏在飞行器两边的巨型翅膀里。 仔细观察你会发现，飞行器翅膀上装有许许多多深色玻璃的小镜子，每一个小镜子宛如一座小型太空发电站，经串联、并联后组成太阳电池阵，从而获得较高的电压和较大的电流，为航天器源源不断提供能量。 可别小看这些玻璃片，它们的威力可大啦！它们在天上连续工作一天的发电量可抵得上一个家庭约一年的用电量！ “如此大量的用电需求，需要依靠各个飞行器的太阳电池阵齐发力。”中国电科太阳电池阵专家苏彬介绍，根据每个飞行器的特质按需定制，我国打造了三代各具特色的太阳电池阵。 “比如，神舟系列载人飞船采用了第一代刚性太阳电池阵技术；天舟系列货运飞船应用了第二代半刚性模块化太阳电池阵技术；空间站核心舱则是我国首次应用第三代柔性太阳电池阵技术。” 这三代电池阵产品各有特色，有的是性能较稳定，有的是发电能力较强，有的则是体积小。不同特性的电池阵组合在一起后，形成一个太阳电池阵，宛如一座巨大的“能量加油站”，可以完全满足空间站多系统的同时用电需求。 目前最新一代的太阳电池阵是柔性阵，也是最新的明星产品。2021年发射的天和核心舱就采用了这种太阳电池阵，这也是该技术在我国航天工程领域的首次应用。 今年，随着正在开启的6次重大发射任务，我国空间站即将完成全面建造。这对整舱的体积、重量，特别是功率提出了更高要求。可“寸土寸金”的核心舱，如何实现“小马拉大车”？ 最新的柔性太阳电池阵便采用了单板厚度不足1mm的单体，整体面积重量较传统太阳电池阵减少了一半以上。即便已是“纤肢曼体”，科研人员还在绞尽脑汁压缩。苏彬介绍：“我们把每块太阳电池板设计成古代奏章那样，在空间站发射阶段，可以相互折叠收拢压紧于收藏箱内，但光电转换效率却提高了近20%。” 面积体积压缩了，发电量会不会降低？ “当然不会！”苏彬表示，为确保空间站在轨寿命，中国电科研制团队持续开展高压柔性太阳电池阵发电试验，在完成8万余次高低温循环试验后，最终实现太阳电池光电转换效率突破30%，达到世界先进水平。 “相比之前载人航天任务最长2年的设计寿命，现在空间站在轨的运行时间可延长至15年。”苏彬介绍，在天和、问天、梦天三舱组合后，柔性太阳电池阵总发电面积接近400平方米，总共可提供超过100千瓦的电能。 不过，想要电能源源不断，还得防御复杂太空环境的危险——每天在轨飞行的太阳电池阵都要经受十几次的高低温循环温度考验，遭受腐蚀性极强的原子氧侵蚀，接受到会使材料变脆变暗的强紫外线照射等。 怎么办？“我们在太阳电池片上设计了石英盖片，用于减少对太阳光的反射，滤去有害的紫外线，同时提高太阳电池耐受空间带电粒子辐射损伤的能力，减少太阳电池性能的衰降。”苏彬介绍，他们还给柔性基板添加了超薄硅橡胶“铠甲”，顺利通过了大剂量的原子氧、高低温、紫外线等环境考核试验。 现在，我们的巨能太空发电站，在平均光电转换效率、发电能力等方面都达到了国际领先水平，即使面对超低轨中复杂的供电环境，也能让属于中国的太空之家能量充沛、稳如泰山！ 七、教学反思 1.这是一节实验探究课，贯彻新课标精神，素养立意，在科学探究过程中鼓励学生自己设计实验方案进行实验；在科学探究活动中及时落实科学的评价方式，教-学-评一体化，充分调动学生的积极性，提高课堂实效性；鼓励学生多动手操作的同时注意与同伴的合作交流，培养学生的合作学习能力。 2.教师要注意指导学生仪器使用的规范性，充分相信学生的分析能力，在学生分析实验数据的过程中注重引导启发，不要急于将结论告诉学生，让学生自己归纳出结论，培养学生科学思维与科学探究能力。 3.让学生养成记录原始数据的习惯，不要“凑数据”。教师要适当渗透误差理论，让学生理解误差是不可避免的，实验的结论是允许有误差的存在的，教师及时进行分析引导，培养学生实事求是的严谨科学态度与责任。 4.注重大单元设计理念的运用，将串并联电路的电流、电压规律及时进行有机整合，构建知识网络，切实加强学习效果。 5．运用航天科技前沿科技领域相关视频的视频引入与课后作业学科阅读的适时补充，立德树人，拓宽课堂内容，培养学生爱国情怀，树立从我做起，科技强国的信心。 学科网（北京）股份有限公司 $$