第四节 串、并联电路中电压的规律（教学设计）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第4节 串、并联电路中电压的规律（教学设计） 【教学目标】 1. 会正确使用电压表测量串联电路和并联电路两端的电压。 2. 知道串联电路和并联电路中的电压规律。 3. 会运用串、并联电路的电压规律解决简单的问题。 【教材分析】 本节课是整个初中阶段物理学习的重中之重，是培养学生思维能力、独立思考能力、实验操作能力、分析问题和解决问题能力的重要载体。探究“串并联电路中电压的规律”要求学生能够熟练运用已学过的物理知识进行迁移、类比，明确新问题探究的目的，专心实验，由分析实验数据得出结论，使学生在实验中培养实事求是、尊重自然规律的科学态度，体会交流合作的重要性，获得共享成果的喜悦。 【学情分析】 本节课是在学生已经知道了串、并联电路电流的规律和电压表的使用方法的基础上，对电压规律进行探究的，并且学生对科学探究己经有了初步的认识。课堂上可以让学生仿照、类比探究串、并联电路电流的规律的学习过程进行探究。上课时有意地将串联电池组的电压问题引入课堂，作为情境导入要探究的问题，可以是学生在探究小灯泡串、并联电路的电压规律时有更大的自主的空间。 【教学重难点】 学习重点：会正确使用电压表探究串联电路和并联电路中的电压规律。 学习难点：会运用串、并联电路的电压规律解决简单的问题。 【器材准备】 和《串、并联电路中电压的规律》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 家用电器通常要并联在电路中，而节日小彩灯常常既有串联又有并联。那么，在串联、并联电路中电压分别遵循怎样的规律？ 我们知道，在只有一个小灯泡的电路中，小灯泡两的电压是相等的。那么，在由两个或两个以上用电器的电路中，用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系呢？ 下面我们将学习相关内容。 二、新课讲授： 【学习任务一】串联电路的电压规律 实验探究：串联电路中各部分电路两端的电压与电路两端总电压的关系： 【实验器材】 电池组、开关、导线、两个小灯泡、电压表。 【实验电路图】 【设计实验】 只要分别测出 AB、BC、AC 各部分电路两端电压，然后进行比较，便可以找到串联电路中的电压关系。 【进行实验】 将电压表的两端分别接在AB、CD、AD处，闭合开关，读取电压表的示数并记录。换用不同规格的灯泡多次实验。 【实验表格】 【实验结论】串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 （U=U1+U2 ） 【解释交流】如何得到普遍规律？ 解释：采用改变电源电压或换用不同规格灯泡的方法能达到多次测量的目的。 思考与讨论：用电压表测干电池的电压 【实验方法】 （1）请同学们测一测一节干电池的电压是多少？ （2）再测两节干电池串联的电压是是多少？测三节干电池串联的电压 【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。 【学习任务二】并联电路的电压规律 【实验器材】 电池组、开关、导线、两个小灯泡、电压表。 【实验电路图】 【设计实验】 只要分别测出 L1、L2、电源两端的电压，然后进行比较，便可以判断并联电路中电压的关系。 【进行实验】 如图分别测出 AB、CD、BC两端的电压，然后进行比较，便可以得出并联电路电压关系。换用不同规格的灯泡多次实验。 【实验表格】 【实验结论】并联电路中各支路两端的电压都相等，都等于电路两端的总电压。 3、 课堂练习： 1．如图，当开关S1闭合，S2断开时，电压表的示数为4.5V；当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则L1、L2的电压分别是______V和______V。 2．如图甲所示电路中，电源电压为5V，电压表的示数如图乙所示，则灯L1两端的电压为（　） A．2.4V B．5V C．12V D．2.6V 3. 小刚同学连接了如图（甲）所示的电路，电路中的电源是两节新干电池联组成的电池组，当他将开关闭合后，电压表的示数如图（乙）所示，则电压表读数为_____V，L2两端的电压为_____V。小刚同学连接的电路不规范，他应把电压表接在电路中的_____（选填“AB”、“AC”或“BC”）之间。 4．如图所示，闭合开关，说法正确的是（　　）    A．两只小灯泡并联 B．电压表测量L1两端的电压 C．若L1不发光，一定是L1断路 D．若L2不发光，电压表一定无示数 5．某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。 （1）下列操作不正确的是______ A．连接电路时，开关S处于断开状态 B．连接电压表时，试触后再选择合适量程 C． 将电压表A接点连线转接至C接点，测量两端电压 （2）测量灯泡两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的，则发生故障的灯泡及故障类型是______； （3）该小组同学用电阻箱代替故障灯泡，继续进行实验，记录数据如下表所示。 实验次数 第1次 0.8 2.0 2.8 第2次 1.0 1.8 2.8 第3次 1.4 1.4 2.7 分析表中实验数据，在误差允许范围内，可得出的结论是______。 A．串联电路中各处电流相等     B．灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大 C． 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大     D．串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和 6．在探究并联电路的电压规律时，小明连接了如图所示的电路，并以此测量了电源电压U、L1支路的电压U1和L2支路的电压U2，并且发现U1=U2 =U，若要得到结论：并联电路中，各支路电压都等于电源电压，则下一步应进行的操作是（　　） A．更换不同规格的灯泡，再做几次实验 B．将L1和L2的位置交换，再做几次实验 C．保持电源、灯泡不变，进行多次测量 D．改变电压表的量程，再做几次实验 7．两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中。以下可以确认两灯是并联的是（　　） A．两灯两端的电压不相等 B．两灯两端的电压相等 C．通过两灯的电流相等 D．通过两灯的电流不相等 8．如图所示，请在虚线框中分别填入电流表和电压表的符号，开关S闭合后两灯能同时正常发光。 9．在“探究并联电路的电压关系”实验中，实验电路如图甲所示。 (1)为了使探究得出的结论具有普遍意义，L₁、L₂应该选择规格 （选填“相同”或“不相同”）的小灯泡； (2)连接好电路后闭合开关，小欢发现L₁亮L₂不亮，她用手按一下L₂，两灯都亮，松开手仍然是L₁亮L₂不亮，则故障可能是 ； (3)排除故障后，小欢将电压表接在L₁两端，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数为 V，为了使实验结果更准确，接下来她应该 ； (4)小欢按照正确步骤完成实验记录数据，通过这个实验，她得出的结论是： 。（写关系式即可，小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别用U₁、U₂、U表示） 10．如图甲所示，闭合开关S后，电流表A的示数如图乙所示，电压表V1和V2的指针所指位置完全相同，如图丙所示。求解下列问题： （1）通过灯泡L2的电流是多少？ （2）电源电压是多少？ （3）灯泡L1和L2两端的电压分别是多少？ 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P97第1-4小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第4节 串、并联电路中电压的规律（教学设计） 【教学目标】 1. 会正确使用电压表测量串联电路和并联电路两端的电压。 2. 知道串联电路和并联电路中的电压规律。 3. 会运用串、并联电路的电压规律解决简单的问题。 【教材分析】 本节课是整个初中阶段物理学习的重中之重，是培养学生思维能力、独立思考能力、实验操作能力、分析问题和解决问题能力的重要载体。探究“串并联电路中电压的规律”要求学生能够熟练运用已学过的物理知识进行迁移、类比，明确新问题探究的目的，专心实验，由分析实验数据得出结论，使学生在实验中培养实事求是、尊重自然规律的科学态度，体会交流合作的重要性，获得共享成果的喜悦。 【学情分析】 本节课是在学生已经知道了串、并联电路电流的规律和电压表的使用方法的基础上，对电压规律进行探究的，并且学生对科学探究己经有了初步的认识。课堂上可以让学生仿照、类比探究串、并联电路电流的规律的学习过程进行探究。上课时有意地将串联电池组的电压问题引入课堂，作为情境导入要探究的问题，可以是学生在探究小灯泡串、并联电路的电压规律时有更大的自主的空间。 【教学重难点】 学习重点：会正确使用电压表探究串联电路和并联电路中的电压规律。 学习难点：会运用串、并联电路的电压规律解决简单的问题。 【器材准备】 和《串、并联电路中电压的规律》相关的视频、挂图、课件、器材等。 【教学过程】 一、导入新课： 想一想 家用电器通常要并联在电路中，而节日小彩灯常常既有串联又有并联。那么，在串联、并联电路中电压分别遵循怎样的规律？ 我们知道，在只有一个小灯泡的电路中，小灯泡两的电压是相等的。那么，在由两个或两个以上用电器的电路中，用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系呢？ 下面我们将学习相关内容。 二、新课讲授： 【学习任务一】串联电路的电压规律 实验探究：串联电路中各部分电路两端的电压与电路两端总电压的关系： 【实验器材】 电池组、开关、导线、两个小灯泡、电压表。 【实验电路图】 【设计实验】 只要分别测出 AB、BC、AC 各部分电路两端电压，然后进行比较，便可以找到串联电路中的电压关系。 【进行实验】 将电压表的两端分别接在AB、CD、AD处，闭合开关，读取电压表的示数并记录。换用不同规格的灯泡多次实验。 【实验表格】 【实验结论】串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 （U=U1+U2 ） 【解释交流】如何得到普遍规律？ 解释：采用改变电源电压或换用不同规格灯泡的方法能达到多次测量的目的。 思考与讨论：用电压表测干电池的电压 【实验方法】 （1）请同学们测一测一节干电池的电压是多少？ （2）再测两节干电池串联的电压是是多少？测三节干电池串联的电压 【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。 【学习任务二】并联电路的电压规律 【实验器材】 电池组、开关、导线、两个小灯泡、电压表。 【实验电路图】 【设计实验】 只要分别测出 L1、L2、电源两端的电压，然后进行比较，便可以判断并联电路中电压的关系。 【进行实验】 如图分别测出 AB、CD、BC两端的电压，然后进行比较，便可以得出并联电路电压关系。换用不同规格的灯泡多次实验。 【实验表格】 【实验结论】并联电路中各支路两端的电压都相等，都等于电路两端的总电压。 3、 课堂练习： 1．如图，当开关S1闭合，S2断开时，电压表的示数为4.5V；当S1断开，S2闭合时，电压表的示数为3V，则L1、L2的电压分别是______V和______V。 【答案】1.5，3。 【详解】当开关S1闭合、S2断开时，该电路为串联电路，电压表测量的是电源电压，电压表示数为4.5V，故电源电压为4.5V；当S1断开、S2闭合时，该电路为串联电路，电压表测量的是灯泡L2两端的电压，电压表示数为3V，故L2的电压为3V；根据串联电路的电压规律可知，L1两端的电压为 4.5V-3V＝1.5V 2．如图甲所示电路中，电源电压为5V，电压表的示数如图乙所示，则灯L1两端的电压为（　） A．2.4V B．5V C．12V D．2.6V 【答案】D 【详解】由电路图可知，灯泡L1、L2串联，电压表测量L2两端电压；由图乙可知，电压表的量程为0～3V，分度值为0.1V，示数为2.4V；因串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以灯L1两端的电压U1=U-U2=5V-2.4V=2.6V 故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。 3. 小刚同学连接了如图（甲）所示的电路，电路中的电源是两节新干电池联组成的电池组，当他将开关闭合后，电压表的示数如图（乙）所示，则电压表读数为_____V，L2两端的电压为_____V。小刚同学连接的电路不规范，他应把电压表接在电路中的_____（选填“AB”、“AC”或“BC”）之间。 【答案】2；1；AC。 【详解】一节干电池的电压为1.5V，两节新干电池组成电源的电压 U =2×1.5V=3V 乙图中，电压表选择的一定是0～3V量程，对应的分度值是0.1V，此时的示数是2V，由电路图可知，闭合开关两灯泡串联，电压表测L1两端的电压，即U1 =2V 因为串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和，所以L2两端的电压为 U2=U-U1=3V-2V=1V 此连接方式虽然能够测量灯泡L1两端电压，但电压表不受开关控制（开关断开时，电压表测量电源电压），规范的接法是将电压表直接接在L1两端的A与C之间。 4．如图所示，闭合开关，说法正确的是（　　）    A．两只小灯泡并联 B．电压表测量L1两端的电压 C．若L1不发光，一定是L1断路 D．若L2不发光，电压表一定无示数 【答案】B 【解析】AB．如图所示，电流从电源的正极出发经过开关，灯泡L1，灯泡L2回到电源的负极，灯泡L1和灯泡L2串联，电压表测量两端L1的电压，故A错误；B正确； C．灯泡L1和灯泡L2串联，若不发光，可能是L2断路，也可能是L1短路、断路或开关断路，故C错误； D．若L2被短路，则L2不发光，电压表测L1两端的电压，有示数，故D错误。 故选B。 5．某小组同学利用如图所示电路探究串联电路中的电压关系。 （1）下列操作不正确的是______ A．连接电路时，开关S处于断开状态 B．连接电压表时，试触后再选择合适量程 C． 将电压表A接点连线转接至C接点，测量两端电压 （2）测量灯泡两端电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为0，若故障可能是由某只灯泡“短路”或“开路”引起的，则发生故障的灯泡及故障类型是______； （3）该小组同学用电阻箱代替故障灯泡，继续进行实验，记录数据如下表所示。 实验次数 第1次 0.8 2.0 2.8 第2次 1.0 1.8 2.8 第3次 1.4 1.4 2.7 分析表中实验数据，在误差允许范围内，可得出的结论是______。 A．串联电路中各处电流相等     B．灯泡阻值随灯泡两端电压增大而增大 C． 串联电路中电阻值越大的部分两端电压越大     D．串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和 【答案】（1）C （2）开路（断路） （3）D 【解析】（1）A．为了安全，连接电路时，开关S应处于断开状态，故A正确，不符合题意； B．根据电压表的使用规则可知，连接电压表时，试触后再选择合适量程，故B正确，不符合题意； C．将电压表A接点连线转接至C接点，电压表的正负极接反了，无法测量两端电压，故C错误，符合题意； 故选C。 （2）由于两灯都熄灭，可知电路中没有电流，又电压表的示数为零，可知灯泡L2断路或者L2开路。 （3）根据表格中的数据可知，电压关系有，在误差范围内，串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和。 故选D。 6．在探究并联电路的电压规律时，小明连接了如图所示的电路，并以此测量了电源电压U、L1支路的电压U1和L2支路的电压U2，并且发现U1=U2 =U，若要得到结论：并联电路中，各支路电压都等于电源电压，则下一步应进行的操作是（　　） A．更换不同规格的灯泡，再做几次实验 B．将L1和L2的位置交换，再做几次实验 C．保持电源、灯泡不变，进行多次测量 D．改变电压表的量程，再做几次实验 【答案】A 【详解】由题意，一次实验结果具有偶然性，不能得出普遍性规律，下一步应改变电源电压或更换不同规格的灯泡，再做几次实验。改变电压表的量程，再做几次实验，实际上没有意义。 故选A。 7．两只小灯泡L1和L2连接在同一电路中。以下可以确认两灯是并联的是（　　） A．两灯两端的电压不相等 B．两灯两端的电压相等 C．通过两灯的电流相等 D．通过两灯的电流不相等 【答案】D 【详解】A．并联电路两端的电压一定相等，故A不符合题意； B．并联电路两灯两端的电压一定相等，串联电路当两个灯泡的规格相同时两灯两端的电压也相等，故B不符合题意； C．串联电路通过两灯的电流一定相等，并联电路当两个灯泡的规格相同时通过两灯的电流也相等，故C不符合题意； D．通过两灯的电流不相等一定是并联，故D符合题意。 故选D。 8．如图所示，请在虚线框中分别填入电流表和电压表的符号，开关S闭合后两灯能同时正常发光。 【答案】 【详解】若左侧虚线框内是电流表，开关闭合后，L2被短路不亮，所以左侧虚线框内是电压表；L2发光，L2与右侧虚线框内的电表串联，所以是电流表，如图所示： 9．在“探究并联电路的电压关系”实验中，实验电路如图甲所示。 (1)为了使探究得出的结论具有普遍意义，L₁、L₂应该选择规格 （选填“相同”或“不相同”）的小灯泡； (2)连接好电路后闭合开关，小欢发现L₁亮L₂不亮，她用手按一下L₂，两灯都亮，松开手仍然是L₁亮L₂不亮，则故障可能是 ； (3)排除故障后，小欢将电压表接在L₁两端，闭合开关，电压表示数如图乙所示，其示数为 V，为了使实验结果更准确，接下来她应该 ； (4)小欢按照正确步骤完成实验记录数据，通过这个实验，她得出的结论是： 。（写关系式即可，小灯泡两端的电压及电源两端的电压分别用U₁、U₂、U表示） 【答案】(1)不相同 (2)L2断路 (3) 2 断开开关，电压表换用“0~3V”的量程 (4) 【详解】（1）为了使探究得出的结论具有普遍意义，应该选择规格不相同的灯泡进行实验。 （2）闭合开关，L1亮L2不亮，电路故障可能为断路；用手按一下L2，两灯都亮，松开手仍然是L1亮L2不亮，说明故障没有在L1，故障可能是L2断路。 （3）[1]由图乙可知，电压表选择的“0~15V”量程，分度值为0.5V，示数为2V。 [2]由图乙可知，测量时，电压表指针偏转角度太小，说明选用的量程过大，测量误差较大；为了使实验结果更准确，接下来她应该断开开关，电压表换用“0~3V”的量程。 （4）由电路图可知，L1与L2并联，并联电路中，电源电压与各支路两端电压相等，故通过这个实验，她得出的结论是 10．如图甲所示，闭合开关S后，电流表A的示数如图乙所示，电压表V1和V2的指针所指位置完全相同，如图丙所示。求解下列问题： （1）通过灯泡L2的电流是多少？ （2）电源电压是多少？ （3）灯泡L1和L2两端的电压分别是多少？ 【答案】（1）0.5A；（2）7.5V；（3）6V，1.5V 【详解】（1）由电路图可知，电灯L1、L2串联，电流表测量电路中电流，电流表A的量程是0~0.6A，分度值为0.02A，示数为0.5A；因为串联电路中各处电流相等，所以通过灯泡L2的电流是0.5A。 （2）由电路图可知，电灯L1、L2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测L2两端的电压。因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V1的示数应大于V2的示数；而两个电压表指针所在位置完全相同，所以电压表V1的量程是0~15V，分度值为0.5V，示数为7.5V，即电源电压为7.5V。 （3）电压表V2的量程是0~3V，分度值为0.1V，示数1.5V，即L2两端的电压为1.5V，由串联电路的电压特点可知，L1两端的电压U1=U-U2=7.5V-1.5V=6V 答：（1）通过灯泡L2的电流是0.5A； （2）电源电压是7.5V； （3）灯泡L1和L2两端的电压分别是6V、1.5V。 【课堂小结】 引导学生学列本节课的思维导图： 【板书设计】 见上面思维导图 【作业布置】 教材P97第1-4小题。 【教学反思】 谈谈你在本节课中： （1）收获有哪些？ （2）需要改进的地方有哪些？ 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$