第2节 串、并联电路中电压的规律（教学课件）物理人教版2024九年级全一册

物理九年级全一册 •人教版2024 第2节 串、并联电路中电压的规律 第十六章 电压 电阻 学习目标 01 02 03 04 物理观念 学会正确使用电压表测量串联电路和并联电路的电压；培养学生形成对电路中电压分布规律的科学认识，理解串联和并联电路中电压的内在联系。 科学思维 通过实验探究，提高学生运用科学方法分析问题和解决问题的能力，培养逻辑推理和系统思维。 科学探究 通过实验探究，培养学生的观察能力和实验操作能力；通过分析讨论，培养学生的逻辑思维能力和归纳总结能力。 科学态度与责任 激发学生对物理学科的兴趣，培养学生的科学探究精神和责任感，使其在未来的学习中能够持续探索科学奥秘。 重点难点 教学重点 教学难点 ①串联电路中电压的分配规律。 ②并联电路中电压的相等规律。 ①理解串、并联电路中电压规律的物理意义 ②正确使用电压表测量电路中的电压。 课堂导入 电压表的使用规则 1.使用电压表需调零。 2.必须将电压表与被测用电器并联。 3.必须让电压表的“+”接线柱靠近电源正极， “-”接线柱靠近电源负极。 4.被测电压不能超过电压表的最大测量值。 复习回顾 课堂导入 　　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? 课堂导入 导线中也有电流， 是不是导线两端也有电压呢？ 电压是电流形成的原因。 在灯泡里面，有电流通过，灯泡两端一定有电压。 电池能产生电压。 探究新知 　　我们通过前面的学习知道，在只有一个小灯泡的电路中，小灯泡两端的电压与电源两端的电压是相等的。 测量小灯泡两端电压 测量电源两端电压 　　在由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的电压有什么关系？ 我们通过实验验证下吧！ 探究新知 演示实验 【实验】探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系 实验思路： 　　按照下图所示连接串联电路，用电压表分别测出：电池两端的电压，灯泡L1、灯泡L2两端的电压，导线上两点间的电压，分析这些电压之间的关系，就可以找出串联电路中电压的规律。 S L2 L1 V S L2 L1 V S L2 L1 V 探究新知 猜想1：各用电器两端的电压之和等于电源电压。 猜想2：各用电器两端的电压与各导线两端电压之和等于电源电压。 猜想3：各用电器两端的电压相等，且等于电源电压。 实验猜想： 探究新知 实验过程： 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。 3. 将电压表的两端分别连接小灯泡L1、L2及电源两端，测量电压U1、U2、U总，并设计表格记录数据。 4. 换用不同规格的两个小灯泡，重做上述实验。 L2 L1 S U总 U1 U2 探究新知 实验次数 小灯泡L1、L2 L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V 电源两端电压U总/V 1 两个2.5V 1.4 1.4 2.8 2 两个3.8V 1.4 1.4 2.8 3 L1：2.5V L2：3.8V 1.7 1 2.8 ...... 分析论证： L2 L1 S U总 U1 U2 结论：串联电路两端的电压等于串联电路中各部分两端的电压之和。表达式：U总=U1+U2 探究新知 讨论交流 　　生活中常常把一节电池的负极和另一节电池的正极连在一起组成电池组。 用这样的办法可以把两节、三节或更多节电池串联起来使用。 　　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？ 几节干电池串联后组成新的电源，其电源电压为U=1.5V×n（n为电池节数）。 串联电池组两端的电压等于每节电池两端的电压之和。 将电池并联又如何呢？ 探究新知 干电池并联 并联电池组两端的电压等于每节电池两端的电压。 探究新知 1. 为使实验结果更具有普遍性，应采用规格怎样的灯泡进行几次实验呢? 应选用不同规格灯泡进行多次实验，目的是避免偶然性，寻找普遍规律。 交流与合作： 2.注意事项 ①连接电路时，开关应该断开。 ②电压表应正进负出。 ③在不确定电压值的情况下要先试触，如果试触值不超过小量程，应改用小量程。 探究新知 串联电路的电压规律 你认为并联电路中电压会有怎样的规律呢？ 数学表达式： U=U1+U2 在串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端的电压之和。 探究新知 【学习任务一】探究串联电路中的电压规律 如图所示，在探究“串联电路中电压的规律”时，小芸同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=3V，UBC=3V，UAC=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．换用电压表的另一量程，再测出一组电压值 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 解：为了使实验结论具有普遍性，避免偶然性，应该更换不同规格的小灯泡，重复多次实验，故D正确。 故选：D。 D 探究新知 【学习任务二】串联电路中的电压规律 用如图所示的电路来探究电路中电压规律，用两节新干电池做电源，第一次测量时电压表按如图方式接入电路，下列说法正确的是（　　） A．该实验是探究并联电路中电压规律 B．图中电压表测量的是L1两端的电压 C．为了安全考虑，电压表应选用0～15V量程 D．多次更换不同规格灯泡进行实验，是为了寻找普遍规律 解：AB、由图可知，两灯串联，电压表并联在L2两端，测L2两端的电压，故该实验是探究串联电路中的电压规律，故AB错误； C、两节新干电池的总电压为3V，故电压表应选用0～3V量程，既安全又更精确，故C错误； D、为了得出普遍规律，实验中应选用不同规格的灯泡多次实验，排除数据的偶然性，故D正确。 故选：D。 D 探究新知 【学习任务三】运用串联电路中的电压规律计算 如图所示的电路中，电源电压恒为6V开关闭合后，两灯泡都发光，电压表的示数为2.4V，则（　　） A．灯泡L1两端的电压为2.4V B．灯泡L2两端的电压为3.6V C．灯泡L1和灯泡L2两端的电压之和为6V D．当灯泡L2断路时，电压表的示数为零 解：A、由图知，灯泡L1、L2串联，电压表V测L2两端的电压，电压表V的示数为2.4V，即L2两端的电压U2=2.4V；故A错误； B、已知电源电压恒为6V，根据串联分压的特点可知，灯泡L1的电压：U1=U-U2=6V-2.4V=3.6V，故B错误。 C、根据串联电路的电压特点可知，灯泡L1和灯泡L2两端的电压之和为6V，故C正确； D、当灯泡L2断路时，电压表测量电源电压，则示数为6V，故D错误。故选：C。 C 探究新知 演示实验 【实验】探究并联电路中各处电压的关系 实验方案： S L1 L2 A C E B D F U1 U2 U总 采用规格相同或者规格不同的两个灯泡并联，分别测出电路AB、CD、EF之间的电压，并将实验数据记录在表格中。 探究新知 实验次数 灯泡 规格 U1/V U2/V U总/V 1 两个3.8V 2.8 2.8 2.8 2 两个6V 2.8 2.8 2.8 3 L1：3.8V L2：6V 2.8 2.8 2.8 ...... 并联电路中各支路两端的电压相等且等于电路两端的电压。 表达式：U总-U1=U2 实验结论 探究新知 并联电路的电压规律 数学表达式： U=U1=U2 在并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等。 探究新知 【学习任务四】探究并联电路中的电压规律 在探究“串、并联电路电压特点”的实验中，有同学整理课堂笔记如下，其中有问题的是（　　） A．在连接电路过程中，开关要保持断开状态 B．在不确定待测电压时，应该先采用大量程试触 C．测量时，应该尽量选取相同规格的灯泡进行实验 D．电压表应该与待测用电器并联 解：A、为保证电路安全，连接电路时应断开开关，故A正确； B、在不确定待测电压时，应该先采用大量程试触，故B正确； C、测量时，应该尽量选取不同规格的灯泡进行实验，故C错误； D、电压表应与被测电路并联，故D正确；本题选错误的，故选C。 C 探究新知 【学习任务五】并联电路中的电压规律 如图所示，闭合开关后三个电流表的示数分别是1.5A、0.8A、0.5A，则通过L1、L2的电流分别为_____A和_____A，通过灯L1的电压_____（选填“大于”、“等于”“小于”）通过灯L2的电压。 解：图中，三个灯并联，A1测三个灯并联的总电流，A2测L2、L3并联的电流，A3测L3的电流，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过L1的电流：I1=I123-I23=1.5A-0.8A=0.7A； 通过灯L2的电流：I2=I23-I3=0.8A-0.5A=0.3A。 由于并联电路各支路两端的电压相等，所以L1两端的电压等于L2两端的电压。 故答案为：0.7；0.3；等于。 0.7 0.3 等于 探究新知 【学习任务四】运用并联电路中的电压规律计算 在如图所示的电路中，L1和L2为两只灯泡，当开关闭合后电流表A1、A2的示数分别为0.5A和0.2A，电压表V的示数为3V，求： （1）电源电压是多少？ （2）流过灯泡L1，L2的电流是多少？ 解：（1）由电路图可知，L1和L2并联，电压表测量的是L2两端的电压，由并联电路电压规律可知，L2两端的电压等于L1两端的电压，且等于电源电压。所以灯泡L1和L2两端的电压U1=U2=3V； 电源电压U=U2=3V； （2）由图可知，电流表A1测量的是干路的电流，即Ⅰ=0.5A，电流表A2测量的是L2的电流，则流过灯泡L2的电流I2=0.2A，由并联电路电流的规律可知，流过灯泡L1的电流 I1=I-I2=0.5A-0.2A=0.3A。 答：（1）电源电压是3V；（2）流过灯泡L1的电流为0.3A，流经灯泡L2的电流是0.2A。 探究新知 你怎么不怕? 快飞，你会触电的! 两只小鸟落在裸露的电线上，闭合开关时，它们会触电吗? 讨论交流 　　闭合开关，甲小鸟的两脚在同一根电线上，两点之间没有电压，没有电流流过，甲鸟不会触电；乙小鸟的两脚分别接触了电灯的两端（并联），有一定的电压，有电流流过小鸟身上，则会触电。 甲 乙 课堂小结 串、并联电路中电压的规律 串联电路中的电压规律 实验：探究串联电路中的电压规律 在串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端的电压之和。 并联电路中的电压规律 实验：探究并联电路中的电压规律 U=U1=U2 在并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端的电压相等。 U=U1+U2 1.（2025•广安区校级二模）如图所示，几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管。关于这个电路说法正确的是（　　） A．水果电池工作时将电能转化为化学能 B．多个水果串联是为了增加电路的电压 C．二极管同时发光说明它们一定是串联 D．水果串联后各水果两端电压一定相等 课堂练习 解：A、水果电池是将化学能转化为电能，故A错误； B、将多个水果电池串联起来，得到的电压是每个水果电池的电压之和，可以提高电压，故B正确； C、虽然串联是使多个二极管同时发光的一种方法，但它们也可以是并联的，并联的二极管也可以同时发光，只要每个二极管的两端都连接到电源的正负极上，故C错误； D、水果串联后各水果两端电压不一定相等，故D错误。故选：B。 点评：本题借助水果电池考查电压的作用、电源及能量的转化和串并联电路的特点，知识点较多，属于中等题。 B 2.（2023秋•岳池县期中）教室内的两盏日光灯都在正常工作，其中一盏灯L1很亮，另一盏灯L2很暗，则灯L1、L2两端的电压U1、U2的关系为（　　） A．U1＞U2　　　　　　B．U1=U2 C．U1＜U2　　　　　　D．无法确定 B 课堂练习 解：因为家庭电路中各用电器并联连接，所以教室内的两盏照明灯两端的电压相等，即U1=U2。 故选：B。 点评：本题考查并联电路中电压的规律，关键是明确家庭电路中各用电器的连接方式。 3. （2023秋•自流井区校级期中）如图所示电路中，电源电压不变，当开关S断开时，V1的示数为5V，V2的示数为8V；当开关S闭合时，V1的示数为10V，V2的示数为6V。当开关S闭合时，L2两端的电压为____V，当开关S断开时，L2两端的电压____V。 课堂练习 2 4 解：（1）当开关S闭合时，灯泡L3被短路了，电压表V1测的是L1、L2两端的总电压，也是电源电压，电压表V2测的是L1两端的总电压，所以U总=10V，U1=6V，U2=U总-U1=10V-6V=4V。 （2）当开关S断开时，电流经过L3、L2、L1，电压表V1测的是L1、L2两端的总电压，电压表V2测的是L1、L3两端的总电压，所以U1+U2=5V，U1+U3=8V； 当开关S断开时，L2两端的电压为U2=U总-（U1+U3）=10V-8V=2V 答：（1）当开关S闭合时，L2两端的电压为4V； （2）当开关S断开时，L2两端的电压为2V。 点评：本题主要考查电路的识别和串联电路电压规律的题目，属于动态电路的题型，难度中等。 4.（2023秋•青羊区校级期中）如图所示的电路中，电压表示数为4.5V。A1、A2两表示数分别为1.2A、0.9A，通过L2的电流为____A，L1两端电压为____V。​ 4.5 课堂练习 解：电路的等效电路图如图所示： 由图可知，两灯泡并联，电压表测量L1两端电压，即L1两端电压为4.5V； 又因为电流表A2测L1的电流，所以通过L1的电流等于电流表A2的示数，即0.9A；由于并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此通过L2的电流为 1.2A-0.9A=0.3A。故答案为：0.3；4.5。 点评：本题考查了串并联电路的识别和电压表电流表的正确使用，以及并联电路电流电压的特点，是一道基础题。 0.3 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业： 生活中有一些现象与串并联电路电压的规律类似。 例如下山的时候，如果两位同学都从山顶出发，到达山脚，一位同学选择了有台阶的步行路，一位同学选择了更具挑战的山路，虽然过程不同，但是他们下降的高度是一样的。 还是下山的问题，一位同学选择直接从山顶到达山脚，另外一位同学选择中途休息几次，那么第一位同学下降的高度与第二位同学几次下降的高度之和相等。与此类似，请同学们根据自己的生活经验，举例进行类比，尝试理解串并联电路中电压的规律。 谢谢聆听 谢谢聆听 $$