第2节 串、并联电路中电压的规律（培优教学课件）物理人教版2024九年级全一册

第十六章 电压 电阻 九年级全一册•人教版 第2节 串、并联电路中电压的规律 我国西部地区的水能和煤炭资源丰富，可以用来大量发电。为了把这些电能输送到数千千米以外电力紧缺的东部地区，同时减少损耗，人们采用了一种叫作特高压输电的方式。 2018年，我国新疆昌吉至安徽古泉建成了目前世界上电压等级最高、输送容量最大、输送距离最远、技术最先进的特高压直流输电工程。 通过这一章的学习，我们将了解电压是什么，它有什么作用。 1. 说明: ppt使用高质量视频，资源比较大，约90MB。 ppt共有50张、2段视频，可根据需要选择点播。 2. 视频资源： ①实验演示——《探究串联电路电压的规律》 ②实验演示——《探究并联电路电压的规律》 3. 免责追责：视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 ppt版权归本工作室，如涉及侵权问题，将追究责任。 老师同学 致 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? 导入新课 学习目标 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。 重点难点 学习内容 1. 串联电路的电压规律 2. 并联电路的电压规律 3. 课堂总结 4. 练习与应用 5. 提升训练 一、串联电路的电压规律 第2节 串、并联电路中电压的规律 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。 S L2 A B C L1 UAB UBC UAC 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：…… S L2 A B C L1 UAB UBC UAC 一、串联电路的电压规律 （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。 S L2 A B C L1 UAB UBC UAC 一、串联电路的电压规律 （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。 一、串联电路的电压规律 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 一、串联电路的电压规律 （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。 一、串联电路的电压规律 实验演示——《探究串联电路电压的规律》 一、串联电路的电压规律 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 一、串联电路的电压规律 这个结论也适用于由多个小灯泡组成的串联电路。 3. 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 一、串联电路的电压规律 （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）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） 一、串联电路的电压规律 【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？ 【解析】（1）V1的示数为1.3V，因此L1两端的电压U1是1.3V； （2）V2的示数为1.7V，因此L2两端的电压U2是1.7V； （3）由于两灯泡串联，根据串联电路两端电压等于各部分电压之和，可知L1、L2串联的总电压U=U1+U2=1.3V+1.7V=3V （4）电源电压等于L1、L2串联的总电压，所以电源电压是3V。 一、串联电路的电压规律 【例题2】小顺利用图所示电路“探究串联电路的电压规律”。 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和. 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 （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________。 得出普遍规律 L2断路 见解析 一、串联电路的电压规律 【解析】（1）电压表与待测电路并联，电压表 测AB间的电压，电压表与灯L1并联，如图所示。 （2）为避免实验的偶然性，得出普遍性的结论，选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同，目的是得出普遍性的规律。 （3）两电阻串联，电压表测L1的电压，连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电路可能断路，电压表（测L1的电压）示数为零，说明电压表与电源没有连通，则电路故障可能是L2断路，造成整个电路断路。 （4）分析表中数据可得 2.0V+4.0V=6.0V 3.5V+2.5V=6.0V 4.5V+1.5V=6.0V 可以得出结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 一、串联电路的电压规律 二、并联电路的电压规律 第2节 串、并联电路中电压的规律 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 在图所示的串联电路中，灯L1两端的电压U1、灯L2两端的电压U2与总电压U之间有什么关系？ （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：…… L1 L2 U1 U U2 （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。 L1 L2 U1 U U2 二、并联电路的电压规律 （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。 二、并联电路的电压规律 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 二、并联电路的电压规律 （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=1.5V。 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。 二、并联电路的电压规律 实验演示——《探究并联电路电压的规律》 二、并联电路的电压规律 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 二、并联电路的电压规律 这一结论也适用于由多个小灯泡组成的并联电路。 【例题3】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。 2.6 相等 二、并联电路的电压规律 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________； 二、并联电路的电压规律 【解析】 （1）探究并联电路中电压的规律，两灯并联，电压表与待测电路并联，电源电压为3V，故电压表选用小量程与灯L1并联，如图所示. （2）因电源电压为3V，故电压表选用0~3V量程，则分度值是0.1V，由图乙知示数为2.6V，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，说明并联电路总电压与各用电器两端的电压相等。 【例题4】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？ 二、并联电路的电压规律 二、并联电路的电压规律 【解析】 （1）当S闭合，S1断开时，只有R2连入电路， 电压表测电源电压，则电源电压为3V。 （2）当S、S1都闭合，R1与R2并联，电压表测电源电压，电流表测干路电流，因并联电路各支路两端电压相等，则R1两端电压U1=U=3V 因并联电路两电阻互不影响，则通过R2的电流仍为0.4A，则此时通过R1的电流为I1=I-I2=1A﹣0.4A=0.6A 三、课堂总结 第2节 串、并联电路中电压的规律 三、课堂总结 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 表达式 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 L1 L2 U1 U U2 S L2 A B C L1 U U1 U2 U＝U1+U2 U＝U1=U2 四、练习与应用 第2节 串、并联电路中电压的规律 1. 某同学在按图测量出小灯泡L1两端的电压后，还需要测量小灯泡L2两端的电压。为节约时间，他准备把电压表接在A接线柱的导线改接到B接线柱，让电压表跟L2并联。这种做法是否可行?为什么? 【解析】 把接在A接线柱的导线改接到B接线柱时，电压表的正负接线柱会接反，指针反向偏转，可能打弯指针损坏电压表，故这种做法是不行的。 四、练习与应用 2. 一个用电器工作时，要求电源电压是6V。如果用全新的干电池作为电源，需要把几节串联起来？如果用铅蓄电池作为电源，需要把几块串联起来？ 【解析】 n1=U/U1=6V/1.5V=4； n2=U/U2=6V/2V=3； 提示：一节新干电池的电压是1.5V，相同干电池串联时，串联电池的总电压等于各节干电池的电压之和； 一块蓄电池的电压是2V，相同蓄电池串联时，串联电池的总电压等于各个蓄电池的电压之和。 四、练习与应用 3. 在如图甲所示的电路图中，电源电压为6V，请用笔画线表示导线在图乙中按电路图连线。如果电压表V2的示数为2.4V，灯泡L1两端的电压是多少? 【解析】灯泡L1两端的电压是U1=U-U2=6V-2.4V=3.6V 四、练习与应用 4. 如图所示，在探究并联电路电压的关系时，某同学想把两个灯泡并联起来，用电压表测量并联电路的总电压，请你用笔帮他画出连接的电路。 四、练习与应用 【解析】 图甲是并联电路，各支路两端的电压相等，都等于电源电压，所以电压表V1、V2、V的示数都应为2.5V。图乙所示电路V的示数应为6.3V。 在乙图中，由于两盏电灯是串联的，串联电路的总电压等于各部分电路两端的电压之和，所以总电压是6.3V。 5. 在图甲所示的电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2.5V，V2的示数应为______V，V的示数应为_____V。在图乙所示的电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2.5V，V2的示数为3.8V，V的示数应为______。 2.5 2.5 6.3 四、练习与应用 6. 请你设计一个表格，对比电流表和电压表在使用方面的相同之处和不同之处。 电表 电压表 电流表 连接方式 与电源相连 相同点 ①使用前要调零，弄清分度值、量程。 ②使用时要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出； ③都要选择合适的量程，使指针稳定后再读数. 绝对不允许不经用电器 直接接在电源两极上 能够直接并联 在电源两极上 串联在被测电路中 并联在被测电路两端 四、练习与应用 7. 某同学按图连接好电路，闭合开关后把电压表依次接在a、b，b、c，c、d，d、e，e、a两端，测得的电压分别为0、3V、0、0、3V。 （1）此时a、c两端的电压是多少? （2）此时b、d，b、e， a、e两端的电压分别是多少? （3）若要测量图中小灯泡两端的电压，电压表有哪几种连接方式? （4）你能否对第（3）问中的各种方式形成一个概括性的结论? 四、练习与应用 四、练习与应用 【解析】（1）a、c两端电压 Uac=Uab+Ubc=0+3V=3V （2）此时b、d，b、e， a、e两端的电压分别是 Ubd=Ubc+Ucd=3V+0=3V Ube=Ubc+Ucd+Ude=3V+0+0=3V Uae=3V （3）若要测量图中小灯泡两端的电压，电压表有6种连接方式：分别并联在bc、bd、be（或ac、ad、ae ）两端。 （4）导线与开关（闭合）上的电压都为0，可不考虑。灯泡两端的电压就是电源电压。 五、提升训练 第2节 串、并联电路中电压的规律 【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。 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。 串 25 0.2 五、提升训练 【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. 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。 五、提升训练 【解析】由电路图可知，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。故选C。 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 C  五、提升训练 【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。 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 D 五、提升训练 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 B 五、提升训练 【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。 五、提升训练 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） UAB+UBC=UAC 负 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 2 电压表换用小量程 五、提升训练 五、提升训练 【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 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$