第3节 简单电路中电流电压的特点（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第3节 简单电路中电流电压的特点 九年级物理上册 •教科版2024年 第四章　电流、电压和电阻 学习目标 01 02 03 04 物理观念 通过学习串、并联电路中电流和电压的规律，帮助学生建立正确的电流和电压观念，理解电流和电压在电路中的传递和分配规律。 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，培养学生对科学的热爱和好奇心，培养学生的团队合作意识，使学生在探究过程中能够积极思考、勇于实践。 重点难点 ①串、并联电路中电流和电压的规律及计算方法。 ②实验探究出串并电路中的电流和电压规律。 教学重点 ①串、并联电路电流和电压规律的推导和应用。 ②能正确连接电路，能正确使用电流表和电压表，以及对实验数据的分析总结。 教学难点 课堂导入 　　通过电源转换器，家用电器以并联的方式接人电路中，而节日小彩灯有的是串联，有的是并联。 这样连接有什么好处呢？串联电路和并联电路中， 电流和电压又有什么将点？ 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 　　不可能吧！我刚买了一串小彩灯，我发现它们的亮度一样呀！ 　　靠近电源正极 附近的电流大，经过用电器后电流逐渐减小。 　　我们可以通过实验来探究，看灯泡两边的电流是不是相同。 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等。 猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等，C处的电流最大，A处的电流最小。 S L2 A B C L1 【实验】探究串联电路中各处电流的关系 猜想与假设： 演示实验 实验器材： 2.0V，2.5V灯泡各2只、电流表1只、电池2节、开关1个、导线若干。 相同规格小灯泡 规格不同小灯泡 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 1. 设计实验电路。根据电路图连接电路，把两个规格相同灯泡串联起来接到电源上。把电流表先后接入电路中A、B、C各点，测量其电流。 2. 把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题写下来。 3. 换上另外两个规格不同的小灯泡 ，再次测量并记录各点的电流。 实验过程： 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 试验次数 小灯泡L1、L2 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A 1 规格相同（2.5V） 0.24 0.24 0.24 2 规格相同（2.0V） 0.24 0.24 0.24 3 规格不同（2.5V/2.0V） 0.22 0.20 0.22 4 规格不同（2.5V/2.0V） 0.22 0.22 0.22 ...... 结论：串联电路中，电流处处相等（IC＝IB＝IA） 从宏观上看，串联电路中电流处处相等，表示串联电路中的任意截面上，每秒通过的电荷数相等。 分析论证： 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 交流与合作： 1.前面实验记录中，其中一组数据无法得出串联电路中，电流处处相等的结论，其中可能的原因是? 测电流时，电流表量程选择过大。 并联电路中电流会有怎样的规律呢？ 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 2.注意事项： ①在连接电路的过程中，开关应处于断开状态； ②要测量电流，电流表必须串联接入电路。 【学习任务一】探究串联电路中各处电流的关系 在“探究串联电路中电流大小的关系”实验中，某同学用电流表分别测出如图中A、B、C三处的电流大小。为了进一步探究A、B、C三处的电流大小的关系，总结普遍规律，他下一步的操作最合理的是（　　） A．将电源两极对调，再次测量A、B、C三处的电流 B．改变开关S的位置，再次测量A、B、C三处的电流 C．将图中两只灯泡位置对调，再次测量A、B、C三处的电流 D．换用不同规格的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流 D 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 解：A．将电源的正负极对调，不能改变电路中电阻、电压、电流，实验数据不变，不符合题意； B．改变开关的位置，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，不符合题意； C．两只灯泡的位置对调，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，不符合题意； D．更换不同的灯泡，电阻变化，电路中的电流发生变化，得出几组不同的实验数据，在分析实验数据得出结论，这样得出的实验结论具有普遍性，减小了偶然性，符合题意。 故选：D。 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 【变式训练】串联电路中的电流规律 如图所示的电路，闭合开关后发现小灯泡甲比乙亮，则三个电流表的示数关系正确的是（　　） A．I1＞I2＞I3 　　　　　　　B．I1＜I2＜I3 C．I1=I2=I3 　　　　　　　D．I1=I2+I3 D 解：如图电路为串联电路，三个电流表测量的是串联电路中不同位置的电流，根据串联电路的电流规律可知三个电流表示数相等。故C正确。 故选：C。 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 猜想1：流过A、B、C各点的电流可能相等。 猜想2：流过A、B、C各点的电流可能不相等， A处的电流等于B、C处的电流之和。 猜想与假设： 演示实验 实验器材： 2.0V，2.5V灯泡各2只、电流表1只、电池2节、开关1个、导线若干。 【实验】探究并联电路中各处电流的关系 S L1 L2 B C A 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 1. 设计实验电路。根据电路图连接电路，把两个规格相同灯泡并联起来接到电源上。把电流表先后接入电路中 A、B、C各点，测量其电流。通过测量数据看一看，有什么样的规律？ 2. 把测量数据记录在表格中，并把操作中出现的问题写下来。 3. 换上另外两个规格不同的小灯泡 ，再次测量并记录各点的电流。 实验过程： 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 相同规格小灯泡 规格不同小灯泡 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 试验次数 小灯泡L1、L2 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A 1 规格相同（2.5V） 0.44 0.22 0.22 2 规格相同（2.0V） 0.36 0.18 0.18 3 规格不同（2.5V/2.0V） 0.42 0.22 0.20 ...... 分析论证： 结论：并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。 IA＝IB +IC 【学习任务二】探究并联电路中电流的特点 在“探究并联电路电流特点”的实验中，部分电路如图所示。在已经利用电流表测得通过A点的电流为0.3A后，为完成实验探究，后续使用电流表的测量操作应该是（　　） A．再分别测量通过B点和D点的电流 B．再分别测量通过D点和E点的电流 C．再分别测量通过B点和C点的电流 D．再分别测量通过C点和E点的电流 D 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 解：在“探究并联电路电流特点”的实验中，要分别测量各支路电流大小和干路的电流大小，即用电流表测得通过A点的电流为0.3A后，再分别测量通过C点和E点的电流中。 故选：D。 【变式训练】并联电路中的电流规律 如图所示的电路中，开关S1和S2都闭合时，电流表A2和A1的读数之比为5：2， 那么通过灯泡L1和通过灯泡L2的电流之比是（　　） A．5：2 　　　　　B．3：2 C．2：3 　　　　　D．7：5 C 解：当开关S1、S2均闭合时，灯泡L1、L2是并联连接；电流表A2测量干路电流，电流表A1测量灯泡L1电流，已知电流表A2和A1的读数之比为5：2，设电流表A2的示数I=5A，则灯泡L1电流I1=2A，由干路电流等于支路电流之和可知，通过灯泡L2的电流I2=5A-2A=3A， 则通过灯泡L1和通过灯泡L2的电流之比 故选：C。 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 串联、并联电路中电流的特点 1.串联电路的电流规律 串联电路中的电流处处相等。 S L2 A B C L1 2.并联电路的电流规律 并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。 I＝I1＝I2 I＝I1+I2 探究新知一　串联、并联电路中电流的特点 讨论交流 　　如果小聪家有一台电视机、一台洗衣机、两盖照明灯，它们是并联的，工作时的电流分别是200mA、1A、300mA和500mA。如果干路电流不允许超过3A，那这些用电器可否同时使用呢? 电路为并联电路，若同时使用时 I干=I电视机+I洗衣机+I灯1+I灯2 =0.2A+1A+0.3A+0.5A=2A I干<3A 则可以同时使用。 　　在串联电路和并联电路中，电流有不同的关系，它们中的电压关系是怎样的呢? 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 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。 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 【实验】探究串联电路中电压的规律 　　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 实验思路： 演示实验 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 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： 不同规格的灯泡2只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。 实验器材： 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 实验过程： 1. 设计实验电路 并画出电路图。 2. 选用相同规格的小灯泡L1、L2连接电路。 3. 将电压表的两端分别并联在小灯泡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 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 试验次数 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： 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 并联电路中电压会有怎样的规律呢？ 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 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。 【学习任务三】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 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 【变式训练】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 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 【实验】探究并联电路中的电压规律 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。 演示实验 实验思路： 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 结论：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 试验次数 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 ...... 【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 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 【变式训练】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 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 串联、并联电路中电压的特点 1.串联电路的电流规律 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。 2.并联电路的电压规律 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 U=U1=U2 探究新知二　串联、并联电路中电压的特点 讨论交流 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? 　　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、并联电路中电流的规律 串联电路 串联电路中的电流处处相等。 表达式：I＝I1＝I2 并联电路 简单电路中电流电压的特点 并联电路干路中的电流等于各支路中电流之和。 表达式：I＝I1+I2 串、并联电路中电压的规律 串联电路 表达式：U=U1+U2 并联电路 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。 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。 表达式：U=U1=U2 课堂练习 【解析】 解：由图知，闭合开关，电流从正极出发，首先经过电流表A1，然后分成两支：一支经L1回到负极，另一支经L2、电流表A2回到负极。所以两只灯泡并联，电流表A1测量干路电流，A2测量L2支路电流。因为并联电路干路电流等于支路电流之和，所以A1选择的是0-3A量程，示数是1.8A，A2选择的是0-0.6A量程，示数是0.5A；通过L1的电流为1.8A-0.5A=1.3A。故选：D。 1.（2025•凉州区校级模拟）如图甲所示，当开关S闭合时，两只电流表的示数分别由乙、丙两图读得，则电灯L1中的电流是（　　） A．0.8A　　　　 B．0.16A C．0.52A　　　　D．1.3A D 【解析】 解：ABC、由图乙可知，电流表使用的是0～3A的量程，分度值为0.1A，示数为1A， 已知流经灯泡L1的电流为0.6A，流经L2的电流为0.4A，因为并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以电流表在干路上，小灯泡L1和L2是并联的，故AC错误、B正确； D、并联电路中干路电流等于各支路电流之和，如果将灯泡L1拧下来，电流表示数变小，故D错误。 故选：B。 课堂练习 2.（2024秋•邻水县期末）如图甲所示是电路图中的一部分，已知通过灯泡L1的电流为0.6A，通过灯泡L2的电流为0.4A，电流表的示数如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．电流表的示数为0.2A B．灯泡L1和灯泡L2是并联的 C．灯泡L1在干路上 D．如果将灯泡L1拧下来，电流表的示数不变 B 【解析】 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。 课堂练习 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。 2 4 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。​ 【解析】 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。 课堂练习 4.5 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 $