13.6 《串联、并联电路中电压的特点》课时教案-2025--2026学年沪粤版九年级上册物理

13.6 《串联、并联电路中电压的特点》课时教案 学科 初中物理 年级册别 九年级上册 共1课时 教材 沪粤版九年级物理上册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容是“电流与电压”单元中的核心章节，承接前一节“串联、并联电路中电流的特点”，进一步探究电压在串并联电路中的分布规律。教材通过两个必做实验——“探究串联电路中电压的特点”和“探究并联电路中电压的特点”，引导学生经历“提出问题—设计实验—获取数据—分析结论”的完整科学探究过程。教材不仅呈现了实验操作步骤与数据记录表，还设置了具有思维挑战性的图题（如图13-6-4、13-6-5、13-6-6），有效培养学生的电路分析能力与逻辑推理能力。该内容为后续学习欧姆定律奠定基础，是理解电学系统性知识的关键环节。 学情分析 九年级学生已掌握基本电路连接方法，能正确使用电流表、电压表，具备一定的实验操作技能。但对电压的本质理解仍停留在“电势差”的抽象概念层面，难以建立“电压分压”与“电压等压”的直观认知。部分学生存在将电压与电流混淆的误区，例如误认为串联电路中各灯泡电压相等，或并联支路电压因灯泡规格不同而变化。此外，学生在读图、识图方面存在困难，尤其面对多电压表共存的复杂电路图时，容易出现接线错误、极性判断失误等问题。针对上述情况，教师需借助情境化任务、可视化实验与对比探究，帮助学生突破认知障碍，构建正确的电学模型。 课时教学目标 物理观念 1. 能够准确描述串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，即U = U₁ + U₂；并能解释并联电路中各支路电压相等且等于电源电压的原因，即U₁ = U₂ = U。 2. 理解电压在电路中的作用机制，认识到电压是推动电荷定向移动的动力，其大小由电源决定，并在电路中按路径分配或保持一致。 科学思维 1. 能通过实验数据归纳出电压规律，运用归纳法从具体现象中提炼普遍规律，发展逻辑推理能力。 2. 能结合电路图分析多电压表共存时的测量关系，识别电表连接方式是否正确，提升图像解读与空间想象能力。 科学探究 1. 能独立设计实验方案，选择合适的器材，规范连接电路，完成电压测量与数据记录，形成严谨的实验习惯。 2. 能在实验过程中观察变量控制（如更换不同规格灯泡、调整电源电压）的影响，理解“多次测量求平均值”在验证规律中的必要性。 科学态度与责任 1. 在实验操作中遵守安全规范，正确使用电压表，避免反接、超量程等错误行为，养成良好的实验素养。 2. 能关注废旧电池对环境的危害，主动参与社区环保行动，树立可持续发展意识。 教学重点、难点 重点 1. 掌握串联电路中总电压等于各部分电压之和的规律，并能应用于实际问题计算。 2. 理解并联电路中各支路电压相等且等于电源电压的原理，能根据电路结构判断电压关系。 难点 1. 正确判断多电压表共存电路中各电表所测对象，尤其是当多个电压表同时接入同一电路时，区分测量的是哪一段电压。 2. 在实验中合理控制变量，理解为何要更换不同规格灯泡或电源电压重复实验，从而增强结论的普适性。 教学方法与准备 教学方法 议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 电源、开关、小灯泡（不同规格）、导线若干、电压表（3个）、滑动变阻器、实验记录表、多媒体课件、实物投影仪 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：点亮“智慧灯塔”——开启电压探索之旅【5分钟】 一、创设真实情境，激发探究欲望 （一）、播放动画视频：城市夜晚灯光秀背后的秘密 1. 教师播放一段城市夜景灯光秀的短视频，画面中高楼大厦灯火通明，霓虹闪烁，街道上的路灯依次亮起，形成美丽的光带。 2. 提问引导：“同学们，你们知道这些灯是如何被统一控制的吗？为什么有的灯特别亮，有的稍暗？它们之间的‘电力’是怎么分配的？” 3. 引出核心问题：“如果我们将这些灯串联起来，它们的亮度会一样吗？它们两端的电压又有什么规律呢？” 4. 教师顺势展示一张简化电路图：两盏灯L₁、L₂串联，接在电源两端，中间有三个电压表分别测量AB、BC、AC之间的电压，提问：“这三个电压表读数之间可能存在什么关系？” 5. 告知学生：今天我们将化身“电路侦探”，破解电压的秘密，完成一项重要任务——修复一座即将熄灭的“智慧灯塔”电路系统。 6. 展示课题板书：“13.6 串联、并联电路中电压的特点”，并强调：“每一个电压读数都是解开谜题的关键线索！” 二、任务驱动，明确探究方向 （一）、发布“灯塔修复任务卡” 1. 教师将学生分为四个小组，每组发放一份“任务卡”，内容如下： - 任务1：探究串联电路中电压规律——找出总电压与分电压的关系。 - 任务2：探究并联电路中电压规律——验证各支路电压是否相等。 - 任务3：解决“灯塔电路故障”——根据图13-6-6，计算V₁的示数并标出极性与电流方向。 2. 强调：“只有成功完成三项任务，才能重启灯塔，恢复城市的光明。” 3. 分发实验材料包，包括电源、开关、灯泡（2.5V/3.8V）、电压表、导线等，提醒注意安全操作规范。 1. 观看视频，感受灯光之美。 2. 思考教师提出的问题，初步表达自己的猜想。 3. 明确本节课的学习任务，进入角色扮演状态。 4. 拆封实验材料包，确认器材齐全。 探究实验一：揭开串联电路的电压之谜【12分钟】 一、提出问题，建立猜想 （一）、展示图13-6-1：串联电路的电压结构图 1. 教师在投影仪上展示教材图13-6-1，清晰标注A、B、C三点，L₁位于AB段，L₂位于BC段，整个电路为AC段。 2. 提问：“在该串联电路中，灯泡L₁两端的电压记为U₁，L₂两端的电压记为U₂，而L₁与L₂串联后的总电压记为U。请问U、U₁、U₂之间可能存在怎样的数量关系？” 3. 鼓励学生大胆猜测：可能是U = U₁ + U₂？U = U₁ = U₂？还是其他关系？ 4. 教师记录各组猜想，写在黑板上，形成“初始假设库”。 5. 引导学生思考：“我们如何验证这些猜想？需要哪些实验器材？” 6. 引导学生回顾电压表的使用规则：必须并联接入待测电路，注意正负极接线柱，选择合适量程。 二、设计实验，规范操作 （一）、分组设计实验电路图 1. 教师引导学生参考教材图13-6-2，绘制三个测量点的电路图： - 第一个电路：电压表并联在L₁两端，测量U₁； - 第二个电路：电压表并联在L₂两端，测量U₂； - 第三个电路：电压表并联在AC两端，测量总电压U。 2. 教师巡视指导，纠正错误画法，如电压表串联、极性接反等。 3. 强调实验注意事项： - 连接电路前，开关必须断开； - 闭合开关前，检查电路是否短路或断路； - 读数时视线应垂直于表盘刻度线； - 实验结束后，先断开开关，再拆线。 （二）、进行实验，收集数据 1. 学生分组开始实验，教师巡回指导，重点关注以下几点： - 是否正确使用电压表？ - 是否记录了完整的三组数据？ - 是否更换了不同规格的灯泡（如2.5V与3.8V）？ - 是否改变了电源电压（如从3V换到6V）？ 2. 教师提醒：“一次实验结果可能偶然，我们要通过改变条件来验证规律的普遍性。” 3. 指导学生填写表13-6-1，要求精确到小数点后一位。 4. 教师收集各组数据，用实物投影仪展示典型数据案例，供全班分析。 1. 观察电路图，思考U、U₁、U₂的关系。 2. 小组讨论，提出猜想并记录。 3. 分工协作，绘制实验电路图。 4. 按照电路图连接实物电路，确保电压表并联且极性正确。 5. 测量U₁、U₂、U，记录数据于表格中。 评价任务 实验操作规范：☆☆☆ 数据记录完整：☆☆☆ 猜想合理科学：☆☆☆ 设计意图 通过真实情境引入，激发学生兴趣，使抽象的电压规律具象化；通过任务驱动，赋予学习目标以意义感；通过小组合作与自主设计，培养学生科学探究能力与团队协作精神；通过多次实验变量控制，强化“规律需经反复验证”的科学态度。 探究实验二：揭秘并联电路的电压之谜【10分钟】 一、类比迁移，提出问题 （一）、对比串联与并联电路结构 1. 教师展示并联电路图（图13-6-3），指出L₁与L₂分别连接在A、B两点之间，形成两条独立支路。 2. 提问：“在并联电路中，L₁两端的电压U₁和L₂两端的电压U₂是否相等？它们与电源电压U又有何关系？” 3. 引导学生类比串联电路的探究思路，提出“我们也来设计实验，测量三处电压。” 4. 强调：“这次我们要更关注‘等压’现象，看看是否真的处处相等。” 二、动手实验，验证规律 （一）、设计实验方案 1. 教师引导学生设计实验电路图，明确测量点： - 电压表V₁测量L₁两端电压U₁； - 电压表V₂测量L₂两端电压U₂； - 电压表V测量A、B间电压U。 2. 学生分组绘制电路图，教师巡视纠错，重点检查电压表是否均并联在对应支路或电源两端。 3. 提醒：“注意不要让电压表串联在电路中，否则会烧坏电表。” （二）、进行实验，分析数据 1. 学生按电路图连接电路，闭合开关，读取三组电压值。 2. 教师引导学生观察数据： - U₁与U₂是否接近？ - U与U₁、U₂是否相等？ 3. 教师提问：“为什么并联电路中各支路电压相等？” 4. 引导学生从电路结构角度理解：因为所有支路都直接连接在电源两极之间，相当于每个支路都“共享”同一个电压源。 5. 教师板书结论公式：U₁ = U₂ = U，并强调这是并联电路的基本特征之一。 1. 观察并联电路结构，提出假设。 2. 小组合作设计实验电路图。 3. 连接电路，测量U₁、U₂、U。 4. 记录数据，发现U₁ ≈ U₂ ≈ U，得出初步结论。 评价任务 电路连接正确：☆☆☆ 数据一致性好：☆☆☆ 规律总结准确：☆☆☆ 设计意图 通过类比串联电路的探究方式，实现知识迁移，降低认知负荷；通过实测数据对比，让学生从“看到”走向“悟到”；通过教师引导下的深度追问，帮助学生从现象上升到本质，理解“等压”的物理根源，发展科学思维。 应用拓展：破解“灯塔电路故障”【8分钟】 一、分析图13-6-6：多电压表测量电路 （一）、展示电路图，引导读图 1. 教师在投影仪上展示教材图13-6-6，清晰标注： - 电压表V测的是电源两端电压，示数为12V； - 电压表V₂测的是L₂两端电压，示数为4V； - 电压表V₁测的是L₁两端电压，待求。 2. 提问：“根据串联电路电压规律，你能算出V₁的示数吗？” 3. 引导学生列出关系式：U = U₁ + U₂ → 12V = U₁ + 4V → U₁ = 8V。 4. 教师强调：“这是一道典型的串联电路电压计算题，关键是识别出这是一个串联电路。” 二、标出电表极性与电流方向 （一）、判断电压表极性 1. 教师提问：“电压表V显示12V，它的‘+’接线柱应该接在哪边？” 2. 引导学生回忆：“电压表的‘+’端应接在电势高的一端。” 3. 分析：电源正极为高电势，因此V的‘+’接电源正极，‘-’接负极。 4. 同理，V₂测L₂电压，L₂靠近电源正极的一端电势高，故V₂的‘+’接L₂左侧，‘-’接右侧。 5. V₁同理：L₁左侧电势高，‘+’接左侧，‘-’接右侧。 （二）、标出电流方向 1. 教师提问：“电流从哪里流入，从哪里流出？” 2. 引导学生从电源正极出发，沿导线流向L₁→L₂→电源负极。 3. 在电路图中标注箭头，表示电流方向。 4. 强调：“电流方向始终由高电势指向低电势。” 1. 识别电路结构为串联。 2. 运用U = U₁ + U₂公式，计算V₁示数为8V。 3. 在图中标注电压表的“+”“-”极性。 4. 用箭头标出电流方向，从电源正极出发，经L₁、L₂流向负极。 评价任务 计算准确无误：☆☆☆ 极性标注正确：☆☆☆ 方向判断合理：☆☆☆ 设计意图 将理论知识应用于真实问题情境，提升学生的综合应用能力；通过图题训练，强化学生对电路图的理解力与空间感知力；通过极性和方向标注，巩固电表使用规则与电学基本概念，实现“学以致用”。 总结提升：点亮“智慧灯塔”【5分钟】 一、归纳规律，形成体系 （一）、引导学生回顾两大规律 1. 教师在黑板上用彩色粉笔板书： - 串联电路：U = U₁ + U₂（总电压=分电压之和） - 并联电路：U₁ = U₂ = U（各支路电压相等） 2. 提问：“为什么会有这样的差异？” 3. 引导学生从路径角度理解：串联路径单一，电压逐段分配；并联路径独立，电压同步供给。 二、升华主题，落实责任 （一）、引入课外活动任务 1. 教师播放一段废旧电池污染环境的纪录片片段，展示重金属渗入土壤、水源的危害。 2. 提问：“我们每天使用的干电池，用完之后该怎么处理？” 3. 布置“环保调查任务”： - 调查所在小区或学校是否有废旧电池回收箱； - 访问环卫工人或物业人员，了解回收流程； - 撰写一份《废旧电池回收现状报告》，下节课分享。 4. 结束语：“今天的每一次实验，都在为我们守护地球的未来积累能量。愿每一位同学都成为‘绿色电路’的守护者！” 1. 回顾串联与并联电压规律，形成知识网络。 2. 反思实验过程，反思自身不足。 3. 记录课外任务，准备开展调查。 评价任务 规律记忆牢固：☆☆☆ 责任意识增强：☆☆☆ 任务理解清晰：☆☆☆ 设计意图 通过系统性总结，构建完整的知识框架，促进知识内化；通过情感升华，将物理学习与社会责任相结合，体现“科学育人”的理念；通过实践任务延伸课堂，实现跨学科融合，培养公民意识。 作业设计 一、基础巩固题 1. 在串联电路中，若电源电压为9V，L₁两端电压为3.5V，则L₂两端电压为多少伏？请写出计算过程。 2. 在并联电路中，若L₁两端电压为6V，那么L₂两端电压是多少？为什么？ 3. 判断下列说法是否正确，并说明理由： a. 串联电路中，各用电器两端电压一定相等。 b. 并联电路中，各支路电压相等，等于电源电压。 c. 电压表必须串联在电路中才能测量电压。 4. 请在图13-6-4中，标出电压表V₁、V₂、V₃的“+”“-”极性，并判断哪个电压表读数最大？ 二、能力提升题 5. 如图13-6-6所示，若电压表V的示数为15V，电压表V₂的示数为5V，求电压表V₁的示数，并标出所有电压表的正负极及电流方向。 6. 某同学在连接电路时，将电压表并联在灯泡L₁两端，但发现指针反向偏转。请分析原因，并说明正确的接法。 7. 请你设计一个实验方案，验证“串联电路中总电压等于各部分电压之和”的规律，写出实验器材、步骤和数据记录表格式。 三、拓展探究题 8. 查阅资料，了解锂电池的工作原理及其在新能源汽车中的应用。撰写一篇不少于200字的小论文，题目为《从电压角度看新能源汽车的能源管理》。 【答案解析】 一、基础巩固题 1. 解：根据串联电路电压规律：U = U₁ + U₂ → 9V = 3.5V + U₂ → U₂ = 5.5V。 2. 解：并联电路中各支路电压相等，因此L₂两端电压也为6V。 3. a. 错误。串联电路中，电压与电阻成正比，若灯泡规格不同，电压不相等。 b. 正确。这是并联电路的基本特点。 c. 错误。电压表必须并联在电路中，串联会导致电路不通。 4. 电压表V₁测AB段，V₂测BC段，V₃测AC段。由于AC段包含AB与BC，所以V₃读数最大。极性：V₁“+”接A，“-”接B；V₂“+”接B，“-”接C；V₃“+”接A，“-”接C。 二、能力提升题 5. 解：U = U₁ + U₂ → 15V = U₁ + 5V → U₁ = 10V。极性：V₁“+”接L₁左端，“-”接右端；V₂“+”接L₂左端，“-”接右端；V“+”接电源正极，“-”接负极。电流方向：从电源正极→L₁→L₂→电源负极。 6. 原因：电压表“+”“-”接线柱接反。正确接法：将电压表“+”接线柱接在电势高的一端（即靠近电源正极的一端），再连接。 7. 实验器材：电源、开关、两个不同规格的小灯泡、电压表、导线。 实验步骤： （1）按图连接串联电路； （2）用电压表测L₁两端电压U₁； （3）测L₂两端电压U₂； （4）测总电压U； （5）更换灯泡或电源电压，重复实验； （6）记录数据，比较U与U₁+U₂的关系。 数据记录表： 实验次数 U₁/V U₂/V U/V U₁+U₂/V 结论 1 2 3 三、拓展探究题 8. 示例：锂电池通过锂离子在正负极间的移动实现充放电，其工作电压通常为3.7V左右。在新能源汽车中，多个锂电池串联组成高压电池包，总电压可达400V以上。电压管理系统（BMS）实时监测各电池单体电压，防止过充过放，保障安全。电压稳定是电动汽车续航与性能的关键，体现了电压调控在现代科技中的核心地位。 板书设计 【主标题】13.6 串联、并联电路中电压的特点 📌 串联电路： U = U₁ + U₂ 总电压 = 分电压之和 （路径单一，电压逐段分配） 📌 并联电路： U₁ = U₂ = U 各支路电压相等 （路径独立，电压同步供给） 💡 关键词： · 并联：等压 · 串联：分压 · 电压表：并联 · 极性：高电势接“+” ⚡ 应用实例： 图13-6-6：U = 12V, U₂ = 4V → U₁ = 8V 电流方向：电源正极 → L₁ → L₂ → 负极 🌍 课外任务： 调查废旧电池回收情况，撰写报告 教学反思 成功之处 1. 以“灯塔修复”为主线贯穿全课，情境真实、任务明确，极大提升了学生参与度与学习动机。 2. 两次实验设计合理，注重变量控制，有效突破“规律普适性”这一难点，学生通过多组数据验证，增强了科学信念。 3. 图题解析深入，结合计算与标注，实现了从“知”到“会用”的跨越，学生反馈积极。 不足之处 1. 部分学生在连接多电压表电路时仍存在极性混淆问题，需加强电表使用专项训练。 2. 课外调查任务时间较紧，部分学生未能完成实地走访，后续可提供线上问卷模板辅助。 3. 对于基础较弱的学生，应在实验前增加“电压表使用微课”预习环节，提升操作成功率。 学科网（北京）股份有限公司 $