16.2 串、并联电路中电压的规律 教学设计-2025-2026学年物理人教版(2024)九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦串、并联电路中电压的规律，通过节日小彩灯串联和客厅吊灯并联的生活情景导入，联系上节课电压与电路连接知识，引导学生猜想规律，搭建从已知到未知的学习支架。 此资料以完整科学探究过程为核心，通过提出问题、设计实验（用不同规格灯泡多次实验）、数据分析归纳规律，培养科学探究与科学思维能力，结合家庭电路等实例深化物理观念，助力学生提升实验操作与问题解决能力，为教师提供可直接应用的规范教学方案。

16.2串、并联电路中电压的规律教学设计 一、核心素养目标 1物理观念：通过实验探究掌握串联、并联电路中电压的规律，理解总电压与各用电器两端电压的关系，深化对电压的认知。 2科学探究：经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、分析论证的完整探究过程，提升实验操作、数据处理和归纳总结能力，掌握控制变量法的应用。 3科学思维：通过对实验数据的分析归纳，建立串、并联电路电压规律的逻辑认知，能运用规律解释生活中的电路现象，培养抽象思维和推理能力。 4社会责任：了解串、并联电路电压规律在生活电器中的应用，树立安全用电意识，体会物理知识对改善生活、推动技术发展的作用。 二、教学重难点 1重点：串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和；并联电路中各支路两端电压相等且等于总电压；实验探究过程的规范操作与数据处理。 2难点：实验方案的设计与优化；理解串、并联电路电压规律的本质；运用规律解决实际电路问题。 三、教学过程 （一）议题导入：创设情景，提出核心议题 1情景呈现：展示家庭电路中串联的节日小彩灯和并联的客厅吊灯，提问：节日小彩灯同时亮灭，其中一个损坏后其他都不亮；客厅吊灯可独立开关，一个损坏不影响其他工作。为什么会出现这样的差异？它们两端的电压有什么不同？2核心议题提出：围绕“串联和并联电路中电压的分布有什么规律”展开本节课的探究学习。3师生互动：引导学生结合上节课电压和电路连接的知识，自由猜想串、并联电路中电压的可能规律，教师梳理学生猜想，如串联电路各用电器电压相等、串联电路总电压等于各部分电压之和、并联电路各支路电压相等，为后续探究铺垫。 （二）新知探究一：探究串联电路中电压的规律 1提出问题：串联电路中，总电压与各用电器两端的电压之间有什么关系？2猜想与假设：基于导入环节的讨论，学生提出猜想：串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。3设计实验：①实验思路：要探究串联电路总电压与各用电器电压的关系，需测量电源总电压和串联电路中各用电器两端的电压，对比数据得出结论。②控制变量：控制电路连接方式为串联，选用不同规格的灯泡（避免偶然因素），多次实验验证规律。③实验器材：电源、开关、两个不同规格的小灯泡、电压表、若干导线。④电路设计：引导学生画出实验电路图，明确电压表的连接位置——分别并联在电源两端（测总电压U）、灯泡L1两端（测电压U1）、灯泡L2两端（测电压U2）。教师点评电路图，强调电压表“并联”“正进负出”“选量程”的正确使用方法。4实验操作：①教师演示：按照设计的电路图连接电路，检查无误后闭合开关，分别测量U、U1、U2并记录数据；更换不同规格的灯泡，重复实验。②学生分组实验：每组按照实验方案进行操作，规范记录两次实验数据，教师巡视指导，及时纠正电路连接错误、电压表使用不当等问题，强调实验过程中要注意安全，避免短路。5数据分析与论证：①各小组展示实验数据，教师引导学生对比分析：第一次实验中U与U1+U2的关系，第二次实验中U与U1+U2的关系。②归纳总结：师生共同得出结论——串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和，即U=U1+U2。6师生互动：组织学生讨论“为什么要选用不同规格的灯泡并进行多次实验？”，明确多次实验可避免实验偶然性，使结论更具普遍性。 （三）新知探究二：探究并联电路中电压的规律 1提出问题：并联电路中，总电压与各支路用电器两端的电压之间有什么关系？2猜想与假设：学生结合生活经验猜想：并联电路中各支路用电器两端电压相等，且等于总电压。3设计实验：①实验思路：测量电源总电压和并联电路中各支路用电器两端的电压，对比数据验证猜想。②控制变量：控制电路连接方式为并联，选用不同规格的灯泡，多次实验验证规律。③实验器材：电源、开关、两个不同规格的小灯泡、电压表、若干导线。④电路设计：引导学生画出实验电路图，明确电压表需分别并联在电源两端（测总电压U）、支路L1两端（测电压U1）、支路L2两端（测电压U2）。4实验操作：①学生分组实验：借鉴串联电路实验的操作经验，自主完成并联电路的连接、电压测量和数据记录，更换不同规格的灯泡重复实验。②教师指导：重点关注学生并联电路的连接是否正确（避免电源短路），电压表测量不同支路电压时的接线调整是否规范。5数据分析与论证：①各小组展示实验数据，教师引导学生分析：两次实验中U与U1、U2的关系。②归纳总结：师生共同得出结论——并联电路中各支路两端的电压相等，且等于总电压，即U=U1=U2。6师生互动：设置疑问“家庭电路中各用电器都是并联的，为什么它们都能正常工作？”，引导学生结合并联电路电压规律作答，理解并联电路电压规律在生活中的应用价值。 （四）重点知识归纳概括 1串联电路电压规律：①规律内容：串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。②表达式：U=U1+U2（多用电器串联时为U=U1+U2+…+Un）。③关键理解：串联电路中各用电器分压，电压分配与电阻有关（后续学习），不同规格用电器两端电压可能不同，但总电压等于各部分电压之和。2并联电路电压规律：①规律内容：并联电路中各支路两端的电压相等，且等于总电压。②表达式：U=U1=U2（多支路并联时为U=U1=U2=…=Un）。③关键理解：并联电路中各用电器两端电压不受支路数量、用电器规格的影响，均等于电源总电压。3实验探究要点：①实验核心：通过测量不同位置的电压，对比数据归纳规律。②注意事项：电路连接正确，避免短路；电压表并联在被测电路两端，正进负出；选用不同规格用电器多次实验，避免偶然性。用黑色字体突出上述核心知识点，帮助学生梳理记忆。 （五）规律应用：解决实际问题 1情景应用一：节日小彩灯串联，已知电源电压为36V，共有20个小彩灯串联，每个小彩灯两端的电压是多少？引导学生运用串联电路电压规律计算：U1=U/n=36V/20=1.8V。2情景应用二：家庭电路中，台灯和空调并联在220V的电源上，台灯两端的电压是多少？空调两端的电压是多少？结合并联电路电压规律作答：两者电压均为220V。3师生互动：组织学生分组讨论生活中其他运用串、并联电路电压规律的实例，每组分享一个案例并解释原理，深化对规律的理解和应用能力。 （六）练习巩固 情景材料：某智能家居控制系统中，包含多个串联和并联的用电模块。其中，走廊的感应灯由两个规格相同的LED灯串联组成，电源电压为12V；客厅的主灯和辅助灯采用并联连接，接入家庭电路中正常工作，家庭电路电压为220V。在电路维护过程中，需要准确掌握串、并联电路的电压规律，才能确保各模块正常工作。 1下列关于串联电路电压规律的说法，正确的是【】 A串联电路中各用电器两端电压一定相等 B串联电路中总电压一定大于任何一个用电器两端的电压 C串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和 D串联电路中总电压与各用电器两端电压之和无关 2关于上述情景中走廊感应灯的电压，下列计算正确的是【】 A每个LED灯两端电压为24V B每个LED灯两端电压为12V C每个LED灯两端电压为6V D两个LED灯两端电压之和为6V 3下列关于并联电路电压规律的说法，错误的是【】 A并联电路中各支路两端电压相等 B并联电路中总电压等于各支路两端电压 C并联电路中支路数量越多，各支路电压越小 D并联电路中各支路电压与用电器规格无关 4上述情景中，客厅主灯和辅助灯并联工作，下列说法正确的是【】 A主灯两端电压大于辅助灯两端电压 B主灯两端电压小于辅助灯两端电压 C主灯和辅助灯两端电压均为220V D主灯和辅助灯两端电压之和为220V 5在探究串、并联电路电压规律的实验中，下列操作正确的是【】 A测量电压时，电压表串联在电路中 B实验中选用相同规格的用电器进行多次实验 C连接电路时，开关应处于断开状态 D实验结束后，先整理器材再断开开关 6如图所示（虚拟电路图：L1和L2串联，电源电压为9V，L1两端电压为3V），则L2两端的电压为【】 A3V B6V C9V D12V 7某电路中有两个用电器并联，电源电压为6V，其中一个用电器两端电压为6V，则另一个用电器两端电压为【】 A3V B6V C12V D无法确定 8下列关于串、并联电路电压规律的应用，正确的是【】 A串联电路中，各用电器电压一定相同，可用于均匀分压 B并联电路中，各支路电压相同，可使多个用电器独立工作且额定电压相同 C家庭电路中，所有用电器串联，保证各用电器电压相等 D手电筒中，电池串联是为了使各电池两端电压相加，提高总电压 9情景材料：某实验小组探究串联电路电压规律，选用电源电压为6V，两个不同规格的灯泡L1和L2串联，实验数据如下表所示： 实验次数灯泡规格电源电压U/VL1两端电压U1/VL2两端电压U2/VU1+U2/V 1L1（2.5V）、L2（3.8V）62.23.86.0 2L1（2.5V）、L2（5V）61.84.26.0 请根据上述数据回答下列问题： （1）分析实验数据，可得出串联电路电压的什么规律？ （2）第一次实验中，L1的额定电压为2.5V，但实际测量电压为2.2V，原因是什么？ （3）若将L1和L2改为并联，接在6V电源上，L1和L2两端的电压分别为多少？ 10情景材料：小明家客厅有一盏主灯和两盏壁灯，均并联在家庭电路中，正常工作时电压均为220V。某天，主灯正常工作，但两盏壁灯都不亮，小明用电压表测量壁灯两端电压，发现电压表示数为0V。 （1）壁灯两端电压为0V，结合并联电路电压规律，可能的原因是什么？ （2）请设计一个简单的实验方案，验证你的猜想。 （3）若壁灯所在支路断路，用电压表测量壁灯两端电压，示数会是多少？请解释原因。 （七）课堂小结 1学生总结：引导学生自主梳理本节课核心内容，包括串联和并联电路的电压规律、实验探究的过程与方法、规律的实际应用。2教师补充：强化串、并联电路电压规律的表达式和关键理解，梳理实验探究的核心步骤，强调运用规律解决实际问题的思路，呼应开篇提出的核心议题。3师生互动：通过提问巩固知识点，如“串联电路电压规律是什么？”“并联电路中各支路电压与总电压的关系是什么？”“探究实验中多次实验的目的是什么？”，确保学生掌握重点内容。 四、练习答案及解析 1答案：C解析：串联电路中各用电器两端电压不一定相等，与用电器规格有关，A错误；总电压等于各用电器电压之和，可能大于、等于（规格相同）单个用电器电压，B错误；C符合串联电路电压规律，正确；D错误。 2答案：C解析：串联电路总电压等于各用电器电压之和，两个规格相同的LED灯串联，总电压12V，每个灯两端电压U1=12V/2=6V，C正确。 3答案：C解析：并联电路中各支路电压相等且等于总电压，与支路数量无关，C错误；A、B、D均符合并联电路电压规律，正确。 4答案：C解析：家庭电路电压为220V，并联电路各支路电压等于总电压，故主灯和辅助灯两端电压均为220V，C正确。 5答案：C解析：电压表应并联在电路中，A错误；实验应选用不同规格用电器多次实验，避免偶然性，B错误；连接电路时开关断开，保障安全，C正确；实验结束应先断开开关再整理器材，D错误。 6答案：B解析：串联电路总电压等于各用电器电压之和，L2两端电压U2=U-U1=9V-3V=6V，B正确。 7答案：B解析：并联电路各支路电压相等且等于总电压，电源电压6V，故另一个用电器两端电压也为6V，B正确。 8答案：B解析：串联电路各用电器电压不一定相同，A错误；并联电路各支路电压相同，可使多个额定电压相同的用电器独立工作，B正确；家庭电路中用电器并联，C错误；手电筒电池串联是为了提高总电压，使灯泡正常工作，但其原理是串联电路总电压等于各电池电压之和，并非“各电池两端电压相加”（电池串联时各电池电压相等，总电压为单节电压乘以节数），D表述不准确，错误。 9答案：（1）串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和。（2）原因是串联电路中各用电器分压，电压分配与用电器电阻有关，L1和L2规格不同，电阻不同，故实际电压与额定电压不同；同时电源电压可能存在微小偏差，或测量存在误差。（3）L1和L2两端电压均为6V。解析：（1）分析表格数据，两次实验中U1+U2均等于电源电压U，故得出串联电路电压规律；（2）串联电路分压与电阻相关，不同规格用电器电阻不同，实际电压不同，同时存在电源电压偏差或测量误差；（3）并联电路各支路电压等于总电压，电源电压6V，故两灯电压均为6V。 10答案：（1）可能的原因是壁灯所在支路断路，或壁灯被短路（但主灯正常工作，故短路可能性较小，更可能是支路断路）。（2）实验方案：断开家庭电路总开关，卸下其中一盏壁灯的灯泡，将电压表并联在该壁灯两端，闭合总开关和壁灯开关，观察电压表示数；若电压表示数为220V，则说明该支路断路；若电压表示数为0V，则检查另一盏壁灯或支路其他部位。（3）示数为220V。原因：壁灯所在支路断路时，电压表通过主灯所在支路与电源两极相连，测量的是电源电压，故示数为220V。 学科网（北京）股份有限公司 $