11.5 课时2 串、并联电路中电压的规律 教学设计 2026-2027学年物理北师大版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦串、并联电路中电压的规律，通过探究串联电路电压之和等于电源电压、并联电路各支路电压等于电源电压的原理，衔接电压概念、电压表使用及串并联电路连接的前期知识，搭建学习支架。 以实验探究为主线，学生经历完整科学探究过程，换用不同规格灯泡多次实验培养科学推理与归纳能力，小组合作强化团队协作与实事求是的科学态度，练习覆盖计算、故障分析等核心考点，助力学生巩固知识，提升教师教学效率。

11.5 课时2 串、并联电路中电压的规律 教案 课题 11.5 课时2 串、并联电路中电压的规律 课型 新授课（实验探究课） 课时 1课时 教材版本 北师大版九年级全一册 教学方法 实验探究法、讲授法、讨论法、归纳法 教学用具 电压表、不同规格小灯泡（若干）、电池组、开关、导线、多媒体课件 教材分析：本节是第十一章"电路、电流和电压"的第五节第二课时，是在学生学习了电压概念、电压表的使用方法以及串并联电路基本连接方式之后，通过实验探究发现串并联电路中电压规律的关键课时。本节包含两个核心知识点：串联电路的电压规律（U=U₁+U₂+…+Uₙ）和并联电路的电压规律（U=U₁=U₂=…=Uₙ），以及串联电池组的电压特点。本节以实验探究为主，引导学生经历"提出问题→猜想→设计实验→进行实验→分析数据→得出结论"的完整科学探究过程，培养学生的实验操作能力和数据分析能力，是培养学生科学探究核心素养的重要载体。串并联电路的电压规律是电学中最基本的规律之一，为后续学习欧姆定律和电路分析计算奠定坚实的实验基础。 学情分析：学生已学习了电压的概念和电压表的使用方法，掌握了串并联电路的基本连接方式，能够正确连接简单电路并使用电压表测量电压。学生通过前几节课的学习，已具备了一定的实验操作能力，能够完成"连接电路→测量电压→记录数据"的基本实验流程。但学生在实验数据的分析和归纳总结方面还存在不足，特别是从多组实验数据中归纳出一般规律的能力需要加强。并联电路电压规律的探究相对容易，因为各支路电压相等，学生容易理解；串联电路电压规律（U=U₁+U₂）虽然直观，但学生容易忽略"各用电器两端电压之和等于电源电压"这一"和"的关系，需要反复实验验证和强化。 一、核心素养目标 物理观念： 1. 通过实验探究，理解串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和的规律。 2. 通过实验探究，理解并联电路中各支路两端电压相等且等于电源电压的规律。 3. 知道串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。 科学思维： 1. 通过实验数据的分析对比，培养归纳总结和科学推理能力。 2. 通过对比串并联电路中电压规律的不同，培养分类比较的思维方法。 3. 通过电路故障分析练习，培养逻辑推理和问题解决能力。 科学探究： 1. 经历"提出问题→猜想→设计实验→进行实验→分析数据→得出结论"的完整科学探究过程。 2. 能正确使用电压表测量串并联电路中各用电器两端的电压，进一步练习连接电路和使用电压表的技能。 科学态度与责任： 1. 通过实验探究，培养实事求是的科学态度和严谨认真的实验习惯。 2. 通过小组合作完成实验，培养团队协作精神和交流表达能力。 二、教学重难点 教学重点：通过实验探究得出串、并联电路中电压的规律；串联电路：U=U₁+U₂+…+Uₙ；并联电路：U=U₁=U₂=…=Uₙ。 教学难点：串联电路电压规律的实验探究和数据分析；电路故障的综合分析判断。 三、教学过程 （一）情境导入（4分钟） 【教师活动】同学们，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。请同学们思考：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？ 节日小彩灯：串联和并联时电压关系不同 【学生活动】思考并回答：串联时可能每个灯泡分得的电压不同，并联时各灯泡电压可能相等。 【教师活动】同学们的想法很好！今天这节课，我们就通过实验来探究串并联电路中电压的规律。首先，让我们回顾一下：在一个只有一个灯泡的电路中，灯泡两端的电压与电源两端电压有什么关系？ 【学生活动】回答：在只有一个灯泡的电路中，灯泡两端电压等于电源两端电压。 【教师活动】很好！那么，如果两个不同规格的灯泡串联，两灯都能发光吗？发光亮度一样吗？为什么两灯的发光情况会不一样？串联电路电压会有什么关系？ 不同规格灯泡串联：发光亮度不同，电压关系待探究 【学生活动】观察并思考：两个灯泡的亮度不同，说明通过它们的电流虽然相同，但两端的电压可能不同。 【设计意图】通过生活中的节日小彩灯和不同规格灯泡串联的现象引入，激发学生探究电压规律的欲望，自然过渡到串联电路电压规律的实验探究。 （二）任务一：探究串联电路的电压规律（15分钟） 【过渡语】刚才我们观察到，不同规格的灯泡串联时亮度不同，这暗示了它们两端的电压可能不同。那么，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呢？让我们通过实验来探究。 提出问题与猜想 【教师活动】请同学们思考：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？请提出你的猜想。 【学生活动】猜想一：各用电器两端的电压与电源两端电压相等。猜想二：各用电器两端的电压之和与电源两端电压相等。 【教师活动】同学们提出了两种猜想。到底哪种猜想正确？我们需要通过实验来验证。科学探究的核心就是用实验数据说话。 【教师活动】在设计实验之前，请同学们先思考：实验中我们需要测量哪些电压？为什么要测量这些电压？ 【学生活动】回答：需要测量L₁两端的电压、L₂两端的电压和电源两端的电压。通过比较这三个电压之间的关系，就能找出串联电路的电压规律。 实验设计 【教师活动】实验思路：分别测出小灯泡L₁、L₂以及电源两端的电压，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。 实验电路图：测量UAB（L₁两端电压）、UBC（L₂两端电压）、UAC（电源两端电压） 【教师活动】请同学们思考：UAB、UBC、UAC分别代表哪个元件两端的电压？ 【学生活动】回答：UAB是L₁两端电压，UBC是L₂两端电压，UAC是电源两端电压。 实验过程 【教师活动】实验步骤：第一步，设计实验电路并画出电路图；第二步，选用不同规格的小灯泡L₁、L₂连接电路；第三步，将电压表的两端分别连接A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC，并设计表格记录数据；第四步，换用不同规格的两个小灯泡，重做上述实验。 测量L₁两端电压UAB的实验操作 测量L₂两端电压UBC的实验操作 测量电源两端电压UAC的实验操作 【教师活动】请同学们注意电压表的使用规则：电压表应与被测用电器并联，电流从"+"接线柱流入，从"-"接线柱流出。实验中，电压表应放在串联电路中的哪些位置进行测量呢？ 【学生活动】回答：电压表应并联在L₁两端（测UAB），并联在L₂两端（测UBC），并联在电源两端（测UAC）。 【教师活动】很好！记住，电压表要与被测电路并联，每次测量时都要注意正负接线柱的连接。 【教师活动】实验操作中，请大家特别注意：换用不同规格的小灯泡重复实验，是为了验证规律的普遍性，避免偶然性。如果只用一组灯泡进行实验，得出的结论可能不具有普遍性。 实验注意事项 【教师活动】在实验过程中，请同学们注意以下事项：1. 检查电压表的指针是否在零刻度线处。2. 连接电路时，开关应断开。3. 电路连接后，先检查电路的正确性，然后进行试触。4. 正确选择电压表的量程，电流要从电压表"+"接线柱流入，从"-"接线柱流出。5. 每次测量后先断开开关，再拆改电路。 实验数据与结论 【教师活动】请同学们观察实验数据表格，分析数据之间的关系。 【教师活动】第一组数据：UAC=2.15V，UAB=1.35V，UBC=0.80V。计算：1.35V+0.80V=2.15V，UAC=UAB+UBC。第二组数据：UAC=2.18V，UAB=1.36V，UBC=0.80V。计算：1.36V+0.80V=2.16V≈2.18V，UAC≈UAB+UBC。第三组数据：UAC=2.20V，UAB=1.10V，UBC=1.10V。计算：1.10V+1.10V=2.20V，UAC=UAB+UBC。 实验数据表格：三组数据验证U=U₁+U₂ 【学生活动】分析数据得出结论：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和，即U=U₁+U₂。 【教师活动】总结得很好！实验结论：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和。用公式表示为：U=U₁+U₂+U₃+…+Uₙ。 【知识点】串联电路电压规律：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和。公式：U=U₁+U₂+U₃+…+Uₙ。 串联电池组 【教师活动】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。请同学们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？ 【学生活动】分析实验数据：串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。 【教师活动】正确！串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。因此，当我们需要较高电压时，可以将多节电池串联起来使用。 【知识点】串联电池组：串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。 【理解要点】串联电路电压规律的理解：串联电路就像一个"分压电路"，电源电压被各个用电器分担。各用电器两端电压之和等于电源电压，但各用电器分得的电压不一定相等。用电器两端电压的大小取决于用电器的电阻等因素。不同规格的灯泡串联时，它们两端的电压不同，所以亮度不同。 例题精讲 【教师活动】例1：在如图所示电路中，闭合开关S后电压表V₁的示数为2.5V，V₂的示数为4.5V，则电路的电源电压为____V，灯L₂两端电压为____V。 【学生活动】分析：由电路图可知，V₂测电源电压UAC=4.5V，V₁测L₁两端电压UAB=2.5V。由串联电路电压规律U=U₁+U₂，得：U₂=U-U₁=4.5V-2.5V=2.0V。所以电源电压为4.5V，灯L₂两端电压为2V。 【教师活动】分析得很正确！这道题的关键是：①判断电压表分别测量的是哪部分电压；②应用串联电路电压规律U=U₁+U₂进行计算。 【过渡语】通过实验探究，我们得出了串联电路的电压规律。那么，并联电路中的电压规律是怎样的呢？接下来我们继续通过实验来探究。 （三）任务二：探究并联电路的电压规律（13分钟） 提出问题与猜想 【教师活动】请同学们思考：并联电路中，各支路用电器两端电压与电源两端电压有什么关系？请提出你的猜想。 并联电路电压规律探究：提出问题与猜想 【学生活动】猜想一：各支路两端的电压与电源两端电压相等。猜想二：各支路两端的电压之和与电源两端电压相等。 【教师活动】同学们提出了两种猜想。并联电路的各支路是并列连接在电源两端的，从直觉上看，各支路电压应该等于电源电压。但科学需要用实验来验证。 实验设计 【教师活动】实验思路：分别测出小灯泡L₁、L₂以及电源两端的电压，就可以找出并联电路中各支路用电器两端电压与电源两端电压的关系。 并联电路实验电路图：测量L₁、L₂及电源两端电压 实验过程 【教师活动】实验步骤：第一步，设计实验电路并画出电路图；第二步，选用不同规格的小灯泡L₁、L₂连接电路；第三步，测量L₁、L₂以及电源两端的电压，并设计表格记录数据。请同学们思考：电压表应放在并联电路中的哪些位置进行测量？ 【学生活动】回答：电压表应并联在L₁两端（测支路电压U₁），并联在L₂两端（测支路电压U₂），并联在电源两端（测电源电压U）。 【教师活动】第四步，换用不同规格的小灯泡，重做上述实验。 【教师活动】请同学们注意：并联电路实验中，电压表依次并联在L₁两端、L₂两端和电源两端，每次测量都要注意量程的选择和正负接线柱的连接。 【教师活动】同样，换用不同规格的小灯泡多次实验，是为了避免实验结论的偶然性。 换用不同规格灯泡重做实验 实验数据与结论 【教师活动】请同学们观察实验数据表格，分析数据之间的关系。 【教师活动】第一组数据：U=1.85V，U₁=1.80V，U₂=1.78V。三者几乎相等（在误差范围内）。第二组数据：U=1.80V，U₁=1.81V，U₂=1.79V。三者几乎相等。第三组数据：U=1.80V，U₁=1.82V，U₂=1.77V。三者几乎相等。 并联电路实验数据表格：三组数据验证U=U₁=U₂ 【学生活动】分析数据得出结论：并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等，即U=U₁=U₂。 【教师活动】非常好！与串联电路不同，并联电路是"相等"的关系，不是"和"的关系。请同学们注意区分这两种不同的关系。 【教师活动】非常好！实验结论：并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。用公式表示为：U=U₁=U₂=U₃=…=Uₙ。 【知识点】并联电路电压规律：并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。公式：U=U₁=U₂=U₃=…=Uₙ。 【理解要点】并联电路电压规律的理解：并联电路中各支路相当于直接接在电源两端，所以各支路电压都等于电源电压。这就是为什么家用电器都并联在电路中——因为每个电器都需要额定电压（220V）才能正常工作。不同规格的灯泡并联时，它们两端的电压相同，但通过的电流不同，所以亮度可能不同。 例题精讲 【教师活动】例2：如图所示的电路中，已知电源电压为3V，闭合开关S₁、S₂，发现灯泡L₁比灯泡L₂亮，则下列说法正确的是（　　） A. 灯泡L₁两端的电压大于3V B. 灯泡L₂两端的电压等于3V C. 灯泡L₁、L₂两端的电压均小于3V D. 灯泡L₁与L₂两端的电压之和等于3V 例题电路图：并联电路，电源电压3V 【学生活动】选B。分析：由电路图可知，L₁和L₂并联，S₁在干路，S₂在L₁支路。闭合S₁和S₂后，L₁和L₂都工作。根据并联电路电压规律U=U₁=U₂，各支路电压等于电源电压。所以L₁和L₂两端电压都等于3V。A选项错误：L₁两端电压等于3V，不可能大于3V。C选项错误：L₁、L₂两端电压均等于3V，不是小于3V。D选项错误：并联电路中U₁=U₂=U，不是U₁+U₂=U。灯泡L₁比L₂亮，是因为通过L₁的电流更大，而不是电压更大。 【教师活动】分析得很到位！这道题的关键是区分串联和并联电路的电压规律。串联：U=U₁+U₂（各用电器电压之和等于电源电压）；并联：U=U₁=U₂（各支路电压等于电源电压）。灯泡亮度不同是因为电流不同，不是电压不同。 【易错提示】串并联电路电压规律对比——易错提醒：串联：U=U₁+U₂+…+Uₙ（和的关系）——总电压等于各部分电压之和。并联：U=U₁=U₂=…=Uₙ（相等关系）——各支路电压都等于电源电压。千万不要混淆！串联是"和"，并联是"相等"。记忆口诀：串联分压（和），并联等压（等）。 （四）知识框架与对比归纳（1分钟） 【教师活动】请同学们回顾本节课所学内容，结合知识框架和串并联电路的对比归纳进行系统梳理。 【教师活动】串联电路电压规律：各用电器两端电压之和等于电源电压，U=U₁+U₂+…+Uₙ。并联电路电压规律：各支路两端电压相等且等于电源电压，U=U₁=U₂=…=Uₙ。串联电池组：串联电池组两端电压等于每节电池两端电压之和。 【知识点】串并联电路电压规律对比：串联——U=U₁+U₂+…+Uₙ（和的关系，分压电路）；并联——U=U₁=U₂=…=Uₙ（相等关系，各支路电压相等）。记忆口诀：串联分压（和），并联等压（等）。 【设计意图】通过知识框架和对比归纳，帮助学生清晰区分串并联电路的电压规律，形成"串联=和，并联=等"的核心记忆。 （五）课堂练习（6分钟） 【过渡语】通过以上的实验探究，我们得出了串联和并联电路的电压规律。现在让我们通过练习题来检验一下学习效果。 【教师活动】练习1：如图所示，三个相同的灯泡串联在电路中，S闭合时，V₁的示数为24V，V₂的示数也为24V，那么电源电压为（　　） A. 24V B. 48V C. 12V D. 36V 【学生活动】选D。分析：三个相同灯泡串联，V₁测L₁和L₂两端电压之和（24V），V₂测L₂和L₃两端电压之和（24V）。由于三个灯泡相同，每个灯泡两端电压相等，设为U₀。则V₁=2U₀=24V，解得U₀=12V。电源电压U=3U₀=3×12V=36V。A选项错误：24V仅是V₁或V₂的读数。B选项错误：48V是两倍V₁的读数。C选项错误：12V是单个灯泡的电压。 【教师活动】正确！这道题的关键是：①判断电压表分别测量了哪几个灯泡的电压；②利用三个灯泡相同，得出每个灯泡电压相等；③应用串联电路电压规律U=U₁+U₂+U₃计算。 【教师活动】练习2：如图所示，闭合开关S后，灯泡L₁和L₂都发光，两电表均有示数。由于某个灯泡发生故障，两灯泡都熄灭，电流表示数为零，电压表示数比原来还大。以下对电路和电路故障的分析正确的是（　　） A. 灯泡L₁和L₂发光时，两灯并联 B. 电压表测的是灯泡L₁两端的电压 C. 灯泡熄灭是由于灯泡L₂断路 D. 灯泡熄灭是由于灯泡L₂短路 电路故障分析电路图 【学生活动】选C。分析：由电路图可知，L₁和L₂串联，电压表测L₁两端电压。A选项错误：两灯串联，不是并联。B选项错误：电压表测的是L₁两端电压，不是L₂。故障分析：两灯泡都熄灭，电流表示数为零→电路断路。电压表示数比原来还大→断路发生在L₂（电压表通过L₁测电源电压，示数变大）。若L₁断路，电压表与L₂串联，电压表示数接近电源电压，但题干说"比原来还大"说明原来是测L₁电压，断路后直接测电源电压。若L₂短路，L₁会更亮，电流表示数增大，与题意不符。因此，灯泡熄灭是由于L₂断路。 【教师活动】分析得很透彻！电路故障分析题的解题思路：①判断电路连接方式（串联/并联）；②判断电表测量对象；③根据现象（灯泡亮灭、电表示数变化）逆向推断故障原因。串联电路中，某处断路→所有用电器都不工作→电流表示数为零；若电压表并联部分断路→电压表示数变为电源电压。 【教师活动】练习3：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____V。 练习3电路图：甲为并联电路，乙为串联电路 【学生活动】分析：图甲为并联电路，V₁测L₁两端电压（2.5V），V₂测L₂两端电压，V测电源电压。由并联电路电压规律U=U₁=U₂，得：V₂=2.5V，V=2.5V。图乙为串联电路，V₁测L₁两端电压（2.5V），V₂测L₂两端电压（3.8V），V测电源电压。由串联电路电压规律U=U₁+U₂，得：V=2.5V+3.8V=6.3V。答案：甲：2.5V、2.5V；乙：6.3V。 【教师活动】非常好！这道题综合考查了串并联电路的电压规律。关键点：①先判断电路连接方式（甲是并联，乙是串联）；②并联用U=U₁=U₂，串联用U=U₁+U₂。 【重点强调】串并联电路电压规律解题思路总结：第一步：判断电路连接方式（串联还是并联）。第二步：判断电压表测量的是哪部分电路的电压。第三步：选择正确的电压规律：串联→U=U₁+U₂+…+Uₙ（和的关系）；并联→U=U₁=U₂=…=Uₙ（相等关系）。第四步：代入数据计算。第五步：检验计算结果是否合理。 【设计意图】三道练习题由易到难，分别考查了串联电路电压规律的计算（练习1）、电路故障综合分析（练习2）、以及串并联电路电压规律的区分应用（练习3），全面覆盖了串并联电路电压规律的核心知识点。练习2为电路故障分析题，难度较大，考察了学生对电路连接方式、电表测量对象和故障推理的综合能力。 （六）课堂小结（3分钟） 【过渡语】通过本节课的学习，我们通过实验探究了串并联电路中电压的规律。现在让我们一起来回顾一下本节课的主要内容。 【教师活动】请同学们回顾本节课所学内容，用自己的话回答以下问题：串联电路的电压规律是什么？公式如何表示？并联电路的电压规律是什么？公式如何表示？串联电池组的电压有什么特点？串并联电路电压规律的关键区别是什么？ 【学生活动】自主回顾总结：串联电路：U=U₁+U₂+…+Uₙ（电源电压等于各用电器电压之和，分压电路）。并联电路：U=U₁=U₂=…=Uₙ（各支路电压等于电源电压，等压电路）。串联电池组电压等于各节电池电压之和。关键区别：串联是"和"的关系，并联是"相等"的关系。 【教师活动】总结得很好！记住：串联分压（和），并联等压（等）。这两个规律是电学中最基本的规律，在我们后续学习中将频繁使用。请同学们课后多做一些相关练习，巩固今天所学的知识。 【教师活动】最后，请同学们记住在实验探究中我们学到的科学精神：科学结论需要多次实验验证，不能仅凭一次实验就下结论。换用不同规格的灯泡、不同节数的电池进行多次实验，才能得出普遍规律。 【设计意图】通过课堂小结帮助学生系统回顾本节课的核心知识，同时渗透科学探究方法的培养，强调多次实验和普遍性验证的重要性。 四、板书设计 11.5 课时2 串、并联电路中电压的规律 一、串联电路电压规律 1. 实验探究：测UAB(L₁)、UBC(L₂)、UAC(电源) 2. 实验结论：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和 3. 公式：U=U₁+U₂+U₃+…+Uₙ 4. 串联电池组：总电压等于各节电池电压之和 5. 记忆口诀：串联分压（和） 二、并联电路电压规律 1. 实验探究：测L₁两端电压、L₂两端电压、电源电压 2. 实验结论：并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等 3. 公式：U=U₁=U₂=U₃=…=Uₙ 4. 记忆口诀：并联等压（等） 三、串并联对比 串联：U=U₁+U₂+…+Uₙ（和的关系，分压电路） 并联：U=U₁=U₂=…=Uₙ（相等关系，等压电路） 关键区别：串联是"和"，并联是"相等" 四、实验注意事项 1. 检查电压表指针是否指零 2. 连接电路时开关断开 3. 先试触，再正式测量 4. 电压表并联，正进负出 5. 每次测量后先断开开关再拆改电路 6. 换用不同规格灯泡多次实验 五、例题与练习 例1：串联电路电压计算（U=U₁+U₂） 例2：并联电路电压判断（U=U₁=U₂） 练习1：串联电路综合计算 练习2：电路故障分析 练习3：串并联电路电压规律区分应用 课题：北师大版 九年级全一册 11.5 课时2 串、并联电路中电压的规律 五、教学反思 1. 本节课的实验探究过程是否顺利？学生在实验操作中是否存在电压表连接错误或量程选择不当的问题？ 2. 学生是否真正理解了串联电路电压规律中"和"的关系和并联电路中"相等"的关系？能否准确区分两者的不同？ 3. 实验数据的分析环节是否有效？学生能否从多组实验数据中归纳出一般规律？ 4. 课堂练习的难度和梯度是否合理？三道练习题是否有效覆盖了串联计算、故障分析和串并联区分三个核心考点？ 5. 电路故障分析（练习2）对学生来说难度较大，是否需要增加更多电路故障分析的训练？ 6. 在后续教学中，是否需要将串并联电路电压规律与电流规律进行对比教学，帮助学生建立更完整的电学知识体系？ 学科网（北京）股份有限公司 $