11.5串联电路和并联电路中电流、电压特点（教学课件)物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

该初中物理课件聚焦串联和并联电路中电流、电压的特点，通过串联电路中小灯泡亮度差异的问题导入，引导学生从直观判断转向实验测量，衔接单个用电器到多个用电器的电路分析，提供实验步骤、问题引导等学习支架。 其亮点在于以科学探究和科学思维为核心，通过学生实验（换不同规格灯泡多次实验）、数据记录分析、交流反思（如避免结论偶然性）培养探究能力，典型例题分析错误数据（如电流表量程误读）提升科学论证能力，帮助学生形成电路规律的物理观念，教师可依托结构化资源实施探究式教学，提升教学效率。

物理九年级上册 •沪科版（五•四学制） 第11章 静电与电流 第5节 串联电路和并联电路中电流、电压的特点 01 物理观念 1.知道串、并联电路中电流的特点。 2.知道串、并联电路中电压的特点。 3.学会用串、并联电路中电流、电压的特点解决简单的问题。 02 科学思维 1.学会将电流表、电压表正确接入串、并联电路，并会画出相应的电路图。 2.通过实验数据归纳总结串、并联电路中电流、电压的特点，强化科学推理能力，培养学生的科学论证思维。　 03 科学探究 通过探究串、并联电路中电流、电压的特点，让学生经历科学探究的各个环节，体验科学探究的方法，进一步练习电路的连接与电流表、电压表的使用。 04 科学态度与责任 1.培养学生树立用实验方法解决物理问题的思想。 2.培养学生对待实验实事求是的科学态度和严谨的科学作风。 3.培养小组成员之间分组协作的精神。 学习目标——物理学科素养 教学难点 教学重点 1.知道串、并联电路中电流的规律； 2.知道串、并联电路中电压的规律。 教学重难点 1.处理探究实验过程中遇到的问题； 2.用串、并联电路中电流、电压的特点解决简单的问题。 比较通过两个小灯泡电流的大小，不能凭借灯泡的亮暗判断，而应该测出电流来确定，即通过实验去发现。 课堂引入 如图 11-5-1 所示，将两个小灯泡串联在电路中，闭合开关后，发现它们都能发光，但左边的小灯泡更亮，这是否意味着通过左边小灯泡的电流也更大呢？ 知识点1 串联电路中的电流特点 学生实验：用电流表探究串联电路中电流的特点 我们需要将电流表串联在电路的不同位置（如A、B、C处）来测量比较。 提出问题： 探索新知 【思考】串联电路中通过各个用电器的电流有什么关系？ 我们知道，当电路中只有一个用电器时，电路中各处的电流大小是相等的。当多个用电器串联接入电路时，电路中各处的电流大小有什么关系呢？ 用什么工具测量电流的大小？ 电流表 三个小灯泡（其中两个小灯泡的规格相同，另一个小灯泡的规格与其 他两 个不同）、电源、电流表、开关及导线。 【实验方案】 （1）依据如图所示电路图，任选两个小灯泡L1、L2连接成电路，用导线 将实物图中的电路元件连接起来。 （2）闭合开关，测出A点的电流并记录。 （3）断开开关，将电流表连接在B点，测出B点的电流并记录。 （4）断开开关，将电流表连接在C点，测出C点的电流并记录。 （5）换用不同规格的小灯泡分别测出A、B、C三点的电流并填入表格中。 搜集证据 【实验器材】 连接电路时应注意的问题： (1)开关应断开； (2)电流表应串联在电路中；电压表应并联在电路中; (3)用试触的方法选择电流表的量程； (4)电流表/电压表的正负接线柱不能接反，都是“+”进“-”出； (5)绝对不能将电流表直接连接在电源两极上。 测量A处的电流 连接范例： 用电流表探究串联电路中电流的特点 上述实验表明，在如图 11-5-4 所示的串联电路中，如果电路中的电流为 I，通过两个小灯泡的电流分别为 I1 和 I2，则I = I1 = I2 如果将电流表接在开关 S 和电源之间，与 IA 、IB 、IC 比较，电流表的示数是否有变化？ 没有 交流反思 思考：实验中更换灯泡规格重复实验的目的？ 得出普遍规律，避免偶然性 串联电路中电流处处相等，即I＝I1＝I2 推广：当电路中有多个用电器串联时，以上结论仍然成立， 表达式：I = I1 =I2 =··· =In。 大量实验表明： 探究串联电路中电流的特点 实验记录 将上述实验结果记录在表 11-5-1中。 A点电流IA/A B点电流IB/A C点电流IC/A 【作出解释】 ①分析：汇总各小组实验数据，比较电路中 IA、IB 、IC的大小。 ②结论：由上述实验可得： 。 串联电路中 A、B、C 各点的电流相等 串联电路电压存在什么样的规律呢？ 知识点2、串联电路的电压特点 学生实验：用电压表探究串联电路中电压的特点 知识点2、串联电路的电压特点 在图11-5-2所示的串联电路中，A、B之间，B、C之间和A、C之间的电压可能存在怎样的关系呢? 提出问题： 现有以下实验器材可供选择：三个小灯泡（其中两个小灯泡的规格相同，另一个小灯泡的规格与其他两个不同）、多节干电池、电压表、开关及导线。 【搜集证据】 【实验器材】 如图 11-5-5 所示，任选两个小灯泡 L1 、L2 连接成电路，并将电压表分别 并联在A、B 之间，B 、C 之间和A 、C 之间。分别测出串联电路中A、B，B 、C， A 、C，两点间的电压 UAB 、UBC 和 UAC。 【实验方案】 知识点2、串联电路的电压特点 S L2 A B C L1 UAB UBC UAC 根据电路图连接的实物图，连接范例：此时测A、B两点间电压UAB 。 知识点2、串联电路的电压特点 知识点2、串联电路的电压特点 实验记录 将上述实验结果记录在表 11-5-2中。 ①分析 ： 汇总各小组实验数据，比较电路中UAB 、UBC 和 UAC的大小。 ②结论： 由实验可得， 作出解释 UAB/V UBC/V UAC/V 串联电路中A、C两点间的电压等于AB与BC两点间的电压之和。 若有100个规格相同的小灯泡串联接在电压为220 V的电路中，靠近电源正极的第1个小灯泡与靠近电源负极的第100个小灯泡的电流一样吗？每个小灯泡两端的电压都一样吗？ 分析：在串联电路中电流处处相等‌，和小灯泡距离电源正负极的位置无关。所以第1个和第100个小灯泡的电流大小完全一样。 串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和，因为每个小灯泡规格完全相同，所以每个小灯泡两端的电压都是220V/100 = 2.2V。 学以致用 规格不同的两个小灯泡串联时，发光较亮的小灯泡两端的电压是否更大？ 串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和，即U＝U1＋U2 上述实验表明，在如图所示的串联电路中，如果电路中电源两端的电压为 U，两个用电器两端的电压分别为U1和 U2，则U=U1 +U2。 发光较亮的小灯泡两端的电压更大。 交流反思 大量实验表明： 《探究串联电路中各处电流的关系》 《探究串联电路电压的规律》 演示实验： 【例题1】开展电学实验是学习电学的必要手段，某小组希望通过比较电路中不同位置的电流表的读数来研究串联电路的电流规律。 (1)在连接电路时，开关应_______； (2)如果闭合开关后发现电流表指针如图所示， 其原因是： ； 典型例题 断开 电流表正负接线柱接反了 (4)小明同学找出错误后，正确记录读数，分析A、B、C三点的数据得出结论：串联电路中电流处处相等。你认为他的结论_______（选填“A．合理”或“B．不合理”），理由是 。 电流表的位置 A B C 电流表的示数/A 0.3 0.3 1.5 (3)小明按照图所示的电路图连接且操作正确，他将实验数据记录在下表中，指出下表所记录的数据中，明显错误的数据是_______（选填“A”或“B”或“C”），造成错误的原因是 ；  读数时，看错了电流表的量程 C        一次实验就得出结论具有偶然性 B   典型例题 知识点3 并联电路中电流、电压的特点 并联电路中电流、电压存在什么样的特点呢？ 想一想 我们知道，家用电器的工作电压一般为 220V，它们都是并联在电路中的，且每个用电器都在不同的支路上。 L1 L2 L1 B C A S 在并联电路中，各支路电流和干路电流有什么特点？ 各支路两端电压和电源电压又有什么特点呢？ 我们也从两个小灯泡的并联电路开始研究。 知识点3 并联电路中电流、电压的特点 学生实验：用电流表、电压表探究并联电路中电流、电压的特点 提出问题 探索新知 在图 11-5-7 所示的并联电路中，通过电路中 A、B 、C 各点的电流可能存在怎样的关系？电源两端的 电压与两支路中小灯泡两端的电压可能存在怎样的关系？提出猜想并说明猜想的依据。 L1 L2 L1 B C A S 知识点3、并联电路中电流、电压的特点 设计实验电路并画出电路图，如图所示。 【实验器材】 【搜集证据】 三个小灯泡（其中两个小灯泡的规格相同，另一个小灯泡的规格与其他两个不同）、电源、电流表、电压表、开关及导线。 【实验方案】 （1)探究并联电路电流特点方案：任选两个小灯泡 L1、L2 连接成电路，用电流表分别测出串联电路中 A、B、 C 各点的电流 IA 、IB 和 IC，如图所示。 L1 L2 L1 B C A S （1）测量通过A点的电流 L1 L2 L1 B C A S （2）测量通过B点的电流 L1 L2 L1 B C A S （3）测量通过C点的电流 按照电路图将实验器材连接起来，连接范例： L1 L2 L1 B C A S 测量A（干路）处的电流 C B A （1)探究并联电路电流特点 注意：未知被测电流多大时，电流表先用大量程“试触”，如果在0.6A以内，改用小量程，读数更准确。 实验记录 将上述实验结果记录在表 11-5-3中。 ①分析 ： 汇总各小组实验数据，比较电路中 IA 、IB 、IC 的大小。 作出解释 IA/A IB/A IC/A （1）探究并联电路电流特点 在图11- 5-8所示的并联电路中，如果干路电流用I表示。各支路电流分别用I₁和I₂表示，则 I=I₁+I₂ 结论 ： 由上述实验可得，_________________________ 。 并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和 (1)探究并联电路电流特点 I₁ I₂ I 推广：当电路中有多个用电器并联时，以上结论仍然成立， 表达式：I = I1 +I2 +··· +In。 (2)探究并联电路电压特点方案：如图所示，任选两个小灯泡 L1 、L2 连接成电路，并将电压表分别并联在A、B 之间，B 、C 之间和A 、C 之间。分别测出串联电路中A、B，C 、D， E 、F，两点间的电压 UAB 、UCD 和 UEF。 A B C D E F （1）测量通过A、B两点的间电压 A B C D E F （2）测量通过C、D两点的间电压 A B C D E F （3）测量通过E、F两点的间电压 (2)探究并联电路电压特点 请写出测量步骤，将测量结果与你的猜想比较。 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、UEF。 ③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。 （2）探究并联电路中电压的特点 实验记录 将上述实验结果记录在表 11-5-4中。 分析 汇总各小组实验数据，比较电路中 UAB 、UCD 和 UEF 的大小。 作出解释 UAB/V UCD/V UEF/V 结论 由上述实验可得， 。 并联电路中电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等 （2）探究并联电路中电压的特点 如图11-5-9所示，如果并联电路中电源两端的电压用U表示，各支路小灯泡两端的电压分别用U₁和U₂表示，则 U=U₁=U₂ 注意：（1）在并联电路中，总电压等于各支路两端电压，不论各支路上的用电器是否一样，各支路两端的电压都相等，且都等于电源电压。 （2）当电路中有多个用电器并联时，以上结论仍然成立，表达式：U = U1 = U2 = ··· = Un。 （1)探究并联电路电流特点 【交流反思】 交流实验方案、实验结论，对本小组或其他小组的探究活动提出改进建议。如果不同小组间的实验结论存在较大差异，简要分析原因。 1. 实验中为什么要换不同规格的灯泡? 实验中换用不同规格的灯泡主要是为了得出普遍适用的结论，避免结论的偶然性‌。 【实验反思】 2. “如果用电器规格不同，它们两端的电压一定不同”。 这种看法是否正确? 这种看法不完全正确‌。在串联电路中，不同规格的用电器两端的电压可能不同，但在并联电路中，不同规格的用电器两端的电压是相同的，都等于电源电压。 电流特点 电压特点 串联 并联 首 尾 首 尾 L1 S L2 S 首 尾 尾 首 首 尾 L2 L1 S 首 尾 首 首 尾 大量实验表明：串联电路和并联电路的电流、电压特点： 串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和，即U＝U1＋U2 串联电路中电流处处相等，即I＝I1＝I2 并联电路中干路电流等于各支路电流之和，即I＝I1＋I2 电源两端的电压与各支路用电器两端的电压相等，即U＝U1=U2 学以致用 家庭电路用电器的连接 家庭电路中各个用电器采用并联，各用电器不仅能彼此独立工作，而且每个用电器的工作电压都相同。 这样我们就可以将并联电路的电压作为用电器的工作电压，所有的用电器在生产时就有了统一的工作电压标准（220V）。 在家庭电路中，如果增加一个用电器， 电路中的总电流是否发生变化？ 总电流增大 演示实验： 《探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系》 《探究并联电路电压的规律》 典型例题 【例题3】小明利用图所示电路“探究串联电路的电压规律”。 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）选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同的，目的是 。 （2）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） （3）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 【例题4】 典型例题 在探究并联电路电流规律的实验中，图是实验的电路图。 （1）要测量干路电流，电流表应连在____处（选填图中的A、B、C）； （2）下表是小亮在实验中用两盏规格相同的小灯泡测得的实验数据：由实验数据小亮得出的结论是：在并联电路中，干路电流等于各支路中电流之和，且各支路的电流相等，请指出小亮的探究过程的两点不妥之处： ①____________________； ②____________________。 （3）请你们给他们提出下一步实验操作的建议：______。 C 选用不同规格的灯泡， 并改变电压再实验2次 选用规格相同的灯泡实验 实验次数少，结论具有偶然性 A点电流IA B点电流IB C点电流IC 0.16A 0.16A 0.32A 课堂小结 1. 实验方法：分析归纳法。 要点精析： (1)分别测出电路中各点的电流，比较各电流之间的关系，总结归纳得出实验结论。 (2)为了得到普遍性的规律，应进行多次实验。 2. 实现多次测量的方法： (1)可以换用不同规格的灯泡，测出电路中各点的电流(或两点间的电压)。 (2)或换用不同规格的电源，再测出电路中各点的电流(或两点间的电压)。 课堂小结 3. 连接电路时应注意的问题： (1)开关应断开； (2)电流表应串联在电路中；电压表应并联在电路中; (3)用试触的方法选择电流表的量程； (4)电流表/电压表的正负接线柱不能接反，都是“+”进“-”出； (5)绝对不能将电流表直接连接在电源两极上。 课堂小结 在用电流表测串联电路的实验中，如图所示。 1.当把最后一根导线连入电路中的时候，电流表指针立刻偏转的原因是___________________________。 2.闭合开关电流表立即偏转过最大刻度的原因 可能是_______________________。 3.闭合开关电流表指针立刻向左反偏的原因是___________________________。 4.闭合开关前发现电流表的指针指在0刻线左侧处的原因是_______________。 5.闭合开关后发现电流表的指针偏转幅度很小的原因是______________________。 连接电路时，开关没有断开 电流表的量程选择太小 电流表的正负接线柱接反了 没有进行校零 电流表的量程选择大了 L2 L1 A 串联电路电流表可能出现问题总结： 课堂小结 课堂小结 串联电路和并联电路中电流、电压的特点 1.串联电路中电流处处相等； 表达式： I＝I1=I2 2.串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。 表达式： U＝U1+U2 1.并联电路中干路电流等于各支路中的电流之和。 表达式： I＝I1+I2 2.并联电路中电源两端的电压与各支路用电器 两端的电压相等。 表达式： U＝U1=U2 串联 电路 多个用电器串联或并联时，以上结论仍然成立。 并联 电路 课堂练习 课堂练习 1.如图所示电路，闭合开关后，电流表的示数为0.4A，灯L1比灯L2亮，则灯L1中电流为 A，灯L2中电流 （选填“大于”“小于”或“等于”）0.4A。 【解析】解：由图知，L1、L2串联，电流表的示数为0.4A，所以I1＝I2＝I＝0.4A。 0.4 等于 课堂练习 2.在如图所示的电路中，电源电压为1.5V，则V1的示数为       V，V2的示数为        V，V的示数为         V。   1.5 1.5 1.5 课堂练习 3.如图所示，在“探究串联电路电压的关系”的实验中，李华按如图所示的电路测得电压表V的示数是3.8V，电压表V1的示数是2.3V，则V2的示数应该是（ ） A.3.8V B.1.5V C.2.3V D.6.1V B 【详解】由题图知a、d两处在干路上，因此Ia=Id；b、c两处在支路上，因此通过b、c两处的电流小于通过干路a、d两处的电流，即Ib<Ia=Id Ic<Ia=Id ，故B错误。 课堂练习 4．如图所示，闭合开关后，比较电路中a、b、c、d 四处电流的大小，选择其中错误的选项并说明理由。 A．Ia=Id B．Ib＞Id C．Ia＞Ib D．Id＞Ic B 课堂练习 5.如图甲所示的电路中，合上开关后，两灯正常发光，电流表A1、A2的示数都如图乙所示，以下说法正确的是（　　） A．两灯是串联连接的 B．流过L1的电流是0.3A C．流过L2的电流是0.8A D．干路电流是1. C 课堂练习 6.如图a所示电路中，当闭合开关S1和S2后，两个电压表的指针均为图b所示，则灯泡L1和L2两端的电压分别为       V和           V；若断开开关S1，则灯L1        （选填“不能”或“仍能”）发光，电压表V2的示数将          （选填“变大”、“变小”或“不变”） 6 1.5 不能 变大 课堂练习 【解析】解：由图a可知，当闭合开关S1和S2后，灯泡L1和L2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测灯泡L2的两端电压。两个电压表的指针偏转角度相同，由于串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和，则电压表V1选择的示数大于电压表V2的示数，所以电压表V1选择的是大量程，分度值为0.5V，示数为U＝7.5V，电压表V2选择的是小量程，分度值为0.1V，示数为U2＝1.5V，则L1的两端电压为U1＝U﹣U2＝7.5V﹣1.5V＝6V；若断开开关S1，电路断开，灯L1熄灭，不发光。此时电压表V2与L1、电源电压串联，相当于测电源电压，故电压表V2的示数将变大。 课堂练习 【解析】他想将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点，而保持电压表接B点的导线不动。这样电流从电压表的负接线柱流入，正接线柱流出，所以这种做法不正确。 7．在探究串联电路电压的特点时，小明同学使用的实验电路如图所示。他先用电压表正确地测量了灯泡 L1 两端的电压，为了测量灯泡 L2 两端的电压，他想将电压 表接 A 处的那一段导线改接到电路中的 C 点，且保持电压表接 B 点不动，你认为这种接法是 ________（选填“正确” 或“不正确”）的，理由是 ___________________________。 不正确 电压表的正负接线柱接反了 课堂练习 8.如图是电路元件、的 图像。将元 件、串联后接入电路，当通过 的电流 为时，两端的电压是___ ，该电路 电源电压是___ 。 2 3 【解析】 将元件、 串联后接入电路，串联电路电流处处相 等，当通过的电流为时，通过的电流也为 ，由 图可知，此时两端的电压为，两端的电压为 ，根据 串联电路电压规律，该电路电源电压 。 书后作业： 1.在 “用电流表探究串联电路中电流的特点” 实验中，某同学选用两个规格相同的小灯泡进行实验，其实验数据记录在表 11‑5‑3 中。他在分析比较实验数据后，得出结论：串联电路中电流处处相等。简述该同学的实验过程存在的问题。 练一练 问题：选用了规格相同的灯泡，并且只做了一次实验，实验次数太少，结论具有偶然性，不具有普遍意义。应该换用不同规格的小灯泡，多次实验得到普遍规律。 书后作业： 2.小灯泡L1和L2以某种方式接人电路中，分别用电压表测量小灯泡L1、L2和电源两端的电压，其中小灯泡L1、L2两端的电压分别为2.5V和4.5V，小灯泡L1、L2是怎样连接的?电源两端的电压多大? 因为两个灯泡电压不相等，所以一定是串联；串联电源电压等于各用电器电压之和： U=U1+U2=2.5V+4.5V=7V。 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 课后作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 100111021000101210101002100010021010010210000012100011121001111210011102 Lavf58.46.101 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $