13.5 串、并联电路的特点（教学设计）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理教学设计聚焦串、并联电路的电流与电压特点，通过复习电路连接方式及电表使用，结合“电流经灯泡会变小”的前概念设问，引出实验探究，衔接前四节知识实现综合提升。 此设计以“猜想-实验-分析”探究为主线，串联实验引导设计、并联实验自主完成，通过多组数据归纳规律培养科学探究能力，联系家用电器连接强化科学思维与责任，助力学生构建知识体系，便于教师高效教学。

13.5 串、并联电路的特点（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 13.5 串、并联电路的特点 教学 目标 物理观念 知道串联电路中电流处处相等、总电压等于各部分电路两端电压之和；知道并联电路中干路电流等于各支路电流之和、总电压与各支路两端电压相等；会用相应的关系式进行简单计算。 科学思维 能根据电路图正确连接串联、并联电路，会把电流表串入待测支路、把电压表并联在待测用电器两端；能对实验数据进行分析比较，从多组数据中归纳出普遍规律；能用串、并联电路的特点解释生活中的电路现象。 科学探究 经历“探究串联电路中电流和电压的特点”和“探究并联电路中电流和电压的特点”两个学生实验，体验“猜想与设计—实验与记录—分析与结论”的探究过程，认识到换用不同规格的灯泡、改变电源电压重复实验对得出普遍结论的必要性。 科学态度 与责任 在小组合作实验中养成实事求是记录数据的科学态度，不随意修改数据以迎合猜想；通过分析家用电器的连接方式，体会物理规律在生活中的价值。 教材 分析 本节是苏科版九年级上册第十三章《简单电路》的第五节，也是本章的收官节。前四节分别学习了电路的组成与连接方式、电流与电流表、电压与电压表，本节把“连接方式”与“电流、电压的测量”这两条线索合并起来，通过两个学生实验探究串联电路和并联电路中电流、电压所遵循的规律，是本章知识的综合与提升。 教科书安排了两个平行的学生实验：串联电路的实验给出了完整的电路图和两张数据记录表，并要求换用不同规格的灯泡或改变电源电压重复实验；并联电路的实验则只给出电路图，要求学生仿照前一实验自行设计步骤和记录表，探究的自主程度明显提高。这样的编排体现了从“扶”到“放”的梯度。本节得出的四条规律，是后续学习欧姆定律、串并联电路电阻关系的直接基础。 串、并联电路中电流和电压的规律是这节课的重点；电压表在串、并联电路中的正确连接（尤其是测总电压时的接法）以及从多组实验数据中归纳出普遍规律的方法，是这节课的难点。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已能识别串、并联电路，已学会电流表、电压表的使用规则，具备完成本节实验的操作基础。 2. 思维能力分析：学生容易凭生活经验猜想“电流经过灯泡后会被消耗掉，所以越来越小”，这一前概念与串联电路电流处处相等的事实冲突，需要用实验数据来纠正；此外，学生常把“总电压”误认为是电压表随便接一处的示数，需要明确总电压指整段电路两端的电压。 3. 实验技能分析：并联电路中改接电流表位置时容易接错，把电流表接到干路上却当成支路；测量电压时也容易把电压表串联进电路。教师应巡视纠正，并强调“先断开开关、先试大量程”。 教学重点 串联电路中电流和电压的特点；并联电路中电流和电压的特点。 教学难点 实验电路的正确连接与电表的正确接入；从多组数据中归纳出普遍规律。 教学 器材 干电池（或学生电源）、开关、不同规格的小灯泡若干、灯座、电流表、电压表、导线若干。 多媒体ppt，包含视频：《串、并联电路电流和电压的探究》《家庭电路中用电器的连接方式》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【复习】前面我们学习了电路的两种基本连接方式——串联和并联，也学会了用电流表测电流、用电压表测电压。 【设问】串联电路和并联电路是两种最基本的电路，它们的电流和电压有什么特点呢？ 【前概念冲击】有同学认为：“电流经过灯泡时要被灯泡消耗掉一部分，所以经过第一个灯泡后电流会变小。”这个想法对不对？ 【引入】猜想不能代替事实，要判断对错，最可靠的办法是做实验、看数据。这节课我们就分别探究串联电路和并联电路中电流和电压的特点。 回顾串、并联电路和两种电表的使用，暴露前概念，明确本节探究任务。 学习新课 一、探究串联电路中电流和电压的特点 1. 猜想与设计 按图13-38所示的电路图连接电路。 闭合开关后，通过点A、B、C三处的电流IA、IB、IC之间有什么关系？灯泡L₁两端的电压U₁、灯泡L₂两端的电压U₂与灯泡L₁、L₂两端的总电压U之间又有什么关系？怎样验证你的猜想？ 【学生猜想】猜想一：IA＞IB＞IC，电流越走越小；猜想二：IA＝IB＝IC，电流处处相等。对于电压，多数学生猜想U＝U₁＋U₂。 2. 实验与记录 （1）用电流表测出通过点A、B、C三处的电流，将测得的数据填入表1。 （2）用电压表测出灯泡L₁两端的电压U₁、灯泡L₂两端的电压U₂和灯泡L₁、L₂两端的总电压U，将测得的数据填入表2。 （3）换用不同规格的灯泡或改变电源电压等，重复上述实验并记录数据。 【操作提醒】①连接电路时开关应断开；②电流表要串联接入，电压表要并联在待测灯泡两端；③都要先试用大量程；④测总电压时，电压表应接在L₁的左端和L₂的右端之间。 3. 分析与结论 分析测得的数据，你能得到什么结论？ 【结论】实验表明，在串联电路中，电流处处相等，电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 用符号表示：I＝I₁＝I₂，U＝U₁＋U₂。 【释疑】电流经过灯泡后并没有变小——用电器消耗的是电能，不是电荷。这也回答了课前的猜想。 【例题1】如图所示，闭合开关S后，会发现灯泡L₁比L₂亮，则（　　） 　 A．通过灯泡L₁的电流大　　B．通过灯泡L₂的电流大 C．通过两灯泡的电流一样大　　D．无法判断 【答案】C 【详解】由图可知，灯泡L₁和L₂串联在电路中。根据串联电路的电流特点，电路中各处的电流都相等，所以通过灯泡L₁的电流等于通过灯泡L₂的电流，故选C。 按电路图连接串联电路，提出猜想并设计验证方案。 分工测量三处电流和三个电压值，如实记录数据。 换用不同灯泡或改变电源电压重复实验，体会结论的普遍性。 归纳串联电路电流、电压的规律并写出关系式。 做例题1，会用串联电路的规律进行简单计算。 学习新课 二、探究并联电路中电流和电压的特点 1. 猜想与设计 按图13-39所示的电路图连接电路。 闭合开关后，电路中的干路电流IA与支路电流IB、IC之间有什么关系？灯泡L₁两端的电压U₁、灯泡L₂两端的电压U₂与灯泡L₁、L₂两端的总电压U之间又有什么关系？怎样验证你的猜想？ 2. 实验与记录 仿照“学生实验　探究串联电路中电流和电压的特点”设计实验步骤和数据记录表，进行实验并记录数据。 【设计要点】记录表同样分电流、电压两张：电流表分别接在干路A处和两条支路B、C处，测出IA、IB、IC；电压表分别并联在L₁两端、L₂两端和电源（干路）两端，测出U₁、U₂、U。同样要换用不同规格的灯泡或改变电源电压重复实验。 【操作提醒】测支路电流时，电流表必须串在那条支路里；改接电表前一定要先断开开关。 3. 分析与结论 分析测得的数据，你能得到什么结论？ 【结论】实验表明，在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，电路两端的总电压与各支路两端的电压相等。 用符号表示：I＝I₁＋I₂，U＝U₁＝U₂。 【应用解释】家里的电灯、电视、冰箱都是并联的，所以它们两端的电压都是220V，都能正常工作，而且开一个不影响另一个。 【例题2】如图所示，闭合开关S₁和S₂，灯L₁和L₂均能发光且灯L₁比L₂亮，两电表都有示数，则灯L₁和L₂两端的电压U₁_______U₂ （“>”、“<”或“=”，下同），电流表A₁、A₂的示数I₁_______I₂。若仅断开开关S₁，则电流表A₁的示数_______（“变大”、“变小”或“不变”，下同），A₂的示数_______。 　 【答案】=；>；变小；不变 【详解】[1]当闭合开关S₁和S₂时，L₁与L₂并联。并联电路中各支路两端电压相等，所以U₁=U₂ [2]电流表A₂测L₁的电流，A₁测干路电流，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，因此I₁>I₂ [3][4]若仅断开开关S₁，则L₂所在支路断开，只有L₁接入电路，电流表A₁原本测干路电流，现在只测L₁的电流，所以示数变小。电流表A₂仍然测L₁的电流，且L₁两端的电压仍等于电源电压、没有变化，所以通过L₁的电流不变，即A₂的示数不变。 迁移前一实验的方法，自主设计并联电路的实验步骤和记录表。 正确把电流表接入干路和各支路，把电压表并联在待测处。 归纳并联电路电流、电压的规律并写出关系式。 用并联电路的电压特点解释家用电器的连接方式。 做例题2，会用并联电路的规律进行简单计算。 学习新课 三、串、并联电路特点的比较 把两个实验的结论放在一起对比，可以更清楚地看出两种电路的差别。 比较项目 串联电路 并联电路 连接特点 用电器首尾依次连接，电流路径只有一条 用电器并列连接，电流路径有多条 电流特点 I＝I₁＝I₂（电流处处相等） I＝I₁＋I₂（干路电流等于各支路电流之和） 电压特点 U＝U₁＋U₂（总电压等于各部分电压之和） U＝U₁＝U₂（总电压与各支路电压相等） 开关的作用 一个开关控制整个电路 干路开关控制整个电路，支路开关只控制本支路 互相影响 一处断路，整个电路都停止工作 一条支路断路，其他支路仍能正常工作 【记忆方法】串联电路“路只有一条，电流不分家，电压要分担”；并联电路“路有好几条，电流要分家，电压不分担”。 【易错提醒】①串联电路中两灯亮度不同，但通过它们的电流仍然相等；②并联电路中各支路电压都等于电源电压，不能把“总电压”理解为两条支路电压相加；③干路电流一定大于任何一条支路的电流。 【例题3】两个小灯泡连接在电路中，无法观察到它们是串联还是并联。闭合开关时，两灯泡都正常发光。以下判断不正确的是（    ） A．若灯泡两端电压不相等，则两灯泡肯定是串联的 B．若流过灯泡的电流不相等，则两灯泡肯定是并联的 C．若取下一根导线两灯泡都不亮，则原来两灯泡肯定是串联的 D．若取下一灯泡，另一灯泡不亮，则原来两灯泡肯定是串联的 【答案】C 【详解】A．并联电路中各支路两端电压一定相等，若两灯电压不相等，说明一定不是并联，只能是串联，故A正确，不符合题意； B．串联电路中各处电流一定相等，若两灯电流不相等，说明一定不是串联，只能是并联，故B正确，不符合题意； C．若为并联电路，取下干路的导线时，整个电路断开，两灯泡同样都会不亮，因此不能说明一定是串联，故C错误，符合题意； D．串联电路中用电器互相影响，取下一个灯泡电路断开，另一个灯泡会熄灭；并联电路中支路用电器互不影响，取下一个灯泡，另一个仍能正常发光，因此取下一灯泡另一灯泡不亮，说明一定是串联，故D正确，不符合题意。 故选C。 把两次探究的结论列表对比，形成结构化认识。 用口诀帮助记忆四条规律。 辨析三类常见错误，避免张冠李戴。 做例题3，会判断电路连接方式并选用对应的规律。 学习新课 四、实践与练习 1. 根据图13-40所示的电路和电流表A₁、A₂的示数，求通过灯泡L₂的电流。 【解答】由电路图可知，L₁与L₂并联，A₁接在干路上、A₂串联在L₁所在的支路上。两表都接“－”和“0.6”接线柱，量程为0～0.6A，分度值0.02A。A₁的示数为0.3A，即干路电流I＝0.3A；A₂的示数为0.2A，即通过L₁的电流I₁＝0.2A。 根据并联电路的电流特点I＝I₁＋I₂，得通过L₂的电流I₂＝I－I₁＝0.3A－0.2A＝0.1A。 2. 如图13-41所示，将电压表接在灯泡L₁两端，闭合开关，电压表示数为1.5V；将电压表接在灯泡L₁右接线柱上的导线改接到灯泡L₂的右接线柱上（图中虚线所指）时，电压表示数为2.9V。电源及灯泡L₁、L₂两端的电压分别是多少伏？ 【解答】由图可知L₁与L₂串联。第一次电压表测的是L₁两端的电压，U₁＝1.5V；改接后电压表测的是L₁与L₂串联部分的总电压，即电源电压U＝2.9V。 根据串联电路的电压特点U＝U₁＋U₂，得U₂＝U－U₁＝2.9V－1.5V＝1.4V。 即电源电压为2.9V，L₁两端的电压为1.5V，L₂两端的电压为1.4V。 【例题4】如图甲所示电路中，电源电压恒为6V，电流表指针位置如图所示，则灯泡L₁两端的电压为_____V，通过灯泡L₁的电流为_______A，通过灯泡L₂的电流为________。 　 【答案】6；0.3；1.2 【详解】[1]由图甲可知，L₁与L₂并联，并联电路中各支路电压等于电源电压，已知电源电压恒为6V，因此L₁两端电压为6V。 [2]电流表A₁测L₁支路电流，干路电流表A测总电流，并联电路干路电流大于支路电流，因此支路电流表A₁使用0~0.6A量程，如图乙所示，该量程分度值为0.02A，指针读数为0.3A，即通过L₁的电流为0.3A。 [3]干路电流表A使用0~3A量程，如图丙所示，该量程分度值为0.1A，读数为干路总电流I=1.5A，则通过L₂的电流I₂=I−I₁=1.5A−0.3A=1.2A 完成课本“实践与练习”第1题，练习电流表读数与并联电流关系的应用。 完成课本“实践与练习”第2题，理解电压表改接后所测的对象发生了变化。 做例题4，综合运用本节规律解决问题。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．接在同一电路中的两盏灯均发光，以下特点可以确认两灯为串联的是（　　） A．通过两灯的电流相等　　B．两灯两端的电压相等 C．通过两灯的电流不相等　　D．两灯两端的电压不相等 【答案】D 【详解】A．串联电路中电流处处相等，规格相同的两灯并联时通过的电流也相等，故 A 不符合题意； B．串联电路中规格相同的两灯两端电压相等，并联电路中各支路两端电压也相等，故 B 不符合题意； C．串联电路中电流处处相等，通过两灯的电流不可能不相等，故 C 不符合题意； D．串联电路中规格不同的两灯两端电压不相等，并联电路中各支路两端电压一定相等，故 D 符合题意。 故选 D。 2．如图所示电路，L₁、L₂是规格不一样的灯泡，闭合开关S₁、S₂，两灯均发光，下列对电路的分析，错误的是（　　） 　 A．灯泡L₁、L₂是并联的 B．电流表A₂示数大于电流表A₁的示数 C．当开关S₂断开时，电流表A₁、A₂的示数均变小 D．将L₁、L₂交换位置，A₁、A₂的示数将不会发生变化 【答案】D 【详解】A．分析电路图，电流从电源正极出发，流经开关S₁、电流表A₂，之后电流分为两条路径，一条流经灯L₁，另一条流经电流表A₁、灯L₂和开关S₂，电流汇合后流回电源负极，因此灯L₁、L₂并联，故A正确； B．闭合开关后，电流表A₂测干路电流，电流表A₁测灯L₂支路电流，并联电路干路电流等于各支路电流之和，所以电流表A₂示数大于电流表A₁的示数，故B正确； C．当开关S₂断开时，电路为L₁的简单电路，所以电流表A₂示数变小，此时电流表A₁所在支路断路，因此电流表A₁的示数减小为0，故C正确； D．因为L₁、L₂是规格不一样的灯泡，L₁、L₂交换位置后，支路电流变化、电压不变，干路电流不变，因此A₁示数变化，A₂的示数不变，故D错误。 本题选择描述错误的，故选D。 3．如图为电冰箱的简化电路图，其中的照明灯和压缩机同时工作时，它们两端的电压________（选填“相等”或“不相等”）。当冰箱内温度高于设定温度时，温控开关________（选填“断开”或“闭合”），冰箱门关闭时，门控开关__________（选填“断开”或“闭合”）。 　 【答案】相等；闭合；断开 【详解】[1]由图可知，照明灯和压缩机互不影响，照明灯和压缩机是并联的，它们两端的电压相等。 [2][3]当冰箱温度高于设定温度时，压缩机要工作，所以温控开关会自动闭合；当冰箱门关闭时，照明灯应熄灭，则门控开关应处于断开状态。 4．生日聚会时，人们常用小彩灯来装饰，现将12个相同的小彩灯串联使用，每个小彩灯只有在0.5V的电压下才能正常发光，要使每个小彩灯都正常发光，电路两端所加的总电压应为________V；若电路所需的电压由新干电池提供，要达到这个电压值，需要________节新干电池串联；若其中一个小彩灯灯丝突然烧断，则此时该小彩灯两端的电压是________V。 【答案】6；4；6 【详解】[1]现将12个相同的小彩灯串联使用，每个小彩灯只有在0.5V的电压下才能正常发光，要使每个小彩灯都正常发光，电路两端所加的总电压应为U=12U′=12×0.5V=6V [2]一节新干电池的电压为1.5V，若电路所需的电压由新干电池提供，要达到这个电压值，需要6V/1.5V=4节新干电池串联。 [3]若其中一个小彩灯灯丝突然烧断，则此时该小彩灯两端的电压等于电源电压，是6V。 5．如图甲所示的电路，闭合开关S后，两个电压表的示数如图乙和丙所示。则电源电压为________V，灯泡L₂两端的电压为________V。 　 【答案】5；4 【详解】[1]由图甲可知，两灯泡串联，电压表V₁测电源两端的电压，电压表V₂测L₁两端的电压。由图乙可知，电压表V₁的读数为5V，故电源电压为5V。 [2]由图丙可知，电压表V₂测得的读数为1V，根据串联电路电压规律U=U₁+U₂，可得灯泡L₂两端的电压U₂=U−U₁=5V−1V=4V 6．在“探究串联电路中电流、电压的特点”时，设计实验如图。 　 (1)探究一、串联电路中电流的特点：为了使探究得出的结论具有普遍意义，灯L₁、L₂应该选择规格_______（选填“相同”或“不同”）的小灯泡。 (2)第2次实验中，B点的电流表示数如图乙所示，则电流为_______A。 (3)实验数据记录如表，分析数据可得：串联电路中电流________。 实验序号 /A /A /A 1 0.18 0.18 0.18 2 0.32 0.32 3 0.50 0.50 0.50 (4)探究二、串联电路中电压的特点：闭合开关后发现两灯泡都不亮，接下来应进行的操作最合理的是________。 A．更换灯泡　　B．更换电池　　C．检查电路是否有接触不良 (5)用电压表正确测量灯泡L₁两端的电压之后，_________（选填“能”或“不能”）只将A点的导线接到C点测L₂两端的电压，理由是________。 【答案】(1)不同 (2)0.32 (3)处处相等 (4)C (5) 不能 电压表“+”、“-”接线柱接反，损坏电压表 【详解】（1）在“探究串联电路中电流、电压的特点”实验中，选择不同规格的小灯泡，是为了避免实验的偶然性，让结论具有普遍意义。 （2）结合表格可知，电流表选择小量程，由图乙可知，分度值是0.02A，读数为0.32A，即B点的电流为0.32A。 （3）根据实验数据可知，每组数据都满足IA=IB=IC 即串联电路中电流处处相等。 （4）两个不同规格的小灯泡串联在电路中，两个灯泡都不亮，说明电路可能存在断路，则接下来应进行的操作最合理的是检查电路是否有接触不良，故AB不符合题意，C符合题意。 故选C。 （5）[1][2]用电压表正确测量灯泡L₁两端的电压之后，不能只将A点的导线接到C点测L₂两端的电压，因为电压表连接在电路中需要区分“+”、“-”，如果直接将A点的导线接到C点，会导致电压表“+”、“-”接线柱接反，损坏电压表。 板 书 设 计 13.5 串、并联电路的特点 一、探究方法：猜想与设计→实验与记录→分析与结论；换用不同灯泡、改变电源电压重复实验。 二、串联电路：电流处处相等　I＝I₁＝I₂ 　　　　　　　总电压等于各部分电压之和　U＝U₁＋U₂ 三、并联电路：干路电流等于各支路电流之和　I＝I₁＋I₂ 　　　　　　　总电压与各支路电压相等　U＝U₁＝U₂ 四、应用：家用电器并联，各自电压均为220V，互不影响。 课 堂 小 结 13.5 串、并联电路的特点 1. 串联电路——电流处处相等（I＝I₁＝I₂），总电压等于各部分电路两端电压之和（U＝U₁＋U₂）。 2. 并联电路——干路电流等于各支路电流之和（I＝I₁＋I₂），总电压与各支路两端电压相等（U＝U₁＝U₂）。 3. 实验方法——要换用不同规格的灯泡、改变电源电压多做几次，才能说明结论具有普遍性。 4. 常见错误——串联电路中两灯亮度不同不代表电流不同；并联电路中各支路电压不能相加。 作 业 教学反思 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $