16.2 串、并联电路中电压的规律 （教学设计）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦串、并联电路电压规律，通过生活情境（串联小彩灯、并联家庭电路）导入，引导学生结合串并联电流规律猜想电压关系，承接电压与电压表使用知识，构建完整电路规律体系。 以实验探究为核心，分组实验强调规范操作（如电压表并联、多次更换灯泡避免偶然性），培养科学探究能力，通过对比表格与典例分析（如电路故障判断）发展科学思维，强化尊重数据的科学态度，助力学生掌握规律与实验技能，为教师提供结构化教学流程与实例支持。

16.2 串、并联电路中电压的规律（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第2节 串、并联电路中电压的规律 教学 目标 物理观念 通过实验掌握串联、并联电路的电压基本规律，熟记电压公式，能区分串、并联电压特点，理解电源电压与用电器电压的关系。 科学思维 类比电流规律，对比分析串、并联电压差异，能用电压规律分析电路、判断故障、进行简单计算。 科学探究 会规范将电压表接入串、并联电路不同位置，能独立完成实验、记录数据、归纳得出普遍规律。 科学态度 与责任 尊重实验数据、养成严谨探究习惯，熟练掌握电压表规范操作，树立安全用电、规范实验意识。 教材 分析 本节是第十六章电压、电阻的核心实验课，承接16.1电压与电压表使用，同时对标15.5串并联电流规律，形成完整的电路规律体系。本节课通过分组实验探究得出串联、并联电压规律，是后续学习电阻、欧姆定律、电功率计算的基础，也是中考必考重点内容，常考实验探究、规律辨析、简单计算和电路故障判断。 学情分析 已有基础：学生已熟练掌握电路连接、电压表使用方法、会读数，掌握串、并联电流规律，具备完整电学实验能力。 难点问题：极易记混电流、电压规律；不会判断电压表测量对象；并联电路接线复杂容易出错；不理解“为什么串联分压、并联等压”。 学习特点：学生动手能力强，但规律容易混淆，需要对比表格+实验实证+例题辨析强化记忆。 教学重点 1. 串联电路电压规律：总电压等于各部分电路两端电压之和 2. 并联电路电压规律：各支路两端电压相等，等于电源电压 3. 电压表正确接入电路、读数、实验操作规范。 教学难点 1. 区分串、并联电流与电压规律，避免记反； 2. 准确判断电压表测量哪一段电路电压； 3. 利用电压规律分析简单电路、解释生活并联用电特点。 教学 器材 学生分组器材：电压表、干电池2节、不同规格小灯泡2个、开关、导线若干 教师演示器材：演示电压表、电路示教板、多媒体课件、实验记录表 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课（4min） 1. 生活情境提问 教师展示两张生活图片：一张是节日里串联的小彩灯，另一张是家庭中并联的电灯和插座。提问：“同学们，在串联电路中，电流只有一条路径，那么电压是如何分配的呢？在并联电路中，各支路两端的电压又有什么关系？是否像电流一样处处相等？”引导学生结合已有知识进行猜想，激发探究兴趣。 学生思考并回答老师提出的问题 学习新课 一、探究串联电路电压的规律（18min） 1. 提出问题：串联电路中，电源两端的总电压与各个用电器两端的电压之间存在怎样的数量关系？ 2. 猜想与假设：鼓励学生结合实验现象大胆猜想，整理两类核心猜想：猜想一：串联电路各用电器两端电压相等，总电压等于分电压；猜想二：串联电路总电压大于任意一个分电压，总电压等于各分电压之和。教师记录学生猜想，后续通过实验验证。 3. 设计实验（详细拆解）： （1）实验器材：电源、开关、两只不同规格小灯泡、电压表、导线若干； （2）实验电路：组装两灯串联电路，预设三个测量点：L₁两端电压U₁、L₂两端电压U₂、电源总电压U； （3）实验思路：分别测量三处电压，记录数据；更换不同规格的小灯泡，重复3次实验。 4. 实验核心要点与目的讲解：教师重点强调：选用不同规格灯泡、多次实验，是为了避免实验偶然性，寻找普遍物理规律，杜绝“一次实验得出结论”的不严谨操作。 5. 实验操作规范（逐条细化、课堂强调）： (1)接线规范：连接、拆解电路时，开关必须保持断开状态，防止电路短路、元件损坏； (2)电表接线：电压表严格并联在被测电路两端，保证电流正进负出，严禁串联接入电路； (3)量程选择：未知电压大小时，先用0～15V大量程试触，根据指针偏转角度切换0～3V小量程，提升测量精度； (4)读数规范：开关闭合后待指针稳定，视线与表盘垂直平视读数，如实记录实验数据，不篡改、不编造数据。 (5)操作顺序：先接串联主电路，最后并联电压表，测量完一处电压后，断开开关再移动电压表接线柱，更换测量位置。 6. 进行实验、巡回指导：学生4人一组分工协作（接线员、操作员、记录员、检查员），分组完成实验。教师全场巡视，重点纠错：① 电压表串联、正负接反；② 开关闭合接线；③ 只测一组数据就停止实验；④ 读数视角偏差、数据记录错误。针对操作薄弱小组，手把手指导接线和读数。 7. 数据处理、分析论证：汇总各组实验数据，展示多组测量结果，引导学生自主分析：每组数据均满足“电源总电压近似等于两个灯泡两端电压之和”，微小数值偏差为实验正常误差，可忽略。 8. 实验结论（规范板书）：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，公式： 规律拓展：该规律简称串联分压，串联电路中，用电器规格不同，分得的电压不同，灯泡亮度不同的本质原因就是两端电压不同。 9. 实验评估交流：提问学生：实验数据为什么存在微小误差？引导学生总结：导线分压、电表精度、读数偏差都会造成误差，属于正常实验现象，不影响普遍规律。 【典例1】小明在探究“串联电路电压的规律”实验中： (1)按如图1所示的电路图连接电路，小明刚连接好最后一根导线，两灯立即发光，这说明他在连接电路时没有将___________ (2)闭合开关，发现电压表示数为零，则小灯泡的故障可能是___________。 (3)如果甲、乙两组的同学分别发现电压表出现了如图2所示的现象，请你分析他们在实验时出现问题的原因：甲组：___________；乙组：___________。 (4)在测量过两端的电压后，小明为了节省时间，采用以下方法测量的电压：电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接到C接点上。小明用上面的方法能否测出两端的电压？为什么？___________，___________。 (5)改正电路后，闭合开关。如图3所示，电压表的示数为___________V；若电源电压为3V，则灯两端的电压是___________V。 【答案】(1)开关断开 (2)短路/断路 (3) 电压表所选量程太大 电压表正负接线柱接反了 (4) 不能 电压表的正负接线柱接反了，指针反偏，无法正确测量电压 (5) 1.2 1.8 【详解】（1）刚接完最后一根导线两灯就发光，说明连接电路时开关没有断开。 （2）图1中电压表测两端电压，示数为零有两种常见故障：①若短路，电压表也被短路，无示数；②若断路，电压表两端无法连通到电源两极，也不会有示数。 （3）甲组电压表指针偏转角度极小，在0刻度附近，说明选择的量程远大于待测电压，量程选大了；乙组电压表指针反向偏出0刻度线，是电压表的正负接线柱接反了。 （4）原来测电压时，A接点接电源正极侧、B接点接电源负极侧；把A改接到C后，电流会从电压表的负接线柱流入、正接线柱流出，正负接线柱接反导致指针反偏，无法正常测量。 （5）图3中由实物图可知，灯泡、串联，电压表并联在两端，测 两端的电压，电压表选用的是0~3V量程，分度值为0.1V，指针示数为1.2V，这个数值是两端的电压；根据串联电路总电压等于各部分电压之和，因此两端电压为 【典例2】如图所示的电路中，闭合开关后，小灯泡均能发光， 且L1比L2亮，则通过L1和L2的电流之比为___________。已知电源电压是3 V且保持不变，开关S闭合后，电压表测___________的电压，电压表示数为1V，则灯L1两端的电压为___________。 【答案】 【详解】由电路图可知，闭合开关后，与串联。因串联电路中各处电流相等，故通过和的电流之比为 电压表并联在两端，测两端的电压。 由串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和可得，灯两端的电压 学生大胆猜测老师提出的问题 通过老师的实验设计，验证猜想 通过老师的着重讲解，加深理解实验的操作过程中的注意事项 通过例题练习，加深理解串联电路中电压的规律，以及电压表使用过程中的注意事项 通过例题练习，灵活运用串联电路电压的规律进行简单计算 学习新课 二、探究并联电路电压的规律（18min） 1. 提出问题：并联电路中，各支路用电器两端的电压与电源两端电压存在什么关系？ 2. 猜想与假设：结合串联电路规律和生活经验（家庭所有电器工作电压相同），学生猜想：并联电路各支路电压相等，且都等于电源电压。 3. 设计实验（详细拆解）： （1）实验器材：与串联实验一致，更换不同规格小灯泡； （2）实验电路：组装两灯并联电路； （3）测量对象：分别测量L₁支路电压U₁、L₂支路电压U₂、电源两端总电压U； （4）实验要求：更换不同规格灯泡，重复3次实验，记录多组数据，保证结论普遍性。 4. 重难点操作提示：教师重点点拨并联电路难点：并联电路支路多、接线复杂，电压表必须单独并联在对应支路两端，不可接入干路；更换测量位置时，必须断开开关，避免接线错乱造成短路。 5. 分组实验、实操探究：学生小组合作完成实验，规范接线、试触、读数、记录数据。教师重点巡查并联电路接线错误、电压表测量对象判断错误等高频问题，及时纠正指导。 6. 数据分析、归纳结论：汇总全班实验数据，所有小组数据均显示：无论灯泡规格是否相同，两条支路电压始终相等，且与电源电压基本一致。 7. 实验结论（规范板书）：并联电路中各支路两端电压相等，且等于电源两端的电压，公式： 规律拓展：该规律简称并联等压，也是家庭电路全部用电器并联的核心原因：保证所有家用电器两端电压均为220V，正常工作。 8. 对比思考：提问：并联电路灯泡亮度不同，电压为什么相同？引导学生区分：亮度由实际功率决定，不由电压决定，并联电压相等，电流可以不同。 【典例3】在探究“并联电路电压规律”时，小明使用了两个规格相同的灯泡进行实验。 (1)在连接电路时，开关应该______。图甲是小明已经完成一部分的实物电路图，请用笔画线代替导线在图中增加一根导线，使得电压表测量L2两端的电压___________。 (2)在图乙所示的电路中，将电压表并联在a、b两点之间时，闭合开关，电压表的示数如图丙所示，电压表的示数为______V。 (3)依次将电压表并联到电路中a、b两点之间，b、c两点之间，c、d两点之间，e、f两点之间，小明发现电压表的示数相等。由此他得出结论：______________________________。 (4)为使他的结论更普遍，接下来应该进行的操作是______________________________。 【答案】(1) 断开 (2)2.8 (3)并联电路中各支路两端的电压相等 (4)更换不同规格的灯泡，进行多次实验 【详解】（1）在连接电路时，为了保护电路，开关应该断开； 电压表测量两端电压，应该让电压表并联在两端，因此将电压表“3”接线柱与灯泡L2左接线柱相连，据此作图。 （2）由题图甲可知，电源由两节干电池串联组成，则电源电压约为3V，两灯泡并联接入电路，电压表选择的是0~3V量程，由题图丙可知，电压表的分度值为0.1V，示数为2.8V。 （3）a、b 两点之间是，c、d 两点之间是，e、f 之间是电源两端。测得它们的电压相等，由此得出结论：并联电路中各支路两端的电压相等。 （4）只做了一次实验就得出实验结论，得出的结论具有偶然性；接下来应该换用不同规格的灯泡，进行多次实验。 【典例4】如图所示电路，当开关闭合后电压表的示数为，则电压表的示数为___________V。 【答案】3 【详解】、并联，电压表V测电源电压，电压表测两端电压；由并联电路电压规律得 大胆猜测老师提出的问题 设计实验，并进行实验，并记录实验数据 通过实验探究题，加深理解并联电路中电压的规律 加深理解并联电路中电压规律的综合应用 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．如图所示，闭合开关S，两个规格不同的小灯泡L1、L2正常发光，用电流表测出A、B两点的电流分别为I1、I2；用电压表测出L1、L2两端的电压分别为U1、U2。则下列判断一定正确的是（     ） A．U1＞U2 B．U1＝U2 C．I1＞I2 D．I1＝I2 【答案】D 【详解】CD．L1与L2串联，由串联电路电流特点可知，通过L1和L2的电流一定相等，即，故C错误，D正确； AB．串联电路分压，但由于不知道两个灯泡的规格是否相同，故无法判断它们两端的电压U1、U2的大小关系，故AB错误。 故选D。 2．如图所示，在探究串联电路中的电压关系时。小明同学用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为，，，在表格中记录数据后，下一步应该做的是（　　） A．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值 B．换用电压表的另一量程，再测出一组电压值 C．整理器材，结束实验 D．分析数据，得出结论 【答案】A 【详解】用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为，，，说明两个小灯泡是同一规格的，但一组数据具有很大的偶然性，因此为了得到普遍规律，接下来的操作应是换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值，然后分析数据，这样的结论才具有科学性。 故选A。 3．如图所示电路，当开关由闭合到断开时，电压表的示数将（　　 ） A．变大 B．变小 C．不变 D．无法确定 【答案】A 【详解】由图可知，开关闭合后，两个灯泡串联，电压表测量L1两端电压，因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表的示数小于电源电压；开关断开时，电压表和灯泡L2串联，故电压表示数等于电源电压；因此开关由闭合到断开时，电压表的示数变大，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．在探究“串联电路电压的规律”时，闭合开关S后，电压表V1的示数是1.2V，V2的示数是1.6V，则电压表V3的示数是（   ） A．0.4V B．1.2V C．1.6V D．2.8V 【答案】D 【详解】由图可知，两个灯泡串联，V1测左侧灯泡的电压，V2测右侧灯泡的电压，V3测电路总电压（电源电压）。 根据串联电路的电压规律可得，，故选D。 5．如图所示，电源电压为4.5V保持不变。闭合开关后，电流表的示数为0.4A，电压表的示数为3V，则两端的电压和通过的电流分别是（　　） A．1.5V、0.8A B．3V、0.4A C．1.5V、0.4A D．4.5V、0.2A 【答案】C 【详解】由图可知，闭合开关后，两灯串联，电流表测量电路中电流，电压表测两端的电压，则两端电压，由串联电路电压特点可得两端电压 根据串联电路的电流处处相等的特点可知通过的电流，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 6．如图所示，若L1两端电压为3V，电源电压为4.5V，闭合开关，则UBC=_______V，UAD=_______V。 【答案】 1.5 4.5 【详解】L1、L2串联，所以BC间电压为 AD之间电压为电源电压为 7．如图所示，电源电压为，闭合开关时，电压表示数为，电流表示数为，则灯泡两端的电压为________V，流过的电流________（选填“>”、“<”或“=”）1A。 【答案】 1 = 【详解】由图可知，电阻R与灯泡L串联，电流表测串联电路的电流，电压表测R两端的电压。根据串联电路电压规律，灯泡两端的电压为 根据串联电路电流规律，串联电路中各处电流相等，故流过R的电流等于电流表示数，即。 8．在如图电路中，闭合开关后，电压表测灯泡____两端的电压，电压表测灯泡_____两端的电压。若电压表的示数为4V，电压表的示数为1.5V，则电压表的示数为______V。 【答案】 【详解】由图可知，灯泡与灯泡串联，电压表并联在灯泡两端，测两端的电压；电压表并联在灯泡两端，测两端的电压，电压表测电路总电压。 由串联电路电压规律可知，电压表的示数为 9．在“探究串、并联电路的电流、电压规律”实验中： (1)小明先探究并联电路的电流规律。 ①他连接的实物电路如图甲，请用笔画线代替导线，将图中的电路连接完整。要求：小灯泡L1与L2并联，电流表测量通过小灯泡L1的电流____； ②电路连接完整后，小明在闭合开关前，发现电流表的指针没有指在“0”刻度线的位置，则接下来小明应进行的操作是_________________； ③完成操作后，小明闭合开关，电流表指针静止时的位置如图乙，则通过小灯泡L1的电流I1=______A； ④小明改换电流表位置，在测量通过小灯泡L2的电流时，发现电流表示数与I1相同；在测量干路电流时，发现电流表示数为I1的2倍。于是小明得出实验结论：在并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。小明的实验过程存在不妥之处，有待完善。下列方案中应选择方案______对实验进行完善，这样做的目的是：_______________。 A．将灯泡L1和L2互换位置进行多次测量 B．换用不同规格的灯泡进行多次测量 (2)完成上述实验后，小明继续下一个实验，利用图丙所示的电路探究串联电路的电压规律。 ①根据电路图正确连接实物电路后，闭合开关，两灯泡均不发光，只有一个电压表（电压表均完好）无示数，且电路中只有一处故障，则电路故障可能是______； ②排除故障后，闭合开关，读出电压表V1、V2、V的示数U1、U2、U，然后改变电源电压，重复实验。小明记录的实验数据如下表： 实验序号 U1/V U2/V U/V 1 1.0 2.0 3 2 1.5 3.0 4.5 3 2.0 4.0 6 分析数据得出结论：串联电路中，电源两端电压等于______； 【答案】(1) 对电流表进行调零 得到普遍规律 (2) 断路/断路 各用电器两端电压之和 【详解】（1）要求、并联，电流表测电流，电流表需串联在支路，将左端接电流表负接线柱，即可形成两条独立支路，满足要求，据此作图。 闭合开关前电流表指针未对准零刻度线，正确操作是先对电流表进行调零； 电流表选用量程，分度值为，指针指向，因此读数为； 小明用规格相同的灯泡仅做一次实验，结论具有偶然性，换用不同规格灯泡多次实验，才能得到普遍规律，故选B。 （2）串联电路两灯都不发光，说明电路断路（短路会让至少一个灯发光，不符合题意）；若断路，则、有示数，无示数；若断路，则、有示数，无示数，两种情况都符合“只有一个电压表无示数”的条件。 由表格数据可得，每次总电压，因此结论：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和。 板 书 设 计 第2节 串、并联电路中电压的规律 一、串联电路电压规律 1. 内容：总电压等于各部分电路两端电压之和 2. 公式：U = U₁ + U₂ 3. 特点：串联分压 二、并联电路电压规律 1. 内容：各支路两端电压相等，等于电源电压 2. 公式：U = U₁ = U₂ 3. 特点：并联等压 三、对比总结 电路类型 电流规律 电压规律 串联 I = I₁ = I₂ U = U₁ + U₂ 并联 I = I₁ + I₂ U = U₁ = U₂ 口诀：串联电流等、电压分；并联电压等、电流分。 课 堂 小 结 第2节 串、并联电路电压的规律 作 业 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业 教学反思 通过本节课的学习，我们通过实验探究得出了串联电路和并联电路的电压规律，掌握了利用电压表分析电路的方法，这部分知识是后续学习欧姆定律、电功率的重要基础，对我们分析电路结构、解决电路问题有核心支撑作用。 反思：是否混淆了串联电路和并联电路电压规律的结论？是否能正确区分“电源电压”“总电压”和“各部分电路两端电压”的关系？是否能准确找出实验操作中电压表读数误差、电路故障产生的原因？是否会利用串并联电路电压的规律分析解决实际生活中的电路问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $