13.6 串联、并联电路中电压的特点（教学设计）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理教学设计聚焦串联、并联电路中电压的特点，通过复习串并联电流规律引入，结合节日彩灯情景类比猜想，搭建新旧知识联系的学习支架，引导学生探究电压规律。 资料以实验探究为核心，设计不同规格灯泡多次测量实验，培养科学探究能力与科学思维，结合电路故障分析例题强化物理观念应用，多媒体虚拟实验视频辅助教学，助力学生掌握规律，提升教师课堂效率。

第6节 串联、并联电路中电压的特点（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第6节 串联、并联电路中电压的特点 教学 目标 物理观念 知道串联电路和并联电路中电压的规律。能正确画出串联、并联电路图，并能根据电路图连接实物电路。 科学思维 通过实验探究，经历从猜想到验证的科学思维过程。学会利用图表分析实验数据，归纳出物理规律，培养逻辑推理能力。 科学探究 通过探究串、并联电路电压特点的实验，提高动手操作能力和团队协作能力。掌握电压表在复杂电路中的正确使用方法，能排除简单的电路故障。 科学态度 与责任 在实验过程中养成严谨求实、尊重数据的科学态度。通过解决实际问题，体会物理知识在工程技术中的应用价值，激发学习兴趣。 教材 分析 本节内容是电学部分的核心内容之一，是在学生学习了电压的概念、电压表的使用以及串并联电路电流规律的基础上进行的。教科书通过“探究串联电路电压规律”和“探究并联电路电压规律”两个实验，引导学生自主发现规律。 重点在于通过实验得出 和 的结论；难点在于实验方案的设计（如为什么要换用不同规格灯泡多次实验）、电路连接的规范性以及对实验误差的分析。本节内容为后续学习欧姆定律及电功率打下坚实基础。 学情分析 1. 知识储备分析：学生已经掌握了电压表的使用方法，知道串并联电路中电流的特点，具备基本的电路连接技能。但对于电压在电路中的分配规律缺乏直观认识。 2. 思维能力分析：九年级学生具备一定的逻辑思维能力，但在设计控制变量实验、处理多组数据以及分析实验误差方面仍显稚嫩，需要教师引导如何从数据中寻找共性。 3. 学习兴趣与态度分析：学生对电学实验充满好奇，喜欢动手操作。但在面对电路故障（如电压表无示数、指针反偏等）时容易产生挫败感，需加强鼓励和即时指导。 教学重点 正确连接串联和并联电路，并使用电压表测量各部分电压。通过实验探究，总结串联和并联电路中电压的规律。 教学难点 设计实验方案，理解多次测量的必要性（避免偶然性）。对实验数据进行综合分析，排除误差干扰，得出普遍规律。 教学 器材 电源（干电池组或学生电源）、小灯泡（不同规格若干）、开关、导线若干、电压表、多媒体PPT（包含虚拟实验室视频、典型电路故障动画）。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【提出问题】 复习提问：串联电路中电流有什么特点？并联电路中电流有什么特点？ 情景引入：节日里的小彩灯通常是串联的，如果其中一个坏了，其他的也不亮。那么，电源两端的电压与每个小灯泡两端的电压有什么关系呢？是相等还是相加？ 类比猜想：如果把电压比作水压，串联就像多级瀑布，并联就像多条支流。大家猜想一下，串联电路总电压与各部分电压有什么关系？并联电路各支路电压有什么关系？ 【学生活动】 回忆旧知：串联电路电流处处相等 ( )；并联电路干路电流等于各支路电流之和 ( )。 思考并猜想： 猜想1：串联电路总电压等于各部分电压之和。 猜想2：并联电路各支路电压相等，且等于电源电压。 思考并回答问题，进入情景。 学习新课 一、探究串联电路中电压的规律 1. 设计实验 【提问】 为了验证猜想，我们需要测量哪些物理量？需要哪些器材？ 【引导】 我们需要测量电源两端总电压 ，以及两个小灯泡 、 两端的电压 、 。 【注意事项】 电压表应分别并联在 两端、 两端和电源两端。 为了寻找普遍规律，应选用不同规格的小灯泡进行实验。 2. 进行实验 【步骤】 (1) 按照电路图连接串联电路。 (2) 将电压表并联在 两端，闭合开关，读出电压值 ，记入表格。 (3) 将电压表改接在 两端，读出电压值 ，记入表格。 (4) 将电压表改接在电源两端（或 和 串联后的总两端），读出总电压 ，记入表格。 (5) 更换不同规格的小灯泡，重复上述步骤2-3次。 【实验记录表格】 实验次数 两端电压 两端电压 串联总电压 1 2 3 3. 分析与论证 【提问】 分析表格中的数据， 、 与 之间有什么数量关系？ 【学生回答】 在误差允许范围内， 。 【教师补充】 即使两次测量值不完全相等（如 ，但实测可能是 或 ），这是因为读数误差或导线分压等原因，但总体趋势符合相加关系。 【结论】 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。 公式表达： 【例题1】小王同学利用电路图甲对串联电路中电压的规律进行了探究。 (1)根据如图甲所示的电路图，用笔画线代替导线将如图乙所示的电路连接完整。 (2)实验中应选择规格____________（选填“相同”或“不同”）的小灯泡。 (3)正确连接电路后，闭合开关，测量灯泡L1两端的电压时，两灯突然熄灭，电压表示数变为零，则发生故障的灯泡及故障类型是____________。 (4)排除故障后，用电压表分别测出电压、和。其中第3次实验测时，电压表的示数如图丙所示，为____________V。多次实验并记录数据如表所示，分析表中数据可得结论是____________。 实验次序 电压 电压 电压 1 1.2 1.6 2.8 2 1.3 1.5 2.8 3 1.0 1.8 2.8 (5)由如图甲所示的状态改测灯泡两端的电压时，小明为节省时间，采用以下方法：电压表所接的接点不动，只断开接点，并改接到接点上。小明的方法____________（选填“能”或“不能”）测出灯泡两端的电压，原因是____________。 【答案】(1) (2)不同 (3)L2断路 (4) 1.8 (5) 不能 电压表正负接线柱接反 【详解】（1）根据图甲所示的电路图可知，两灯串联，电压表测量L1两端的电压，故电压表与灯泡L1并联，第1条导线连接灯泡L2左端与L1右端的接线柱，第2根导线连接L1左端与电压表的负接线柱。 （2）为使实验结论具有普遍规律性，实验中应选择规格不同的灯泡进行多次实验。 （3）闭合开关，测量灯泡L1两端的电压时，两灯突然熄灭，说明电路发生了断路，电压表示数变为零，说明电压表不能与电源接通，则发生故障的灯泡及故障类型是L2发生断路。 （4）由图丙可知，电压表选用小量程0~3V，分度值为0.1V，示数为1.8V；分析表中数据可得，第1组数据 第2组数据 第3组数据 可初步得出结论：在串联电路中，电路的总电压等于各部分电路电压之和，即。 （5）直接断开A接点，并改接到C接点上，会使电压表正负接线柱接反，无法正常测出电压，故此方法不能测出灯泡两端的电压。 设计实验，知道实验实验器材；知道需要测量的物理量；设计实验记录表格；实验所用方法。 观看演示实验并收集数据。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论。 进行交流讨论。 师生进行总结。 做例题1。 学习新课 二、探究并联电路中电压的规律 1. 设计实验 【提问】 并联电路中，各支路两端的电压有什么关系？与电源电压有什么关系？ 【引导】 同样需要测量支路 电压 、支路 电压 以及电源电压 。 2. 进行实验 【步骤】 (1) 按照电路图连接并联电路。 (2) 将电压表并联在 支路两端，闭合开关，读出 。 (3) 将电压表并联在 支路两端，读出 。 (4) 将电压表并联在电源两端，读出 。 (5) 更换不同规格灯泡，重复实验。 【实验记录表格】 实验次数 两端电压 两端电压 电源电压 1 2 3 3. 分析与论证 【提问】 观察数据，发现了什么规律？ 【学生回答】 各支路电压相等，且等于电源电压。 【教师强调】 在理想情况下（忽略导线电阻），并联电路各支路电压严格相等。实际实验中由于导线和接触电阻，可能会有微小差异，但结论依然成立。 【结论】 并联电路中，各支路两端的电压相等，且等于电源电压。 公式表达： 【例题2】小明设计了如图1所示的电路来探究“并联电路中电压和电流的特点”，电源电压恒定。 (1)小明连接实物电路时开关应______； (2)探究电压的特点时，应用电压表分别测出电源电压、AB和______（选填“AC”“CD”或“BD”）两点间的电压； (3)测量电源两端电压时，电压表的示数如图2所示，为______V。进行后面两次电压的测量时，电压表的示数与图2相同，初步得出结论：并联电路中，电源电压与各支路电压______； (4)小明用同样的实验器材再加一个电流表连接了如图3所示的电路，继续探究并联电路的电流关系。得到的实验数据如表所示，小明由此得出结论：在并联电路中，各支路电流相等。这个实验中存在的问题是____________，可采用的改进措施有____________。 电流 电流 电流 0.3 0.15 0.15 【答案】(1)断开 (2)CD (3) 2.8 相等 (4) 使用了两个规格相同的电阻进行实验 换用不同规格的电阻多次实验 【详解】（1）为了保护电路，连接电路时，开关应断开，待连接好检查无误后，方可闭合开关。 （2）探究并联电路电压特点时，需要测量电源电压和各支路两端电压，实验已经测量电源电压和AB两点间的电压，AB两点间的电压就是电阻所在支路两端的电压，所以还需要测量电阻所在支路两端的电压，即测量CD两点间的电压。 （3）如图2所示，电压表的量程为，分度值为，电压表的示数为。 进行后面两次电压的测量时，即测量AB两点间的电压和CD两点间的电压，电压表的示数与图2相同，由此可得，并联电路中，电源电压与各支路两端的电压相等。 （4）从表格数据看到两支路电流大小相等，出现该现象的原因是实验中选用了两个规格相同的电阻做实验。为了使实验结论具有普遍性，避免实验偶然性，应当换用规格不相同的电阻进行多次实验，多测几组数据，再总结并联电路的电流规律。 设计实验，知道实验实验器材；知道需要测量的物理量；设计实验记录表格；实验所用方法。 观看演示实验并收集数据。 对实验数据进行分析论证，归纳出结论。 进行交流讨论。师生进行总结。 做例题2。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．如图甲所示电路，电源电压为3V不变，闭合开关后电压表指针偏转如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．小灯泡、并联连接，电压表测的是两端电压 B．小灯泡、串联连接，电压表测的是两端电压 C．两端的电压是，断开开关，电压表示数为 D．两端的电压是，断开开关，电压表示数为 【答案】B 【详解】AB．由电路图，电流路径只有一条，、串联，电压表并联在两端，测L1两端的电压，故A错误，B正确； C．电源电压 ，由串联电路电压特点可知，L1两端的电压一定小于电源电压，故电压表量程选，分度值为0.1V，读数。两端电压，故C错误； D．断开开关，电压表两接线柱到电源两极之间是断路，故电压表示数为，故D错误。 故选B。 2．小李用如图所示电路来探究串联电路的电流和电压规律时，下列说法正确的是（     ） A．将同一个电流表分别串联在图中a、b、c三点测电流，其读数依次减小 B．用电压表测了L1两端电压后，再测L2两端电压，可以将接在a点的导线改到c点读数 C．分别测出了Uab、Ubc、Uac，可初步得到的结论为：Uac=Uab+Ubc D．多次改变接入小灯泡的规格进行实验，是为了减小实验误差 【答案】C 【详解】A．、串联，串联电路中电流处处相等，即，故A错误； B．正确测两端电压时，电流从a到b到c，电压表正接线柱接，负接线柱接，若将接点的导线改到点，则电压表正接线柱接，负接线柱接，会导致电压表正负接线柱接反，指针反偏，故B错误； C．串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和，即，故C正确； D．多次改变接入小灯泡的规格进行实验，是为了寻找普遍规律，避免实验结论的偶然性，故D错误。 故选C。 3．如下图所示的电路中，开关S闭合后，两个灯泡的连接方式和电压关系是（　　） A．串联，L1两端电压大于L2两端电压 B．串联，L1两端电压等于L2两端电压 C．并联，L1两端电压等于L2两端电压 D．并联，L1两端电压大于L2两端电压 【答案】C 【详解】由题图可知，两个灯泡的两端分别连接在一起，然后接到电路中，这种连接方式是并联。并联电路中各支路两端的电压相等，所以L1两端电压等于L2两端电压。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．如图所示电路，当开关S闭合后，L1，L2均能发光，电流表、电压表均有示数。过一会儿，有一灯不发光。电流表的示数变大，电压表的示数为零，可能发生的故障是（　　） A．L1灯丝断了 B．L1短路 C．L2灯丝断了 D．L2短路 【答案】D 【详解】电流表有示数，说明电路没有断路，即电路出现短路；而电压表的示数为零，说明灯泡L2短路，故选D。 57．如图所示，电源电压是6V的电池，当开关闭合、断开时，电压表示数为2.5V，当开关断开、闭合时，电压表示数为___________V，灯两端的电压为___________V；当开关、同时闭合时，灯___________（选填“能”或“不能”）发光。 【答案】 6 3.5 不能 【详解】当闭合、断开时，与串联，电压表测两端电压，故。由串联电路电压规律，灯两端的电压为 当断开、闭合时，电压表测电源电压，故电压表示数为；此时电路仍为、串联，故两端电压为； 当、同时闭合时，被短路，故不能发光。 6．如图所示，当开关S由接点1转到2时，电压表示数变化如图乙所示，则灯泡L2两端的电压是____________V；转到接点2一段时间后，灯泡L1灯丝烧断，此时电压表的示数为____________V。 【答案】 4 6 【详解】当开关S接1时，电路为L1的简单电路，电压表测电源电压，由图乙得电源电压 当开关S接2时，L1与L2串联，电压表测L1两端电压，由图乙得L1两端电压 由串联电路电压规律，灯泡L2两端的电压 L1灯丝烧断后，电压表串联在电路中，因电压表内阻极大，其示数近似等于电源电压，故电压表示数为6V。 7．如图甲所示的电路中，闭合开关后，小灯泡均能发光，且比亮，两只电压表指针位置均如图乙所示，则通过的电流________通过的电流（选填“大于”“小于”或“等于”），电压表的示数为________V，灯和两端的电压之比为________。 【答案】 等于 6 【详解】由图甲可知，L₁与L₂串联，根据串联电路电流特点，可知通过L₁的电流等于通过L₂的电流。 电压表V₂测电源总电压，V₁测L₂两端电压。因串联电路总电压大于部分电路电压，且两表指针位置相同，故V₂选用0~15V量程，V₁选用0~3V量程。由图乙可知，电压表V₂的示数即总电压为 ，L₂两端电压为 。灯L₁两端的电压为 灯L₁和L₂两端的电压之比为 即。 8．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。 【答案】 2.5 2.5 6.3 【详解】图甲中，两灯泡并联，电压表V1测量L1两端的电压，电压表V2测量L2两端的电压，电压表V测量电源两端的电压，根据并联电路电压规律可知，V和V2的示数为 图乙中，两灯泡串联，电压表V1测量L1两端的电压，电压表V2测量L2两端的电压，电压表V测量电源两端的电压，根据串联电路电压规律可知，V的示数应为 9．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，小灯泡发光，电流表有示数，电压表的示数为零，则该电路的故障可能是______（正确写出一种即可得分）。 【答案】电阻被短路/电压表被短路/电压表开路 【详解】灯泡和电阻串联，电流表测电路总电流，电压表并联在两端，测的电压。闭合开关后，小灯泡发光、电流表有示数，说明主电路是通路，不存在整体断路； 电压表示数为零，说明：若故障在R，短路后，相当于导线，两端电压为0，主电路依然通路，符合“灯亮、电流表有示数、电压表示数为零”的现象； 若故障在电压表，电压表自身接线短路，不影响主电路通路，因此灯亮、电流表有示数，电压表无法接入电路，示数为零，也符合条件。 若故障在电压表，电压表自身接线断路，不影响主电路通路，因此灯亮、电流表有示数，电压表无法接入电路，示数为零，也符合条件。 10．小明用如图所示的电路做实验时，发现电路出现了故障。如果只有灯泡L1或L2其中一处出现电路故障，那么，闭合开关时： (1)若电流表无示数，电压表有示数，则故障原因是灯泡______发生______路。 (2)若电流表有示数，电压表无示数，则故障原因是灯泡______发生______路。 【答案】(1) L1 断 (2) L1 短 【详解】（1）[1][2]由图可知，电路中，两个灯泡串联，电流表测量电路中的电流，电压表测量L1两端的电压。若电流表无示数，说明该电路是断路，电压表有示数，说明电压表能接到电源两端，测得电源的电压，说明电路故障是与电压表并联的灯泡L1断路。 （2）[1][2]若电流表有示数，说明该电路是通路；电压表无示数，说明此时电压表测的是导线的电压，说明灯泡L1短路。 11．小宇在探究“串联电路中电压的规律”实验中，进行了以下操作。 (1)图甲是小宇连接的部分实验电路，请你用笔画线代替导线补全电路，使电压表测量两端的电压； (2)连接好电路后，闭合开关，发现两个小灯泡均不亮，电压表指针明显偏转，出现这一现象的原因可能是_________； (3)排除故障后，测得两端电压如图乙所示，为_________V。在测两端的电压时，小宇为了节省时间，采用以下方法：电压表负接线柱上的导线不动，只断开与正接线柱相连的导线上的接点，并改接到接点上。小明用这个方法_________（选填“能”或“不能”）测出两端的电压，理由是_________ (4)排除故障后，小宇完成了实验，并把数据记录在表中。他由表中数据得出了串联电路中电压的特点，该结论得出的过程_________（填“合理”或“不合理”），理由是_________。 两端电压 两端电压 电源电压 0.5 3 【答案】(1) (2)断路 (3) 不能 电压表正负接线柱接反了 (4) 不合理 一次实验得出的结论具有偶然性 【详解】（1）在探究“串联电路中电压的规律”实验中，首先要使电源、开关和两灯泡组成串联电路，将电源正极直接接在左侧接线柱上，此时满足串联电路，且电压表并联在两端，测两端电压。 （2）两灯均不亮说明电路可能存在断路，电压表明显偏转，可能是与电压表并联的发生了断路，即断路。 （3）电压表选用量程，分度值为，读数为。 原本测电压时，电流从电压表正接线柱流入、负接线柱流出；断开与正接线柱相连的导线上的接点，改接到接点上后，电流会从电压表的负接线柱流入，正接线柱流出，会造成电压表的正负接线柱接反了。 （4）探究串联电路电压规律时，需要更换不同规格的灯泡进行多次实验，通过多组数据得出普遍性规律，仅凭一组数据得出的结论不可靠，具有偶然性。 12．在探究“并联电路电压特点”的实验中： (1)某同学根据图甲连接好电路，并将电压表接入电路中，闭合开关，电压表示数如图乙所示，为了使读数更准确，接下来他的操作是断开开关，____________________，然后闭合开关，重新进行测量。 (2)该同学完成第一次实验，并把数据记录在下表中后，接下来他的操作是___________________，多次测量并记录实验数据。 /V /V U电源/V 2.8 2.8 2.8 (3)该同学继续探究“并联电路中的电流特点”的实验。在A处安装电流表并闭合开关后，电流表示数为0.1A，该同学猜想：电流通过用电器后，大小应该有所变化，为了验证这条猜想，他下一步应该将电流表安装在图甲中___________处，看到的现象是_________________________________，即证明他的猜想是错的。 (4)当他把电流表接到C处时，刚读完数，灯L1突然熄灭，此时电流表的示数会____________（填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1)将电压表接0～3V的量程 (2)更换规格不同的灯泡 (3) D D处电流表示数为0.1A (4)减小 【详解】（1）闭合开关，电压表示数如图乙所示，电压表接大量程，分度值为0.5V，示数为2V，未超过3V。为了使读数更准确，接下来他应该改接到0~3V的小量程测量。 （2）该同学完成第一次实验，并把数据记录在表中后，为得到普遍规律，换用规格不同的灯泡，多次测量并记录实验数据。 （3）为了验证电流通过用电器后，电流的大小是否发生变化，可以把电流表接到D处，会看到电流表的示数不变，D处电流表示数为0.1A，证明他的猜想是错的。 （4）用电流表在C处测量的是干路的电流，是L1与L2的电流之和，当L1熄灭后，C处的电流表测量的是L2的电流，而通过L2的电流是不变的，所以，C处的电流表示数会减小。 板 书 设 计 第6节 串联、并联电路中电压的特点 串联电路电压规律：总电压等于各部分电压之和 ( )。 并联电路电压规律：各支路电压相等，且等于电源电压 ( )。 实验要点： 电压表必须并联。 正负接线柱不能接反。 多次测量是为了寻找普遍规律，避免偶然性。 选用不同规格灯泡进行实验更具说服力。 课 堂 小 结 第6节 串联、并联电路中电压的特点 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 $