11.4 串联电路和并联电路（教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

11.4 串联电路和并联电路（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 11.4 串联电路和并联电路 教学 目标 物理观念 知道串联电路和并联电路的基本连接方式，能识别串联电路和并联电路；知道串联电路和并联电路中开关的作用；能说出生活中串联和并联的实例。 科学思维 通过对比串联和并联电路的连接特点，培养比较、归纳的思维能力；能根据电路图连接实物电路，或根据实物电路画出电路图，建立符号与实物的对应关系；能运用串联和并联电路的规律分析简单的电路问题。 科学探究 经历连接串联电路和并联电路的实验过程，学会连接简单电路；能通过实验观察开关在不同位置的控制作用。 科学态度 与责任 在连接电路的过程中，养成严谨、规范、安全的实验习惯。 教材 分析 本节选自沪科版（五四学制）九年级上册第11章“静电与电流”第4节。本章前三节分别学习了简单的静电现象、电流、电压，学生已经认识了电荷、电流的形成与方向、电压的作用以及电流表和电压表的使用。本节“串联电路和并联电路”则在此基础上，引导学生从认识单个用电器电路过渡到认识多个用电器的连接方式，是电学知识体系中的关键转折点。 串联和并联是电路最基本的两种连接方式，是后续学习“串、并联电路中电流、电压的特点”“欧姆定律”以及“电阻的串联和并联”等内容的必备基础。本节内容在整章中起着承上启下的关键作用，既是前面电路概念的实践应用，又为后续电路规律的定量探究奠定结构基础。 学情分析 学生在第2节和第3节已经学习了电流和电压的概念，掌握了电流表（串联接入）和电压表（并联接入）的使用方法，能够连接由电源、开关、导线和小灯泡组成的简单电路。学生已经理解了电路的组成和三种状态（通路、断路、短路），具备了一定的电路分析能力。但学生之前接触的都是单个用电器的简单电路，对多个用电器如何连接缺乏认识。学生对“串联”“并联”这两个词可能有所耳闻，但不清楚其具体含义和区别。 九年级学生已具备一定的抽象思维能力和类比推理能力。但电路的连接方式涉及空间想象——电流在电路中的路径是看不见的，学生需要借助实物连接和电路图来理解电流的走向。串联电路结构简单，学生容易理解“一条路径”的特点；但并联电路涉及“干路”和“支路”的概念，学生在理解“独立支路”和“分流与汇合”时容易产生困难。部分学生在连接并联电路时容易出现导线交叉、接线错误、短路等问题。 教学重点 1. 串联电路和并联电路的基本特点。 2. 会连接简单的串联电路和并联电路，会画简单的电路图。 3. 能正确识别串联电路和并联电路。 教学难点 1. 并联电路中“干路”与“支路”的区分。 2. 实物图与电路图的相互转化。 3. 从电流路径的角度判断电路的连接方式。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 情境导入，引出问题 1. 展示生活情境：提问“家里的电灯、风扇、空调，关掉其中一个，其他电器还能正常工作，这是为什么？”再展示节日小彩灯图片，提问“节日的装饰小彩灯，坏了一颗整串灯都会熄灭，又是什么原理？” 2. 引出课题：这两个生活现象说明用电器的连接方式不同。今天我们就来学习电路的两种基本连接方式——串联电路和并联电路。 【设计意图】从学生熟悉的生活用电场景切入，利用两个对比鲜明的现象引发认知冲突，为探究两种电路的区别做好铺垫。 观察图片，结合生活经验思考并回答问题。进入学习状态。 学习新课 如何使两个小灯泡同时发光? 1. 引导实验： （1）组织学生用电池组、2只小灯泡、1只开关和导线，尝试将2只小灯泡首尾依次连接起来接入电路。 （2）组织学生尝试将2只小灯泡并列连接起来接入电路——将两只灯泡的首端连在一起，尾端也连在一起，再接入电路。 2. 讲解概念： （1）把电路元件逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路。 （2）把电路元件并列连接起来的电路叫做并联电路。并列连接的两端分别是干路和支路的分界点（节点）。 3. 画电路图：指导学生在练习本上画出串联电路和并联电路的电路图，强调规范画法。 4. 巡回指导：重点关注学生在连接并联电路时出现的导线交叉、接线错误等问题，及时给予指导。 【设计意图】画电路图环节培养学生的电学表达能力，教师巡回指导帮助学生克服操作困难。 【例题1】如图是小明连接的电路，如果合上开关，将出现_____（选填“断路”或“短路”）现象；对于这个电路，只需拆除一根导线，就能成为两灯串联的正确电路。请在要拆除的那根线上打上“×”号。______ 【答案】 短路 【例题2】如图所示电路中，若使两灯并联要闭合开关________；若使两灯串联要闭合开关________；若闭合开关________会造成短路。 【答案】 、 、、 分组进行实验，将2只小灯泡首尾依次连接。分组进行实验，尝试将2只小灯泡并列连接。练习画串联和并联电路图。 学习新课 串联电路和并联电路有何不同？ 1. 观察与记录：引导学生观察并记录——电流有几条路径？取下一只小灯泡，另一只还能发光吗？ 2. 归纳串联电路特点： （1）电流只有一条路径，没有分支； （2）各用电器相互影响——一个断开，整个电路断路，其他用电器也无法工作； （3）开关控制整个电路，开关位置改变不影响其控制作用。 3. 归纳并联电路特点： （1）电流有多条路径，干路电流在节点处分流进入各支路，然后在另一节点处汇合； （2）各用电器互不影响——一个支路断开，其他支路仍能正常工作； （3）干路开关控制整个电路，支路开关只控制本支路。 4. 组织对比讨论：引导学生从以下几个维度对比串联电路和并联电路—— （1）连接方式； （2）电流路径（一条/多条）； （3）用电器之间是否相互影响； （4）开关的控制范围。 5. 填写对比表格：指导学生完成串联电路与并联电路对比表。 6. 引导总结判别方法：判断电路的连接方式，最准确的方法是看电流路径——电流只有一条路径的是串联，有多条路径的是并联。不能仅凭灯泡是否同时亮灭来判断。 【设计意图】通过动手实验让学生亲身体验串联电路的特点，从实验现象中归纳结论，实现“从做中学”。 【例题3】十字路口的交通指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人，其中的红灯、黄灯、绿灯之间的连接方式是________，原因是它们________（选填“能”或“不能”）独立工作。 【答案】 并联 能 【例题4】科技引领生活，5G时代已经来临。车辆利用5G通讯网络可在一、两公里之外提前感知交通信号灯，为无人驾驶提供支持。用于路口的5G指示灯，则红黄绿三种颜色指示灯的连接方式是（     ） A．串联 B．绿灯和黄灯串联  再与红灯并联 C．绿灯和黄灯并联  再与红灯串联 D．并联 【答案】D 【例题5】由一个电源，两盏小灯泡、一个开关和若干条导线组成一个电路，若开关能控制两盏灯亮暗，下列说法中正确的是（     ） A．一定是串联 B．一定是并联 C．可能串联可能并联 D．以上均不正确 【答案】C 【例题6】如图所示是一个简化了的玩具警车电路图。若只让小灯泡L工作，应闭合开关________；若只让电动机工作，应闭合开关________。 【答案】 观察实验现象：取下一个小灯泡，另一个仍然发光。记录实验现象。归纳串联电路和并联电路的特点。 参与对比讨论，从多个维度比较两种电路的差异。完成对比表格。总结判断电路连接方式的方法。 课堂练习 1．在图中根据标出的电流方向，从电源、电压表、电流表三个元件符号中选出两个，填进电路的空缺处，要求两灯泡串联，且都能发光。 【答案】 【详解】若左侧是电源，根据电流方向可知，上端为电源正极，闭合开关，两个灯泡串联，右侧为电压表，电压表并联在右侧灯泡两端，测右侧灯泡的电压。 2．如图所示，A、B、C、D是四个接线柱，要使灯、并联或者串联，应用导线怎样连接（     ） A．串联：将和接在一起 B．串联：将和接在一起 C．并联：将和接在一起，和接在一起 D．并联：将和接在一起，和接在一起 【答案】D 【详解】A．仅连接A、C会造成断路，出现灯发光，不发光，故A错误； B．仅连接D、B无法构成通路，两个灯都不发光，故B错误； C．将A和C相连、B和C相连后，会造成短路无法发光，故C错误； D．将A和C相连、B和D相连后，电流从电源正极流出后分为两条支路，最终共同回到电源负极，如图，故D正确。 故选D。 3．交通法规中明确规定，所有的摩托车、电动自行车上路时驾驶员必须佩戴安全头盔。小佳想制作一款智能头盔，只有戴上头盔扣上卡扣后，头盔上的信号发射器才能发出信号，当电动车上的信号接收器接收到信号（相当于S1闭合），再转动电动车钥匙（相当于S2闭合）车才能正常启动，下列电路中符合要求的是（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】依题意得，S1与S2均闭合，车才能正常启动，说明电动机受S1与S2同时控制，则S1、S2、电动机三者串联。故BCD不符合题意，A符合题意。 故选A。 4．如图所示，闭合开关，两个小灯泡和均能发光，甲、乙、丙为电压表或电流表。下列关于该电路的分析正确的是（     ） A．若甲为电流表，则两灯一定串联 B．若乙为电流表，则乙测的电流 C．若丙为电流表，则甲一定为电压表 D．若甲为电流表，则乙可能为电压表 【答案】C 【详解】AD．若甲为电流表，丙不可能是电流表，否则电源被短路，则丙是电压表，此时乙直接与电源相连，乙一定是电流表，此时两灯并联，甲测支路电流，乙测干路电流，丙测电源电压，故AD错误； B．若乙为电流表，丙不可能是电流表，否则被短路，则丙是电压表，此时甲与串联，则甲是电流表，此时两灯并联，甲测支路电流，乙测干路电流，丙测电源电压，故B错误； C．若丙为电流表，乙不可能是电流表，否则被短路，则乙是电压表，则甲不可能是电流表，否则电源被短路，则甲是电压表。此时两灯串联，丙测电路中电流，甲测电源电压，乙测电压，故C正确。 故选C。 5．如图所示电路，下列分析中正确的是（　　） A．只闭合时，灯、并联 B．只闭合、时，灯、串联 C．只闭合、时，灯、并联 D．只闭合、时，灯、串联 【答案】C 【详解】A．只闭合时，电流从电源正极出发，经过、回到电源负极，灯泡断路，故A错误； B．只闭合、时，会造成电源短路，两灯都不工作，故B错误； C．只闭合、时，电流从电源正极流出，经过分为两条独立支路：一条支路经过回到负极；另一条支路经过、回到负极，两灯并联，故C正确； D．只闭合、时，电流从电源正极出发，经过、回到电源负极，灯泡短路，故D错误。 故选C。 6．(1)如图，请根据实物电路在虚线框内画出相应的电路图。 (2)如图，请用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求：开关S控制整个电路的通断，两个灯泡并联，电流表测量通过灯泡的电流。（导线不能交叉，电流表测量范围不作要求） 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由实物图可知，L1、L2并联，开关S1在干路上，开关S2与L2串联；电流从电源正极出发，经过开关S1分为两条支路，一条支路电流流经灯泡L1，另一条支路电流依次经过灯泡L2、开关S2，两条支路汇合后回到电源负极，据此作图。 （2）题目要求两灯并联、S控制整个电路，因此S必须接在干路的电流必经路径上；电流表测L2的电流，因此电流表必须和L2串联在同一条支路；图中L1的右端接线柱与电流表的负接线柱相连，L2左端接线柱与电流表“0.6”接线柱相连，据此作图。 板书设计 11.4 串联电路和并联电路 一、串联电路 定义：把电路元件逐个顺次连接起来的电路 特点： 电流只有一条路径 各用电器相互影响（一个断开，全部停止工作） 开关控制整个电路 二、并联电路 定义：把电路元件并列连接起来的电路 特点： 电流有多条路径（干路→支路→干路） 各用电器互不影响（一个支路断开，其他支路仍工作） 干路开关控制整个电路，支路开关控制本支路 教学反思 实物图与电路图的转化训练不够：学生能完成实物连接，但将实物图转化为规范电路图的能力仍需加强。改进：在课堂练习中增加“根据实物图画电路图”和“根据电路图连接实物”的双向训练；设计分层练习，A层为基础画图，B层为实物与电路图的互化。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $