11.4 串联电路和并联电路 分层作业设计 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

《串联电路和并联电路》分层作业设计 一、作品基础信息 项目 填写内容 作品名称 《串联电路和并联电路》分层课后作业 学段学科 高中 物理 适用年级 高一年级 教材版本 人教版 对应内容 必修第三册 第十一章 第2节 串联电路和并联电路 作业类型 课后分层作业（基础必做＋提升选做＋实践拓展选做） 题量与时长 必做题6道，约25分钟；提升题2道，约12分钟；实践任务1项，约8分钟。全部完成约45分钟，后两部分选做 设计者 高中物理教师团队 二、设计背景与意图 1. 课标与教材分析 课标要求：本作业对应物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任四个方面的学科核心素养。学业质量上要达到的是：能说出串联、并联电路中电流和电压的分布规律，会结合欧姆定律推出串、并联电阻的关系；能用这些规律分析简单的实际电路，说结论时有依据，不作凭感觉的猜测；能在家庭用电这样的生活情境里体会到物理知识的用处。 教材地位：这一节处在恒定电流一章的中间位置，往前是部分电路欧姆定律和电阻定律，往后的电表改装、闭合电路欧姆定律、动态电路分析和电路故障判断，都要靠串并联规律打底，属于必须过关的一节。学生在这一节要抓住三点：串并联电路中电流、电压、电阻各自的规律；由定义式和欧姆定律推等效电阻的过程；等效替代这条处理复杂电路的思路。除此之外，家庭电路为什么用并联、用电为什么要讲安全，也在这一节第一次落到具体知识上。 教学重难点：重点是串、并联电路电流、电压、电阻三条规律和等效电阻的推导；难点有三个，一是并联电阻公式的理解与计算，学生常常凭直觉认为并联后总电阻变大；二是并联分流关系，学生容易把“电阻大的支路电流大”记反；三是混联电路的层级识别与简化，以及把课本上的理想电路换成生活里真实电路后不会建模。 2. 学情分析 维度 具体描述 已有基础 初中做过定性学习，知道串联电路电流处处相等、并联电路各支路电压相同；高中已经学完欧姆定律和电阻的定义，能读懂简单电路图；在家里见过电灯、插座各自独立工作的情景，对串、并联两种接法有生活印象。 现有困惑 最集中的问题在并联电阻：多数学生凭“接在一起就是加起来”的直觉，认为并联的电阻越多总电阻越大，公式 1/R总＝1/R1＋1/R2 记不住，也不会倒过来用。并联分流同样容易记反，说不清哪条支路电流大。遇到混联电路，分不清哪两只电阻先并、并完再和谁串。做题只认题目给出的理想电路，一换成台灯、冰箱、教室日光灯就不会抽象成模型。对电表为什么要串一个小电阻、并一个大电阻，几乎没有概念。 差异分析 全班约三成学生能把公式背下来，但一算就错，单位、次序、倒数运算都出问题，独立画不出等效电路图；约五成五的学生基础规律没问题，直接代入的计算能过关，遇到混联和情境题开始丢步骤、丢依据；剩下约一成五的学生觉得课本习题偏简单，想弄明白电表改装、家庭电路故障排查这类问题，也愿意自己动手观察、测量。 3. 设计意图 这份作业想解决两个具体问题：让不同水平的学生都能在自己的位置上完成，让“并联电阻”“并联分流”这两个高频错误在作业里暴露出来并被纠正。所以分成三层。基础层是必做，六道题，覆盖规律梳理、易错判断、串并联直接计算、分流计算和生活情境辨析，保证全体学生把三条规律写对、算对，这一层是本份作业的着力点，题量给足，难度压在课本例题之下；提升层选做，练混联电路的等效简化，再加一道说理题，要求学生把“给结论”变成“给证据”；实践层选做，让学生回家看看电灯、插座、冰箱是怎么接进电路的，写几句观察和思考，只用眼睛看，不许动手拆。必做部分控制在半小时内，选做部分不强制、不排名，做了给加分。家庭电路这一情境顺带把安全用电讲清楚，不另外占用课时。 三、作业目标 目标维度 编号 具体目标 对应核心素养 评价证据 知识理解 A 能梳理并辨别串联、并联电路中电流、电压、电阻的规律，写出关系式并说明依据；能完成串并联的直接计算，包括等效电阻、串联分压和并联分流 物理观念 规律关系式的书写、易错判断题组的作答、计算题的正确率与格式 能力运用 B 能识别混联电路的串并联层级，用等效替代把电路简化，求出总电阻和支路电流 科学思维 等效电路图、解题步骤、公式选用 思维发展 C 能从公式出发推出并联电阻“越并越小”、并联支路“电阻小电流大”的结论，并对两种电路设计方案作出有依据的判断 科学思维 推导过程、说理文字中引用的规律 情感态度 D 愿意观察家里用电器的连接方式，知道家庭电路为什么用并联，形成不私拆电器、不湿手碰开关的安全习惯 科学态度与责任 实践观察记录、反思文字 四、作业内容与目标对应表 分层说明：A 基础必做（第1—6题），全体学生完成；B 提升选做（第7—8题），建议中等及以上学生完成；C 实践拓展选做（第9题），学有余力的学生完成，只用眼睛观察，严禁拆解电路。 题号 题型 题目概要 对应目标编号 设计意图 参考答案／评价要点 1 选择题（A 基础） 判断四个关于串并联电流、电压、电阻的说法，重点考并联总电阻的变化 A 针对“并联电阻越并越大”这个常见前概念直接设题，课上讲过之后用作业再确认一次 答案 B。评价要点：能分清串并联各物理量的规律，能挑出常见的错误表述 2 规律梳理填空题（A 基础） 补全串联、并联电路中电流、电压、电阻的六个关系式，并各写一条依据 A、C 把两类电路的规律并排整理，防止串并联公式互相串用；要求学生写依据，而不是死记 评价要点：六个关系式书写正确、下标清楚；能说出“串联只有一条电流路径”“并联各支路接在同两点间”作为依据 3 易错判断题组（A 基础） 5 个小题判断对错：串联分压与电阻大小、并联分流与电阻大小、两只相同电阻并联的总电阻、串联总电阻与单个电阻的关系、并联总电阻与单个电阻的关系 A、C 五个小题全部对着学生最常犯的错，批改后能一眼看出班级的薄弱环节在哪一条 答案：①对 ②错 ③错 ④对 ⑤对。评价要点：判断为错的小题要写出理由，不能只打叉 4 计算题（A 基础） R1＝2Ω、R2＝3Ω，分别按串联和并联接入电路，求总电阻、各电阻两端电压与干路电流 A 两组公式各代一次，防止学生只记串联忘了并联，同时练规范书写 5Ω；0.4V、0.6V；1.2Ω；2.5A。评价要点：先写公式再代数，结果带单位，并联不能把电阻直接相加 5 计算题（A 基础） R1＝6Ω 与 R2＝3Ω 并联接在 6V 电源两端，求两条支路的电流、干路电流，并比较电流与电阻的关系 A、C 并联分流是基础层最容易漏的考点，顺带让学生自己体会“电阻小的支路电流大” I1＝1A，I2＝2A，I＝3A，R并＝2Ω；I1∶I2＝R2∶R1。评价要点：能用总电阻法与支路电流相加两种方法互相验证 6 情境判断题（A 基础） 拧下其中一只灯泡后另一只也熄灭，判断两只灯泡是串联还是并联并说明理由 A、B 用一句话的生活情境考“串联只有一条电流路径”，也为提升层的彩灯说理题做铺垫 串联。评价要点：能说出“断开一处，整个电路不通”这一依据，不只写结论 7 计算题（B 提升） 混联电路：R1＝4Ω 与 R2＝12Ω 并联后与 R3＝2Ω 串联，接 9V 电源；要求画等效电路图，求总电阻和干路电流 B 训练“先局部、后整体”的拆分顺序；要求画图，用来检验学生是否真看懂了电路结构 R12＝3Ω，R总＝5Ω，I＝1.8A。评价要点：等效电路图能体现并联模块与串联部分的关系；分步计算不跳步 8 说理辨析题（B 提升） 节日彩灯希望坏一只其余仍亮，方案一串联、方案二并联，判断可行方案并写出论证理由 B、C 不追求算数，看学生能不能拿规律当证据说话；与第6题形成由易到难的梯度 选方案二。评价要点：观点明确，能引用“串联只有一条电流路径、并联各支路互不影响”作依据，表述通顺即可 9 跨学科实践任务（C 拓展） 回家观察电灯、插座、冰箱、电视机的连接方式并写出判断依据；思考家庭电路为什么多用并联；只观察、不拆解、不触碰电线 C、D 把课本模型放回真实的家庭电路，顺带完成安全用电教育；零器材，全体学生都能做 并联，各用电器互不影响、两端电压均为 220V。评价要点：记录真实、有自己的话，无统一标准答案，重点看是否具备安全意识 五、作业评价 采用等级评价加过程记录。分层作业不要求全部完成，选做题做了就给“实践创新加分”，加分只作鼓励，不折算进平时分排名。 维度 A（优秀） B（良好） C（待改进） 权重 得分 知识理解 规律关系式书写完整准确，判断题组全对，计算题格式规范、结果正确 规律记得住，判断题组错 1—2 个，计算有细节失误 串并联公式互相串用，关系式写不全，计算无从下手 20% 能力运用 电路层级识别准确，等效替代的思路清楚，解题步骤完整 电路大体识别正确，个别步骤缺失 分不清串并联关系，解题缺关键公式和过程 30% 思维发展 说理有据，能自己指出易错点；实践任务有个人的观察和思考 能完成说理，观点正确但理由单薄 只写结果，没有推理，前后矛盾 30% 情感态度 按时交必做题，实践任务真去看、真去写，有安全用电意识 态度端正，完成必做题，实践任务简单应付 未交或抄袭，不参与实践观察 20% 评价说明：批阅不只看答案对错。规律梳理题的依据写得对不对、等效电路图画得对不对、说理有没有引用规律、实践记录是不是学生自己写的，都算进等级；对画图和说理突出的作业写一句批注，而不是只打勾叉。必做题六道全对的，在作业本上盖一个“基础过关”的章，让基础层学生也有明确的成就感。 六、试题详情 A 基础必做（第1—6题，全体完成，约25分钟） 1. 关于串联电路和并联电路，下列说法正确的是（　　） A．并联电路的总电阻等于各支路电阻之和 B．串联电路中的电流处处相等 C．并联的电阻个数越多，总电阻越大 D．串联电路中各用电器两端的电压一定相等 2. 把下面的关系式补充完整，并写出你的依据。 串联电路：电流关系＿＿＿＿＿＿；电压关系＿＿＿＿＿＿；电阻关系＿＿＿＿＿＿。 并联电路：电流关系＿＿＿＿＿＿；电压关系＿＿＿＿＿＿；电阻关系＿＿＿＿＿＿。 依据：串联电路之所以有上述规律，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿；并联电路之所以有上述规律，是因为＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 3. 判断下列说法是否正确，错误的请写出理由。 ① 串联电路中，电阻越大的用电器两端电压越大。（　　） ② 并联电路中，电阻越大的支路通过的电流越大。（　　） ③ 两只阻值相同的电阻并联，总电阻等于其中一只的阻值。（　　） ④ 几个电阻串联后的总电阻，一定大于其中任何一个电阻。（　　） ⑤ 几个电阻并联后的总电阻，一定小于其中任何一个电阻。（　　） 4. 已知 R1＝2Ω，R2＝3Ω。 （1）把两个电阻串联接入电路，求总电阻；若电路中的电流为 0.2A，求每个电阻两端的电压。 （2）把两个电阻并联接在 3V 电源的两端，求总电阻和干路中的电流。 5. R1＝6Ω 与 R2＝3Ω 并联，接在电压 U＝6V 的电源两端（不计电源内阻）。 （1）求通过 R1、R2 的电流和干路中的电流； （2）用总电阻再算一次干路电流，检验结果是否一致； （3）比较两条支路的电流与电阻，写出你得到的结论。 6. 小明把两只灯泡 L1、L2 和一个开关、一节电池连成电路，闭合开关后两只灯泡都发光；他拧下 L1，发现 L2 也熄灭了。请判断 L1 与 L2 是串联还是并联，并说明理由。 B 提升选做（第7—8题，约12分钟） 7. 混联电路：R1＝4Ω 与 R2＝12Ω 并联，再与 R3＝2Ω 串联，接在电压 U＝9V 的电源上（不计电源内阻）。 （1）画出这个电路的等效电路图； （2）求电路的总电阻和干路中的电流。 本题以文字给出连接关系，电路图由学生自己画；讲评时可用实物投影展示几种典型画法。 8. 某同学想做一串节日彩灯，希望其中一个灯泡坏了，其余灯泡还能继续发光。他提出两种方案：方案一，把所有小灯泡串联；方案二，把所有小灯泡并联。请判断哪一种方案可行，并用串联、并联电路的规律写出你的理由。 C 实践拓展选做（第9题，约8分钟，只观察，严禁拆解） 9. 家庭电路观察记录 （1）观察家里的电灯、插座、冰箱、电视机，判断它们接入家庭电路时是串联还是并联，并写出你的判断依据（例如：关掉一盏灯后，其他电器是否照常工作）。 （2）想一想：家庭电路中的插座和电灯为什么大多采用并联？用两三句话写下你的思考。 （3）对照第6题：家里的灯拧下一个，别的电器为什么照常工作？这说明它们的接法和第6题有什么不同？ （4）安全提示：只作外观观察，不要拆开插座或电器外壳，不要触碰电线，不要用湿手去摸开关。 把观察结果和自己的思考写在作业本上就行，形式不限，长短不限。 七、答案与解析 1. 答案：B 解析：串联电路只有一条电流路径，电流处处相等，B 正确。并联电路总电阻的倒数等于各支路电阻倒数之和，支路越多，总电阻越小，A、C 错误。串联是分压，只有各电阻阻值相等时分压才相等，D 错误。 2. 答案： 串联：I＝I1＝I2；U＝U1＋U2；R＝R1＋R2。 并联：U＝U1＝U2；I＝I1＋I2；1/R＝1/R1＋1/R2，即 R＝R1R2／（R1＋R2）。 依据：串联只有一条电流路径，电荷不会在电路中某处堆积，所以电流处处相等；沿电流方向电势逐段降落，总电压等于各段电压之和；把 U＝IR 代入就得到 R＝R1＋R2。并联各支路都接在同样的两点之间，所以电压相等；干路电流等于各支路电流之和；把 I＝U/R 代入就得到总电阻的倒数关系。 解析：这道题的价值在“写依据”这一步。只背关系式的学生写到依据就卡住，正好说明他是靠记忆而不是靠理解。批改时不必要求语言严谨，只要点出“一条路径”“接在同两点间”这类关键意思就给分。 3. 答案：① 正确　② 错误　③ 错误　④ 正确　⑤ 正确 理由：① 串联电流相同，由 U＝IR 知电阻大的分到的电压大；② 并联电压相同，由 I＝U/R 知电阻大的支路电流反而小；③ 两只 4Ω 电阻并联后是 2Ω，等于其中一只的一半，不是一倍；④ 串联总电阻是各电阻相加，必然大于其中任何一个；⑤ 并联多出一条支路就多一份电流，总电阻必然小于其中任何一个。 解析：② 和 ③ 是全班错误集中的两处，讲评时让学生各举一组数字代进去验算，比讲道理有效。 4. 答案： （1）串联总电阻 R总＝R1＋R2＝2Ω＋3Ω＝5Ω；U1＝IR1＝0.2A×2Ω＝0.4V，U2＝IR2＝0.2A×3Ω＝0.6V，两者之和正好等于总电压 U＝IR总＝1V，可作自查。 （2）1/R总＝1/R1＋1/R2＝1/2＋1/3＝5/6，R总＝1.2Ω；干路电流 I＝U／R总＝3V÷1.2Ω＝2.5A。 解析：两问分别用串联、并联的电阻公式。批阅时盯两点：一是先写公式再代数，二是并联不能把电阻直接相加。 5. 答案： （1）I1＝U／R1＝6V÷6Ω＝1A；I2＝U／R2＝6V÷3Ω＝2A；干路电流 I＝I1＋I2＝3A。 （2）R并＝R1R2／（R1＋R2）＝6×3／9Ω＝2Ω，I＝U／R并＝6V÷2Ω＝3A，与（1）一致。 （3）并联电路中各支路电压相同，由 I＝U／R 可知电阻小的支路电流大，I1∶I2＝R2∶R1＝1∶2。 解析：第（2）问是要求学生用第二种方法验算，这个习惯到了闭合电路的计算会更重要。第（3）问的结论要学生自己说出来，教师不要在课上先给，否则第3题②的判断就失去意义。 6. 答案：串联。 解析：拧下 L1 后电路断开，L2 中也没有电流，说明电流只有一条路径，两只灯泡相互影响，所以是串联。若是并联，取下其中一只，另一条支路仍然通，L2 会继续发光——家里的电灯正是这种情况，可以和第9题对照着讲。 7. 答案： （1）等效电路图：把 R1 与 R2 的并联部分看成一个等效电阻 R12，再与 R3 串联，接在电源两端。 （2）R12＝R1R2／（R1＋R2）＝4×12／16Ω＝3Ω；总电阻 R总＝R12＋R3＝3Ω＋2Ω＝5Ω；干路电流 I＝U／R总＝9V÷5Ω＝1.8A。 解析：混联电路的顺序是“先局部、后整体”，先找并联的两只电阻求出等效值，再把它当作一只电阻与 R3 串联。学生最常见的错误是把 R2 和 R3 先加在一起，说明没有看清电流的路径。讲评时可以让学生用手指比划电流走向：从电源正极出发，到节点处分成两路，汇合后再经过 R3 回到负极。 8. 参考答案：方案二（并联）可行。 论证：串联电路只有一条电流路径，任何一个灯泡的灯丝断了，整个电路就断开，全部彩灯熄灭；并联电路各支路都直接接在电源两端，一条支路断了，其余支路仍有电流，其他灯泡照常发光。要做到“坏一只、其余还亮”，只能用并联。 解析：本题评的是说理，不是选项。学生只要引用了“串联只有一条路径”“并联各支路互不影响”这类规律作为依据，即使表述比较口语，也算达标；只写“选方案二”而没有理由的，退回补写。 9. 参考答案（示例）： 家里的电灯、插座、冰箱、电视机都是并联。关掉客厅的灯，冰箱还在运转，说明它们互不影响；各用电器都能正常工作，说明它们两端的电压都等于家庭电路电压 220V。并联的好处是：各用电器可以单独开关、互不干扰，一个坏了不影响其他电器，也便于按各自的额定电压选用。和第6题比，家里的灯拧下一个别的照常工作，说明它们不是那种“一路断全断”的串联接法。 解析：开放题，没有唯一答案。评价看三点：判断是否正确；有没有写出具体的观察证据，而不是照抄课本；有没有体现安全用电意识。有学生会写“我家客厅的几盏灯一起亮一起灭，可能是串联”，这是观察中容易出现的误解，正好拿到班上讨论：同一个开关控制的几盏灯之间仍是并联，开关装在它们的公共线上。 八、作业实施与反馈 1. 使用场景 用在《串联电路和并联电路》新授课结束后的当晚。课上完成规律推导和两道例题，下课前用两分钟说明分层要求，次日早读前收齐必做题，选做题随必做题一起交。必做题全体上交；提升题和实践题选做，不做不影响任何评价，做了给加分。实践任务不需要器材，学生回家用眼睛看即可，不涉及任何用电操作，避免安全风险。 2. 学情达成预估 基础层学生（约30%）：完成第1—6题。目标是把并联电阻、并联分流的错误说法纠正过来，六个关系式能默写。预计第3题的②③两小题和倒数运算仍有一部分人出错，通过作业反馈定位到人，第二天课上点名订正，不布置重复刷题。 提升层学生（约55%）：完成第1—8题。混联题的等效电路图预计出现两类疏漏：把 R3 也并进并联部分，或者忘记电压是加在整个电路两端。说理题多数人能写出结论，理由写全的大约占一半。 学优层学生（约15%）：九道题全部完成，实践记录里能写出个性化观察，例如注意到空调走单独线路、开关装在火线上。这部分记录可以留作下一节家庭电路内容的引入材料。 3. 作业反馈方式 （1）集体讲评：选择题的 C 项、判断题的②③两个小题、混联电路图的两种典型画法，全班统一讲，直接用学生自己的作业当例子。 （2）书面批注：第2题的依据和第8题的说理不写“√”或“×”，改为一句针对性的话，比如“结论对，但没说清并联各支路为什么互不影响”。 （3）成果展示：挑三到五份实践观察记录在班级张贴，或课上请学生念给大家听。 （4）个别辅导：基础薄弱的学生课间单独过关，只查六个关系式的默写和一道串联计算，不再额外加题。 九、作业设计反思 1. 做得比较好的地方 分层是分在题目上，不是把难题挪到最后。必做六道、提升两道、实践一项，每层的题型不重复：基础层以选择、判断、填空和直接计算为主，难度压在课本例题之下；提升层才有画图和说理。这样做的好处是学困生能在一晚上把这节课的基本盘做扎实，学优生也不必被必做题拖住时间。 基础层题量给足以后，教师拿到了更细的诊断信息。第3题五个判断分别对应五种常见错误，第2题要求写依据，批改完就能统计出全班错在哪一条规律上，下一次上课先讲什么很清楚，不必再凭印象复习。 加了说理题，把评分重心从“结果对不对”移到“理由够不够”。第8题几乎所有学生都会选并联，但要写出“串联只有一条电流路径”才算过关，这一步逼着学生把规律真正用起来，而不是凭印象答题。第6题是它的前一台阶，先让学生在一句话的情境里判断串并联，再过渡到写完整论证。 实践任务零成本、零风险，学生回家就能做，而且和第6题形成对照：同样是“灯灭了”，一种是断了整条路，一种是只断一条支路。安全用电教育不用另开一节课，跟在第9题里一起完成。 2. 存在不足与改进设想 必做题从两道增加到六道，题量上去了，风险是基础薄弱的学生写不完。这次靠限定题型（选择、判断、填空占了四道，计算只有两道）把时间压住，实施后要统计实际用时；如果班上多数学生超过30分钟，就把第5题的（2）（3）两小问移到提升层，只留支路电流的计算。 没有涉及电表改装。部分学优生对“电流表为什么要串一个小电阻”很有兴趣，本次作业没有回应。改进办法：随作业附一份电表改装的阅读材料，不计入作业量，有兴趣的学生课后自己翻看。 实践任务停留在“看”，没有动手测。居家条件下不能让学生接触电线，动手的部分只能放到课堂上做分组实验，用学生电源、小灯泡和电流表验证并联支路互不影响，把这一块补上。 说理题和写依据的要求增加了批阅量，全班五十人一份份写批注并不现实。改进办法：给学生一张简短的说理答题格式（结论—依据—回到题目情境），先在课上练两次，格式统一后批阅速度能提上来；判断题组只批“错误项的理由”，正确项不再逐条看。 3. 育人价值 这份作业除了巩固串并联规律，还想让学生养成三个习惯：解题先看清电路结构再动笔，算完用另一种方法验一验，下结论前先找依据。加上回家那一次观察，物理课和家里的插座之间就有了联系，安全用电也不再是老师重复的一句话，而是学生自己看明白的道理。 附：申报表“作品特色亮点”参考文字 1. 三层作业，题量与难度分层：基础必做6道（约25分钟），提升选做2道，实践选做1项，全部完成约45分钟。三层的题型不重复，基础层以选择、判断、填空和直接计算为主，难度压在课本例题之下；每个层次的学生都在自己的区间里完成任务，不用陪跑，也不会吃不饱。 2. 每道基础题对着一个具体错误：并联总电阻、并联分流、两只相同电阻并联、串并联规律互相串用，这四种高一学生最常犯的错，分别由第1、3、5题覆盖，作业兼具诊断功能，教师能据此调整下一次讲评的重点。 3. 增加说理题：不再只考计算。彩灯方案题和灯泡情境题要求学生用串并联规律支撑自己的结论，评分看证据，不只看答案。 4. 实践任务零器材、零风险：家庭电路观察在家即可完成，与课堂上的串联情境形成对照，把物理知识和安全用电教育放在同一道题里，全体学生都能参与。 5. 评价看过程：规律梳理的依据、等效电路图、说理文字、实践记录都进入评价维度，另设实践创新加分，不唯分数。 学科网（北京）股份有限公司 $