人教版九年级物理上册教案16.2 串、并联电路中电压的规律(9页).doc

-人教版九年级物理上册教案16.2 串、并联电路中电压的规律1.通过探究实验,得出串、并联电路中电压的规律,学习科学探究的方法.2.在实验过程中,训练学生连接电路、正确使用电压表的基本技能.1.通过观察和实验,探究串、并联电路中电压的规律,提高学生的探究能力.2.通过学生实验,培养初步的观察能力、动手操作的实验能力和实验结论的归纳总结概括能力.1.通过学生探究活动,激发学习兴趣,培养学生热爱科学、积极研究和探索科学知识的精神.2.通过小组共同探究的实验过程,培养学生严谨的科学态度和协作精神.【重点】通过实验探究串、并联电路中电压的规律.【难点】在探究过程中认真观察,仔细分析,归纳得出恰当的结论.【教师准备】电路板一块、多媒体课件等.【学生准备】导线若干、电池组、小灯泡(带灯座)、开关、电压表等.导入一:情景导入情景1:用课件播放几种家用电器并联在家庭电路中的视频动画.引导学生注意观察家用电器是并联在电路中的(如图所示).情景2:出示一串小彩灯,将其接入教室(或实验室)的电路中.引导学生注意观察小彩灯是串联在电路中的(如图所示).问题:小彩灯为什么不能像家用电器一样并联在电路中呢?回答:小彩灯和一般的家用电器所需要的电压是不同的.过渡语要想知道为什么家用电器要并联、小彩灯要串联,需要探究串联电路和并联电路电压的规律.也就是说,如果两个用电器分别以串联和并联的形式连接在电路中,在相同电压的情况下,每个用电器上的电压相同吗?要想知道答案,下面让我们先来研究串联电路电压的规律吧.导入二:问题导入师:请同学们在纸上画出你熟悉的串、并联电路图.生:分组讨论画图.师:巡视并且选出画的较好的图,用投影仪放大展示并表扬.问题:你们已经了解了串、并联电路的哪些知识,还想知道哪些内容,还有什么问题?生:串联电路电流处处相等;并联电路干路总电流等于各支路电流之和;电流表必须串联在电路中.过渡语1.串联电路中的电压有什么样的关系?也和电流一样,处处相等吗?2.并联电路中的电压有什么样的关系?也和电流一样,干路中的总电压等于各支路电压之和吗?学习完本节课,你的疑问会迎刃而解.一、串联电路中的电压规律思路一一、探究串联电路中电压的规律1.提出问题:在图中所示的串联电路中,L1两端电压U1、L2两端电压U2、L2和L1组成的串联电路两端的总电压U之间有什么关系?2.猜想或假设:猜测上面问题的可能答案,并把它写下来.(1)我们认为串联电路中电压的关系应该和电流的关系相同,也是处处相等.(2)我们认为电压应该从电源正极出发,沿着电流的方向越来越小.因为电压是使电路中形成电流的某种“力量”,力量会越用越小.(3)我们认为灯泡大的地方电压大,灯泡小的地方电压就小.(4)我们认为串联电池组的电压等于各个电池的电压之和,那么串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和.3.设计实验:分别把电压表并联连接在电路中的L1两端、L2两端、L1和L2组成的串联电路两端,依次测出电压U1,U2和U,看看它们之间有什么关系.换上另外两个小灯泡,再次测量,看看是否还有同样的关系.画出三次测量的电路图如图所示.根据设计的实验电路图,本实验所需的器材是:电池组、电压表和开关各一个,小灯泡四个,导线若干.4.进行实验:分别按图甲、乙、丙的电路图连接实验电路.每次检查无误后再闭合开关,读出实验中电压表的示数U1,U2,U.每次读数后都要及时断开开关,把所测得的数据填入下表中.灯泡L1两端的电压U1灯泡L2两端的电压U2L1,L2串联两端的总电压U第一次测量第二次测量5.实验完毕后,要整理好仪器.6.分析和论证:分别对两次测量记录的实验数据进行分析归纳,得出结论,并验证实验前提出的猜想是否正确.本探究实验的结论是:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2.7.评估:实验完毕后,要对自己的探究过程进行回顾和分析,并且思考在探究过程中,哪些问题理解了,哪些问题还不清楚,实验设计有没有不足之处,操作步骤是否合理,有没有失误,测量结果是不是可靠等等.8.交流:在探究实验过程中,要及时把自己的探究过程及得出的实验结论告诉老师和同学,征求别人的意见,提出自己的见解,互相交流,进行合作,并把交流的情况简要记录下来.9.完成科学探究的实验报告.二、串联电路中的电压关系实验表明:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.即U=U1+U2.推论:在串联电路中,总电压比电路中任何一部分电路两端的电压都大,即U>U1,U>U2.【拓展延伸】实验时电流表示数正常而电压表无示数的故障分析:“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:电压表损坏;电压表接触不良;与电压表并联的用电器短路.过渡语我们通过探究实验,已经知道了串联电路的电压规律,那么并联电路的电压特点又是怎样的呢?思路二串联电路电压有什么关系1.请同学们讨论,做这个实验我们需要哪些实验器材?然后再画出实验电路图.实验器材:干电池两节、开关一个、小灯泡两个、导线若干.电路图:如图所示.2.实验时要测出哪些数据?怎样正确使用电压表?回答:把电压表分别并联在电路AB两点、BC两点、AC两点,测量电压值.电压表要与被测电路并联,使电流从正接线柱流入,负接线柱流出.3.实验时还应该注意哪些事项?回答:换用不同规格的小灯泡连接电路,测量电压值.连接实物过程中开关要断开,检查好电路再进行实验.4.教师根据本实验的要求引导学生设计表格.实验表格:次数UAB/VUBC/VUAC/V1235.教师示范操作,让学生认真观察,准确读数,正确记录实验数据.(1)巡视并指导学生做实验.将实物连接投影在屏幕上供实验连接有困难的小组参考.(2)将学生实验记录数据投影到屏幕上.对实验进行点评,表扬实验中学生的闪光点.6.教师提问:表格中记录的数据有什么规律?你能得到什么结论?总结规律:综合各组的实验数据得出串联电路电压关系:串联电路两端的总电压等于串联电路中各用电器两端的电压之和.字母表达式:U=U1+U2.7.同学们还有什么发现?回答:串联时,当两灯型号相同时,灯两端的电压相同;两灯型号不同,灯两端的电压不同.【拓展延伸】电压表有示数而电流表无示数的故障分析:“电压表有示数”表明电路中有电流通过;“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是电流表短路;和电压表并联的用电器开路,此时电路中电流太小,电流表无明显示数.过渡语我们一起对串联电路中电压的规律进行了探究,大家都迫不及待想动手实验,找出并联电路中电压的规律,我们就开始吧!二、并联电路的电压规律【猜想和假设】师:同学们都知道,串联电路只有一条路径,并联电路有多条路径.我们把并联电路的各分支叫支路,总路径叫干路,实际上我们是要探究干路和支路电压间的关系,如图所示.接下来,同学们猜想一下干路和支路电压的关系吧!生甲:我猜想,干路和支路电压相等.生乙:因为干路电压分配给两条支路,两支路电压之和应该等于干路电压.生丙:我猜想如果灯泡不一样,两支路电压的和会超过干路电压.【设计实验】师:同学们仿照探究串联电路中电压的设计,对以上猜想设计实验探究过程.甲组:用电池、导线、一个开关、两个灯泡组成并联电路,然后在干路上电源两端并联电压表,测出电源的电压;再在两条支路上分别并联接入电压表,测出两条支路中各自的电压,这样就可得出干路电压与支路电压的关系了,我们组设计的电路图如图所示.只要按照设计的电路图实验一下,就会得出结果了.乙组:我们组设计的电路和甲组一样,电源的电压等于支路的电压.丙组:我们组设计的电路和别的组一样.【进行实验】师:大家的电路设计大致相同,只是猜想的结论不同.现在大家根据设计好的电路图动手实验.学生动手实验,教师给予指导.【归纳总结】师:同学们都做完了实验.我相信结果已经出来了,请几位同学说一下你们组的结论吧!甲组:我们的结论是:电源电压约等于各支路的电压.数据在如下的表格内.我们发现并联电路中电压和串联电路中电压关系不同.电源电压支路1的电压支路2的电压甲组2.9 V2.8 V2.9 V乙组2.9 V2.9 V2.9 V丙组2.9 V2.9 V2.9 V师:你们分析得有道理,说明你们不只做了实验,还对数据进行了分析,你们这种探究的精神值得大家学习,同学们用掌声给予鼓励!乙组:我们组的结论和刚才的结论一样,也和我们猜想的结果相同.数据出入很小,并列的各支路两端的电压都相等.师:你们组的猜想是正确的,同学们也为你们的成功表示祝贺!丙组:我们组用的灯泡比他们的都大一些,我们的数据也在表格内.我们发现灯泡换成大的,但是规律没变.干路两端电压等于各支路两端电压.师:你们组的结论和别的组相同,也就是说,我们得到了统一的结论.师:大家从实验探索中都明白了我们的结论.我们的探究算是成功完成!1.串联电路中电压的规律:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.2.并联电路中干路和支路之间的电压关系:并联电路并列的各支路两端的电压都相等.1.如图所示,电源电压为9 V保持不变,当开关闭合时,灯泡L1,L2均正常发光,电压表示数为3 V,则灯泡L1两端的电压是() A.3 VB.6 VC.4.5 VD.9 V解析:图中L1与L2串联,电压表测L2两端的电压,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡L1两端的电压:U1=U-U2=9 V-3 V=6 V.故选B.2.小红家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示.下列说法中正确的是() A.换气扇和照明灯不能同时工作B.换气扇和照明灯只能同时工作C.换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等D.换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等解析:两电器并联并且都有单独开关控制,所以两用电器可以单独工作,也可以同时工作,故A,B错误;由于两电器并联,电流不一定相同,C错误;由并联电路的特点可知工作时两端电压一定相等,D正确.故选D.3.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表V1的示数为3 V,电压表V2的示数为8 V,灯L1两端的电压为V,则灯L2两端的电压为V. 解析:电压表V1测灯L1两端的电压,电压表V2测量电源电压.串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L2两端的电压为U2=8 V-3 V=5 V.【答案】354.如图所示,若电源电压为6 V,电压表的示数为3.8 V,则灯L1两端的电压U1=V,灯L2两端的电压U2=V,若S断开,电压表的示数为V. 解析:开关闭合时,电压表测量L1两端的电压,则灯L1两端的电压U1=3.8 V;由串联电路中电压关系可知,灯L2两端的电压:U2=U-U1=6 V-3.8 V=2.2 V;若S断开,电压表通过灯泡L2并联在电源上,测量电源电压,所以电压表示数为6 V.【答案】3.82.26串联电路中电压的规律:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.并联电路中电压的规律:并联电路并列的各支路两端的电压都相等.一、教材作业【必做题】教材第62页动手动脑学物理的1,2,3题【选做题】教材第62页动手动脑学物理的4题二、课后作业【基础巩固】1.在探究串联电路电压关系实验中,物理实验小组按如图所示的电路测得V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为() A.1.5 VB.3.8 VC.2.3 VD.6.1 V2.如图甲乙两电路,已知甲图V1的读数是3 V,V2的读数是V;若乙图V1的读数是4 V,V2的读数是5 V,则V的读数是V.  3.如图所示的电路,电压表V1的示数为4.5 V,则灯L1两端的电压为,电压表V2的示数是,电源电压是. 4.小华同学将两只电压表接入由两只小灯泡组成的串联电路中,如图所示.闭合开关后,电压表V1的示数为0.5 V,V2的示数为1.8 V.则小灯泡L1两端的电压是V,L2两端的电压是V,电源电压是V. 【能力提升】5.如图所示的电路图,开关S接到a时,电压表示数为9 V,开关S接到b时,电压表示数为4 V,下列说法不正确的是() A.电源电压为9 VB.灯L1两端的电压为4 VC.灯L2两端的电压为4 VD.灯L1和灯L2的总电压为9 V6.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7.5 V,电压表V2的示数为9 V,若电源电压为12 V,则L2两端电压是() A.4.5 VB.5.5 VC.3 VD.2 V7.如图所示,闭合开关S,V1,V2,V3的示数分别为8 V,9 V,4 V,则L1,L2,L3两端的电压分别是、. 【拓展探究】8.一串小彩灯,规格都是“4 V0.2 A”,每个小彩灯的结构如图所示.在正常情况下,细金属丝由于表面有一层氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200 V以上电压时,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通.若将这种规格的小彩灯接入220 V电路中,为使小彩灯正常发光,请通过计算说明: (1)应串联多少个小彩灯?(2)若其中一个小彩灯的灯丝被烧断,其他小彩灯是否还能发光?为什么?【答案与解析】1.A解析:根据电路图可知,电压表V1测灯L1两端电压,V2测灯L2两端电压,V测电源两端电压,根据串联电路电压特点,因此V2示数为:3.8 V-2.3 V=1.5 V.故选A.2.39解析:因为并联电路两端电压相等,所以电压表V2示数等于电压表V1示数,为3 V;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V的示数等于电压表V1,V2的示数之和,即4 V+5 V=9 V.3.4.5 V4.5 V4.5 V解析:根据电路图可知,两灯泡并联,电压表V1,V2都测电源电压.并联电路两端电压相等,并且电压表V1示数为4.5 V,所以灯L1两端的电压为4.5 V,电压表V2的示数是4.5 V,电源电压是4.5 V.4.0.51.31.8解析:分析电路图可知,L1两端电压U1=0.5 V;电压表V2测电源电压,U=1.8 V.因为L1与L2串联,则L2两端的电压:U2=U-U1=1.8 V-0.5 V=1.3 V.5.B解析:当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源电压,为U=9 V,A,D正确;当开关接到b时,两灯泡串联,电压表测L2两端电压,灯L2两端电压U2=4 V,C正确;根据串联电路的电压特点,灯L1两端的电压:U1=U-U2=9 V-4 V=5 V,B错误.故选B.6.A解析:由电路图可知,三灯泡串联,V1测L1,L2两端的电压,V2测L2,L3两端的电压,根据串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,则U1+U2=7.5 V;U2+U3=9 V;U=U1+U2+U3=12 V.解得U2=4.5 V.故选A.7.3 V5 V4 V解析:根据题意可知,灯泡L1,L2两端的电压为U1+U2=8 V,灯泡L2,L3两端的电压为U2+U3=9 V,L3两端的电压为U3=4 V;因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以L2两端的电压为:U2=9 V-4 V=5 V;L1两端的电压为:U1=8 V-5 V=3 V.8.解:(1)要使灯泡正常发光应将灯泡串联,让小彩灯串联后的总电压为220 V,由串联电路的特点知串联个数:n=55个.(2)如图所示,当某个小彩灯L的灯丝烧断时,AB间形成断路,220 V电压直接加到细金属丝与灯丝支架AB之间.氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通,此时烧坏的这个灯相当于一段导线,起到连接作用,这样220 V的电压又重新加在其他未烧坏的彩灯上,使它们能继续工作.但是每个灯上的电压有一点儿升高,不至于烧毁灯丝.当烧毁的小彩灯太多时,其余小彩灯会因电压过高而被烧毁.解析:小彩灯上标有“4 V0.2 A”可知,小彩灯正常发光时的电压为4 V,家庭电路的电压为220 V,所以小彩灯连接方式应为串联,再根据串联电路的电压关系求灯的个数.灯丝烧断后,220 V的电压会加在这个彩灯上,使细金属丝表面上的氧化铜被击穿,电路导通,其他小彩灯能发光.本节课探究实验的流程这样做比较好,先引导学生探究“串联电压规律”,边探究边熟悉各环节,然后再给学生时间,自主探究“并联电压规律”,这样学生过渡自然,不至于没有基础,盲目而混乱.教学时利用白板连接实物图,直观生动,便于理解,效果较好.在学生进行实验的过程中,应让做得快的小组帮助慢的小组,并在小组间交流数据,得到更客观的结论.对实验操作要有时间限制,学生做完实验进行点评.对实验中的误差进行分析,体现尊重事实的科学态度.实验结束后,留给学生充足的展示机会,多让几个小组汇报得出的结论,然后再汇总.有时教师与学生交流不够充分,实验探究课应重点培养学生的科学思维与探究能力,对实验的过程和结果都应重视,才能更好地体现新课标的要求.动手动脑学物理(教材第62页)1.4节干电池串联,3个铅蓄电池串联.2.2.52.56.3 V3.如图所示.4.如下表所示电流表和电压表的异同点:电流表电压表异符号连接方式串联并联直接连接电源不能能量程00.6 A和03 A03 V和015 V分度值0.02 A和0.1 A0.1 V和0.5 V内阻很小,几乎为零,相当于短路很大,相当于开路同使用前调零;读数时看清量程和分度值;电流从正接线柱流入负接线柱流出;不能超过量程.-第 9 页第2节串、并联电路中电压的规律