串、并联电路中电压的规律

教学设计

课程基本信息学科物理年级九年级学期秋季课题串、并联电路中电压的规律教学目标1.通过小组讨论、探究合作，正确将电压表接入串、并联待测电路，并能画出相应的电路图，且准确测量电路中用电器两端的电压。提高动手操作的实验技能。2.通过使用不同用电器进行的分组实验，探究串、并联电路中的电压关系，并得到普遍规律，培养学生团结合作的精神，在探究中产生强烈的好奇心和求知欲。3.通过生活应用实例的辨析，领悟串并联电路中电压规律在生活中的多种应用，并迁移创新设计多功能电子产品。在此过程中产生热爱科学、执着进取、大胆创新、造福人类的家国情怀。教学重难点教学重点：1.探究串并联电路中电压的规律及电压表的使用。

教学难点：1.探究串并联电路中电压的规律。使用教材构想将教材中“串并联电路中电压的规律”的实验器材进行拓展，在单一的小灯泡的基础上，扩充了定值电阻、电动机和发光二极管等实验器材，大大的增强了实验结论的普遍性，且与生活实际联系，学生学习兴趣和动力十足。在原有教材的基础上，增加了串并联电路中电压的规律在生活中的应用，如用电器和电池的连接方式和制作多功能小台灯。真正让物理从生活中来，到社会中去。

教学过程【导入新课】师：播放“现代智能家居”的生活片断，让学生感受科技给日常生活带来的便捷。引发学生对科技生活的向往，并产生自制具备调光照明、制热、吹风等多种功能的小台灯来智能化自己学习生活的需求。生：观看视频。师出示家庭电路中具有对应多功能小台灯的单一功能用电器——台灯、灯带、电风扇、电热水壶，并出示其铭牌，发现参数中都有额定电压，向学生解释：额定电压即用电器正常工作时，两端的电压。这些不同用电器的额定电压，在数值上相等吗？生：不相等，发光二极管的额定电压是2V，而其他三个的额定电压是220V。师：已知家庭电路提供的电源电压只有220V，问它是如何满足这些不同的电压，以保证各用电器都正常工作的？生：思考。师：引导学生观察台灯、电风扇、电热水壶三个用电器之间、以及等待内部各发光二极管的内部电路结构图，问连接方式有什么不同？生：左边三个用电器是并联，右边各发光二极管内部是串联。师：看来连接方式不同，电源两端的电压与各用电器两端电压的关系不一样，引导学生猜想串、并联电路中有什么电压的规律？生：并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等；串联电路中，电源两端电压大于各用电器两端电压，还可能等于各用电器两端电压之和。师：既然大家有这样的猜想，接下来我们就探究串、并电路中，电源两端电压和各用电器两端电压的数量关系。即：串并联电路中电压的规律。【设计意图】创设智能家居生活情境，由此引发学生自制一个多功能小台灯的兴趣，并通过观察各用电器的铭牌和内部电路图，思考和猜想串并联电路中电压的规律是什么。让物理从生活中来。【新授课】师：探究过程中，为了方便模拟家庭电路，我们需要根据台灯、灯带、风扇、电热水壶来选择哪些器材呢？生：我们可以用小灯泡代替台灯，用发光二极管代替灯带，用电动机代替小风扇，用定值电阻代替电热水壶。师：选定用电器后还需要哪些实验器材？生：电源、导线、开关、电压表。师：实验器材中用电器从不同功能的角度分为4类：生：自选实验器材，设计实验电路图并标出电压表的位置。师：展示学生设计作品，并要求学生评价。总结设计电路图的注意事项，并给出规范设计的电路图并要求学生进行修改。师：邀请学生展示其组内设计的电路图并演示实验操作。生：操作演示并对注意事项作出说明。其他生：观察实验操作。师：组织学生进行实验和记录实验数据并收集。生：进行自主实验并记录实验数据。师：与学生一起分享交流分享与交流横向一组一组的分析串联电路中的电压规律，有什么发现？生1：串联电路中，用电器两端电压都相等生2：串联电路中，电源两端的电压等于各用电器两端电压之和。生3：串联电路中，电源两端的电压大于用电器两端的电压。师：有什么不同意见？都符合吗？生：第一个发现，只有用电器规格相同才有用电器两端电压相等。另外，由于有误差，所以会有第三个发现。师：误差来源有什么？生：实验时，读数误差、导线和连接处有阻碍作用。师：同学们再来一组一组的观察并联电路中的实验数据，(停顿)，又有什么发现呢？生：误差允许范围内，并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等，也就是U=U1=U2。师：非常好！经过大量的实验，我们得到了串并联电路中电压的规律，即：串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和，并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等【设计意图】通过用实现小台灯不同功能的用电器，进行分组实验探究，既极具普遍性地探究了串、并联电路中电压的规律，又让学生了解了各用电器的工作情况，为制作小台灯提供实验操作基础。【实际应用】师：为什么家用电器的额定电压大都是220V？生：因为家庭电路中各用电器之间都是并联连接，而并联电路中，电源两端电压与各支路用电器两端的电压且电源电压师220V，所以各用电器两端的电压是220V。师：其实灯带所在电路中有一个特殊的装置叫电源驱动器，（停顿）他可以将输入的220V电压转化为12V的电压向灯带输出，这个原理比较复杂，今后同学们就会明白这个道理。按照灯带输入的电源电压是12V，想要让三个发光二极管都正常工作，需要定值电阻两端的电压是多少，为什么？生：三个发光二极管与定值电阻串联，而串联电路中，电源两端电压等于各用电器两端电压之和，12V的总电压减去3个2V，定值电阻两端的电压就是6V。师：纵向分析数据，结合电池的节数和连接方式，有什么发现？生：电池串联时，电池节数越多，能提供的电源电压越大。◎在电动汽车内部，蓄电池之间的连接方式就更为复杂，有串联也有并联。师：正因如此，在使用电池对外放电时，我们往往采取电池串联的方式，获得更大的电压。而当这些使用损耗程度不同的充电电池被充电的时，我们需要将它们放入充电器中，此时的电池已经不是电源而是用电器，为充电结束后，各电池获得相同电压，它们之间的连接方式应该是……并联。师：学到这儿，咱们就具备把这些功能组合，自制一个多动能小台灯的能力了。请同学们仔细观察多功能小台灯各元件的电压参数，你能不能设计电路实现小台灯的不同功能？生：因为发光二极管正常工作时的电压为2V，小于电源电压，所以需要和变阻器串联，来实现调光照明的功能，又因为风扇、制冷制热片正常工作的电压不低于电源电压，可以直接和电源并联，所以，他们都可以和调光照明功能并联，分别实现吹风和制冷制热功能。师：生解释，师操作台灯实现功能。师：请同学们自选实验器材，制作一台属于自己的多功能小台灯。生：自制多功能小台灯，并展示。师：经过制作多功能小台灯，同学们实现了课前智能学习生活的愿望！老师真为大家感到高兴。【设计意图】通过利用实验结论解释家庭电路中大多用电器的额定电压是220V，以及计算灯带中定值电阻的分压，应用实验结论解决生活中的实际问题，并迁移创新设计多功能电子产品，让物理走向社会。【结课】师：通过本节课的学习，同学们经历了完成的科学实验探究过程，得到了串并联电路中电压的规律，并进行了丰富多彩的应用，解决了我们最初提出的问题，实现了智能学习生活，但大家刚才实现小台灯多种功能的过程需要相对专业的科学文化知识和操作技能，不够智能，想要推广，还需要芯片的加入，