2025 小学四年级科学上册串联电路电压分配现象课件

一、情境导入：从生活现象到科学问题的思维跃升演讲人CONTENTS情境导入：从生活现象到科学问题的思维跃升基础铺垫：串联电路的核心特征回顾核心探究：电压分配现象的实验验证规律总结：电压分配的数学表达与本质解析拓展应用：生活中的电压分配智慧总结升华：从现象到规律的科学思维培养目录2025小学四年级科学上册串联电路电压分配现象课件01情境导入：从生活现象到科学问题的思维跃升情境导入：从生活现象到科学问题的思维跃升清晨走进教室，我总能看到孩子们围在教室后方的“科学角”——那里挂着一串节日彩灯，前几天有个小灯泡不亮了，孩子们正七嘴八舌地讨论：“是不是电池没电了？”“可能线松了？”“为什么一个灯泡坏了，其他也不亮？”这些充满童真的疑问，恰好指向了我们今天要探索的主题：串联电路中的电压分配现象。1生活中的串联电路初体验当我们打开手电筒，按下开关的瞬间，电流从电池正极出发，依次经过灯泡、弹簧，回到负极——这就是最典型的串联电路。再比如节日里装饰用的小彩灯串，若其中一个灯泡灯丝烧断，整串灯都会熄灭，这说明串联电路中各用电器是“一荣俱荣，一损俱损”的关系。这些生活场景，正是我们开启科学探究的最佳起点。2从现象到问题的思维转化孩子们观察到“串联电路中一个用电器故障会影响整体”后，我曾问过他们：“如果所有灯泡都正常工作，它们的‘电力’（电压）会一样吗？”有孩子说：“电池只有一个，每个灯泡应该分一样多的电！”也有孩子反驳：“大灯泡可能需要更多电，就像大胃王要吃更多饭！”这些看似稚嫩的猜想，恰恰是科学探究中最珍贵的“假设”环节。今天，我们就通过实验来验证这些猜想，揭开串联电路电压分配的秘密。02基础铺垫：串联电路的核心特征回顾基础铺垫：串联电路的核心特征回顾要理解电压分配现象，必须先明确串联电路的基本特征。就像建房子要先打地基，科学探究也需要扎实的知识储备。1串联电路的定义与连接方式串联电路是指用电器首尾依次相连，电流只有一条路径的电路。用符号表示就是：电池→用电器1→用电器2→…→电池负极。这种连接方式的关键特点是“电流的唯一性”——无论有多少个用电器，电流从正极出发后，必须依次经过每一个用电器才能回到负极。2串联电路的电流规律通过之前的学习我们知道，串联电路中电流处处相等。就像一条河流，无论流经狭窄的峡谷还是宽阔的平原，水流的总量（电流大小）是不变的。用电流表测量串联电路中不同位置的电流值，会发现A点（电池正极后）、B点（用电器1和用电器2之间）、C点（电池负极前）的电流数值完全相同，这为我们分析电压分配提供了重要前提。3电压的初步理解电压是推动电荷定向移动形成电流的“动力”，可以类比为“水流的落差”：落差越大（电压越高），水流越急（电流越大）。在电路中，电池是提供电压的“动力源”，每个用电器在工作时会“消耗”一定的电压，就像水坝在河流中形成小的落差，总落差（电池电压）等于各个小落差（用电器电压）之和。03核心探究：电压分配现象的实验验证核心探究：电压分配现象的实验验证“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。”为了直观观察串联电路中的电压分配，我们需要设计一个科学严谨的实验。1实验器材与安全须知器材准备：3节1.5V干电池（总电压4.5V）、2个不同规格的小灯泡（如2.5V和3.8V）、开关、导线若干、电压表（学生用，量程0-15V）。安全提示：电压表要并联在用电器两端，正接线柱接靠近电池正极的一端；连接电路时开关要断开，避免短路；实验后及时断开开关，节约电池。2实验步骤与数据记录：连接串联电路将电池、开关、两个小灯泡依次串联，确保导线连接牢固。闭合开关，观察灯泡亮度——2.5V的灯泡较亮，3.8V的灯泡较暗，这初步说明它们“获得”的电压可能不同。第二步：测量总电压将电压表并联在电池两端（即整个电路两端），闭合开关，记录电压值U总≈4.5V（因电池略有损耗，实际可能为4.3-4.5V）。第三步：测量各用电器电压测量灯泡L1（2.5V）两端电压：将电压表并联在L1两端，记录U1≈1.5V；测量灯泡L2（3.8V）两端电压：将电压表并联在L2两端，记录U2≈3.0V；验证总电压关系：U1+U2≈4.5V，与U总基本一致。2实验步骤与数据记录：连接串联电路1U1≈3.0V，U2≈1.5V，U1+U2仍≈4.5V。32将L1换成3.8V灯泡，L2换成2.5V灯泡，重新测量：第四步：更换用电器重复实验3实验现象的分析与讨论观察实验数据，我们发现两个关键规律：串联电路中总电压等于各用电器两端电压之和（U总=U1+U2+…+Un）；不同规格的用电器（电阻不同）分得的电压不同，电阻较大的用电器分得的电压更高（如3.8V灯泡电阻更大，分得3.0V；2.5V灯泡电阻较小，分得1.5V）。孩子们在实验中提出了有趣的问题：“如果用三个灯泡串联，总电压会等于三个电压之和吗？”“如果两个灯泡完全一样，电压会平分吗？”这些问题推动我们进一步拓展探究。04规律总结：电压分配的数学表达与本质解析规律总结：电压分配的数学表达与本质解析通过实验数据的归纳，我们可以用更严谨的语言描述串联电路的电压分配规律。1电压分配的数学关系式在串联电路中，各用电器两端的电压与其电阻成正比，即：U1/U2=R1/R2（其中U为电压，R为电阻）对于两个用电器的情况，总电压U总=U1+U2，结合上述比例关系可得：U1=(R1/(R1+R2))×U总U2=(R2/(R1+R2))×U总虽然四年级学生不需要掌握复杂的公式推导，但可以通过“电阻大的用电器需要更多电压‘动力’”来理解这一规律——就像两个小朋友抬水，力气大的（电阻大）需要多抬一点，力气小的（电阻小）少抬一点，总重量（总电压）是两人抬的重量之和。2从微观视角理解电压分配电流在电路中流动时，会受到用电器的“阻碍”（电阻）。电阻越大，电流通过时需要克服的阻碍越多，因此需要更大的电压（动力）来推动。就像水流经过狭窄的管道（电阻大）时，需要更大的水压（电压）才能保持水流速度（电流）不变，这就是为什么电阻大的用电器分得的电压更高。3特殊情况：相同电阻的用电器当串联电路中各用电器电阻相等时（如两个相同的小灯泡），它们分得的电压也相等。例如，用两个2.5V的灯泡串联，总电压4.5V时，每个灯泡分得约2.25V，这符合“平分”的猜想。这种特殊情况能帮助学生更深刻地理解“电压分配与电阻成正比”的普遍规律。05拓展应用：生活中的电压分配智慧拓展应用：生活中的电压分配智慧科学规律的价值在于指导实践。串联电路的电压分配现象在生活中有着广泛的应用。1节日彩灯的设计奥秘我们常见的小彩灯串，通常采用串联方式连接。如果所有灯泡规格相同（电阻相等），它们会平分电池电压，保证每个灯泡正常发光。但如果其中一个灯泡灯丝烧断（电阻变为无穷大），该灯泡两端会分得几乎全部电压（约4.5V），而其他灯泡电压变为0，因此整串灯熄灭——这解释了孩子们之前的疑惑。2电子设备中的分压电路在一些电子设备中，需要获得特定的低电压（如给某元件提供3V电压），但电池电压是6V，这时可以通过串联一个电阻（分压电阻）来实现。分压电阻会“吃掉”3V电压，让目标元件获得3V电压，这种设计体现了人类对电压分配规律的巧妙运用。3家庭电路中的“非串联”选择细心的孩子会发现，家庭中的电灯、电视等用电器都是并联的，这是因为并联电路中各用电器电压相等（等于电源电压），互不影响。而串联电路的电压分配特性更适合需要“分工”使用电压的场景，如小彩灯、电子电路中的分压设计。06总结升华：从现象到规律的科学思维培养总结升华：从现象到规律的科学思维培养回顾今天的探究过程，我们从生活现象出发，通过实验观察、数据记录、规律归纳，最终揭示了串联电路电压分配的奥秘。这不仅让我们理解了“总电压等于各部分电压之和”“电压分配与电阻成正比”的科学规律，更重要的是体验了“提出问题—作出假设—设计实验—分析数据—得出结论”的科学探究方法。1核心知识的凝练各用电器分得的电压与其电阻成正比（U1/U2=R1/R2）。总电压等于各用电器两端电压之和（U总=U1+U2+…+Un）；串联电路电压分配的核心规律可总结为两点：2科学思维的升华今天的学习不仅是知识的积累，更是思维的成长。当我们看到“一个灯泡不亮，整串灯熄灭”的现象时，没有停留在表面，而是深入追问“电压如何分配”；当实验数据与猜想不符时，没有否定自己，而是重新审视操作、分析原因。这种“好奇—探究—反思”的思维习惯，正是科学精神的核心。3课后延伸的期待同学们，科学就在我们身边。课后不妨观察家中的手电筒、玩具车电路，思考它们是否是