九年级物理（沪粤版）探究并联电路电压关系实验导学案

九年级物理（沪粤版）探究并联电路电压关系实验导学案

一、教学背景与设计理念

（一）【基础】教学内容分析

本节课选自沪粤版九年级物理第十三章“探究简单电路”的第二节，是学生在学习了串联电路电压特点之后，对电压规律探究的进一步深化。并联电路电压关系是电路规律的核心内容之一，它不仅巩固了电压的概念，更为后续学习欧姆定律、电功率以及解决复杂电路问题奠定了坚实的基础。教材通过实验探究的方式呈现，旨在引导学生经历科学探究的完整过程，培养实验能力和科学思维。

（二）【重要】学情分析

九年级学生已具备初步的观察、实验和分析能力，对电学实验有较高的兴趣。通过前一节“探究串联电路电压的关系”的学习，学生已经掌握了电压表的使用方法，并初步了解了科学探究的一般步骤。然而，并联电路的连接相对于串联电路更为复杂，学生对“支路”、“干路”的概念理解尚不深刻，容易在实物连线中出现错误。同时，部分学生可能会基于串联电路的电压规律（U=U1+U2）进行思维定势，错误地迁移到并联电路中，认为并联电路各支路电压之和等于电源电压。因此，本节课的关键在于引导学生通过自主探究，破除迷思概念，自主建构“并联电路中，各支路两端电压相等”的物理规律。

（三）【核心】设计理念

本导学案以“核心素养”为导向，深度融合课程改革理念，采用“问题驱动—自主探究—合作建构—迁移应用”的教学模式。强调学生的主体地位，将学习的主动权交还给学生。教师作为引导者、组织者和合作者，创设真实的物理情境，引发认知冲突，引导学生在“做中学”、“悟中学”。通过小组合作学习，培养学生的科学探究能力、合作精神、交流评估能力和创新意识。同时，注重物理与生活的联系，引导学生运用所学知识解释生活中的现象，解决实际问题，实现从物理走向社会的课程目标。

二、教学目标

（一）【核心素养·科学观念】

1.通过实验探究，理解并掌握并联电路中各支路用电器两端电压相等的规律。

2.能正确区分并联电路的干路和支路，知道电压表在并联电路中的连接方法。

3.能运用并联电路的电压规律分析、解决简单的实际问题。

（二）【核心素养·科学思维】

1.经历“提出问题—猜想假设—设计实验—进行实验—分析论证—评估交流”的科学探究过程，学习控制变量法和比较法在探究中的应用。

2.通过对实验数据的分析、归纳，得出并联电路的电压规律，培养学生的逻辑思维能力和抽象概括能力。

3.能够对探究过程和结果进行反思，发现并尝试解决新问题，发展批判性思维。

（三）【核心素养·科学探究】

1.能根据探究目的和已有经验，设计合理的实验方案，并绘制出电路图。

2.能熟练、规范地使用电压表测量电压，能正确连接包含多个用电器的并联电路。

3.能准确记录、处理实验数据，并基于证据得出实验结论。

4.具有合作探究的意愿，在小组内分工协作，共同完成实验任务。

（四）【核心素养·科学态度与责任】

1.在探究过程中，养成实事求是、严谨细致的科学态度，不随意修改实验数据。

2.在小组合作中，积极发表自己的见解，倾听他人的意见，学会交流与评估。

3.通过了解并联电路在生活中的广泛应用（如家庭电路），激发学习物理的兴趣，感悟科学、技术、社会、环境（STSE）之间的关系。

三、【重要】教学重难点

（一）教学重点

1.【基础】并联电路各支路两端电压相等的规律。

2.【高频考点】电压表的正确使用及并联电路的连接。

（二）教学难点

1.【难点】引导学生自主设计实验方案，尤其是如何选择测量点和测量次数。

2.【易错点】纠正“并联电路各支路电压之和等于电源电压”的错误前概念，帮助学生建立“各支路电压相等且等于电源电压”的正确观念。

3.【操作难点】复杂并联电路（多支路）的实物连接与电压测量。

四、【基础】教学准备

（一）实验器材（每小组）

1.电源（干电池3节，装入电池盒，或学生电源，电压调至4.5V）1个

2.小灯泡（额定电压不同，如2.5V和3.8V各1个，用以增加探究性和结论普适性）2个

3.小灯座2个

4.开关1个

5.电压表（灵敏、多量程）1只

6.电流表（为后续学习铺垫，可准备但不强制使用）1只

7.导线若干（不同颜色，便于区分干路、支路）

8.定值电阻（5Ω和10Ω）2只（作为小灯泡的替代品，用于深入探究）

（二）多媒体资源

1.教学PPT（包含复习回顾、情境引入、实验步骤动画、注意事项、评估交流问题等）

2.仿真实验软件（如物理实验室APP，用于模拟连接，降低实物操作失误率）

3.导学案（纸质版或电子版）

（三）教学环境

分组实验教室，确保每组实验台电源正常，光线充足。

五、【核心】教学实施过程（约60分钟）

（一）【基础】创设情境，温故启新（约5分钟）

1.问题链驱动：教师通过PPT展示一个串联电路和一个并联电路图。提问：同学们，上节课我们探究了串联电路的电压规律，还记得结论是什么吗？（引导学生回答：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，即U=U1+U2。）那么，看看这个并联电路，两个灯泡L1和L2是并列连接在电路中的。请大家大胆猜想一下，并联电路两端的电压，也就是AB两点之间（总电压），与各个支路两端的电压，也就是CD两点之间、EF两点之间，可能存在什么关系呢？

2.认知冲突激发：教师引导学生根据生活经验或直觉进行猜想，将猜想写在导学案上。有的学生可能会类比串联电路，认为“各支路电压之和等于总电压”；有的学生可能会因为家庭电路中各用电器互不影响，认为“各支路电压相等”。教师不急于评价，而是将这两种典型猜想记录在黑板上。设问：究竟哪种猜想是正确的呢？实践是检验真理的唯一标准，今天我们就通过实验来“探究并联电路中各支路用电器两端电压的关系”。

3.揭示课题：【非常重要】优化并板书课题：探究并联电路中各支路用电器两端电压的关系

（二）【重要】明确目标，设计方案（约10分钟）

1.明确实验目的：教师引导学生明确本次实验的核心目的——定量地探究并联电路中，各支路用电器（灯泡）两端的电压是否相等，以及与电源电压（总电压）的关系。

2.【难点突破】设计实验方案：

（1）问题引导：教师提出一系列问题，引导学生自主设计实验方案。比如：“我们要测量哪些点的电压？”“电压表应该怎样连接到电路中？”“为了得到普遍的规律，我们应该测量几次？是更换小灯泡还是改变电源电压？”

（2）小组讨论：各小组围绕上述问题展开热烈讨论，并在导学案上尝试画出实验电路图，设计数据记录表格。

（3）方案展示与优化：教师选取具有代表性的小组设计方案，通过实物展台或板书进行展示，并组织全班同学进行评估和优化。最终，师生共同形成一个科学、合理的实验方案。

【基础】电路图：设计一个由电源、开关、两个不同规格的小灯泡L1和L2并联组成的电路。

【核心】测量步骤：

[1]测量电源电压（或AB两点间电压，即总电压）U。

[2]测量灯泡L1两端的电压U1（CD两点间）。

[3]测量灯泡L2两端的电压U2（EF两点间）。

【关键问题讨论】教师重点引导学生讨论：为什么要选择规格不同的小灯泡？（答：避免实验结论的偶然性，使规律更具有普遍性。）电压表在测量不同支路电压时，连接方式有什么相同点？（答：都是与被测用电器并联，且“+”接线柱靠近电源正极，“-”接线柱靠近电源负极。）

（三）【非常重要】动手操作，合作探究（约25分钟）

1.安全教育与规范强调：实验开始前，教师再次强调电学实验的安全注意事项：【高频考点】“连接电路时，开关必须断开！”“电压表应选择合适的量程（用试触法）！”“导线连接要牢固，避免接触不良！”“严禁电源短路！”

2.小组分工合作：各小组内进行合理分工，如操作员、记录员、数据分析员、汇报员等，确保人人参与。

3.按图索骥，连接电路：学生按照优化后的电路图，从电源正极开始，按顺序连接电路。教师巡回指导，及时发现并纠正连接错误。特别关注并联电路的正确连接方法，指导学生学会区分干路和支路。对于遇到困难的小组，教师不直接代劳，而是引导他们对照电路图自查，或借助仿真软件进行模拟尝试。

4.测量与记录：电路连接完毕并检查无误后，闭合开关，观察灯泡是否发光。若发光正常，则断开开关，将电压表接入电路进行测量。

（1）第一次测量：测量电源电压U。记录数据。

（2）第二次测量：测量L1两端电压U1。注意电压表要并联在L1两端。记录数据。

（3）第三次测量：测量L2两端电压U2。注意电压表要并联在L2两端。记录数据。

5.【难点再突破】数据异常与故障排查：在实验过程中，教师预料并引导学生处理可能出现的故障。

（1）【易错点】灯泡不亮：可能是电路断路或接触不良。引导学生用导线或电压表逐点检查。

（2）【易错点】电压表指针反转：说明正负接线柱接反了，应立即断开开关，重新连接。

（3）【拓展思维】电压表示数异常：如果U1与U2不相等，且相差较大，引导学生思考可能的原因。比如，导线电阻、接线柱接触电阻等，让学生意识到真实电路与理想模型的差异，培养严谨的科学态度。

（4）【深化探究】更换器材再实验：完成上述测量后，教师鼓励学生更换其中一个小灯泡（或换用定值电阻），再次重复上述测量过程，获取第二组、第三组数据，并记录在表格中。

（四）【核心素养】分析论证，归纳规律（约10分钟）

1.数据汇总：各小组将记录的多组实验数据写在黑板上或通过多媒体展示出来，实现全班数据共享。

2.【重要】引导分析：教师引导学生观察、比较各组数据中的U、U1、U2。

（1）纵向比较：看自己小组的数据，U1和U2在数值上有什么关系？（基本相等）

（2）横向比较：看其他小组的数据，即使更换了不同规格的灯泡，U1和U2还相等吗？（仍然相等）

（3）深度比较：比较U、U1、U2，发现它们之间有什么关系？（U1=U2，且都等于U）

3.归纳结论：学生基于全班的数据证据，经过充分讨论和分析，最终自主归纳出并联电路的电压规律。【非常重要】结论：在并联电路中，各支路用电器两端的电压都相等，且等于电源电压（或总电压）。表达式：U=U1=U2=……

4.解决认知冲突：教师引导学生回顾课前提出的猜想，现在通过实验证据，我们肯定了哪一个猜想？否定了哪一个？让学生亲身体验到科学探究的魅力——用证据说话。

（五）【高频考点】评估交流，反思拓展（约5分钟）

1.误差分析：教师引导学生对本实验进行反思评估。“我们的实验结果完美无缺吗？”“为什么有些小组的数据U1和U2只是近似相等，而非绝对相等？”引导学生分析可能产生误差的原因，如【热点】导线电阻的分压、电压表本身的内阻、读数时的估读误差、电池老化导致的内阻增大等。让学生明白，任何测量都存在误差，科学结论是建立在大量近似数据基础上的规律总结。

2.【难点】思维拓展：

（1）教师设问：“如果并联电路中有三条、四条甚至更多条支路，这个规律还成立吗？”（引导学生运用归纳法进行推理，得出结论。）

（2）生活链接：“同学们，我们家庭中的电视机、电冰箱、洗衣机、电灯等用电器都是并联在电路中的。为什么它们都能在220V的额定电压下正常工作呢？”（引导学生运用今天所学的并联电路电压规律进行解释，实现从物理走向生活。）

（3）跨学科视野（STSE）：简单介绍现代家庭电路的设计原理，以及电压稳定性对于电器的重要性，渗透安全用电教育。

（六）【基础】课堂小结与作业布置（约5分钟）

1.课堂小结：请一位学生用简洁的语言，对本节课的知识、方法和情感态度价值观方面的收获进行总结。教师进行补充和提炼。

2.【分层作业】：

（1）基础作业（必做）：完成课后练习题第1、2题。思考：为什么家里的灯开得再多，互不影响，而且亮度几乎不变？

（2）拓展作业（选做）：【热点】利用本节课的器材（再提供一只电流表），设计一个实验方案，探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系。画出电路图，写出实验步骤，并尝试在课后或下次实验课进行验证。

（3）实践作业（创新）：【非常重要】观察家里的电路布局，在家长的指导下，尝试了解家庭配电箱中空气开关、漏电保护器与各条支路的关系，并绘制出家中的简化电路图（注明各支路用电器），下节课分享。

六、板书设计

探究并联电路中各支路用电器两端电压的关系

一、猜想

猜想1：U=U1+U2

猜想2：U=U1=U2

二、实验方案

1.电路图（画图区）

2.测量点：AB（总电压）、CD（L1电压）、EF（L2电压）

3.注意事项：开关断开、试触法选量程、并联、正接正、负接负

三、实验数据

（小组数据展示区）

四、实验结论

【非常重要】并联电路中，各支路用电器两端的电压相等，都等于电源电压。

表达式：U=U1=U2

五、评估与交流

误差来源：导线电阻、接触电阻、电表内阻、读数……

七、【热点】教学反思与评价

（一）教学亮点预设

1.问题驱动，层层深入：整个教学过程以一系列递进的问题链为主线，引导学生的思维从“是什么”走向“为什么”，再到“还能怎么样”，有效激发了学生的探究欲望和深度思考。

2.自主建构，能力为本：摒弃了传统的“灌输式”教学，让学生亲历科学探究的完整过程，在动手、动脑中自主建构知识，培养了科学探究能力和创新精神。

3.