串并联电路中电压的规律教案

PAGE第2节　串、并联电路中电压的规律本节在本章及整个电学部分都具有重要地位，它是进一步学习电学其他物理概念(如电阻、电功)的基础，是掌握电学中的物理规律(如欧姆定律等)、认识电学中的物理现象必不可少的知识；本节课的学生实验——用电压表测电压，是电学中最基本的技能之一；实验中关于串联、并联电路的电压关系，是进行电路分析的基本根据。可见，本节在整个电学中，处于基础地位。本节课的目标有两个：在技能方面是练习用电压表测电压，在知识方面是研究串、并联电路中的电压关系。这是一节探索性实验课，让学生自主实验、观察，自行分析、归纳总结得出结论。激发学生的创造性思维活动，提高认知能力和实验能力。为充分体现教师的主导作用和学生的主体作用，使教学过程真正成为学生的学习过程，既学到知识，又培养学生的探索能力和协作精神，本节课先创设情景，提出问题，由学生猜想，把问题具体化，由学生分组进行探究解决问题，再通过交流与合作总结实验结论，最后进行梳理反思，增强对知识的理解。通过前面的学习，学生已经知道了串、并联电路中电流的规律和电压表的使用。学生对科学探究已经有了初步的认识，本节课可以让学生仿照探究串并联电路中电流的规律的学习过程进行本节的探究。知识与技能1．通过探究实验，得出串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，训练连接电路的基本技能。3．通过实验，训练正确识记、使用电压表的技能。过程与方法1．通过观察和实验，探究串联电路中电压的规律，提高学生对问题的探究能力。2．通过学生的亲自试验，培养他们初步的观察能力和动手操作的实验能力。3．通过对实验结论的归纳和总结，培养学生的概括能力。情感、态度与价值观1．通过学生探究活动，激发学生学习兴趣，培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神。2．通过同学们共同的实验过程，培养学生严谨的科学态度和协作精神。重点通过实验探索串、并联电路中电压的规律。难点组织指导学生在探究过程中认真观察，仔细分析，得出恰当的结论。探究法、实验法、观察法、讨论法。一、新课引入师：请同学们在纸上画出你熟悉的串联、并联电路图。学生画图，教师巡视，选出较好的图，用投影仪放大。同学们观察自己画出的串联、并联电路图。师：你已经了解了串联、并联电路的哪些知识生1：串联电路中的电流处处相等。生2：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。师：还想知道哪些内容，还有什么问题生1：串联电路中的电压有什么样的关系生2：并联电路中电压有什么关系(提出问题)二、新课教学探究：串、并联电路电压规律师：同学们提出了一个很好的问题，那么你们认为串联、并联电路中的电压会是什么样的关系呢[猜想或假设]生1：我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。生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”，力量会越用越小的。生3：串联电池组的电压等于各个电池的电压之和，串联电路各点的电压之和也应该等于两点间的总电压。生4：我认为并联电路中电压的关系应该和电流的关系相同。师：同学们作出了各种猜想、各样假设，真实的结果到底是什么请同学们用实验来求证，大家先设计实验。[设计实验](学生讨论，教师巡视了解)师：各组可以简单说明你们的设计。第一组：我们用三节电池，两只完全相同的灯泡，分别测出每只灯泡两端的电压和两只灯的总电压进行比较。第二组：我们组选择两只不同的灯泡，选三只电压表，同时测量每只灯泡和两只灯泡的电压，比较结果。第三组：我们计划选四只灯泡，两只一组，先将两只灯泡串联接入电路，分别测每只灯泡的电压和两只灯泡总电压，然后再换上另外两只灯再次测量。师：同学们的设计都很好。能说说为什么要用三只电压表同时测量吗生：我们考虑，如果只用一只表，在测量中改接电路时会不会影响电压。师：很好，合理，为什么要更换不同规格的灯泡实验呢生：如果不更换不同规格的灯泡，只能测量一组数据，而物理实验需要多次测量，所以要更换不同规格的灯泡进行实验。师：很好，更换不同规格的灯泡进行实验可以让得到的结论更具有普遍性，甚至可以改变电源电压进行实验。并联电路的电压实验也可按照这个方法进行。下面请同学们完善自己的设计方案(补充完善设计实验电路和实验数据表格)后，可以进行实验。建议大家在实验中更换不同的小灯泡，进行重复测量，并按同样的步骤探究并联电路中电压的规律。[进行实验](学生分组实验，教师巡视指导)学生注意仪器使用的性。特别是电压表正、负接线柱连接正确，量程要选择合适，读数时要弄清分度值，读数准确。原始数据的记录要实事求是如实记录，不许随意改动。实验中出现的问题要记录下来，以便查找、分析原因。[分析和论证]师：请分析你们测量出的数据，测量结果说明了什么你得出了什么样的结论和你原来的猜想一致吗生1：我们用两只不同的灯泡串联，测出每只灯泡的电压不同，但两只小灯泡两端电压的和等于电源电压。生2：我们先用两只小灯泡测，然后又换了两只不同的小灯泡测。尽管测出的四只小灯泡的电压都不一样，但前一次测量的两只小灯泡电压的和与第二次测量的两只小灯泡电压的和几乎相等，且都差不多等于电源电压。生3：我们用两只不同的灯泡串联，改变了电源电压，发现不管电源电压是多少，两只小灯泡两端电压的和等于电源电压。生4：我们更换不同规格的灯泡实验，发现并联的小灯泡两端电压总是相等。师：同学们这种勇于探索的精神非常好，归纳大家的实验，可以得到一般结论吗生1：串联电路中各个灯泡两端电压的和等于这几个灯泡两端的总电压并且等于电源电压。生2：并联的各个灯泡两端电压总是相等。[板书]串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。并联电路中的总电压等于各个支路两端的电压，各支路电压相等。师：同学们通过自己的努力和同伴的配合得出了串、并联电路中电压的规律，祝贺同学们得到了一个正确的结论，不过，对同学们来讲获得结论的过程更重要。请大家对自己的探究活动过程进行回顾，认真分析、思考在实验过程中真正明白了哪些问题，还有什么新的发现。[评估]生1：我将电压表接在了一根导线两端，结果灯都亮了，可是电压表读数是零，为什么呢生2：我不小心将电压表串联在了电路中，灯全不亮，电压表却有指示值，和电源电压几乎一样大。生3：我们是将电路连接正确了，电压表也有指示值，就是灯不亮，换了另外一个灯泡还是不亮，用手按住才亮起来。生4：我们组开始做时，有一只灯亮，另一只灯不亮．测电压时，亮着的灯有指示值，不亮的灯两端电压为零。师：同学们发现了这么多的问题，说明大家一定是很认真地去做了。养成好的习惯要比得到一个正确的结论更重要，希望同学们以后继续努力。刚才提到的问题，请同学们互相讨论，看能不能找出问题的原因。(教师巡视并参加同学们的讨论)生1：电压表接在一根导线的两端，中间没有用电器，相当于一点，所以电压表示数为零。生2：将灯泡用手按着才能亮，我觉得是因为没有接触好，另外的问题我不知道。师：同学们一定非常想知道这些问题的答案，那就在以后的学习中努力，相信你一定会有收获的。在同学们的交流中我注意到许多同学都用了“几乎相等”这个词，而不是说“相等”，为什么呢生：因为它们相差很小，但又不完全相等。师：能分析出其中的原因吗生：因为读数或用表测量的过程中有一些偏(误)差。师：同学们的表现非常好。现在需要同学们根据你们的探究过程写一份科学探究的小。(学生完成探究报告，教师巡视，选择完成较好的．利用投影和同学们交流、课堂小结)三、典型例题例1　如图所示，当开关S闭合时V1、V2、V3的示数分别是20V、15V和7V，求电灯L2两端的电压。[解析]　本题用于考查电路的性质及电压表作用的判断；考查串联电路中电压特点。知道电压表的作用，明确电路的性质，知道串联电路的电压特点。在判断电压表V2作用时，可把其他两只表V1、V3去掉，判断较为容易。本题易错点是无法求解，原因是不能正确判断电路的连接方式，无法正确判断电压表的作用，故不会列出方程组求解。[答案]　三只灯是串联，电压表V1是测量电源的两极间电压U＝20V，表V2是测量灯L1与L2两端的总电压U12＝15V，表V3是测量灯L2与L3两端的总电压U23＝7V。U＝U1＋U2＋U3＝20V，(1)U12＝U1＋U2＝15V，(2)U23＝U2十U3＝7V，(3)(1)式－(2)式，得U3＝5V。(1)式－(3)式，得U1＝13V。代入(3)式，得U2＝2V。例2　给出如图所示的元件，要求：灯L1与L2串联；电流表测灯L1中的电流，电压表V1测灯L1上的电压，V2测电源两极间的电压。(1)用笔画线代替导线将元件连接起来；(2)如果开关闭合时，电压表V1和V2的指针位置分别如图乙所示，则灯L2上的电压是________。[解析]　本题用于考查串联电路中总电压等于各部分电路两端的电压之和以及电流表、电压表的使用、连接方法。[答案]　(1)连接电路时，可以先把串联的元件即电源、开关、灯L1、L2及电流表连接起来，最后把电压表V1与灯L1并联，V2接到电源的，正、负极上。(2)电压表V2测串联电路的总电压U，电压表V1测灯L1两端的电压U1，根据U＝U1＋U2可知，电压表V2的示数U一定大于电压表V1的示数U1。如果电压表V1使用0～15V的量程，不管电压表V2用什么量程，从图乙可知其示数都将比电压表V1的示数小，所以电压表V1不能使用0～15V的量程，应采用0～3V的量程；如果电压表V2使用0～3V的量程，那么它的示数将比电压表V1的示数小，所以电压表V2应使用0～15V的量程。电路连接如图所示。灯L2上的电压是V。例3　有28只小灯泡串联后接在220V电路里，作节日彩灯用。使用中，由于某一灯泡的灯丝烧断而使全部小灯泡熄灭，因为彩灯上染着颜料，致使无法辨别哪一只小灯泡内部断路。(1)现在给你一只电压表，如何查找故障(2)如果给你一只电流表，如何查找故障(3)如果只有一根导线，如何查找故障[解析]　本题用于考查电流表、电压表在电路中的作用及对电路故障的判断。明确电压表的作用和连接方法，明确电压表的内电阻很大，电流表的内电阻很小。[答案]　(1)当只有一只电压表时，可用电压表依次并联在各个小灯泡两端，当电压表指针偏转且读数约等于电源电压时，这只灯泡即为断丝灯泡。(2)(3)当只有一只电流表或一根导线时，可用电流表或导线依次并联在每只灯泡两端查找。当其余灯泡发光时，被并联的灯泡是断丝的(可称为逐一短路法)。这是因为当电流表或导线短路掉那只断丝灯泡时，可使整个电路形成通路，且加在其余各灯两端电压也不至于提高太多，不会损坏灯泡。四、课堂小结通过我们这次的探究活动，同学们了解了研究问题的一般方法：提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作。通过实验同学们还得出了串、并联电路中电压的规律。五、作业设计第2节　串、并联电路中电压的规律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．并联电路中电压的规律：并联电路各支路电压相等3．探究问题的一般方法：提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作通过本节课的教学，我发现：1．如何连接电路，从操作看来似乎还有较大问题，应该示范部分电路的连接。2．部分学生不会从实验结果中找规律，应加强分析引导。