初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 串、并联电路中电压的规律学案

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 串、并联电路中电压的规律学案，共9页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，课堂探究，精讲点拨，课堂总结，课堂练习等内容，欢迎下载使用。
1. 能正确将电压表接入待测电路，能画出相应的电路图。
2. 能正确使用电压表测量串、并联电路中用电器两端的电压，进一步练习连接电路和使用电压表的技能。
3. 能通过实验探究，归纳总结串、并联电路电压的规律。
【学习重点】
通过实验探究总结出串、并联电路中电压的关系，使学生熟练掌握电压表的使用和读数方法。
【学习难点】探究“串联电路的电压规律”的实验设计、如何观察记录、如何分析并得出结论。
【自主预习】阅读教材，完成以下问题：
1. 探究串联电路中电压的规律：
（1）分别把电压表连在如图所示电路中的AB两点、BC两点、AC两点，测出灯L1两端的电压U1、灯 两端的电压U2和 U。

（2）通过对实验数据的分析可以得出：串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压 。
数学表达式： 。
2. 探究并联电路中电压的规律：
（1）如图所示，灯L1与灯L2并联，将电压表的两端分别连到 两端、 两端和 两端，测量电压U1、U2、U。
（2）分析实验数据得出结论：并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端的电压 。
数学表达式： 。
【课堂探究】
探究一、串联电路电压的规律
1. 探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系
（1）提出问题
我们知道，在只有一个小灯泡的电路中，灯泡两端的电压与电源两端电压是相等的。那么，两个或两个以上用电器组成的串联电路中，各用电器两端的电压与电源两端电压有什么关系？请做出猜想。例如，在图所示的串联电路中，灯L1两端的电压UAB、灯L2两端的电压UBC与电源两端电压UAC之间有什么关系？
（2）猜想与假设
猜想1：串联电路中的总电压等于各用电器两端的电压之和。
猜想2：串联电路中的总电压与各用电器两端的电压相等。
猜想3：……

（3）设计实验
①设计实验电路并画出电路图如图所示。
②选用不同规格的小灯L1、L2连接电路。
③将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC。
④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
（4）进行实验
①根据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关，将电压表的两端分别连到A与B（L1两端）、B与C（L2两端）、A与C（电源两端），测量电压UAB、UBC、UAC。
③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
④实验数据
（5）实验结论
通过对实验数据的分析可得出结论：串联电路中，电源两端的电压等于各小灯两端的电压 。
（6）交流与评估
①采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有 ，防止偶然性。
②换用不同规格的小灯泡时，各小灯泡两端的电压会发生改变，但电源电压（总电压）是不变的。
③采用改变电源电压的方法也能达到多次测量的目的。
2. 串联电路的电压规律
进一步的实验结果表明：在由两个小灯泡组成的串联电路中，电源两端的电压等于各小灯泡两端的电压之和。数学表达式：U= 。
这个结论也适用于由多个小灯泡组成的串联电路。
2. 串联电池组的电压
（1）做一做
把一节干电池的负极和另一节干电池的正极连在一起（串联）组成电池组。分别测量每节干电池两端的电压，然后测量这个电池组的电压。它们之间有什么关系？
测两节干电池串联的电压
（2）实验现象
2节干电池串联，电池组电压为U= V；3节干电池串联，电池组电压为U= V。
（3）实验结论
串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压 。即 U=U1+U2+U3+……
U=1.5V×n（每节干电池的电压为1.5V，n为电池节数）
【例题1】如图所示，用电压表分别测量L1两端的电压U1、L2两端的电压U2以及L1、L2串联的总电压U，请根据表盘读数回答下列问题：
（1）L1两端的电压U1是多大？
（2）L2两端的电压U2是多大？
（3）L1、L2串联的总电压U是多大？
（4）电源电压是多大？
【例题2】小顺利用图所示电路“探究串联电路的电压规律”。
（1）在图中画出电压表，使其测AB间的电压________。
（2）选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同的，目的是_______。
（3）连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电压表示数为零，则电路故障可能是________。（假设故障只发生在灯L1或L2处）
（4）更换不同规格的灯泡进行实验，记录实验数据如表格所示，分析数据可得出结论：在串联电路中________。
探究二、并联电路的电压规律
1. 探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
（1）提出问题
如图所示，两个灯泡并联后接在电源两端，各支路用电器两端的电压与电源两端的电压有什么关系？
（2）猜想与假设
猜想1：并联电路各支路两端的电压之和等于电源两端的总电压。
猜想2：并联电路各支路两端的电压相等，并等于电源两端的总电压。
猜想3：……

（3）设计实验
①设计实验电路并画出电路图。
②选用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。
③将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端，测量电压U1、U2、U。
④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
（4）进行实验
①根据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表的量程。
②闭合开关，将电压表的两端分别连到A与B（L1两端）、C与D（L2两端）、电源两端，测量电压UAB、UCD、U。
③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。
④实验数据
（5）实验结论
在并联电路中，电源两端电压与各小灯泡两端的电压 。
（6）交流与评估
①当电路中有多个用电器并联时，此结论仍然成立，表达式为U1=U2=U3=…=Un=U。
②当把几节相同的新干电池并联时，并联电池组两端的电压等于一节干电池两端的电压，即U=U1=1.5 V。
③改变两个小灯泡的规格多次进行实验，目的是得出普遍规律，防止结论的偶然性。
2. 并联电路的电压规律
进一步的实验结果表明：并联电路中两个支路上小灯泡两端的电压与电源两端的电压 。数学表达式： 。
这一结论也适用于由多个小灯泡组成的并联电路。
【例题3】为探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组（电压约为3V）、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求电压表测量灯L1两端的电压；____
（2）实验中，某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表的示数都相同，如图乙所示，其值为_____V。根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律为：并联电路总电压与各用电器两端的电压_______。
【例题4】如图所示，如图所示的电路中，电源电压恒定不变，当S闭合，S1断开时，电压表的示数为3V，电流表的示数为0.4A；当S、S1都闭合，电流表的示数为1A；求：
（1）电源电压是多少？
（2）当S、S1都闭合时，R1两端的电压是多少？通过R1的电流是多少？

【精讲点拨】
1. 采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有普遍性，防止偶然性。换用不同规格的小灯泡时，各小灯泡两端的电压会发生改变，但电源两端的电压（总电压）是不变的。
2. 当电路中有多个用电器串联时，电源两端电压等于各用电器两端电压之和。
数学表达式：U=U1+U2 +U3+……+Un
3. 当电路中有多个用电器并联时，电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。
数学表达式：U1=U2=U3=…=Un=U
4. 串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和，即U=1.5V×n（n为电池节数）。
5. 当把几节相同的新干电池并联时，并联电池组两端的电压等于1节干电池两端的电压，即
U=U1=1.5 V。
【课堂总结】 第2节 串、并联电路中电压的规律

【课堂练习】
1. 如图所示一种节日小彩灯是由多个小灯泡组成的，若每个小彩灯上标注的正常工作电压是9V，则应将______个小彩灯______（填“串”或“并”）联实验次数
L1两端电压
UAB/V
L2两端电压UBC/V
电源两端电压UAC/V
1
1.8
1.2
3.0
2
1.1
1.9
3.0
3
1.4
1.6
3.0
实验次序
U1/V
U2/V
U/V
1
2.0
4.0
6.0
2
3.5
2.5
6.0
3
4.5
1.5
6.0
实验
次数
L1两端电压
UAB/V
L2两端电压
UCD/V
电源两端电压U/V
1
2.9
2.9
2.9
2
2.8
2.8
2.8
3
2.8
2.8
2.8
电路
串联电路
并联电路
电压规律
电源两端的电压等于各
小灯泡两端的电压之和
两个支路上 小灯泡两端的电压与电源两端的电压相等
数学表达式
U＝U1+U2
U＝U1=U2