人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 串、并联电路中电压的规律第1课时教案设计

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第2节 串、并联电路中电压的规律第1课时教案设计，共6页。教案主要包含了师生活动，设计意图等内容，欢迎下载使用。
1．了解串联电路中电压的规律，解释生活中的相关现象。
2．在分析实验数据、得出结论的过程中，发展归纳推理能力。
3．能设计探究串联电路中电压规律的实验方案，能正确使用电压表进行测量、收集数据，会分析数据并得出结论，养成严谨求实的科学态度，具有与他人合作交流的意识。
教学重点
理解串联电路的电压规律。
教学难点
通过实验探究得出在串联电路中电压规律的过程。
教学材料
干电池、小灯泡、导线若干、开关、电压表等。
教学过程
新课导入
【师生活动】教师展示课件，并设定情景，提问：家用电器通常要并联在电路中，而节日小彩灯有的是串联，有的是并联。小彩灯串联时，电压之间有什么关系？并联时，电压之间又有什么关系？
学生思考并作答。
【设计意图】通过提问方式，让学生思考串联的小彩灯之间，两端电压有什么关系。激发学生学习兴趣，调动学生学习的积极性。
新知探究
一、串联电路的电压规律
1．实验探究：探究串联电路中用电器两端电压与电源两端电压的关系。
【师生活动】教师创设情境，带领学生一起完成探究过程。
（1）提出问题：在只有一个小灯泡的电路中，小灯泡两端的电压与电源两端的电压是相等的。如果在两个或两个以上小灯泡组成的串联电路中，每个小灯泡两端的电压与电源两端的电压有什么关系？
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与电源两端的电压UAC之间有什么关系？让学生作出猜想。
学生积极讨论，提出各自的猜想。
教师根据学生猜想进行梳理：
（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：……
教师结合学生的猜想，引导学生进一步思考如何设计实验方案：
（3）设计实验
①设计串联实验电路，并画出电路图；
②选用不同规格的小灯泡L1和L2连接电路；
③将电压表的两端分别连接A与B、B与C、A与C，测量电压UAB、UBC、UAC，并记录在实验表格中；
④改变两个小灯泡的规格，重复上一步实验，测量三组实验数据。
教师梳理，并补充学生提出的设计实验方案，鼓励学生根据设计的实验方案，大胆动手尝试实验操作，强调至少完成三组实验，并记录实验数据。
（4）进行实验
①根据电路图连接实物电路，根据电源电压选择电压表的测量范围；
②闭合开关，将电压表的两端分别连接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，并记录在实验表格中；
③改变两个小灯泡的规格，重复上一步实验，测量三组实验数据。
④实验数据
教师根据学生实际完成实验情况，给予指导和鼓励，并让学生通过对实验数据的分析，尝试得出实验结论：
（5）实验结论
通过对实验数据的分析可得出结论：在串联电路中，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 = U1+U2。
教师对学生结论进行归纳总结，并指导学生交流讨论：在实验过程中，为什么要进行多组实验、为什么要换不同规格的小灯泡等。
（6）交流与分享
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。
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，但电源两端的电压（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。
【设计意图】引导学生提出问题→作出猜想→设计实验→进行实验→观察实验→数据分析→交流与分享的过程，培养学生的提出问题能力、动手实践能力、数据分析能力。
2．串联电池组的电压
【师生活动】教师提问：串联电池组的总电压与各节电池两端的电压有什么关系？
学生设计实验，操作实验，根据实验数据分析，总结规律。
（1）进行实验
将2节干电池串联，用电压表测量电池组两端的电压大小；
将3节干电池串联，用电压表测量电池组两端的电压大小；
将4节干电池串联……
（2）实验分析
2节干电池串联，电池组电压为U = 3 V；
3节干电池串联，电池组电压为U = 4.5 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之和。即
U = U1+U2+U3+…+Un
U = 1.5 V×n(每节电池的电压为1.5 V，n为电池节数)
【设计意图】引导学生对串联电池组的电压规律的探究，了解各电池两端电压和电源总电压的关系，培养学生科学探究能力，提高学生科学素养。
二、课堂练习
【师生活动】展示课堂练习，学生思考作答。
1．电路中电源电压为4.5 V，开关S闭合后，电压表的示数为3 V，则灯泡L1和灯泡L2两端的电压分别为（ ）
A．4.5 V 3 VB．3 V 4.5 V
C．3 V 1.5 VD．3 V 7.5 V
【答案】C
【解析】此题的解答，关键是看懂电路图，此图在考题中经常出现，一定看明白，电压表测量的是灯泡L1的电压，很多同学容易看成测量灯泡L2的电压，是个易错的地方。如图，两灯泡串联，电压表并联在灯泡L１的两端，测量灯泡L1的电压，示数为3 V，即灯泡L1的电压为3 V；串联电路的总压电等于两灯泡的电压之和，所以灯泡L2的电压为：U2 = U－U1 = 4.5 V－3 V = 1.5 V。
2．按如图所示的电路探究串联电路的电压规律，闭合开关，用电压表测出L1、L2和AC两端的电压分别为2.3 V、2.1 V、4.5 V。在表格中记录数据后，下一步应该做的是（ ）
A．整理器材，结束实验
B．换用不同规格的小灯泡，再测出几组电压值
C．分析数据，得出结论
D．换用电压表的另一测量范围，再测出一组电压值
【答案】B
【解析】通过实验数据分析总电压与各部分电路电压之间的关系，只验证一次，发现实验次数太少，需要多次测量，为使多次测量更具普遍性，要更换灯泡规格，或改变电源电压。故B符合题意。
3．用如图所示的电路探究串联电路的电压规律，下列说法正确的是（ ）
A．通过灯泡L1的电流小于通过灯泡L2的电流
B．若想测量灯泡L2两端电压，只需将电压表A点的接线柱换到C点即可
C．实验得到的结论为：串联电路电压处处相等
D．为获得普遍规律，需要改变两个灯泡的规格，重复实验
【答案】D
【解析】在A选项中，由图知道，两灯泡串联，由串联电路的电流特点知道，通过灯泡L1的电流等于通过灯泡L2的电流；在B选项中，要测量灯泡L2两端的电压，需将电压表并联在B、C两点间，且电压表正接线柱接B点，负接线柱接C点，若只将电压表A点的接线柱换到C点可使电压表正负接线柱接反；在C选项中，本实验的结论为：在串联电路中，电源电压等于各部分电路两端电压之和；在D选项中，多次测量的目的是使结论具有普遍性，避免偶然性，所以为获得普遍规律，需要改变两个灯泡的规格，重复实验，故D正确。
【设计意图】通过学生对课堂练习的作答与教师的讲解，进一步巩固学生对串联电路中电压规律的理解与应用。
课堂小结