【高效备课】人教版物理九(上) 第十五章 电流和电路 第3节 串联和并联 第1课时 初步认识串联电路和并联电路（教案）

第3节 串联和并联
第1课时 初步认识串联电路和并联电路
【教学目标】
一、知识目标
1.知道串、并联电路的特点．
2.会画简单的串、并联电路图，会正确识别并连接串联电路和并联电路．
二、能力目标
1.掌握两个灯泡（或用电器）串联和并联的连接顺序和方法，做到快而准．
2.尝试用探究的方法认识串联和并联电路，通过按照具体要求练习连接电路，掌握解决问题的方法．
三、素养目标
通过探究学习串联电路和并联电路的特点，体会物理学知识的应用价值，培养学生乐于将所学知识应用于实际生活的兴趣．
【教学重点】
通过观察和实验，探究串、并联电路的特点．
【教学难点】
掌握正确连接串、并联电路的方法，培养学生勤动手、勤动脑的习惯，逐步学会自己独立设计电路．
【教具准备】电路示教板、节日彩灯、4节电池、2只灯泡、3只开关、导线、多媒体课件．
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一课时内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固．
【新课引入】
教师引导学生观看两个演示实验．
演示实验1：教师将一串节日彩灯以串联方式接入电路中，闭合开关时，这串彩灯同时发光；断开开关时，彩灯同时熄灭．（多次重复闭合或断开开关的操作，让彩灯闪烁跳舞）
演示实验2：教师将两个灯泡以并联方式接入电路中，将一只开关S2与一只灯泡L1串联在支路上，一只开关S1串联在干路上（如图所示）.当教师闭合所有开关时，两个灯泡都正常发光；当教师断开开关S2时，灯泡L1熄灭，L2正常发光．当教师断开开关S1时，两个灯泡都熄灭．（多次重复闭合或断开开关S1、S2，让两个灯泡闪烁跳舞）
学生观察实验后，都很好奇这两个电路是如何设计的呢？居然可以自由地控制灯泡发光或熄灭．这真是太神奇了！
师 大家肯定都很疑惑老师是如何“变魔法”让灯泡“跳舞”的，下面我们就一起来探究吧．
【进行新课】
知识点1 串联电路和并联电路
1.认识串联电路和并联电路
教师提问：首先请同学们用桌上的器材（电池组、2只灯泡、导线）在老师发的白纸上设计一个电路图，要求两只灯泡同时亮．
学生四人一小组热烈地讨论后，各小组画出自己设计的电路图，并争先恐后地要求将自己的电路图板书到黑板．学生设计的电路图多种多样，经师生共同分析归纳，共有如下两种较合理的电路图．
师 请同学们说说为什么想到这样的设计？
生：因为电流可能依次通过两个灯泡；也可能同时流入两个灯泡，同时流出两个灯泡.
（学生回答的同时，教师通过课件演示在串联和并联电路中电流通过两个灯泡的动态效果.这样可使学生在一番摸索之后，整理一下设计思路，有利于思维条理性的培养.）
师 这两个电路的连接方式一样吗？
生：不一样.一个是两只灯泡首尾相连；另一个是两只灯泡两端分别相连.
师同学们观察得很仔细，这两种连接方式不同的电路分别叫做串联电路和并联电路.
板书：（1）串联电路：两个灯泡首尾顺次相连的电路.
（2）并联电路：两个灯泡两端分别相连的电路.
（通过学生设计电路图并观察连接方式的不同，得出串联电路和并联电路的定义，这样可使学生变接受性学习为探究性学习，体验知识的获得过程）
实验活动：为了了解同学们对串联电路和并联电路的连接方式的认识情况，教师请各小组先派三个同学表演串联电路的连接方式，然后再派三个同学表演并联电路的连接方式，其中两个同学演“灯泡”，一个同学演“电源”.
（用学生表演的方式来突破本节课重点和难点，为下面的连接实物和探究电路特点打基础）
教师引导学生根据电路图用笔画线代替导线连接实物图（各电路元件的实物已画好在一张纸上发给学生，学生在表演的基础上很快连好实物图，且正确率很高，这就为下面连接实物培养了自信心）
2.串联电路和并联电路的特点
师 下面请同学们用你们已连接好的串联电路和并联电路去摸索一下它们的特点.
教师给学生充足的时间进行探索.学生有的把串联电路中的灯泡拧下来，有的把串联电路的导线拆下来，有的把并联电路支路上的导线拆下来，有的把并联电路干路上的导线拆下来……
教师提问：你们发现了什么？请三位同学到前面来用示教板上已接好的串联电路和并联电路去演示一下你的发现.
生1边演示边回答：我发现在串联电路中，拧下一只灯泡后另一只灯泡不亮了.而在并联电路中，拧下了一只灯泡后另一只灯泡仍然亮.
生2边演示边回答：我发现不管在串联电路还是并联电路中，只要把接电源的导线（主干电路的导线）断开，灯泡都不能发光.
生3边演示边回答：我发现在串联电路中有一根线接触不好，整个电路都不通了；而在并联电路中，接在电源上的线松了，整个电路都不通，但接在其中一只灯泡上的线松了，另一只灯泡仍然亮着.
（学生的回答多种多样，说明此过程培养了学生的探索能力）
教师鼓励学生的回答，并用多媒体展示课件“串联电路和并联电路的特点对比”．
串联电路和并联电路的特点对比（多媒体课件）
例题1 （多媒体展示）串联电路和并联电路是最基本的电路，它们的实际应用非常普遍，节日的小彩灯是 联的，安装在教室里的几盏日光灯是
联的.
解析：节日小彩灯如果有一个熄灭，这一组的灯都会熄灭，因此是串联的，教室里的灯如果有一盏熄灭，其他的灯不会受到影响，照常工作，因此是并联.
答案：串 并
例题2 （多媒体展示）如图所示的电路中，开关只控制灯L2的电路是（ ）
解析：开关控制哪盏灯,应该与该灯串联,从题中电路图可以看出,只有C电路中开关与灯泡L2串联在一条支路中,故答案为C.
答案：C
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
知识点2 串、并联电路的识别与作图
1.串、并联电路的识别
师 光知道串、并联电路的特点还不行，我们还要学会识别并灵活运用串、并联电路的方法，下面我们就一起来学习吧.
教师用多媒体展示课件“串联电路和并联电路的识别方法”，并针对性地讲解.
串联电路和并联电路的识别方法（多媒体课件）
（1）定义法：若电路中各元件是逐个首尾顺次连接的，则此电路就是串联电路；若电路中各元件“首首相接，尾尾相接”并列地连在电路中，则此电路就是并联电路.此法适用于比较简单的电路.
（2）断路法（或拆除法）：串联电路中出现一个断点或去掉一个元件，电路中所有的用电器都会停止工作；并联电路中，断开支路上的一个用电器的开关或去掉这个用电器，其他支路中的用电器仍能正常工作.所以断开电路某处或去掉某个用电器，若有其他用电器能正常工作，则此电路一定是并联电路.否则，此电路就是串联电路.
（3）节点法：所谓“节点法”就是在识别不规范电路的过程中，不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器等，导线两端均可以看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点.对于较复杂的电路，特别是对点与点用导线连通的电路用此法判断较为快捷.
如图甲所示，判断灯L1、L2和L3的连接方式.
①把共线（线中没有任何用电器）节点用同一符号表示，如图甲所示.由图可知，图上节点虽多，但实际上可看成只有两个节点a和b，且a为“＋”,b为“－”.
②在草稿纸上画两点a和b，以原图为标准逐个画出L1、L2、和L3，如图乙所示.
③再将图乙画成与之相对应的电路图，如图丙所示，所以L1、L2和L3并联.
（4）电流法：所谓“电流法”就是在识别电路时，让电流从电源正极出发，经过各用电器回到电源负极，途中不分流，电流始终是一条路径，这些用电器的连接方式就是串联；如果电流在某处分为几条支路，且每条支路上只有一个用电器，电流在电路中有分有合，则这些用电器之间的连接方式就是并联.
例题3（多媒体展示）在如图所示的电路中，两个灯泡组成并联电路的是（ ）
解析：根据串联电路的特点，电流只有一条通路，故A、C图中两灯是串联的.根据并联电路的特点，并联电路中电流有分支，各支路上的用电器可独立工作.B图中两盏灯都能独立工作，互不影响，它们各自都能与电源构成通路，所以是并联电路.D图中的电路处于短路.
答案：B
例题4（多媒体展示）如图所示的电路，若使灯L1与L2串联，则应闭合开关 ，断开开关 ，若使L1与L2并联，应闭合开关 ，断开开关 .
解析：本题与例3相比的变化点是：本题中灯泡之间的连接方式可以由开关的不同开、闭组合而发生变化，是个可变电路.要使L1和L2组成串联电路，只能允许电流顺次通过L1和L2，这样只须闭合开关S2，断开开关S1和S3，即可实现；而要使L1和L2组成并联电路，则必须使电流分别通过L1和L2，即电流从两个路径分别通过L1和L2，要闭合开关S1和S3，断开开关S2.
答案：S2 S1和S3 S1和S3 S2
2.串联电路和并联电路的作图
师 学会了识别串、并联电路，我们还要学会正确连接串、并联电路，下面我们做个例题.
例题5（多媒体展示）按如图甲所示的电路图，用铅笔画线代替导线把图乙所示实物连接起来.
解析：因电路中待接入的元件较多，且两灯并联，开关分别控制两灯，所以采用以下方法可以使连接变得更为简单，即先选取连接电路元件最多的一条支路将它串联起来（如图丙），再将另一条支路并联在上述串联电路上（如图丁）.
答案：具体做法如下：
（1）选取L2所在支路，将它跟电源、开关S和S2串联起来，如图丙所示.
（2）将L1和S1串联起来，把L1的左端接到S2的左端（或电源正极）上，把S1的左端接到L2的右端（或开关S的右端）上即可，如图丁所示.
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
通过这节课的学习，我们知道了串、并联电路的特点，学习了识别串、并联电路的方法，并进一步学习了如何正确连接串、并联电路.串联电路和并联电路是电学中最基本的电路，我相信经过大家的不断努力，再复杂的电路大家都能弄懂它们，这节课就学到这.谢谢！
课后作业
完成本课时对应课后练习.
认识串、并联电路的特点是识别电路、辨别电路连接形式和进行电路设计的基础.本节教学不能满足于仅让学生知道串联、并联两种连接方式，而要把重点放在通过学生动手实验、实际连接操作的过程，分析归纳出小灯泡的连接形式及串联、并联的各自特点.辩认实际电路是串联还是并联，根据要求画出电路图或根据电路图连接实际电路，尤其是连接并联电路，对于初学电路知识的学生来说是比较困难的.因此在教学中应注意把教师的讲述和学生的动手紧密结合起来.
串联电路和并联电路的特点对比
1.干电池的构造
日常使用的干电池是一种锌锰电池，也叫碳锌电池.
它的构造是：负极为锌做的圆筒，做成筒状的目的是用来储存电解液等化学物质.正极是一根碳棒，它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵水的混合剂所包围，总称为“碳包”.碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物，称为电糊.电池口上用沥青、松香等配成封口剂封牢.
干电池的锌筒、碳包和氯化铵溶液的作用，分别相当于伏打电池的锌片、铜片和稀硫酸溶液.干电池工作时，锌和氯化铵发生变化，产生氢气，附着在碳棒上面.由于氢的电阻很大，电池工作时，在电极附近产生相当大的电压降，使路
端电压降低（这种现象称作“极化”）.所以在干电池中加入二氧化锰作为“退极化剂”.二氧化锰是不良导体，如果用得太多，电池的内电阻就要增大，用得太少，退极化作用太慢.为了解决这个问题，通常就加入了一些导电本领较好的碳粉，它的作用主要是导电，其次是吸收反应过程中生成的部分气体.
电糊中的主要成分是氯化铵，它相当于伏打电池的稀硫酸溶液.电糊中的氯化锌的作用是增加溶液中的锌离子浓度，缓和氯化铵对锌筒的腐蚀，延长电池的使用时间.
封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入，避免电液外流，使干电池便于携带，以及防止碳包和锌筒短路.
2.铅蓄电池的构造
铅蓄电池也叫酸蓄电池（铁镍蓄电池叫碱蓄电池）.目前我国学校的实验室中，铅蓄电池常用来作为直流电源.
铅蓄电池的两个电极，均以铅板为骨架.在充好电的正极铅板上是二氧化铅，呈红褐色，在负极铅板上是海绵状铅，呈灰黑色.每个电极都是由数块铅板并联组成，用合金焊接为一个整体，以便增大极板面积，使更多物质参与化学作用，加大电池的容量.两个电极的铅板相间排列，并衬以隔离板，使它们不接触.负极铅板的块数常比正极多一个.这样做的目的有两个，第一，使正极铅板两面的化学物质都可以与负极起作用；第二，当放电后，正极板上的二氧化铅变成硫酸铅，体积发生变化时，极板不致弯曲.负极上的铅，在放电后虽然也变成核酸铅，但因为是海绵状，体积变化小，极板不致弯曲.
铅蓄电池的电液，是由硫酸与蒸馏水按照1∶2的比例配成的稀硫酸溶液，密度为1.28g/cm3.电液必须纯净，切忌有杂质混入.
铅蓄电池的外壳由不跟电液起化学作用的材料如玻璃或硬塑料制成.电池上面用硬橡胶或灌沥青的盖子封固.盖上开一个小圆口，以便向电池内注入电液和排出充电时产生的气体.
蓄电池容量的大小以安时数来表示.容量为15A·h的蓄电池，用1A的电流可持续放电15h，或2A的电流持续放电7.5h.