【高效备课】人教版物理九(上) 第十六章 电压 电阻 第2节 串、并联电路中电压的规律 第1课时 探究串联电路中电压的规律（教案）

第2节 串、并联电路中电压的规律
第1课时 探究串联电路中电压的规律
【教学目标】
一、知识目标
1.学会正确将电压表接入串联待测电路中，并能画出相应的电路图；
2.学会正确使用电压表测量串联电路的电压.
二、能力目标
在探究串联电路电压规律的过程中，体验科学研究的方法和科学探究的步骤.
三、素养目标
培养学生严谨的科学态度与协作精神.
【教学重点】探究串联电路中电压的规律.
【教学难点】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.
【教具准备】电池组、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干、实验报告单（各30份）、多媒体课件等.
【教学课时】1课时
【巩固复习】
教师引导学生复习上一节内容，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】
教师提出问题：（1）串联电路中的电流有什么特点？
（2）串联电路中的电压有什么特点？
生：（1）串联电路中电流处处相等；
（2）我猜想串联电路中电压也处处相等.
师 同学们的猜想是否正确呢？今天我们就来探究串联电路中电压的规律.
【进行新课】
知识点1 探究串联电路中电压的规律
1.实验探究串联电路中电压的规律
师 在进行实验探究串联电路中电压的规律之前，我们要先学习实验探究的方法.
板书：探究问题的一般方法：①提出问题→②猜想或假设→③制订计划与设计实验→④进行实验与收集证据→⑤分析与论证→⑥得出结论→⑦评估与交流.
师 下面我们就按照上面的7个步骤进行实验：
（1）提出问题：
串联电路中的电压有什么关系？
（2）猜想或假设：
学生积极提出自己的猜想，并且寻找支持猜想的依据.
生1：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：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.
生3：灯泡大的地方电压大，灯泡小的地方电压就小.
生4：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.
（3）设计实验：
师 同学们给出了各种假设，但真实的结果到底是什么呢？请同学们用实验来求证.
学生分小组讨论，制订方案.
方案1：我们计划用三节电池，选择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泡的总电压进行比较；
方案2：我们选择两只不同的灯泡，选三个电压表，同时测量每只灯泡的电压和两只灯泡的总电压，比较结果；
方案3：我们选择三只差别较大的灯泡，分别测量每只灯泡的电压、每两只灯泡的电压和三只灯泡的总电压；
方案4：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泡再次测量.
方案5：我们想选择两只灯泡，一个电压表，像测电流那样分别测出A、B、C各点的电压，然后进行比较.
教师总结：老师觉得同学们的设计都很好，不过要提醒大家注意两点：
①电压是两端电压，不是某点的电压，所以实验前要画出你的电路图，看是否把电压表并联在电路中了；
②你的设计一定要有书面的内容，你要怎么做（同学们刚才已谈到的），你是怎么做的（要按电路图测量），你得出了什么样的结果（要有实验记录），以便于自己检查和与别的同学进行交流后做出更好的改进.
师 下面老师将给出一个实验方案的示范，同学们可以根据自己的实验方案选定实验器材并写出实验步骤.（以下实验器材、实验步骤的设计仅供参考）
①实验方案：我将选择六只灯泡（其中有2只灯泡相同，另外4只不同），每两只一组（第一次实验用的两只灯泡相同，后面两次均不同），选一个电压表，先将两只相同的灯泡串联接入电路，分别测每只灯泡的电压和两只灯泡的总电压；然后再换上另外四只灯泡，再测两次.
②实验器材：两节干电池，六只小灯泡（其中第一次实验用的两只相同），一只电压表，一只开关，导线若干.
③实验电路图：
④实验步骤：首先选择规格相同的两只灯泡按照实验电路图连接电路,根据电源电压选择电压表量程，再分别把电压表并联在上图所示的电路A、B两点,B、C两点,A、C两点间测量电压，看看它们之间有什么关系；然后换上另外四只灯泡再测两次，看看是否还有同样的关系.
⑤记录数据：按上述要求进行实验，实验记录如下表所示.
（4）进行实验：
教师引导学生分组并按自己所设计的方案进行实验.
教师巡查，强调实验中的注意事项：
A.电路连接要按照一定的顺序，可以从电源正极用电器负极依次连接；
B.连接电路时开关要断开，连接好电路后要检查有无短路，确定无误后再闭合开关观察灯泡的发光情况；
C.特别是电压表正、负接线柱要连接正确，量程要选择合适，读数时要弄清分度值，读数准确；
D.原始数据的记录要实事求是如实记录，不许随意改动；
E.实验中出现的问题要一一记录下来，以便查找、分析原因.
（5）分析和论证：
师 同学们认真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：我们用的是两只完全相同的小灯泡，测出每只小灯泡两端的电压相等，并且每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等.
生2：我们用的是两只不同的灯泡，测出每只小灯泡两端的电压不相等，但每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等.
生3：我们用的是三只差别较大的小灯泡，测出来每只灯泡的电压都不同，但每两只灯泡电压的和都和直接测得的这两只灯泡的总电压相等，三只小灯泡电压的和几乎等于电源电压.
（6）得出结论：U＝U1+U2+…+Un
板书：
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.
（7）评估与交流：回顾以上操作，看看是否存在不妥的地方：读数时是否实事求是？要换灯泡时是否换用了不同规格的？如果这些因素在实验中都作了充分的考虑，实验的结果应该是可靠的.各小组把实验结果写成实验报告.并在班上进行交流和讨论.
2.探究串联电池组的总电压
师 请同学们阅读教材P61页《想想做做》，探究串联电池组的电压规律.
学生分组实验.（教师巡视指导）
操作完毕，各小组汇报实验结果.教师点评，和学生一起归纳总结.
板书：串联电池组的总电压等于每节电池的电压之和.
例题1（多媒体展示）（多选）如图甲所示，电源电压是8V且保持不变，开关S闭合后，电压表的示数是2V，则（ ）
A.L1两端的电压是2V
B.L2两端的电压是6V
C.L1两端的电压是6V
D.L2两端的电压是2V
解析:当S断开后，电压表通过L1与电源的两极相连，测得电源电压是8V；当S闭合时，电路是通路，电压表测的不再是电源电压，等效电路图如图乙所示，电压表测的是L2两端的电压，故D对.又因为L1与L2串联，电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和，故C也对.要判断电压表测哪部分电路两端的电压，关键是看电压表与哪部分电路并联.即看电压表的两个接线柱与哪部分电路两端直接相连，可采用下面的判断方法：假定电压表跟导线的连接点可以沿导线移动，在移动过程中可以跨越开关和电流表，但是不能跨越电源和用电器（包括后面要学到的电阻），那么连接点能移到哪个用电器两端，就跟哪个用电器并联.这种判断方法叫做连接点“移点法”.
答案：CD
例题2教师用多媒体展示练习册中对应题目，并针对性地讲解.
例题3（多媒体展示）在如图甲所示的电路中，当闭合开关S后，两个电压表指针偏转均如图乙所示，则电阻R1和R2两端的电压分别为（ ）
A.5.6V1.4V B.7V1.4V
C.1.4V7V D.1.4V5.6V
解析：由题图甲能够看出，电压表V1测的是电源电压，电压表V2测的是电阻R2两端的电压，而两个电压表的指针偏转相同，但两电压表的示数不可能相同，由此可以推知电压表V1使用的是0~15V量程，而电压表V2使用的是0~3V量程，由此可以读出电压表V1的示数为7V，电压表V2的示数为1.4V.在串联电路中U=U1+U2，则U1=U-U2=7V-1.4V=5.6V.故本题应选A.
答案：A
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
探究串联电路中电压规律的实验题
师 下面我们将通过适当的例题来帮助同学们掌握探究串联电路中电压的规律的综合实验题.
例题4（多媒体展示）瑞瑞同学在物理实验考试时,对串联电路中电压的规律进行了探究.
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和.
【设计与进行实验】
（1）按如图所示的电路图连接电路；
（2）闭合开关，用电压表测出L1两端的电压；
（3）在测L2两端的电压时,瑞瑞同学为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上；
（4）测出AC间的电压.
【交流与评估】
(1)在拆接电路时,开关必须 ；
(2)瑞瑞同学用上面的方法能否测出L2两端的电压 为什么
(3)方法改进后，所测出AB、BC、AC间的电压记录在上面表格中.分析瑞瑞同学的实验数据可以得出的结论是:串联电路总电压 各用电器两端的电压之和（选填“等于”或“不等于”）.
(4)这个实验在设计方案上还存在的不足之处是：
解析：（1）在拆接电路时开关必须断开；（2）电压表在测量某元件两端的电压时，应该使标有“-”号的接线柱靠近电源的负极，另一接线柱靠近电源的正极，显然瑞瑞同学的方法不能使电压表正常偏转，也不可能测出L2两端电压；（3）2.4V+1.4V=3.8V≠3.75V；（4）显然一次实验得出的结论并不能说明普遍的规律.
答案：（1）断开（2）不能，因为电压表的正、负接线柱接反了（3）不等于（4）以一次实验得出物理规律不合理
课堂演练
完成本课时对应课堂练习.
【教师结束语】
这节课我们学习了串联电路中电压的特点，认识到串联电路中总电压等于各部分电路两端的电压之和.关于串联电路的电压规律，我们是通过探究的方式得出的，大家对探究问题的思路一定要有明确的认识，先猜想后设计，通过实验说明问题.
课后作业
完成本课时对应课后练习.
1.这是一节实验探究课，本课时的教学应该在实验室进行，实验过程可以要求学生按照课本中的步骤完成，也可以自己设计实验方案进行实验，在探究活动中充分调动学生的积极性是该课成败的关键，如对实验的设计我们要多找些同学谈想法、思路，最好能让他们上台来说明自己的设计思想，这对所有的同学都是一种激励；又如在对数据进行分析时，也要多找几组同学说出自己的结论.
2.在实验进行前的“猜想或假设”的环节中，也许有的学生一下子就说出“结论”而自以为得意，但是应该让学生明确：一下子说出来的“结论”不是结论，只是猜想，只是探究活动的开始，它还需要论证.探究活动的目的绝不只是让学生说出和记住结论，而是要求学生在探究的过程中学习，因为科学探究过程的每个环节都有它特有的教育功能.
3.教师要注意指导学生仪器使用的规范性.实验中，教师要注意培养学生的合作学习能力.教师要做好课堂调控.
4.让学生养成记录原始数据的习惯，不要“凑数据”.教师要适当渗透误差理论，让学生理解误差是不可避免的，实验的结论是允许有误差的存在的.
5.教师要充分相信学生的分析能力，在学生分析实验数据的过程中注重引导启发，不要急于将结论告诉学生，要让学生自己归纳出结论.