【轻松备课】人教版物理九年级上 第十五章第5节 串、并联电路中电流的规律 教学详案

第十五章 电流和电路
第5节 串、并联电路中电流的规律
设计说明 串、并联电路的电流规律，是在了解电流的概念和认识了串、并联电路特点以及会正确使用电流表的基础上的深入学习，也是学习欧姆定律和电功率的必备知识，所以让学生学好本节课非常重要。由于本节课的一个重要目标是在探究串、并联电路的电流规律的过程中，体验科学探究的步骤、科学探究的方法和态度，所以在设计教案时要让学生动手操作实验，真正经历探究的过程。故在串、并联电路中电流规律的探究过程中，通过给学生创设问题情景，充分调动学生的积极性，使学生去讨论、猜想、设计实验方案并动手做实验，让学生成为串、并联电路中电流规律的“发现者”、课堂的主人翁，在整个教学过程中，教师是学生的合作者和引导者，教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨其思维。教学过程可分为两个阶段：第一阶段探究串联电路的电流规律；第二阶段探究并联电路的电流规律。 教学目标 【知识与技能】 1.通过探究式实验，得出串、并联电路中电流的规律，学习科学探究的方法。 2.在实验过程中，巩固连接电路的训练。 3.正确使用电流表，识记使用规则。 【过程与方法】 1.通过观察和实验，探究串、并联电路中电流的规律，提高学生对问题的探究能力。 2.通过学习和实验，培养学生的动手操作能力。 3.通过对实验结论的归纳和总结，培养学生的概括能力和语言表达能力。 【情感、态度和价值观】 1.通过教师、学生的双边教学活动，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学，主动参与、乐于探究的精神。 2.在实验过程中，进一步培养学生严谨的科学态度和与其他同学的协作精神。 重点难点 教学重点 通过实验探究出串、并联电路中电流的规律。 教学难点 能正确连接电路，能正确使用电流表和对实验数据进行分析总结。 教学方法 1.实验法：实验法不仅有明确的实验目的，而且有较严格的实验方案设计。探究串、并联电路的电流规律采用此方法。 2.比较归纳法：对串、并联电路的电流特点进行比较归纳，有利于知识的理解巩固。 教具、学具 教师用具 多媒体、展台、自制PPT课件。电路示教板一块，电流表三块，1.5 V小灯泡三个，2.5 V小灯泡三个，3.8 V小灯泡三个，开关一个，电池(带盒)四节，导线若干。 学生用具 电流表三块，1.5 V小灯泡三个，2.5 V小灯泡三个，3.8 V小灯泡三个，开关一个，电池(带盒)四节，导线若干。 授课时数 2课时 第一课时 串、并联电路中电流的规律 教学过程 回顾思考 1.测量电流大小的仪器叫 。 2.电流表的使用：(1)指针零点校正；(2)要 联在电路中； (3)要使电流从标有“0.6”或“3”的“+”接线柱 电流表，从“-”接线柱 电流表；(4)被测电流不超过电流表的量程；(5)绝对 把电流表直接连到电源的两极。 导入新课 在上一节课中，同学们都动手用电流表测量了一个简单电路的电流，当把电流表分别接在灯泡的左侧和右侧时，电流表的示数是相等的。在一个串联电路里，有两个小灯泡，那么在两个小灯泡的左侧、右侧和中间位置，电流是否也相等呢？ 实际电路中各用电器之间有的是串联，有的是并联，流过各用电器的电流有怎样的关系呢？这节课就来学习串、并联电路的电流关系。 讲授新课 一、串联电路中的电流规律 提出问题：如图15-5-1所示，两个灯泡串联，流过A、B、C各点的电流可能存在什么关系？请做出猜想。 图15-5-1 教师引导学生从上节课的实验中小灯泡两侧的电流相等和已有的知识以及经验进行猜想。小组讨论一下，写下自己的猜想。各小组汇报一下，并说出猜想的依据。(把各小组的猜想写下来，并标上组别。) 猜想与假设 猜想1：我们猜想串联电路电流处处相等。我们是根据上节课的实验中小灯泡两侧的电流相等进行猜想的。 猜想2：我们猜想串联电路中电流从正极出发越来越小，因为我们的灯泡靠近正极的比较亮。 猜想3：我们猜想串联电路中电流从负极往正极越来越小，因为我们的灯泡靠近负极的比较亮。 猜想4：我们猜想串联电路中电流靠近电源两极比较大，中间比较小，因为我们的两个灯泡一开始靠近负极的比较亮，把它们互换位置后，靠近正极的又比较亮。 (说明：老师也可以让学生采用类比的方法，如类比水流模型、人流模型等。学生的猜想与假设有时出乎教师的意料，教师应以鼓励为主，不要轻易否定学生。) 设计实验 教师：那么我们能不能想办法来验证一下我们的猜想是否正确呢？通过什么方法呢？ 学生：做实验。 教师：那么实验前我们必须先设计一下这个实验怎么做。 (小组讨论完成。设计完后，请一组同学上台与大家交流一下实验方案。学生派出代表，将他们小组的实验电路图展示给大家。最后教师补充。) 实验思路：将两个灯泡组成串联电路(如图15-5-2所示)，用电流表分别测量流过A、B、C各点的电流，并比较其大小，验证猜想。 测量A点电流的电路图 测量B点电流的电路图 测量C点电流的电路图 图15-5-2 实验器材：一个电源，两个灯泡，一个开关，导线若干，一个电流表。 实验方案：按电路图连接电路，分别测量A、B、C三点的电流。 (1)把电流表串联在的左侧，根据电路图连接电路，如图15-5-3甲、乙所示。 甲 乙 图15-5-3 (2)把电流表串联在和的中间位置，根据电路图连接电路，如图15-5-4甲、乙所示。 甲 乙 图15-5-4 (3)把电流表串联在的右侧，根据电路图连接电路，如图图15-5-5甲、乙所示。 甲 乙 图15-5-5 师：如果A、B、C三点电流相等，那么猜想1正确；如果C点电流大于B点电流，B点电流又大于A点电流，那么猜想2正确；如果反过来，A点电流大于B点电流，B点电流又大于C点电流，那么猜想3正确；如果A点电流和C点电流都比B点电流大，那么猜想4正确。 师：大家的实验是否有数据要记录？你打算把它们记在哪里呢？我们是否应该设计一个数据记录表格？ 生：是。 师：为了使实验结论具有普遍性，避免偶然性，要换用不同规格的灯泡进行多次实验，在设计表格时要注意。 小组讨论设计数据表格，把设计较好的数据表格拿到投影仪下展示。然后小组进行实验，并把数据记录在表格里，教师巡视指导。 A点的电流 B点的电流 C点的电流 灯泡和串联灯泡和串联灯泡和串联
进行实验 教师提醒学生们注意仪器使用的规范性，特别是电流表正、负接线柱连接要正确，量程要选择合适，读数时要看清分度值，读数准确。原始数据的记录要实事求是，不允许随意改动。实验中出现的问题要记录下来，以便查找、分析原因。 数据记录与处理 实验结束后各组派代表汇报实验结果。 教师：请大家一起分析一下我们的实验数据。 一组：我们用的是两个完全相同的小灯泡串联，测出A、B、C三点的电流几乎相等。 二组：我们用两个不同的灯泡串联，测出A、B、C三点的电流几乎相等。 三组：我们用的是两个完全相同的小灯泡串联，测出A、B、C三点的电流完全相等。 四组：我们用两个不同的灯泡串联，测出A、B、C三点的电流几乎相等。 引导得出：串联电路中，电流处处相等，用公式表示为。 教师提问：如果n个用电器串联，通过每个小灯泡的电流又是怎样的呢？ 学生回答：都相等。 结论 串联电路中电流处处相等，即=…。 评估与交流 教师引导：大家通过自己的努力和同伴的配合完成了串联电路中电流的规律的探究，得到了一个正确的结论。请大家对自己的探究活动过程进行回顾，在实验过程中收获了哪些知识，还发现了哪些问题？ 学生交流： A：我开始将电流表连接错了，现在我知道了，电流表的正、负接线柱必须连接正确，否则接通电源后，指针反偏，很容易将电流表指针打弯，会损坏电流表。 B：电流表的量程选择也很重要。如果选择的量程太大，指示值很小，测量不准确，如果选择的量程太小，指针偏出了刻度盘外，可能会损坏电流表。 C：我们选择电流表量程的时候，利用开关“试触”的方法，选好量程再连接，可以节省很多时间。 D：读数也很重要。我第一次读数，读出A点的电流值比B点的电流值大，原来电流表接的是小量程，我是按大量程的刻度读出来的。 E：我不小心将电流表并联在了电路中，有一个灯不亮。A点的电流值和B点的电流值不相同。 F：我们是将电路连接正确了，不是电流表没有示数，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。 …… 二、并联电路中的电流规律 教师引导：咱们通过实验，已经知道了串联电路的电流规律，那么，大家能不能也通过实验探究得出并联电路的电流规律呢？引导学生按照探究“串联电路的电流规律”的过程和方法自行设计实验、画出实验电路图，设计实验步骤。 组内讨论，投影仪展示各组实验方案，最终确定实验方案。 学生实验，教师巡查，及时引导提示在实验过程中的注意事项及易出现的问题。 引导学生得出并联电路的电流规律：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，用公式表示为。 如果电路中有ｎ个用电器并联，那么干路电流等于各支路电流之和，用公式表示为+…。 例题讲解：(学生先练习，如有问题，教师补充讲解) 例 在如图15-5-6甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电流表的指针偏转均为图乙所示，则电灯和中的电流分别是( ) 甲 乙 图15-5-6 A.1.2 A，0.22 A 　　B.0.98 A，0.22 A C.0.96 A，0.24 A D.0.24 A，1.2 A 解析：从电路图连接可知，电路为并联电路，电流表测干路电流，电流表测支路的电流，根据并联电路电流规律可知，干路电流大于支路电流，因此可判断电流表使用0～3 A量程，读数为1.2 A，电流表使用0～0.6 A量程，读数为0.24 A，所以通过电灯的电流为1.2 A-0.24 A=0.96 A，通过电灯的电流为0.24 A。 答案：C 【跟踪训练】 1.如图15-5-7所示的串联电路，闭合开关时( D ) 图15-5-7 A.通过A点的电流大于B点的电流 B.通过B点的电流大于C点的电流 C.通过A点的电流大于C点的电流 D.通过A、B、C三点的电流相等 2.甲、乙两灯串联在电路中，闭合开关后，发现甲灯比乙灯亮，则正确的是( C ) A.通过甲灯的电流大 B.通过乙灯的电流大 C.通过两灯的电流一样大 D.无法确定 3.如图15-5-8所示，在探究并联电路中的电流关系时，小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为＝0.5 A，＝0.3 A，＝0.2 A，在表格中记录数据后，下一步首先应该做的是( B ) 图15-5-8 A.整理器材，结束实验 B.换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值 C.分析数据，得出结论 D.换用电流表的另一量程，再测出一组电流值 4.小明要测量通过的电流的大小，图15-5-9中正确的电路图是( A ) A B C D 图15-5-9 5.如图15-5-10所示，当开关闭合后电流表的示数为0.2 A，通过灯的电流为 0.2 A，电流表的示数为 0.2 A。 图15-5-10 课堂小结 1.串联电路的电流规律：串联电路中，电流处处相等。 公式表示为…。 2.并联电路的电流规律：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。 公式表示为…。 当堂达标 1.如图15-5-11所示，在探究“并联电路的电流特点”时，用电流表分别测出A、B、C三处的电流为IA＝0.4A，IB＝0.2A，IC＝0.2A后，下一步最合理的操作是（　　） 图15-5-11 A.分析数据，得出结论 B.改变电源电压再测 C.换不同规格的小灯泡再测 D.换电流表的另一量程再测 答案：C 2.小明用三个电流表和两个规格不同的灯泡做实验，检验并联电路中干路电路电流是否等于各支路电流之和，其连接的电路如图15-5-12所示。以下判断不正确的是（　　） 图15-5-12 A.电流表A1测量干路电流 B.电流表A2测量灯泡L1的电流 C.电流表A3测量灯泡L2的电流 D.电流表A2的示数等于电流表A3的示数 答案：D 3.在如图15-5-13所示的电路中，开关闭合后甲电流表的示数为0.5A，乙电流表的示数为1.1A。下列判断正确的是（　　） 图15-5-13 A.通过L1的电流为1.1A B.通过L2的电流为0.6A C.若取下L1，L2熄灭 D.若取下L2，甲的示数比乙的小 答案：B 4.如图15-5-14甲所示，闭合开关后，两灯均发光，且两电流表示数均如图乙所示，则流过灯L1和L2的电流分别是（　　） 　　　 甲　　　　　　　　　　　乙 图15-5-14 A.1.4 A 　1.4 A B.0.28 A　　1.12 A C.0.28 A 0.28 A D.1.12 A　　0.28 A 答案：B 5.根据如图15-5-15甲所示的电路图，将图乙中的实物图用笔画线表示导线连接起来。在闭合开关后，如果电流表的示数为0.5 A，电流表的示数为0.3 A，则通过、的电流分别为 A、 A。 甲 乙 图15-5-15 答案：连接的实物图如图15-5-16所示　0.2 0.3 图15-5-16 6.某同学希望通过比较电路中不同位置的电流表的读数来探究串联电路的电流规律，所接电路如图15-5-17甲所示，闭合开关后，两电流表指针的偏转情况如图乙所示。 甲 乙 　　 　　 丙 图15-5-17 (1)电流表的读数是 。 (2)该同学发现电流表的指针偏转比电流表的指针偏转小，所以他认为“串联电路电流每流过一个用电器，电流都会减弱一些”。请你指出造成他判断错误的原因是 。 (3)另一同学连接的电路如图丙所示。闭合开关后，两灯泡都亮，由于连线较乱，一时无法确定电路是串联还是并联，以下两种简单判断方法是否可行？请你在表中空格填写“可行”或“不可行”。 方法操作现象结论方法是否可行方法1把其中一灯泡从灯座上取下另一灯熄灭两灯一定是串联方法2把任意一根导线断开两灯熄灭两灯一定是串联
答案：（1）0.4 A （2）电流表和选用的量程不同 （3）可行　不可行 板书设计 第5节 串、并联电路中电流的规律 1.串联电路的电流规律：串联电路中，电流处处相等。 公式表示为…。 2.并联电路的电流规律：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和。 公式表示为+…。 第二课时 习题课 教学过程 题型一 串联电路中的电流规律 例1 如图15-5-18甲是探究串联电路中的电流规律的电路图，开关闭合后电流表A1的示数如图乙所示，这时下电流表的分度值为　 　，A1所选量程为　 　，通过灯泡L2的电流为　 　A，电流表A2的示数为 　 　A．由实验可知灯泡L1、L2之间的电流为　 　A；结论为：串联电路中电流　 　。 　　　 甲　　　　　　　　　　　　乙 图15-5-18 解析：由乙图可知，A1所选量程为0～0.6A，分度值为0.02A；由指针位置可知，此时示数为0.28A，由图甲可知，两灯泡串联，串联电路中电流处处相等，故通过灯泡L2的电流为0.28A，电流表A2的示数为0.28A。灯泡L1、L2之间的电流为 0.28A。 答案：0.02A 0～0.6A 0.28 0.28 0.28 处处相等 【跟踪训练】 1.如图15-5-19所示的导体，A端粗，B端细，则电流流过它时，下列说法中正确的是( C ) 图15-5-19 A.从A到B，电流逐渐增大 B.从A到B，电流逐渐减小 C.从A到B，电流大小不变 D.无法比较A、B两端电流的大小 2.小明同学在使用电流表测量电流时，将电流表分别接入如图15-5-20所示的电路的A、B、C三点，测得A、B、C三点的电流分别为、、，其关系正确的是( A ) 图15-5-20 A. B.0 C.0 D.0 题型二 并联电路中的电流规律 例2 如图15-5-21所示的电路中，电流表、、的示数分别是、和，分析数据可得出两条结论： (1)并联电路中的干路电流 各支路电流之和，用符号表示它们的关系为 ； (2) 电路中的电流处处相等，用符号表示它们的关系为 。 图15-5-21 解析：由甲图可知，两灯泡并联，且0.28 A+0.24 A=0.52 A，即，因此并联电路中的干路电流等于各支路电流之和；由乙图可知，=0.14 A，即串联电路中的电流处处相等。 答案：(1)等于 (2)串联 【跟踪训练】 3.如图15-5-22所示电路，闭合开关后，比较A、B、C、D四处电流的大小，其中不正确的是( B ) 图15-5-22 A. 　　　　 B. C. 　　　　 D. 4.如图15-5-２３所示的电路中( B ) 图15-5-23 A.电流表测量通过灯的电流 B.电流表测量通过灯的电流 C.电流表测量通过灯和灯的电流之和 D.电流表接错了，不能测量电流 5.与并联，已知通过的电流为0.2 A，通过的电流为0.3 A，则通过干路的电流为 0.5 A。 题型三 电路设计 例3 现有干电池一对，两个灯泡，两个电流表，请你设计一个电路，要求：两个灯泡并联，电流表测干路中的电流，电流表测中的电流。每个灯泡工作的电流均为0.2 A。要求： 图15-5-24 (1)画出你设计的电路图。 (2)按照你设计的电路图把如图15-5-24所示的元件连接起来。 解析：连接电路时应注意，与并联，电流表测干路电流，电流表测支路电流，每个灯泡工作的电流均为0.2 A，则两电流表的量程均选择0 0.6 A。 甲 　 乙 图15-5-25 答案：(1)如图15-5-25甲所示。 (2)如图乙所示。 【跟踪训练】 6.探究“并联电路电流规律”的实验如下： （1）在如图15-5-26甲所示的实物中，用笔画线代替导线连接好电路。要求：A1测通过L1的电流，A2测通过L2的电流，开关控制L1，L2（L1，L2电流不超过0.6A；连线不能交叉）。 　　 甲　　　　　　　　　　　　　乙 图15-5-26 （2）请在图乙虚线框内按实物图画出相应的电路图。 答案：（1）如图15-5-27甲所示。　（2）如图乙所示。 　　　　　 甲　　　　　　　　　　　　　　　乙 图15-5-27 7. 给你两节干电池（串联使用），两只灯泡L1、L2，一个单刀单掷开关S1，一只单刀双掷开关S2和若干条导线。请你设计一个并联电路，只需要使用两个开关就能先后测出干路和各支路的电流。 （1）请画出电路图； （2）用笔画线表示导线将图15-5-28中的电路元件连接成实验电路。 图15-5-28 解析：（1）当单刀双掷开关S2掷于右边时，两只灯泡L1、L2并联，电流表测干路电流；当单刀双掷开关S2掷于左边时，灯泡L1与电流表串联后再与L2并联，电流表测通过L1的电流，单刀单掷开关S1控制整个电路，接在干路上，电路图如图15-5-29甲所示；（2）根据电路图连接实物，使单刀双掷开关S2的转轴与灯泡L2相连，电流表选用大量程，并注意电流从电流表正接线柱流入，如图乙所示。另外一种情况：将两灯顺序互换，当单刀双掷开关S2掷于右边时，两只灯泡L1、L2并联，电流表测干路电流；当单刀双掷开关S2掷于左边时，灯泡L2与电流表串联后再与L2并联，电流表测通过L2的电流，如图丙所示；根据电路图连接实物，如图丁所示。 　　　 甲　　　　　　　　　　　　乙 　　　 丙　　　　　　　　　　　　丁 图15-5-29 答案：（1）如图15-5-29甲、丙所示；（2）如图乙、丁所示。 当堂达标 1.把甲、乙两盏灯按一定方式连接到电源上，用电流表分别测得通过甲、乙两灯的电流分别为0.3 A和0.25 A，则甲、乙两盏灯的连接方式为( ) A.一定是并联 B.一定是串联 C.可能串联也可能并联 D.无法确定 答案：A 2.(多选)两个灯泡连接后接到两节干电池的电路上，用电流表测得通过它们的电流相等，那么( ) A.这两个灯泡一定是串联的 B.这两个灯泡一定是并联的 C.这两个灯泡可能是串联的 D.这两个灯泡可能是并联的 答案：CD 3.如图15-5-30所示的电路，电源电压保持不变，闭合开关、，两灯都发光，当把开关断开时，灯泡的亮度及电流表示数变化的情况是( ) 图15-5-30 A.变亮，电流表示数变小 B.亮度不变，电流表示数变小 C.变亮，电流表示数不变 D.亮度不变，电流表示数不变 答案：B 4. 在如图15-5-31所示电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，开关由断开到闭合，下列说法正确的是( ) 图15-5-31 A.电流表示数变大，电流表A示数也变大 B.电流表示数变小，电流表A示数也变小 C.电流表示数不变，电流表A示数变大 D.电流表示数不变，电流表A示数变小 答案：C 5.如图15-5-32所示的电路中，闭合开关和，电流表的示数为 0.62 A，电流表的示数为0.32 A，则电流表的示数为 ，电流表的示数为 。 图15-5-32 答案：0.32 A 0.94 A 6.根据如图15-5-33所示的电路图，用笔画线代替导线，连接如图15-5-34所示的实物图(要求导线不能交叉)。 　　　　 图15-5-33　　　　　　　图15-5-34 答案：如图15-5-35所示。 图15-5-35 7. 在“探究并联电路的电流规律”的实验中，如图15-5-36甲所示是实验的电路图。 　　　　 甲　　　　　　　　　　　乙 图15-5-36 （1）若要测量干路中的电流，则电流表应接在甲图中的　 　点。 （2）小明同学准备测量A处的电流时，开关闭合后发现电流表的指针偏转如图乙所示，出现该现象的原因是　 　；排出故障后，他用电流表分别在A、B、C处测得的电流值如表： 测量处ABC电流/A0.280.240.52
比较表数据，可以初步得出结论：　 　（用含IA，IB，IC的式子表示）。 （3）在表格中记录数据后，接下来应该做的是　 　。 A.整理器材，结束实验 B.分析数据，得出结论 C.换用不同规格的小灯泡，再测出几组数据 D.换用电流表的另一量程，再测出一组数据 （4）某小组在测量C处的电流时，L1发生断路，L2亮度　 　（选填“变亮”“变暗”或“不变”），电流表示数　 　（选填“变大”“不变”或“变小”）。 答案：（1）C （2）电流表的正负接线柱接反了 IC＝IA+IB （3）C （4）不变　变小 教学反思