(共34张PPT)
幻灯片 1:封面
标题:探究:串、并联电路中电流、电压的特点
副标题:解锁电路中的电流与电压规律
姓名:[你的名字]
日期:[具体日期]
幻灯片 2:课程导入
知识回顾:前面我们学习了如何用电流表测量电流、用电压表测量电压,也初步了解了串联和并联两种基本电路连接方式。那么在这两种电路中,电流和电压的分布有什么规律呢?
实验预告:今天我们将通过一系列探究实验,亲手测量、分析数据,总结串、并联电路中电流和电压的特点,揭开电路中电流与电压的神秘面纱。
学习目标:
通过实验探究,得出串联电路中电流和电压的特点。
通过实验探究,得出并联电路中电流和电压的特点。
能区分串、并联电路中电流和电压特点的差异。
幻灯片 3:串联电路的连接与测量准备
串联电路连接:展示两个灯泡串联的实物图和电路图,强调电路中电流只有一条路径,各用电器逐个顺次连接。
测量工具:电流表(用于测量电流)、电压表(用于测量电压)、电源、开关、导线、两个不同规格的灯泡(避免特殊性,使结论更具普遍性)。
测量点确定:在串联电路中确定三个电流测量点(A 点:电源正极与 L 之间;B 点:L 与 L 之间;C 点:L 与电源负极之间)和三个电压测量点(电源两端、L 两端、L 两端)。
电路图标注:在串联电路图上清晰标注各测量点的位置,为实验操作做准备。
幻灯片 4:探究串联电路中的电流特点
实验步骤:
按照串联电路图连接电路,连接过程中开关保持断开。
将电流表串联在 A 点,闭合开关,读取电流表示数 I 并记录,然后断开开关。
保持电路其他部分不变,将电流表改接在 B 点,闭合开关,读取电流表示数 I 并记录,断开开关。
同样,将电流表改接在 C 点,闭合开关,读取电流表示数 Ic 并记录,断开开关。
数据记录表格:
测量点
A 点电流 I /A
B 点电流 I /A
C 点电流 Ic/A
第一次测量
第二次测量(更换不同规格灯泡)
实验现象观察:引导学生观察三次测量中电流表示数的大小关系。
幻灯片 5:串联电路电流特点总结
数据分析:展示多组实验数据(包括不同小组的测量结果和更换灯泡后的测量结果),引导学生发现:无论测量点在串联电路的哪个位置,电流表示数都相等。
结论得出:串联电路中各处的电流都相等,用公式表示为:\(I_1=I_2=I_3=\dots=I_n\)。
实例说明:例如串联的两个灯泡,通过 L 的电流和通过 L 的电流是相同的,这也解释了为什么串联电路中一个灯泡不亮,另一个也无法发光。
幻灯片 6:探究串联电路中的电压特点
实验步骤:
保持串联电路连接不变,将电压表并联在电源两端,闭合开关,读取电压表示数 U(电源电压)并记录,断开开关。
将电压表改接在 L 两端,闭合开关,读取电压表示数 U 并记录,断开开关。
将电压表改接在 L 两端,闭合开关,读取电压表示数 U 并记录,断开开关。
数据记录表格:
测量对象
电源电压 U/V
L 两端电压 U /V
L 两端电压 U /V
U +U /V
第一次测量
第二次测量(更换不同规格灯泡)
实验现象观察:观察电源电压与各灯泡两端电压的数值关系。
幻灯片 7:串联电路电压特点总结
数据分析:对比实验数据中电源电压 U 与 U 、U 的关系,发现 U 与 U 的和接近电源电压 U(忽略导线电阻等因素)。
结论得出:串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,用公式表示为:\(U=U_1+U_2+\dots+U_n\)。
实例说明:用 2 节干电池(电源电压 3V)串联两个灯泡,若 L 两端电压为 1.2V,则 L 两端电压为 1.8V,1.2V+1.8V=3V,符合串联电路电压特点。
幻灯片 8:并联电路的连接与测量准备
并联电路连接:展示两个灯泡并联的实物图和电路图,强调电路中电流有多条路径,各用电器并列连接在电路两点之间。
测量工具:与串联电路测量工具相同,仍使用电流表、电压表、电源、开关、导线和两个不同规格的灯泡。
测量点确定:在并联电路中确定三个电流测量点(干路电流 I;L 支路电流 I ;L 支路电流 I )和三个电压测量点(电源两端、L 两端、L 两端)。
电路图标注:在并联电路图上标注各测量点位置,明确干路和支路的区分。
幻灯片 9:探究并联电路中的电流特点
实验步骤:
按照并联电路图连接电路,开关保持断开。
将电流表串联在干路中,闭合开关,读取电流表示数 I(干路电流)并记录,断开开关。
将电流表改接在 L 所在的支路中,闭合开关,读取电流表示数 I 并记录,断开开关。
将电流表改接在 L 所在的支路中,闭合开关,读取电流表示数 I 并记录,断开开关。
数据记录表格:
测量对象
干路电流 I/A
L 支路电流 I /A
L 支路电流 I /A
I +I /A
第一次测量
第二次测量(更换不同规格灯泡)
实验现象观察:观察干路电流与各支路电流的数值关系。
幻灯片 10:并联电路电流特点总结
数据分析:通过多组实验数据对比,发现干路电流的大小等于各支路电流之和。
结论得出:并联电路中干路电流等于各支路电流之和,用公式表示为:\(I=I_1+I_2+\dots+I_n\)。
实例说明:家庭电路中,同时打开电灯和电视机,干路中的总电流等于通过电灯的电流与通过电视机的电流之和,用电器越多,干路电流越大。
幻灯片 11:探究并联电路中的电压特点
实验步骤:
保持并联电路连接不变,将电压表并联在电源两端,闭合开关,读取电压表示数 U(电源电压)并记录,断开开关。
将电压表改接在 L 两端,闭合开关,读取电压表示数 U 并记录,断开开关。
将电压表改接在 L 两端,闭合开关,读取电压表示数 U 并记录,断开开关。
数据记录表格:
测量对象
电源电压 U/V
L 两端电压 U /V
L 两端电压 U /V
第一次测量
第二次测量(更换不同规格灯泡)
实验现象观察:观察电源电压与各支路用电器两端电压的数值关系。
幻灯片 12:并联电路电压特点总结
数据分析:实验数据显示,并联电路中各支路用电器两端的电压与电源电压相等。
结论得出:并联电路中各支路用电器两端的电压相等,且等于电源电压,用公式表示为:\(U=U_1=U_2=\dots=U_n\)。
实例说明:家庭电路中,电灯、电视机、冰箱等用电器都是并联的,它们两端的电压都等于电源电压 220V,因此各用电器能独立正常工作。
幻灯片 13:串、并联电路电流与电压特点对比
对比表格:
电路类型
电流特点
电压特点
串联电路
各处电流相等,\(I_1=I_2=I_3=\dots=I_n\)
电源电压等于各用电器两端电压之和,\(U=U_1+U_2+\dots+U_n\)
并联电路
干路电流等于各支路电流之和,\(I=I_1+I_2+\dots+I_n\)
各支路电压相等且等于电源电压,\(U=U_1=U_2=\dots=U_n\)
重点强调:串联电路中电流处处相等,电压分压;并联电路中电压处处相等,电流分流。这是串、并联电路最核心的区别,也是解决电路问题的关键。
幻灯片 14:课堂练习
题目展示:
串联电路中,通过两个灯泡的电流分别为 0.3A 和 0.3A,则干路电流为_____A;若电源电压为 6V,其中一个灯泡两端电压为 2V,则另一个灯泡两端电压为_____V。
并联电路中,电源电压为 3V,则各支路用电器两端电压为_____V;若通过两个支路的电流分别为 0.2A 和 0.3A,则干路电流为_____A。
如图所示电路,开关闭合后,电流表 A 示数为 0.5A,A 示数为 0.3A,则通过 L 的电流为_____A,通过 L 的电流为_____A(配图并联电路电流表测量)。
如图所示电路,电源电压为 4.5V,电压表 V 示数为 2V,则电压表 V 示数为_____V(配图串联电路电压表测量)。
答案讲解:结合串、并联电路特点逐一分析题目,讲解解题思路和方法。
幻灯片 15:实验误差分析与注意事项
误差分析:实验中测量的电流或电压数值可能存在微小偏差,主要原因包括仪器精度不足、导线存在电阻、读数时视线未与指针相平导致的视觉误差等,这些属于正常的实验误差。
注意事项:
连接电路时,开关必须断开,防止电路连接过程中出现短路损坏仪器。
电流表必须串联在电路中,电压表必须并联在电路中,且都要注意 “+”“-” 接线柱的正确连接。
测量前要选择合适的量程,无法估计时用试触法确定量程。
实验中应更换不同规格的用电器进行多次测量,以避免实验的偶然性,使结论更可靠。
幻灯片 16:课堂小结
知识梳理:回顾串联电路和并联电路中电流、电压的特点,通过对比表格再次强化记忆。
核心收获:明确串、并联电路中电流和电压的分布规律,理解 “串联分压、电流相等;并联分流、电压相等” 的含义。
思维导图展示:以思维导图形式呈现本节课的知识体系,将串、并联电路的电流和电压特点清晰呈现。
幻灯片 17:课后作业
作业布置:
完成课本上关于串、并联电路电流和电压特点的练习题。
设计一个包含串联和并联的混合电路,画出电路图,并预测电路中各点的电流和各用电器两端的电压关系(可通过实验验证)。
结合生活实际,举例说明串、并联电路电流和电压特点在生活中的应用(至少各举一例)。
幻灯片 18:结束页
总结语:通过本节课的探究实验,我们成功总结出了串、并联电路中电流和电压的特点,这些规律是我们分析和解决电路问题的重要依据。
鼓励语:希望同学们在今后的学习中,多动手实验、多思考分析,不断探索电路世界的更多奥秘,感受物理知识的魅力!
2024沪科版物理九年级全册
15.5探究:串、并联电路中电流、电压的特点
第十五章 电和电路
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
学习目标
探究并知道串、并联电路中电流的特点(重点)
01
探究并知道串、并联电路中电压的特点。(重点)
02
会用串、并联电路中电流、电压的规律解决简单的电学问题。(重、难点)
03
思考:如图所示,把任意两个规格不同的灯泡串联起来接到电源上,闭合开关,灯泡的亮度不同,那么通过这两个灯泡的电流和这两个灯泡两端的电压是什么关系呢?如果两个灯泡是并联呢?
观察与思考
实验目的
1.探究串联电路中电流的特点。
2.探究串联电路中电压的特点。
实验器材
电池组、电流表、电压表、规格不同的小灯泡、开关及导线。
一、探究串联电路中电流、电压的特点
实验步骤
一、探究串联电路中电流、电压的特点
(1)探究串联电路中电流的特点。按照电路图将实验器材连接起来,然后将电流表分别串联在A、B、C处,测出通过这三处的电流,将测量结果记录在自己设计的表格中。换用不同规格的灯泡重复实验。
实验视频
一、探究串联电路中电流、电压的特点
实验数据
一、探究串联电路中电流、电压的特点
A处的电流/A B处的电流/A C处的电流/A
灯泡L1、L2 0.16 0.15 0.16
灯泡L1、L3 0.18 0.18 0.18
实验结论
串联电路中电流处处相等。即IA=IB=IC。
实验步骤
一、探究串联电路中电流、电压的特点
(2)探究串联电路中电压的特点。继续使用根据电路图连接的电路,将电压表分别并联在A、B之间,B、C之间以及A、C之间,测出并记录电压值,将测量结果记录在表格中。换用不同规格的灯泡重复实验。
实验视频
一、探究串联电路中电流、电压的特点
实验数据
一、探究串联电路中电流、电压的特点
A、B之间的电压/V B、C之间的电流/V A、C之间的电压/V
灯泡L1、L2
灯泡L1、L3
实验结论
串联两端的电压等于各部分两端电压之和。即UAC=UAB+UBC。
实验目的
1.探究并联电路中电流的特点。
2.探究并联电路中电压的特点。
实验器材
电池组、电流表、电压表、规格不同的小灯泡、开关及导线。
二、探究并联电路中电流、电压的特点
实验步骤
二、探究并联电路中电流、电压的特点
(1)探究并联电路中电流的特点。按照电路图,将实验器材连接起来,然后将电流表分别串联在灯泡L1、L2所在支路和干路中,测得通过支路和干路的电流。换用不同规格的灯泡重复实验。将测量结果记录在自己设计的表格中。
实验视频
二、探究并联电路中电流、电压的特点
实验数据
二、探究并联电路中电流、电压的特点
支路1的电流I1/A 支路2的电流I2/A 干路的电流/A
灯泡L1、L2
灯泡L1、L3
实验结论
并联电路中,干路电流等于各支路电流的中和。即I干=I1+I2。
实验步骤
二、探究并联电路中电流、电压的特点
(2)探究并联电路中电压的特点。继续使用根据电路图连接的电路,将电压表分别并联在灯泡L1、L2所在支路和电源两端,测出并记录电压值,将测量结果记录在表格中。换用不同规格的灯泡重复实验。
实验视频
二、探究并联电路中电流、电压的特点
实验数据
二、探究并联电路中电流、电压的特点
支路1的电压U1/V 支路2的电压U2/V 电源两端的电压U总/V
灯泡L1、L2
灯泡L1、L3
实验结论
并联电路中,各支路两端的电压相等且等于电源两端的电压。
即U总=U1=U2。
总结
探究串、并联电路中电流、电压的特点
大量实验表明:
串联电路中各处的电流相等,串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。
并联电路中,干路电流等于各支路电流的总和,各支路两端的电压相等。
任务一
2
3
4
5
6
7
8
1
1. [原创题]如图甲所示的是小点同学探究“串联电路中的电流规律”的电路。
【实验思路】将电流表分别串联到A、B、C三点,分析串联电路中的电流大小的特点。
探究串联电路电流和电压的规律
[主题情境]小点刚搬入新家,他想制作一些串联的小彩灯,用以装饰房间。他找到一些小灯泡和电池等器材,完成了以下探究任务。
【实验过程】
(1)选择规格_____(填“相同”或“不同”)的小灯泡进行实验。
(2)将电流表串联在A点,连接电路。连接电路时,开关应________,目的是______________。
(3)小点选用0~3 A的量程进行试触,电流表
指针偏转如图乙所示。接下的操作是
___________________________________________。
不同
断开
保护电路
断开开关,将“-”和“0.6”两接线柱接入电路
2
3
4
5
6
7
8
1
(4)连接如图丙所示的实物电路。
(5)正确连接电路后,进行实验,下表是小点实验中测得的数据。
【实验结论】根据表中数据可知,在串联电路中,
_________________。
实验序号 IA/A IB/A IC/A
1 0.1 0.1 0.1
2 0.2 0.2 0.2
3 0.3 0.3 0.3
如图所示。
电流处处相等
2
3
4
5
6
7
8
1
2.[2025·合肥月考改编]小点得到串联电路的
电流规律后,继续探究串联电路的电压规律。
【实验过程】
(1)电路纠错:图甲是小点测量L2两端电压的
电路,但其中有一根导线连接错误,请你在
连错的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确。
(2)电表读数:小点闭合开关进行实验,此时电压表的示数如图乙所示,则L2两端的电压为________V。
如图所示。
1.2
2
3
4
5
6
7
8
1
(3)小点继续实验,获得第一组实验数据后,他接下来应该
_________________________________。
【实验结论】
(4)将数据记录在下表中,由表中数据可得:在串联电路中,__________(用表中字母表示)。
【交流反思】(5)多次实验的目的是__________________。
更换不同规格灯泡重复实验
实验序号 电路两端电压/V L1两端电压U1/V L2两端电压U2/V
1 2.8 1.6
2 2.8 1.1 1.7
3 2.9 2.1 0.8
U=U1+U2
得出普遍规律
2
3
4
5
6
7
8
1
3. [原创题]小点将三个小彩灯串联在电源电压为6 V的电路中,若其中一个小彩灯两端的电压为2 V,另一个小彩灯两端的电压为1.5 V,则第三个小彩灯两端的电压为( )
A.2 V B.1.5 V
C.3.5 V D.2.5 V
D
任务二
会根据串联电路电流、电压的特点分析小彩灯
的电流和电压
2
3
4
5
6
7
8
1
4.[2025年1月芜湖期末]小点将两个小彩灯连入如图所示的电路,闭合开关后,电流表的示数为0.4 A,灯L1比L2亮,则通过灯L1的电流为________A,通过灯L2的电流________(填“大于”“小于”或“等于”)0.4 A。
[补充设问]荣老师告诉小点要注意电路的
安全问题,若小彩灯L1、L2允许通过的最大电流分别为0.4 A、0.6 A,则电路中允许通过的最大电流为________A 。
0.4
等于
0.4
2
3
4
5
6
7
8
1
5.小点用一种新型LED灯带装饰房间,它由20个相同的LED灯串联组成,若通过第一个LED灯的电流是10 mA,则通过第20个LED灯的电流是________A;小点发现该LED灯带有一个灯不亮了,但是其余的灯都亮,则不亮的灯发生的故障是________。
0.01
短路
2
3
4
5
6
7
8
1
6.[2024·合肥期中]小点按如图甲所示的电路进行实验,闭合开关,用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针偏转完全相同,如图乙所示;则L1两端的电压为________V,L1和L2两端的电压之比为________,通过L1和L2的电流分别是I1和I2,则I1∶I2=________。
8
任务三
会根据串联电路电流、电压的特点分析其他电路
4∶1
1∶1
2
3
4
5
6
7
8
1
7.如图所示,灯L1与L2串联,电源电压保持不变。当开关S接到a时,电压表示数为9 V,当开关S接到b时,电压表示数为5 V,电流表示数为0.2 A,求:
(1)电源电压;
解:(1)由电路图可知,当开关S接到a时,电压表测电源电压,则电源电压为9 V。
2
3
4
5
6
7
8
1
(2)L1两端的电压;
(3)通过L2的电流。
由电路图可知,当开关S接到b时,电压表测L2两端电压,电压表示数为5 V,因此L2两端电压为5 V,由串联电路电压特点可知,L1两端的电压U1=U-U2=9 V-5 V=4 V。
因灯L1与L2串联,串联电路中电流处处相等,
因此通过L2的电流为I2=0.2 A。
2
3
4
5
6
7
8
1
8.[2025年1月阜阳期末]小点将做“探究串联电路中电压的规律”实验时遇到的一些问题进行总结分析。
(1)实验时,若小点连好最后一根线后小灯泡
就亮了,原因是_________________________。
(2)若闭合开关后,两灯泡不亮,电压表指针明显偏转,出现这种现象的原因可能是________________。
连接电路时,未断开开关
任务四
会分析并解决科学探究中的问题
L2断路
2
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4
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6
7
8
1
(3)小点测完灯L2两端的电压后,测量灯L1两端的电压,他将接B点的接线柱不动,只断开A点,改接在C上,闭合开关后,实验现象为_____________________。
(4)小点做实验所用的两个小灯泡正常发光时的电压均为2.5 V,实验数据记录如表所示。
电压表指针反偏
UAB/V UBC/V UAC/V
2.5 2.5 5.0
2
3
4
5
6
7
8
1
他分析实验数据得出结论:在串联电路中,各用电器两端电压都相等,且串联电路中各部分电路两端电压之和等于电路两端的总电压。小点得出的结论是错误的,原因是_______________________。小点要想得出正确结论,接下来的操作是____________________________________。
选用的灯泡规格相同
换用不同规格的灯泡进行多次实验
2
3
4
5
6
7
8
1
探究:串、并联电路中电流、电压的特点
串联电路
并联电路
课堂小结
电流:串联电路中各处的电流相等。
即IA=IB=IC。
电压:串联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和。即UAC=UAB+UBC。
电流:干路电流等于各支路电流的总和。即I干=I1+I2。
电压:各支路两端的电压相等且等于电源电压。即U总=U1=U2。
谢谢观看!