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第十五章 电流和电路
第3节 串联电路和并联电路
新课导入
方式一 【情境导入】
多媒体展示图片:如图15-3-1所示,生活中的各种电路。
图15-3-1
目的:利用图片情境真切实际,引起学生的学习兴趣。
导入语:生活的实际需要不同,电路的连接也常常是不同的,我们今天就来研究一下电路的连接问题。
方式二 【问题导入】
导入语:大型舞台上各种灯光忽明忽暗,各种彩灯千变万化,渲染着气氛,灯光师们是如何来控制这些灯的呢 这些灯又是如何连入电路的呢
在家里,我们通过按墙上的开关就可以打开灯照明,旋转墙上的电扇旋钮,就可以打开电扇吹风,那么这些电器的电路是怎样设计的呢
其实这些工作我们也完全可以做到,但今天要先从简单的电路开始学起。
电子视频 (详见电子资源)
教材知识处理
串、并联电路的判断方法
(1)定义法:根据串、并联电路的定义直接判断。用电器“首尾相连”为串联(如图15-3-2甲所示);用电器“首首相连、尾尾相连”为并联(如图乙所示)。此法适用于较简单的电路。
图15-3-2
(2)电流法:从电源的正极(或负极)出发,沿电流流向,分析电流通过的路径。若电流只有一条路径,流经所有的用电器,则这个电路就是串联的(如图甲所示);若电流在某处分支,又在另一处汇合,则分支处与汇合处之间的电路是并联的(如图乙所示)。
(3)断路法:串联电路只有一条电流路径,若其中一个用电器断开,其他用电器就无法工作(如图甲所示);并联电路有多条电流路径(如图乙、丙所示),若其中一个用电器断开,其他用电器照常工作。
本节教材链中考
[考点小说] 串联电路和并联电路是两种最基本的电路连接方式,掌握串联电路和并联电路的特点、规律是学习、分析复杂电路的前提和基础,中考命题的重要着眼点,要求能识别串联、并联电路,能够根据要求连接、设计简单的串联或并联电路等,考题常以选择题、作图题等形式出现。
[考点对接] 串、并联电路的识别与连接
[源起教材P52] 想想议议
图15.3-5是一幅简化的玩具警车的电路图。学习了串联电路和并联电路的知识,你能看懂这幅电路图吗 电路图中的小灯泡与小电动机是串联还是并联的
图15.3-5 玩具警车的简化电路图
例1 (呼和浩特中考)晚自习时,教室中正常发光的某一盏灯突然熄灭了;新年联欢会上,一串正常发光的彩灯,某一盏灯灯丝烧断,其他灯正常发光。关于前灯熄灭原因,后灯与其他彩灯连接方式,下列判断正确的是 ( )
A.前灯短路 后灯串联 B.前灯短路 后灯并联
C.前灯断路 后灯串联 D.前灯断路 后灯并联
[答案] D
例2 (成都中考)如图15-3-3所示,纸盒外有两只小灯泡和一个开关,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都不亮。下列判断正确的是 ( )
图15-3-3
A.盒内一定有两节电池 B.盒内一定有电源供电
C.两只灯泡一定是串联关系 D.两只灯泡一定是并联关系
[答案] B
例3 (自贡中考)在如图15-3-4所示的电路图中,闭合开关S1、S3,断开开关S2,则小灯泡L1、L2是 (选填“串”或“并”)联的;若同时闭合开关S1、S2、S3,则会造成电路 。
图15-3-4
[答案] 并 短路
[解析] 当S2断开,S1、S3闭合时,电流分别流经灯泡L1与L2,又在另一点汇合,再回到电源的负极,所以它们是并联的;若同时闭合S1、S2、S3,导线直接把电源两端连接起来,所以会造成电路短路。
例4 (淄博中考)为停车场设计“车位占用”提醒模拟电路,要求车位被占用时,该车位上方只有红色指示灯亮;车位未被占用时,上方只有绿色指示灯亮。图15-3-5中电路能实现上述要求的是 ( )
图15-3-5
[答案] C
例5 (重庆中考)家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯泡L和电动机M组成。先闭合开关S1,电源指示灯泡L亮;再闭合开关S2,电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时,电动机M不能工作。如图15-3-6所示电路中符合要求的电路是 ( )
图15-3-6
[答案] B
拓展材料
材料——设计连接几个简单实用的小电路
(1)回答问题正确显示器
如图15-3-7所示,把电池和小灯泡连接起来,并留出接线头A、B,提问者把接线头A与左排一个曲别针接触,表示提出一个问题,回答者把接线头B与右排一个曲别针接触,表示选出一个答案。只有选择正确答案时,小灯泡才亮,选择错误时小灯泡不亮。这个电路相当于将几个开关并联,而电源和小灯泡都处在干路上。还可拓展延伸——能不能设计出一个回答正确时绿灯亮、回答错误时红灯亮的装置
图15-3-7
(2)病房呼叫电路
医院里,病人只要按下呼叫器的开关,护士马上便知道是哪个病床的病人需要帮助了。护士是通过观察哪盏灯发光来判断相应床位的病人需要帮助的。特别提醒:当病人呼叫时,不仅要有灯光显示,而且需有声音提醒医护人员,防止出现灯亮了很长时间而医护人员却没有看到的现象出现。讨论得出最佳方案(如图15-3-8所示)。
图15-3-8
(3)“双开关电路”
如图15-3-9所示,现在家庭普遍使用一种双开关电路,即在卧室进门处和床头前各有一个开关共同控制卧室屋顶的照明灯,你知道它的基本原理吗 启发引导学生思考研究得出正确答案,提醒学生注意观察此类电路的特点。
图15-3-9
(4)感应电路
声控灯主要是由声控开关和光控开关以及外围控制电路组成的(基本电路原理如图15-3-10所示),它是通过咪头(麦克风的麦俗称咪头)收集声音信号,然后经过后端电路处理,实现夜晚有声音时灯才亮起。人体感应灯主要通过一个热释电传感器加菲尼尔透镜以及外围控制电路组成,其工作原理为热释电传感器可以感应人体释放的热辐射,菲尼尔透镜则可以收集和聚焦人体释放的红外线。当有人出现在感应范围内时,人体热量释放出来的红外线辐射聚焦到热释电传感器上,再由热释电传感器输出一个信号来控制电路,实现灯的亮灭控制。雷达感应灯通过微波感应器监测物体的移动来触发灯具,当有物体移动时灯才亮起,其灵敏度比红外灯具高,监测范围也大。通常我们还会在以上电路基础上加一个延时电路,以实现灯持续点亮一小段时间后才自动关闭。
图15-3-10
——详见电子资源
能力培优题 (详见电子资源)
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第十五章 电流和电路
第3节 串联电路和并联电路
教材 解读 本节内容包括三部分:一是串联电路和并联电路,二是连接串联电路和并联电路,三是生活中的电路。《初中物理新课程标准》对本节内容的要求是:“会看、会画简单的电路图。会连接简单的串联电路和并联电路。说出生产、生活中采用简单串联或并联电路的实例。” 本节内容放在本章的中间部分,是对电流和电路的巩固与延伸,也是后面分析电路的基础,起承上启下的作用。 教材首先提出了“用一个电源、两个小灯泡、一个开关和一些导线组成电路,要使两个小灯泡同时发光,可以有几种接法 ”这一问题,作为讨论两种最基本的电路——串联电路和并联电路的出发点。让学生自己动手设计实验,在实验过程中复习旧知识、掌握新知识,突破教学难点,使学生养成勤动手、勤动脑的习惯,培养学生的探究意识及探究能力。紧接着教材列举出生活中的串、并联电路,贴近学生生活,体现了从生活走向物理的教学理念,提高了学生的学习兴趣,培养了学生学以致用的实践意识。
学 习 目 标 物理观念 1.理解串、并联电路的概念。 2.掌握串、并联电路的连接方法。 3.了解开关在电路中不同位置时的作用。
科学思维 归纳串、并联电路的特点。
科学探究 经历分组实验过程,会连接简单的串、并联电路。
科学态度 与责任 在串、并联电路的探究中,培养大胆实验、执着探究的精神。
教学 重、 难点 重点:串、并联电路的连接和识别。 难点:串、并联电路的特点及区别。
教学 建议 在学习本节内容之前,学生学习了简单电路,具有连接简单电路的能力,并且对学习物理有浓厚的兴趣,参与意识强。但是,能辨认出实际的电路是串联电路还是并联电路,会画合乎要求的电路图以及根据电路图来连接电路,这对初学电路知识的学生来说还是比较困难的。因此需要充分利用演示实验、分组实验、课堂练习等,使学生逐步掌握这些技能。 本节课是一节小组合作的实验探究学习课,在教师的引导下,使学生广泛深入地参与到实验探究学习过程中。教师层层递进创设问题情境,引导学生积极主动地尝试实验操作,积极争论思考,尝试练习,独立探索,逐步认识串、并联电路,发现两种电路的不同之处,运用对比的方法初步建立串、并联电路的知识框架。
教学 片段 设置情境:为了使学生更好地了解串联电路和并联电路的连接情况,教师请两同学模拟成灯泡,教师模拟成电源,一起来模仿串联电路和并联电路的连接。(说明:串联时,一个学生的左手握另一个学生的右手;并联时,两个学生的左手和左手相握,右手和右手相握。用学生表演的方式,来突破本节课的重点和难点) 过渡:你们想把小灯泡接亮吗 要想连接成功,必须有科学的操作步骤。教师引导学生先根据电路图用笔画线代替导线连接好实物图。(各电路元件的实物事先画好在一张纸上发给学生)
教学设计① (对应ppt见电子资源)
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】 问题导入: 提问:教室里各盏灯是如何连接的 烘托节日气氛的小彩灯是如何连接的 马路上的路灯是如何连接的 在生活中,有很多用电器,它们都接在同一电源上时,你有没有想过它们是如何连接的 引入新课:这节课我们来学习电路的连接知识——《第3节 串联电路和并联电路》。 观察、思考 从学生熟知的生活事物入手,符合学生的认知特点,使学生有亲切感,乐于探究。
【探究新知】 一、串联电路和并联电路 过渡语:多个小彩灯之间连接比较复杂,本节课我们只讨论最简单的两只灯泡的连接情况。 活动: 分组实验:现有一个电源和两个灯泡,要使这两个灯泡同时发光,应怎样连接 有几种接法 以小组为单位设计电路,画在白纸上。巡视各组后,选其中不同的两组,投影仪展示设计的电路图和连接的实物图。
让学生根据甲、乙两组所设计的电路图和连接的实物图进行对比讨论,它们的区别在哪里 交流后得出答案。 归纳总结:(1)两个小灯泡依次相连,然后接到电路中,也就是“首尾”相连接,我们称为串联电路。 (2)两个灯泡的两端分别连在一起,然后接到电路中,也就是“首首”相接,“尾尾”相接,我们称为并联电路。 (3)并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫干路,单独使用的那部分电路叫支路。 二、连接串联电路和并联电路 [提问] 1.在串联电路中,开关的位置改变了,它的控制作用是否也会改变 2.在并联电路中,干路开关和支路开关对各用电器的控制作用有什么不同 小组长带领组员,按照课本图15.3-3和图15.3-4连接实物。并对“串联电路和并联电路的特点”进行探究,总结规律。 [引导] 指导学生对照电路图连接实物,观察比较在不同电路中各元件的连接方式、电流路径、开关在不同位置的控制作用有何不同。 [讨论] 师生共同讨论串联电路和并联电路的问题: 1.串联电路中某元件被取下(或坏了),其余元件 (选填“能”或“不能”)正常工作,即各元件之间 (选填“相互影响”或“独立工作”)。 2.并联电路中某元件被取下(坏了或开路),其余元件 (选填“能”或“不能”)正常工作,即各元件之间 (选填“相互影响”或“独立工作”)。 3.串联电路只需要一个开关,且开关位置对电路 (选填“有”或“无”)影响。 4.并联电路中, (选填“支路”或“干路”)开关控制整个电路,支路开关只控制该 (选填“支路”或“干路”)。 思考、交流、分工合作、动手实验 思考、交流、分工合作、动手实验、讨论并得出结论 让学生通过动手实验得出结论,是突破难点的重要途径,能使学生更好地理解并记住串、并联电路的特点且加以运用。同时学生亲自参与,有利于调动学生的学习积极性。 通过实验找到连接电路的不同方式,能更好地理解串、并联电路及其相关概念。让学生通过动手动脑完成探究实验的过程,自己对比、分析归纳更能起到提高学生能力的作用。
[总结] 串、并联电路的特点(课件展示) 连接方式电路图电流路径工作特点开关控制串联1条用电器同时工作,相互影响开关控制整个电路,与位置无关并联多条用电器独立工作,互不影响干路开关控制整个电路,支路开关控制其所在支路
三、生活中的电路 [展示] 观看图片,街道上的路灯,其中一盏灯不亮了,其他的灯是否也不亮 尝试用今天所学知识识别生活中的电路的连接方式,并说出识别方法。 [拓展讨论] 1.教室里的日光灯,其中一盏灯不亮了,其他的灯是否也不亮 由此你可以判断它们的连接方式是什么 2.家中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机、洗衣机等是怎样连接的 3.节日彩灯“满天星”由许多串小彩灯组成,为什么不亮时是一串都不亮,而不是其中某一个灯泡不亮 由此可判断它们的连接方式。 [小结] 判断电路是串联电路还是并联电路的方法:①根据各用电器能否独立工作来判断,能独立工作的是并联电路,不能独立工作的是串联电路。②根据电流路径来判断,只有一条电流路径的是串联电路;有两条或两条以上电流路径的是并联电路。 课堂小结(略) 课堂练习(略) 布置作业(略) 观察、思考、交流、总结 对串、并联方式进行分析后,引导学生运用这些理论,联系生活实际,辨别生活中各用电器的连接方式。同时也充分体现了“从生活走向物理,从物理走向社会”的理念。
教学设计② (详见电子资源)
温馨提示:为满足广大一线教师的不同教学需求,特新增“典案二 教学设计②”,
内含多种授课方式不同的教学设计案例,word排版,可编辑加工,方便使用。
内容详见电子资源。
导学设计
学点1 串联和并联
1.实验探究:使灯泡发光的电路连接方式
[交流]给你如图15-3-11所示器材,把它们连在同一个电路中,要想让两个小灯泡都发光,可以有几种接法
图15-3-11
[设计电路与实验]
①第一种连接方法:从电源的正极开始,连接开关、小灯泡L1、小灯泡L2,最后连接到电源负极,即把电路元件逐个 依次 相连。(图15-3-12)
图15-3-12 图15-3-13
②第二种连接方法:把两盏电灯右边的接线柱接在一起(A点),左边的两个接线柱接在一起(B点),再把A、B接入电路中,使两盏灯 并列 连接。(图15-3-13)
[归纳]第一种连接方法是把电路元件逐个依次相连,这种连接方式是 串 联;第二种连接方法是把两盏灯并列连接,这种连接方式是 并 联。
2.串、并联电路及区别
(1)概念
①串联电路:把电路元件依次相连的电路叫作串联电路。
②并联电路:把电路元件并列连接起来的电路叫作并联电路。
(2)电流流向
[想一想]在串、并联电路中,电流的流向有什么不同
[分析]①串联电路:电流只有 一 条路径。电流从电源 正 极流出,经过用电器回到电源 负 极,没有分支, 没有 (选填“有”或“没有”)干路、支路之分。(图15-3-14)
图15-3-14
②并联电路:电流有 两条 或多条路径,干路和任意一条支路可构成一条电流路径,并联电路有两条或多条支路。(图15-3-15)
图15-3-15
学点2 连接串联电路和电路并联
1.探究串联电路中开关的控制作用
[设计并进行实验]
①按照图15-3-16连接串联电路,依次把开关接入A、B、C三个位置,闭合开关,观察开关控制两个小灯泡的情况是否有变化。
②闭合开关,拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡是否发光。
图15-3-16
[实验现象]
开关 位置及状态 A位置 B位置 C位置
断开 闭合 断开 闭合 断开 闭合
L1 灭 亮 灭 亮 灭 亮
L2 灭 亮 灭 亮 灭 亮
[分析论证]①不论开关在哪个位置,当断开开关时,两灯都不发光;当闭合开关时,两灯都发光。②闭合开关,拧下一个灯泡,另一个灯泡 不发光 (选填“发光”或“不发光”)。
实验结论:串联电路中,开关控制所有用电器;开关的位置改变,控制作用 不变 ;各用电器 相互 (选填“相互”或“互不”)影响。
2.探究并联电路中开关的控制作用
[设计并进行实验]
①按照图15-3-17连接电路。断开和闭合干路开关S,依次闭合或断开两个支路开关S1、S2,观察小灯泡的亮灭情况。
②闭合所有开关,拧下其中一个灯泡,观察另一个灯泡是否发光。
图15-3-17
[实验现象]
S断开 S1、S2闭合或断开 L1、L2都 不发光
S闭合 S1闭合、S2断开 L1 发光 、L2 不发光
S1断开、S2闭合 L1 不发光 、L2 发光
[分析论证]并联电路中,干路开关控制 所有 用电器,支路开关只控制其所在 支路 的用电器;各用电器 互不 (选填“相互”或“互不”)影响。
学点3 生活中的电路
1.生活中的并联电路
[想想议议]教室中的日光灯是串联还是并联的 街道上的路灯之间是串联还是并联的 家中的用电器(电灯、电视机、电冰箱等)是串联还是并联的 为什么
[分析]教室或街道上的灯,有一盏灯不亮时,其余的灯仍正常发光。家中的用电器在工作时 互不 (选填“相互”或“互不”)影响。以上情况,用电器都是 并 联的。
2.生活中的串联电路
[想想议议]家庭电路中的开关与用电器是串联还是并联的 烘托节日气氛的小彩灯,是串联还是并联的
[分析]家庭电路中,开关和用电器是 串 联关系,因为开关能够控制用电器是否工作。用来烘托节日气氛的一串小彩灯,一般由十几只组成一组,发现当其中任意一只烧坏时,整组灯随之熄灭,可见这组灯是 串 联的。
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