15.5 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 核心素养教学设计--沪科版（2024）九年级全一册

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《15.5 探究：串、并联电路中电流、电压的特点》教学设计
课题 5. 探究：串、并联电路中电流、电压的特点 单元 15 学科 物理 年级 九
教材分析 本节课是沪科版九年级物理 “第十五章 电与电路” 的第五节，承接“电路连接”“电流、电压概念”等前序知识，也是后续学习 “欧姆定律”的核心基础，起到 “承上启下” 的关键作用。本节课遵循 “猜想→实验→结论→反思” 通过 “大量实验” 总结规律，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。本节课注重实验操作与规律推导的结合，但对“非理想元件影响”“复杂电路应用”的拓展较浅，需在教学中适度补充以深化理解。
2022新课标要求 新课标对学生在串、并联电路中的学习有明确要求：学生应能够辨识简单的串、并联电路，并能够组装简单的串、并联电路。此外，课标强调通过实验探究，让学生理解并掌握串、并联电路中电流和电压的规律。
学习目标与核心素养 1.物理观念（1）能完成“探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点”这一实验，能按要求完成实验报告；（2）了解串联电路和并联电路中电流、电压的特点，能运用其解决简单的实际问题。（3）能对串、并联电路电流、电压特点作出有依据的猜想，能独立设计实验方案，收集证据、得出结论、验证猜想。2.科学思维做到有依据的猜想，知道多次实验对实验结论具有普遍性的认识。3.科学探究能完成“探究串联电路和并联电路中电流、电压的特点”的实验，能按要求完成实验报告，能选择实验探究需要的器材，经历从物理实验中探索科学规律的过程，培养学生的观察、分析、归纳能力和通过语言表达信息的能力。4.科学态度与责任培养学生实事求是、细心认真和坚持探索的科学态度以及科学方法，并重视探究中与同学间的交流与合作。
学情分析 1.已有基础：学生已掌握“电路的串联与并联连接方法”“电流、电压的物理意义”，能正确使用电流表（串联）、电压表（并联），具备初步的实验操作能力。 2.认知难点： 易混淆“电流表、电压表的量程选择与正负接线柱连接”，可能导致测量数据错误； 难以从“多次测量的零散数据”中归纳出普遍规律，易将“某次实验结果”当作普遍结论； 对“规律的应用场景”理解较浅，无法快速关联生活中的电路实例。 3.学习特点：初中生好奇心强，偏好动手实验，对“具象的电路操作”兴趣高于“抽象的规律推导”，需通过“实验体验+实例分析”降低认知难度。
重点 串、并联电路的电流、电压特点。
难点 用电流表和电压表探究串、并联电路的电流、电压特点过程。
材料准备 电池组、电流表、电压表、规格不同的灯泡、开关及导线。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 家用电器通常要并联在电路中，而节日小彩灯有的是串联，有的是并联。你知道串、并联电路中小彩灯的电流、电压的特点吗？下面我们通过实验探究。 观察图片 引出本节课题串、并联电路中的电流、电压的特点
讲授新课 一、探究串联电路中电流、电压的特点1.实验目的探究串联电路中电流、电压的特点。2.实验器材电池组、电流表、电压表、规格不同的灯泡、开关及导线。3.猜想与假设串联电路中电流有什么特点？各部分电路两端的电压和总电压有什么关系？猜想1：串联电路中电流处处相等；猜想2：串联电路中从正极到负极电流越来越小；猜想3：串联电路中从正极到负极电流越来越大。猜想4：串联电路中，各部分电路两端的电压之和可能等于总电压（电源电压），即：UAC=UAB+UBC。4.实验步骤（1）探究串联电路中电流的特点①按照如图所示的电路图连接实验器材。 ②检查电路无误后，闭合开关，利用电流表分别测出A、B、C 三点电流的大小，并记录实验数据，断开开关。③把测量结果记录在自行设计的表格中。更换不同规格的灯泡，重复上述实验，对比测量结果与猜想是否一致。小灯泡规格A处电流IA/AB处电流IB/AC处电流IC/AL1L2串联0.16 0.160.16 L1L3串联0.18 0.18 0.19L3L4串联0.210.200.20实验结论：串联电路中各处电流都相等，即：IA＝IB ＝IC 。（2）探究串联电路中电压特点继续使用根据电路图连接的实物图，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。小灯泡规格L1两端电压UAB/VL2两端电压UBC/V电源两端电压UAC/VL1L2串联1.350. 802.15 L1L3串联1.360.802.18 L3L4串联1.101.102.20实验结论：串联电路中，电源两端的电压等于各小灯两端的电压之和即：U＝U1+U2。二、探究并联电路中电流、电压的特点1.实验目的探究并联电路中电流、电压的特点。2.实验器材电池组、电压表、电流表规格不同的灯泡、开关及导线。3.猜想与假设思考1：并联电路中干路电流和支路电流间有什么关系？猜想1：并联电路中干路电流等于支路电流之和；猜想2：并联电路中干路电流和支路电流相等；思考2：如果两个或两个以上的用电器并联，那么各支路两端的电压之间的关系，及它们与电源电压之间的关系如何？猜想：串联电路中，各支路两端的电压可能都相等，且等于电源电压。4.实验步骤（1）探究并联电路中电流的特点。①按照电路图，将实验器材连接起来。②然后将电流表分别串联在灯泡 L1、 L2 支路和干路中，测得通过支路和干路的电流，将测量结果记录在自己设计的表格中。③换不同规格的灯泡重复实验。小灯泡规格A处电流IA/AB处电流IB/AC处电流IC/AL1L2并联0.280.220.46L1L3并联0.26 0.26 0.52L3L4并联0.22 0.26 0.48 实验结论：并联电路中，干路中的电流等于两条支路中的电流之和 I＝I1+I2。（2）探究并联电路的电压特点①根据电路图连接电路，根据电源电压选择电压表的量程。②闭合开关，分别把电压表连接在AB、CD、EF两端，测量其电压，并将数据记录在表中。③改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。小灯泡规格L1两端电压/VL2两端电压/V电源两端电压/VL1L2并联1.801.781.85L1L3并联1.811.791.80L3L4并联1.821.771.84实验结论：在并联电路中，电源两端电压与各小灯泡两端的电压相等即：U＝U1=U2。实验视频5.实验结论大量实验表明：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。分析讨论6.想一想，在实验过程中需要注意哪些问题？（1）连接电路时，开关要断开，防止电路中有短路的地方而导致损坏电路元件。（2）电流表应串联在被测电路中，电压表与待测电路并联，注意电压表和电流表的量程、正负接线柱的接法及读数的方法。（3）实验时每次读数后都应及时断开开关，切断电源，整理好仪器。7.反思交流（1）实验中为什么要换不同规格的灯泡？本实验是归纳性实验，换用不同规格的灯泡的目的是避免实验结论的偶然性，寻找普遍规律。（2）“如果用电器规格不同，它们两端的电压一定不同。”这种看法是否正确？不正确。因为在串联电路中，不同规格的用电器两端的电压一般不同；但在并联电路中，各支路用电器两端的电压都相等，与用电器的规格无关。知识拓展想一想：以前的节日小彩灯，一个坏了全部都不亮，现在的节日小彩灯，一个坏了其它的仍然亮，但是取下一个后全部都不亮这是什么原因？现在的节日小灯泡，取下一个后全部都不亮，说明小彩灯仍是串联的，现在的小彩灯之所以一个坏了其它的小彩灯仍然亮，是因为现在的小彩灯灯丝下部绕有绝缘铜丝，当某个小彩灯坏了后，电源电压全部加在坏了的小彩灯两端，把铜丝的绝缘层击穿，然后使电路接通，使电路接通，其它灯泡正常发光。 观察实验装置图，提出猜想；参与猜想讨论。明确探究串联电路中电流的特点实验步骤规范记录数据；分析数据明确探究串联电路中电压的特点实验步骤观察实验装置图，提出猜想；参与猜想讨论。明确探究并联电路中电流的特点实验步骤规范记录数据；分析数据明确探究并联电路中电压的特点实验步骤规范记录数据；分析数据学生记忆实验结论学生思考归纳回答，最后老师归纳总结学生思考回答 明确实验目的、实验器材为学生能进一步理解实验做准备归纳串联电路的电流的特点为学生能进一步理解实验做准备明确实验目的、实验器材为学生能进一步理解实验做准备归纳并联电路的电流的特点为学生能进一步理解实验做准备归纳并联电路的电压的特点巩固以上的实验结论为实验的顺利进行奠定基础锻炼学生的逻辑思维能力和归纳总结能力
课堂练习 1.在“探究串联电路中电流大小的关系”实验中，某同学用电流表分别测出如图中A、B、C三处的电流大小。为了进一步探究A、B、C三处的电流大小的关系，总结普遍规律，他下一步的操作最合理的是（　　）A．将电源两极对调，再次测量A、B、C三处的电流B．换用不同规格的灯泡，再次测量A、B、C三处的电流C．将图中两只灯泡位置对调，再次测量A、B、C三处的电流D．改变开关S的位置，再次测量A、B、C三处的电流【答案】B【详解】探究串联电路中的电流时，为了使实验结论具有普遍性，要进行多次测量。可以通过改变电源电压，或者更换不同的灯泡进行多次实验。A．将电源的正负极对调，不能改变电路中的电阻、电压、电流，实验数据不变，故A不符合题意。B．更换不同的灯泡，电阻变化，电路中的电流发生变化，得出几组不同的实验数据，再分析实验数据得出结论，这样得出的实验结论具有普遍性，减小了偶然性，故B符合题意；C．两只灯泡的位置对调，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，故C不符合题意；D．改变开关的位置，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，故D不符合题意。故选B。2.在“探究并联电路中干路电流与各支路电流的关系”的实验中，小明同学用电流表测出A、B、C三处的电流分别为0.2A、0.3 A、0.5 A，在表格中记录好数据后，下一步他首先应该做的是（　）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，再测出几组电流值D．换用电流表的另一量程，再测出一组电流值【答案】C【详解】一次实验的结果带有一定的偶然性，所以应改变实验条件，即换用不同规格的灯泡使电路中的电流发生变化，再进行几次测量，才能得出可靠的结论，而改变电流表的量程则无助于实验结论的得出。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。3.如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光，通电一段时间后，灯泡L2突然熄灭，下列关于电流表和电压表的说法正确的是（　　）A．电流表的示数减小，电压表的示数不变B．电流表和电压表的示数都增大C．电流表和电压表的示数都不变 D．电流表和电压表的示数都减小【答案】C【详解】由题图可知，L1与L2并联接入电路中，电流表测量通过L1的电流，电压表测量电源电压。当灯泡L2突然熄灭后，电源电压不变，即电压表的示数不变；此时通过L1的电流也不变，即电流表的示数也不变。故ABD错误，C正确。故选C。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 1. 科学探究实验按照猜想→实验→结论→反思进行，强调“多次测量避免偶然误差”的重要性。2.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。3.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。 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 第五节 探究：串、并联电路中电流、电压的特点一、探究串联电路中电流、电压的特点1.实验结论：串联电路中各处电流都相等，即：IA＝IB ＝IC 。2.电压：串联电路中，电源两端的电压等于各小灯两端的电压之和即：U＝U1+U2。 二、探究并联电路中电流、电压的特点1.实验结论：并联电路中，干路中的电流等于两条支路中的电流之和 I＝I1+I2。 2.实验结论：在并联电路中，电源两端电压与各小灯泡两端的电压相等即：U＝U1=U2。 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展/课外阅读内容 科普文章《家庭电路为什么要采用并联？》解释“并联电路各用电器独立工作、电压相等”的实际意义；阅读《电流表与电压表的内阻影响》初步了解“理想电表与实际电表的差异。
特色资源分析和技术手段说明 1. 多媒体课件：用PPT展示“串并联电路实物图”“电表接线示意图”“实验数据记录表”，清晰呈现实验步骤与重点。2. 数据共享工具：用班级微信群共享“优秀实验记录表”，方便学生对比自己的数据，分析误差原因（如“量程选择过大导致读数不精确”）。
教学反思 通过“情境导入—动手实验—规律应用”的环节设计，贴合初中生“具象思维为主”的特点，大部分学生能独立完成实验并归纳规律；小组合作实验有效培养了学生的协作意识与操作能力。部分学生在“拆改并联电路”时耗时较长，导致后续数据处理时间紧张，下次教学可提前准备“串并联电路半成品板”，减少接线时间；
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