探究串并联电路电压的规律教学设计.docx

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探究串并联电路电压的规律教学设计

“探究串、并联电路电压的规律”这一实验在本章中占有重要地位。

它不仅是加深理解电压概念的需要,也是使学生巩固电压表使用技能的需要,更是培养学生科学探究能力、进一步学习电学基本规律的需要。

本节的学习是将来探究电流、电压和电阻的关系,学习欧姆定律和电功率的铺垫。

本节是在学生学习了“电路”“电流”“电压”“串联电池组电压关系”等知识的基础上,让学生通过探究活动找出串、并联电路中电压的关系。

由于学生在第五章“探究串、并联电路的电流规律”的学习中,经历了一次完整的科学探究的七个环节,所以本节教学可在复习、熟悉七个环节的基础上,重点突出几个环节,如“设计实验”“进行实验”等。

本节教学一般应在实验室进行,可以要求学生按照课本中的步骤完成。

也许有的学生一下子能说出“结论”而非常得意,但是应该让学生明确:

一下说出来的“结论”不是真正科学的、能让人信服的结论,这仅仅是猜想,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或记住结论,而是要求学生在探究的过程中学习,科学探究过程的每个环节都有它特有的教育功能。

本节课的整体教学思路如下:

1.提出问题:

通过创设问题情境,分析家用电器和节日小彩灯的串、并联引出串、并联电路电压关系的探究。

2.猜想或假设:

学生的想象可能是丰富多彩的,但不一定都正确。

不管其猜想是否正确,都要引导学生运用实验来进行探究,而不能直接告诉学生答案和结论。

如果学生提出的猜想较多,可运用“抛锚”的思想引导学生先探究与本节教学目标有关的猜想,其他猜想可在课外活动和后续学习过程中来完成。

3.设计实验:

在作出猜想或假设之后,进入制订计划阶段,这实际上就是让学生设计实验。

这一环节中教师应引导学生自己选择实验器材,通过师生互动,让学生自己明确实验步骤,并画出相应的电路图。

4.进行实验:

这一步是实际操作,要注意观察学生的实验过程,引导学生正确连接实验电路,规范地使用仪器。

对学生在实验中出现的问题要及时进行点拨和引导,以保证实验的顺利进行。

注意让学生养成尊重事实,如实记录原始数据的习惯。

5.分析和论证:

这一步是数据处理。

引导学生对自己的数据进行分析比较,找出数据之间的关系,归纳总结得出结论,注意培养学生的分析概括能力和实事求是的科学态度。

6.评估:

要求学生对自己的探究活动进行回顾、分析、思考。

教师要把评价重点放在对过程的评价上,即不要把探究的结论作为评价的唯一标准,而要同时对学生参与探究活动的全过程所反映的学习态度、学习状况、进步情况作出适当评价。

7.交流:

这一环节贯穿于整个探究活动之中。

教学中,可组织学生以小组为单位进行交流,也可以全班交流。

教师要鼓励不同的想法和做法,让学生通过交流讨论甚至争论来达到教学要求。

教学重点:

通过实验探究串、并联电路中电压的规律。

教学难点:

组织引导学生在探究过程中规范操作、认真观察、仔细分析,得出恰当的结论。

教学方法:

1.创设情境,进行实验探究式学习。

2.以学生自主探究为主,结合教师指导和点评的自主性学习。

课时安排:

1课时

三维目标

一、知识与技能

1.学会正确将电压表接入串、并联待测电路,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和并联电路的电压;

3.会分析实验数据,归纳总结出串联电路和并联电路各自的电压规律。

二、过程与方法

在探究串、并联电路的电压规律过程中,体验科学探究的方法、科学探究的步骤。

三、情感态度与价值观

明确探究目的,专心实验,由分析实验数据得出结论。

在实验中培养实事求是、尊重自然规律的科学态度,体会交流合作的重要性,获得共享成果的喜悦。

课前准备

教学设计

[导入新课]

方案1:

复习导入

启发提问:

（用课件展示

1.什么是串联电路?

什么是并联电路?

2.电压的单位是什么?

3.测量电压大小的仪器及使用规则是什么?

参考答案:

1.几个导体逐个顺次连接的电路是串联电路;几个导体并列连接的电路是并联电路。

2.伏特

3.测量电压要用电压表,电压表的使用规则为“二要、一不、二看清”。

教师要积极引导学生,充分发挥学生的积极性和主动性。

在复习的基础上顺势引出问题:

串、并联电路中的电压有什么规律?

如何去探究?

（教学说明:

本节是在“串联电路”“电压”“电压表的使用”“串联电池组的电压关系”的学习后安排的教学内容。

有效的复习为学生进行本节的探究实验作好了知识和心理准备。

方案2:

情景导入

情景1:

用课件播放几种家用电器并联在家庭电路中的自拍视频。

（见右图,引导学生注意观察家用电器是并联在电路中的

家庭电路中的并联

情景2:

出示一串小彩灯,将其接入教室（或实验室的电路中。

（引导学生注意观察小彩灯是串联在电路中的

提出问题:

小彩灯为什么不能像家用电器一样并联在电路中呢?

（学生思考后回答

方案3:

演示导入

教师用示教电路板展示几种不同方式连接的电路。

问题:

同学们上学期已经学习过了串联电路和并联电路,那么,谁能来判断一下展示的几个电路分别是怎样连接的呢?

让学生用简单的方法验证自己想法的合理性。

让学生在纸上画出你熟悉的串、并联电路图。

（教师巡视,并选出一张画得比较好的作为范例,并让学生画在黑板上

启发:

在上学期我们已经探究过在串、并联电路中电流的特点,那么,在串、并联电路中电压有什么特点呢?

[推进新课]

一、串联电路电压的规律

1.提出问题:

串联电路中电压到底有什么样的关系?

2.猜想或假设

学生纷纷提出自己的猜想,教师将各种猜想分类板书到黑板上。

一般学生会根据自己的知识基础提出下列猜想:

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。

③灯泡大的地方电压大,灯泡小的地方电压就小。

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首尾两点间的总电压。

学生们作出了各种猜想,真实的结果到底是什么?

我们应该用实验来求证。

3.设计实验

（学生分组讨论,并将自己组设计的方案写出来

教师巡视,了解学生讨论的情况,学生讨论基本完成后,教师挑选几组典型的方案进行展示交流。

学生展示交流时教师可作如下提示:

各组可以简单说明各自的设计方案。

简单评价各组的方案,设计一定要有书面的内容,你想要测量哪些数据?

你计划如何进行测量（按电路图测量?

你得出了什么样的结果（要有实验记录,最后还要与别人交流做更好的改进,各组同学补充设计实验电路和实验数据表格。

教师在学生实验前要强调:

电压表应该如何连接在电路中?

电压表应并联在被测电路的两端。

我们知道,测电压不能像测电流那样将电流表接在某一点测该点电流,应将电压表并联在被测电路的“两”点间,测出来的是“两”点间的电压。

同学们进一步完善自己的设计方案后,可以进行实验。

建议大家在实验中更换不同的小灯泡,进行重复测量,以保证结论的正确性。

实验方案参考:

4.进行实验

（学生分组实验,教师巡视指导

要求同学们注意仪器使用的规范性。

特别是电压表正、负接线柱连接正确,量程要选择合适,读数时要弄清分度值,读数准确。

原始数据的记录要实事求是、如实记录,不许随意改动。

实验中出现的问题要记录下来,以便分析查找原因。

两个灯泡串联的实验记录（参考:

第一次测量

第二次测量

5.分析和论证

引导学生分析:

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?

让学生用自己的语言描述得到的结论。

实验结论:

串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。

评价:

表扬学生们勇于探索的精神,归纳大家的实验,得出结论。

并引导学生分析我们得到的结论是否能普遍适用。

启发:

同学们通过自己的努力和同伴的配合得出了串联电路中电压的规律,祝贺同学们得到了一个正确的结论。

不过,对同学们来讲获得结论的过程更重要。

请大家对自己的探究活动过程进行回顾,认真分析、思考在实验过程中真正明白了哪些问题,还有什么新的发现?

学生回顾探究的过程,思考总结。

6.评估与交流

让学生反思自己的探索过程,寻找问题。

刚才提到的问题,请同学们互相讨论,看能不能找出问题的原因。

（教师巡视并参加同学们的讨论

同学们在实验中会发现一些问题,并且想知道这些问题的答案,引导学生要在以后的学习中继续努力,相信将来一定会有所收获。

在同学们的交流中会发现许多同学都用了“几乎相等”这个词,而不是说“相等”,这又为什么呢?

这是因为读数或用电压表测量的过程中出现了误差,如读数时视线没有与电压表刻度盘垂直等影响了数据的准确程度。

最后指导学生根据他们的探究过程写一份科学探究的小报告。

学生完成探究报告,教师巡视,选择完成较好的,利用投影和同学们交流、小结。

7.即学即练（课件展示问题

题目:

现有一个电池组、一个开关、两个电压表、两个小灯泡、导线若干。

请根据上述器材在图方框内设计一个符合下列两项要求的电路图。

（1两个小灯泡串联;

解析:

根据题目要求,先画出由电池组、开关、灯泡l1和l2组成的串联电路的电路图。

由灯泡l1和l2组成的串联电路中,能够并联接入电压表的位置有三处,l1两端、l2两端和串联电路的两端,只要用题中提供的两个电压表直接测出任意两处的电压,根据串联电路中的电压规律,就可间接求出第三处的电压。

符合题目中两项要求的电路图如图所示。

方法指导:

本题考查根据要求设计电路、画电路图的能力和对串联电路中的电压规律的理解掌握。

解题时要先画出主电路,然后再画电压表。

连接线要画成横平竖直,线路要画得简洁、整齐、美观,电路元件符号要画得准确规范。

电路图画完后要对照要求进行检查,发现错误及时修正。

二、并联电路电压的规律

引导:

我们已经知道探究问题的一般方法:

提出问题——猜想或假设——设计实验——进行实验——分析和论证——评估与交流。

而且得出了在串联电路中电压的规律:

串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。

那么在并联电路中电压存在什么规律呢?

按照探究问题的一般方法,写出探究报告。

（学生根据课本上的提示,进行实验并填写探究报告,教师巡视指导,指导有困难的小组进行规范操作

1.提出问题:

并联电路两端的总电压与各个支路两端的电压有什么关系?

2.猜想或假设

（1________________________________________________________________________。

（2________________________________________________________________________。

让学生们作出了各种猜想,各样假设,真实的结果到底是什么?

请同学们用实验来求证。

大家先设计实验。

3.设计实验

各组可以简单说明你们的设计方案。

简单评价各组的方案。

（1你是怎么做的?

（要按电路图测量,电路图见图

（2你得出了什么样的结果?

（要有实验记录

4.进行实验

学生分组实验,教师巡视指导。

两个灯泡并联的实验记录:

l1两端的电压u1/vl2两端的电压u2/v总电压u/v

第一次测量

第二次测量

5.分析和论证

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?

让学生用自己的语言描述得到的结论。

评价:

同学们这种勇于探索的精神非常好,归纳大家的实验,可以得到一般结论吗?

并联电路中电压的规律:

并联电路各支路电压相等。

同学们通过自己的努力和同伴的配合得出了并联电路中电压的规律。

请大家对自己的探究活动过程进行回顾,认真分析、思考在实验过程中真正明白了哪些问题,还有什么新的发现?

6.评估与交流

让学生反思自己的探索过程,寻找问题。

刚才提到的问题,请同学们互相讨论,看能不能找出问题的原因。

现在需要同学们根据你们的探究过程写一份科学探究的小报告。

学生完成探究报告,教师巡视,选择完成较好的,利用投影和同学们交流、小结。

7.即学即练（课件展示问题

题目:

如右图所示的电路中,电压表v1、v2和v3分别测量的是、和;如果电压表v1、v2的示数分别为6v和4v,那么电压表v3的示数为v。

[课堂总结]

通过我们这次的探究活动,同学们了解了研究问题的一般方法:

（同学们一起总结,教师板书或用课件展示

1.提出问题——猜想或假设——设计实验——进行实验——分析和论证——评估——交流。

2.串联电路中电压的规律:

串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。

3.并联电路中电压的规律:

并联电路中并列的各支路两端的电压都相等。

[布置作业]

“动手动脑学物理”1、2。

板书设计

二、探究串、并联电路电压的规律

电压规律串联电路串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和u总=u1+u2+„+un并联电路并列的各支路两端的电压都相等u总=u1=u2=„=un

设计反思

本节课依据初中学生的学习特点和科学探究的基本过程进行设计,适合对学生进行初步的科学探究能力的训练。

本节课设计时考虑到要让学生经历科学探究的下列过程:

提出问题——猜想或假设——设计实验——进行实验——分析和论证——评估——交流。

目的是让学生了解研究问题的一般方法,让学生体验在生活情景中发现并提出问题,如何探求规律,如何验证规律,理解规律和运用规律,整个过程自然顺畅,环环相扣,严密合理。

本节内容在培养学生科学探究素养和电学知识学习上具有重要意义,既是电压知识学习的深入,更是进一步学习欧姆定律、探究电学规律的基础。

参考资料

正确地把电池串联和并联起来把电池串联和并联起来使用，这听起来好像很简单，但是，遵循一些简单的规则，就可以避免不必要的问题。

在电池组中是把多个电池串联起来，得到所需要的工作电压。

如果所需要的是更高的容量和更大的电流，那就应该把电池并联起来。

另外还有一些电池组，把串联和并联这两种方法结合起来。

一个膝上型电脑的电池有可能是把四节3.6v锂离子电池串联起来，总电压达到14.4v；然后，再把两组串联在一起的电池并联起来，这样，电池组的总电量就可以从2000毫安时提高到4000毫安时。

这种接法称作“四串两并”，它的意思是：

把两组由四节电池串联在一起的电池组并联起来。

1．串联需要高电量的便携设备，一般是由两节或更多节电池串联起来的电池组供电。

如果使用高电压的电池，导体和开关的尺寸可以做得很小。

中等价位的工业电动工具一般使用电压为12v至19.2v的电池供电；而高级电动工具使用电压为24v至36v的电池，以获得更大的电力。

汽车工业最终把启动器的点火电池电压从12v（实际上是14v提高到36v，甚至是42v。

这些电池组是由18节串联起来的铅酸性电池组成。

在早期的混合型汽车中，用来供电的电池组，电压为148v。

比较新的车型所使用的电池组，电压高达450v至500v，大部分是镍基化学电池。

一个电压为480v的镍金属氢电池组是由400节镍金属氢电池串联而成。

有一些混合型汽车也用铅酸性电池做过试验。

42v的汽车用电池价格昂贵，而且，比起12v电池，它在开关上会产生更多的电弧。

使用高电压电池组所带来的另一个问题，就是有可能遇到电池组里的某一节电池失效的情况。

这就像一个链条，串联在一起的电池越多，出现这种情况的几率就越高。

只要一节电池有问题，它的电压就会降低。

到最后，一节“断开”的电池可能会中断电流的输送。

而要更换“坏”电池也绝非易事，因为新老电池是互不匹配的。

一般说来，新电池的容量要比老电池的高得多。

2．并联为了得到更多的电量，可以把两个或者更多个电池并联起来。

除了把电池并联起来，另一个办法是使用尺寸更大的电池。

由于受到可以选用的电池的限制，这个办法并不适用于所有情况。

此外，大尺寸的电池也不适合做成专用电池所需要的外形规格。

大部分的化学电池都可以并联使用，而锂离子电池最适合并联使用。

由四节电池并联而成的电池组，电压保持为1.2v，而电流和运行时间则增大到四倍。

与电池串联相比，在电池并联电路中，高阻抗或“开路”电池的影响较小，但是，并联电池组会减少负载能力，并缩短运行时间。

这就好比一个发动机只启动了三个汽缸。

电路短路所造成的破坏会更大，这是因为，在短路时，出现故障的电池会迅速地耗尽其他电池里的电量，并引起火灾（如图。

3.串并联使用串并联这种连接方法时，在设计上很灵活，可以用标准的电池尺寸达到所需要的额定电压和电流（如右图。

应当注意：

总功率不会因为电池的不同连接方法而改变。

功率等于电压乘电流。

对锂离子电池而言，串并联的连接方法很常见。

最常用的一种电池组是18650（直径为18mm，长度为650mm，它带有保护电路，能够监视串联在一起的每一节电池，因此，它的最大实际电压为14.4v。

这个保护电路也可以用于监视并联在一起的每一节电池的状态。