第二节探究串联电路中电压的规律

2021-12-26 教案

　　教学目标

　　一、知识目标

　　1、通过探究实验，得出串联电路中电压的规律，学习科学探究的方法。

　　2、在实验过程中，训练连接电路的基本技能。

　　3、通过实验，训练正确识记、使用电压表的技能。

　　二、能力目标

　　1、通过观察和实验，探究串联电路中电压的规律，提高学生对问题的探究能力。

　　2、通过学生的亲自实验，培养他们初步的观察能力和动手操作的实验能力。

　　3、通过对实验结论的归纳和总结，培养学生的概括能力。

　　三、德育目标

　　1、通过学生探究活动，激发学生学习兴趣，培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神。

　　2、通过同学们共同的实验过程，培养学生严谨的科学态度和协作精神。

　　教学重点

　　通过实验探索串联电路中电压的规律。

　　教学难点

　　组织指导学生在探究过程中认真观察，仔细分析，得出恰当的结论。

　　教学方法

　　探究法、实验法、观察法、讨论法。

　　教具准备

　　电池组、小灯泡（带座）、开关、导线若干、投影仪。

　　课时安排

　　1课时

　　教学过程

　　一、引入新课

　　［师］请同学们在纸上画出你熟悉的串联电路图。

　　学生画图，教师巡视，选出较好的图，用投影仪放大。

　　［师］同学们观察自己画出的串联电路图。

　　思考：你已经了解了串联电路的哪些知识，还想知道哪些内容，还有什么问题？

　　［生］串联电路中的电流处处相等。

　　［生］电流表工作的时候必须串联在电路中。

　　［生］串联电路中的电压有什么样的关系？也和电流一样，处处相等吗？（提出问题）

　　二、进行新课

　　［师］这位同学提出了一个很好的问题，同学们可以大胆猜想，你认为会是什么呢？

　　［猜想或假设］

　　［生］我认为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。

　　［生］我们认为电压应该从电源正极出发，沿着电流的方向越来越小。因为电压是使电路中形成电流的某种“力量”，力量会越用越小。

　　［生］我们认为灯泡大的地方电压大，灯泡小的地方电压就小。

　　［生］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两点间的总电压。

　　［师］同学们作出了各种猜想，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。

　　［设计实验］

　　（学生讨论，教师巡视了解）

　　［师］各组可以简单说明你们的设计方案。

　　第一组：我们计划用三节电池，选择两只完全相同的灯泡，分别测出每只灯泡两端的电压和两只灯的总电压进行比较。

　　第二组：我们组选择两只不同的灯泡，选三块电压表，同时测量每只灯泡和两只灯泡的电压，比较结果。

　　第三组：我们组选择三只差别较大的灯泡，分别测量每只灯泡的电压，每两只灯泡的电压和三只灯泡的总电压。

　　第四组：我们计划选四只灯泡，两只一组，先将两只灯泡串联接入电路，分别测每只灯泡的电压和两只灯泡总电压。然后再换上另外两只灯再次测量。（通过投影展示）这是我们的实验电路，这是我们设计的实验数据表格。

　　第五组：我们想选择两只灯泡，一块电压表，像测电流那样分别测出a、b、c各点的电压，然后进行比较。

　　［师］老师觉得同学们的设计都很好。不过要提醒大家一点，你的设计一定要有书面的内容，你要怎么做（同学们刚才已谈到的），你是怎么做的（要按电路图测量），你得出了什么样的结果（要有实验记录）。以便于自己检查和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。

　　［师］电压表应该如何连接在电路中？

　　［生］电压表应并联在被测电压的两端。

　　［生］我们知道了，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。

　　［师］很好！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，并在时间允许的情况下探究并联电路中电压的规律。

　　［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，以便查找、分析原因。

　　［分析和论证］

　　［师］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？

　　［生］我们用的是两只完全相同的小灯泡，测出每只小灯泡两端的电压相等，并且每只灯泡两端电压的和与测出的两只灯泡的总电压几乎相等。

　　［生］我们用两只不同的灯泡串联，测出每只灯泡的电压不同，但两只小灯泡两端电压的和等于电源电压。

　　［生］我们用的是三只差别较大的小灯泡，测出来每只灯泡的电压都不同，但每两只灯泡电压的'和都和直接测得的这两只灯泡的总电压相等，三只小灯泡电压的和几乎等于电源电压。

　　［生］我们先用两只小灯泡测，然后又换了两只不同的小灯泡测。尽管测出的四只小灯泡的电压都不一样，但前一次测量的两只小灯泡电压的和与第二次测量的两只小灯泡电压的和几乎相等，且都差不多等于电源电压。

　　［生］做完串联，我们还将两只小灯泡并联起来，分别测它们的电压，结果电压表指针指的是同一个位置。

　　［生］我们也测并联了，相同的两只小灯泡电压相同，不同的两只小灯泡电压也相同。

　　［生］我们从两只灯泡并联开始，一直增加到四只小灯泡并联，测出来的结果几乎不变。

　　［生］我们在原来两只小灯泡串联的基础上给其中的一只灯泡并联了第三只小灯泡，结果并联的两只小灯泡两端的电压相等。

　　［师］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？

　　［生］不管怎样选择灯泡，不论如何进行测量，尽管测出的数据不相同，但是有一个共同点就是同一个串联电路中各个灯泡两端电压的和等于这几个灯泡两端的总电压且等于电源电压。

　　［生］通过实验可以得到结论：

　　串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。

　　并联电路中的总电压，等于各个支路两端的电压，各支路电压相等。

　　［师］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？

　　［评估］

　　［生］我开始将电压表连接错了。现在我知道了，电压表的正负接线柱必须连接正确，否则一接通电源，指针反偏，并且速度很快，很容易将电压表指针打弯。

　　［生］电压表的量程选择也很重要。如果选择的量程太大，指示值很小，几乎不能读数。如果选择的量程太小，指针偏出了刻度盘外。

　　［生］我们连电压表的时候，先不接死，合上开关，迅速“试触”一下，大概估计好量程再连接，很省事，一次就差不多能选对。

　　［生］读数也很重要。我第一次读数，读出一只小灯泡的电压值比电源电压还大，原来电压表接的是小量程，我是按大量程的刻度读出来的。

　　［生］我将电压表接在了一根导线两端，结果灯都亮了，可是电压表读数是零，为什么呢？

　　［生］我不小心将电压表串联在了电路中，灯全不亮，电压表却有指示值，和电源电压几乎一样大。

　　［生］我们是将电路连接正确了，电压表也有指示，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。

　　［生］我们组开始做时，有一只灯亮，另一只灯不亮，测电压时，亮着的灯有指示值，不亮的灯两端电压为零。

　　［师］同学们发现了这么多的问题，说明大家一定是很认真地去做了。养成好的习惯要比得到一个正确的结论更重要，希望同学们以后继续努力。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）

　　［生］电压表接在一根导线的两端，中间没有用电器，相当于“一”点，所以电压表示数为零。

　　［生］将灯泡用手按着才能亮，我觉得是因为没有接触好，另外的问题我不知道。

　　［师］同学们一定非常想知道这些问题的答案，那就在以后的学习中努力，相信你一定会有收获的。在同学们的交流中我注意到许多同学都用了“几乎相等”这个词，而不是说“相等”，为什么呢？

　　［生］因为它们相差很小，但又不完全相等。

　　［师］能分析出其中的原因吗？

　　［生］因为读数或用表测量的过程中有一些偏（误）差。

　　［师］同学们的表现非常棒。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。）

　　三、小结

　　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）

　　提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估——交流与合作。

　　通过实验同学们还得出了串联电路中电压的规律。

　　四、动手动脑学物理

　　1、彩灯是串联的，串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。所以，根据题意有：36 v·n=220 v，n= =6。1。

　　至少要串联6个这样的灯泡。

　　建议同学们自己动手制作彩灯。如用36 v额定电压的灯泡，可以串联6个或7个，分别点亮比较它们的亮度，也可以用5个灯泡串联，但点亮时要注意安全。

　　如果家里有用过的彩灯串，可以利用起来。再给你制作的彩灯串连接一个日光灯上用的起辉器，看看有什么效果。

　　2、（1）可以用“试触”的方法来判断水果电池的极性。测量电压时，因水果电池电压不会很高，应注意选择电压表的小量程测量。

　　（2）选择其他的水果可以用桔子、柚子、苹果等，土豆也可以。

　　选择的金属还可以是锌片、铝丝等。

　　五、板书设计

　　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。

　　并联电路中电压的规律：并联电路各支路电压相等。

　　探究问题的一般方法：提出问题——猜想或假设——制订计划与设计实验——进行实验与收集证据——分析与论证——评估与交流。

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