串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律

教學(xué)設(shè)計(jì)

課程基本信息學(xué)科物理年級九年級學(xué)期秋季課題串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律教學(xué)目標(biāo)1.通過小組討論、探究合作，正確將電壓表接入串、并聯(lián)待測電路，并能畫出相應(yīng)的電路圖，且準(zhǔn)確測量電路中用電器兩端的電壓。提高動(dòng)手操作的實(shí)驗(yàn)技能。2.通過使用不同用電器進(jìn)行的分組實(shí)驗(yàn)，探究串、并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系，并得到普遍規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)結(jié)合作的精神，在探究中產(chǎn)生強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。3.通過生活應(yīng)用實(shí)例的辨析，領(lǐng)悟串并聯(lián)電路中電壓規(guī)律在生活中的多種應(yīng)用，并遷移創(chuàng)新設(shè)計(jì)多功能電子產(chǎn)品。在此過程中產(chǎn)生熱愛科學(xué)、執(zhí)著進(jìn)取、大膽創(chuàng)新、造福人類的家國情懷。教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1.探究串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律及電壓表的使用。

教學(xué)難點(diǎn)：1.探究串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律。使用教材構(gòu)想將教材中“串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律”的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行拓展，在單一的小燈泡的基礎(chǔ)上，擴(kuò)充了定值電阻、電動(dòng)機(jī)和發(fā)光二極管等實(shí)驗(yàn)器材，大大的增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)結(jié)論的普遍性，且與生活實(shí)際聯(lián)系，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和動(dòng)力十足。在原有教材的基礎(chǔ)上，增加了串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律在生活中的應(yīng)用，如用電器和電池的連接方式和制作多功能小臺燈。真正讓物理從生活中來，到社會中去。

教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】師：播放“現(xiàn)代智能家居”的生活片斷，讓學(xué)生感受科技給日常生活帶來的便捷。引發(fā)學(xué)生對科技生活的向往，并產(chǎn)生自制具備調(diào)光照明、制熱、吹風(fēng)等多種功能的小臺燈來智能化自己學(xué)習(xí)生活的需求。生：觀看視頻。師出示家庭電路中具有對應(yīng)多功能小臺燈的單一功能用電器——臺燈、燈帶、電風(fēng)扇、電熱水壺，并出示其銘牌，發(fā)現(xiàn)參數(shù)中都有額定電壓，向?qū)W生解釋：額定電壓即用電器正常工作時(shí)，兩端的電壓。這些不同用電器的額定電壓，在數(shù)值上相等嗎？生：不相等，發(fā)光二極管的額定電壓是2V，而其他三個(gè)的額定電壓是220V。師：已知家庭電路提供的電源電壓只有220V，問它是如何滿足這些不同的電壓，以保證各用電器都正常工作的？生：思考。師：引導(dǎo)學(xué)生觀察臺燈、電風(fēng)扇、電熱水壺三個(gè)用電器之間、以及等待內(nèi)部各發(fā)光二極管的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖，問連接方式有什么不同？生：左邊三個(gè)用電器是并聯(lián)，右邊各發(fā)光二極管內(nèi)部是串聯(lián)。師：看來連接方式不同，電源兩端的電壓與各用電器兩端電壓的關(guān)系不一樣，引導(dǎo)學(xué)生猜想串、并聯(lián)電路中有什么電壓的規(guī)律？生：并聯(lián)電路中，電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等；串聯(lián)電路中，電源兩端電壓大于各用電器兩端電壓，還可能等于各用電器兩端電壓之和。師：既然大家有這樣的猜想，接下來我們就探究串、并電路中，電源兩端電壓和各用電器兩端電壓的數(shù)量關(guān)系。即：串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律。【設(shè)計(jì)意圖】創(chuàng)設(shè)智能家居生活情境，由此引發(fā)學(xué)生自制一個(gè)多功能小臺燈的興趣，并通過觀察各用電器的銘牌和內(nèi)部電路圖，思考和猜想串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律是什么。讓物理從生活中來?！拘率谡n】師：探究過程中，為了方便模擬家庭電路，我們需要根據(jù)臺燈、燈帶、風(fēng)扇、電熱水壺來選擇哪些器材呢？生：我們可以用小燈泡代替臺燈，用發(fā)光二極管代替燈帶，用電動(dòng)機(jī)代替小風(fēng)扇，用定值電阻代替電熱水壺。師：選定用電器后還需要哪些實(shí)驗(yàn)器材？生：電源、導(dǎo)線、開關(guān)、電壓表。師：實(shí)驗(yàn)器材中用電器從不同功能的角度分為4類：生：自選實(shí)驗(yàn)器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖并標(biāo)出電壓表的位置。師：展示學(xué)生設(shè)計(jì)作品，并要求學(xué)生評價(jià)?？偨Y(jié)設(shè)計(jì)電路圖的注意事項(xiàng)，并給出規(guī)范設(shè)計(jì)的電路圖并要求學(xué)生進(jìn)行修改。師：邀請學(xué)生展示其組內(nèi)設(shè)計(jì)的電路圖并演示實(shí)驗(yàn)操作。生：操作演示并對注意事項(xiàng)作出說明。其他生：觀察實(shí)驗(yàn)操作。師：組織學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并收集。生：進(jìn)行自主實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。師：與學(xué)生一起分享交流分享與交流橫向一組一組的分析串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律，有什么發(fā)現(xiàn)？生1：串聯(lián)電路中，用電器兩端電壓都相等生2：串聯(lián)電路中，電源兩端的電壓等于各用電器兩端電壓之和。生3：串聯(lián)電路中，電源兩端的電壓大于用電器兩端的電壓。師：有什么不同意見？都符合嗎？生：第一個(gè)發(fā)現(xiàn)，只有用電器規(guī)格相同才有用電器兩端電壓相等。另外，由于有誤差，所以會有第三個(gè)發(fā)現(xiàn)。師：誤差來源有什么？生：實(shí)驗(yàn)時(shí)，讀數(shù)誤差、導(dǎo)線和連接處有阻礙作用。師：同學(xué)們再來一組一組的觀察并聯(lián)電路中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，(停頓)，又有什么發(fā)現(xiàn)呢？生：誤差允許范圍內(nèi)，并聯(lián)電路中，電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等，也就是U=U1=U2。師：非常好！經(jīng)過大量的實(shí)驗(yàn)，我們得到了串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律，即：串聯(lián)電路中，電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和，并聯(lián)電路中，電源兩端電壓與各支路用電器兩端電壓相等【設(shè)計(jì)意圖】通過用實(shí)現(xiàn)小臺燈不同功能的用電器，進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)探究，既極具普遍性地探究了串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律，又讓學(xué)生了解了各用電器的工作情況，為制作小臺燈提供實(shí)驗(yàn)操作基礎(chǔ)?！緦?shí)際應(yīng)用】師：為什么家用電器的額定電壓大都是220V？生：因?yàn)榧彝ル娐分懈饔秒娖髦g都是并聯(lián)連接，而并聯(lián)電路中，電源兩端電壓與各支路用電器兩端的電壓且電源電壓師220V，所以各用電器兩端的電壓是220V。師：其實(shí)燈帶所在電路中有一個(gè)特殊的裝置叫電源驅(qū)動(dòng)器，（停頓）他可以將輸入的220V電壓轉(zhuǎn)化為12V的電壓向燈帶輸出，這個(gè)原理比較復(fù)雜，今后同學(xué)們就會明白這個(gè)道理。按照燈帶輸入的電源電壓是12V，想要讓三個(gè)發(fā)光二極管都正常工作，需要定值電阻兩端的電壓是多少，為什么？生：三個(gè)發(fā)光二極管與定值電阻串聯(lián)，而串聯(lián)電路中，電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和，12V的總電壓減去3個(gè)2V，定值電阻兩端的電壓就是6V。師：縱向分析數(shù)據(jù)，結(jié)合電池的節(jié)數(shù)和連接方式，有什么發(fā)現(xiàn)？生：電池串聯(lián)時(shí)，電池節(jié)數(shù)越多，能提供的電源電壓越大?！蛟陔妱?dòng)汽車內(nèi)部，蓄電池之間的連接方式就更為復(fù)雜，有串聯(lián)也有并聯(lián)。師：正因如此，在使用電池對外放電時(shí)，我們往往采取電池串聯(lián)的方式，獲得更大的電壓。而當(dāng)這些使用損耗程度不同的充電電池被充電的時(shí)，我們需要將它們放入充電器中，此時(shí)的電池已經(jīng)不是電源而是用電器，為充電結(jié)束后，各電池獲得相同電壓，它們之間的連接方式應(yīng)該是……并聯(lián)。師：學(xué)到這兒，咱們就具備把這些功能組合，自制一個(gè)多動(dòng)能小臺燈的能力了。請同學(xué)們仔細(xì)觀察多功能小臺燈各元件的電壓參數(shù)，你能不能設(shè)計(jì)電路實(shí)現(xiàn)小臺燈的不同功能？生：因?yàn)榘l(fā)光二極管正常工作時(shí)的電壓為2V，小于電源電壓，所以需要和變阻器串聯(lián)，來實(shí)現(xiàn)調(diào)光照明的功能，又因?yàn)轱L(fēng)扇、制冷制熱片正常工作的電壓不低于電源電壓，可以直接和電源并聯(lián)，所以，他們都可以和調(diào)光照明功能并聯(lián)，分別實(shí)現(xiàn)吹風(fēng)和制冷制熱功能。師：生解釋，師操作臺燈實(shí)現(xiàn)功能。師：請同學(xué)們自選實(shí)驗(yàn)器材，制作一臺屬于自己的多功能小臺燈。生：自制多功能小臺燈，并展示。師：經(jīng)過制作多功能小臺燈，同學(xué)們實(shí)現(xiàn)了課前智能學(xué)習(xí)生活的愿望！老師真為大家感到高興。【設(shè)計(jì)意圖】通過利用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋家庭電路中大多用電器的額定電壓是220V，以及計(jì)算燈帶中定值電阻的分壓，應(yīng)用實(shí)驗(yàn)結(jié)論解決生活中的實(shí)際問題，并遷移創(chuàng)新設(shè)計(jì)多功能電子產(chǎn)品，讓物理走向社會?！窘Y(jié)課】師：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，同學(xué)們經(jīng)歷了完成的科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究過程，得到了串并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律，并進(jìn)行了豐富多彩的應(yīng)用，解決了我們最初提出的問題，實(shí)現(xiàn)了智能學(xué)習(xí)生活，但大家剛才實(shí)現(xiàn)小臺燈多種功能的過程需要相對專業(yè)的科學(xué)文化知識和操作技能，不夠智能，想要推廣，還需要芯片的加入，