第二節 探究串聯電路中電壓的規律
教學目標
一、知識目標
1、通過探究實驗，得出串聯電路中電壓的規律，學習科學探究的方法。
2、在實驗過程中，訓練連接電路的基本技能。
3、通過實驗，訓練正確識記、使用電壓表的技能。
二、能力目標
1、通過觀察和實驗，探究串聯電路中電壓的規律，提高學生對問題的探究能力。
2、通過學生的親自實驗，培養他們初步的觀察能力和動手操作的實驗能力。
3、通過對實驗結論的歸納和總結，培養學生的概括能力。
三、德育目標
1、通過學生探究活動，激發學生學習興趣，培養學生熱愛科學、積極研究、探索科學知識的精神。
2、通過同學們共同的實驗過程，培養學生嚴謹的科學態度和協作精神。
教學重點
通過實驗探索串聯電路中電壓的規律。
教學難點
組織指導學生在探究過程中認真觀察，仔細分析，得出恰當的結論。
教學方法
探究法、實驗法、觀察法、討論法。
教具準備
電池組、小燈泡（帶座）、開關、導線若干、投影儀。
課時安排
1課時
教學過程
一、引入新課
［師］請同學們在紙上畫出你熟悉的串聯電路圖。
學生畫圖，教師巡視，選出較好的圖，用投影儀放大。
［師］同學們觀察自己畫出的串聯電路圖。
思考：你已經了解了串聯電路的哪些知識，還想知道哪些內容，還有什么問題？
［生］串聯電路中的電流處處相等。
［生］電流表工作的時候必須串聯在電路中。
［生］串聯電路中的電壓有什么樣的關系？也和電流一樣，處處相等嗎？（提出問題）
二、進行新課
［師］這位同學提出了一個很好的問題，同學們可以大膽猜想，你認為會是什么呢？
［猜想或假設］
［生］我認為串聯電路中電壓的關系應該和電流的關系相同，也是處處相等。
［生］我們認為電壓應該從電源正極出發，沿著電流的方向越來越小。因為電壓是使電路中形成電流的某種“力量”，力量會越用越小。
［生］我們認為燈泡大的地方電壓大，燈泡小的地方電壓就小。
［生］串聯電池組的電壓等于各個電池的電壓之和，串聯電路各點的電壓之和也應該等于兩點間的總電壓。
［師］同學們作出了各種猜想，各樣假設，真實的結果到底是什么？請同學們用實驗來求證。大家先設計實驗。
［設計實驗］
（學生討論，教師巡視了解）
［師］各組可以簡單說明你們的設計方案。
第一組：我們計劃用三節電池，選擇兩只完全相同的燈泡，分別測出每只燈泡兩端的電壓和兩只燈的總電壓進行比較。
第二組：我們組選擇兩只不同的燈泡，選三塊電壓表，同時測量每只燈泡和兩只燈泡的電壓，比較結果。
第三組：我們組選擇三只差別較大的燈泡，分別測量每只燈泡的電壓，每兩只燈泡的電壓和三只燈泡的總電壓。
第四組：我們計劃選四只燈泡，兩只一組，先將兩只燈泡串聯接入電路，分別測每只燈泡的'電壓和兩只燈泡總電壓。然后再換上另外兩只燈再次測量。（通過投影展示）這是我們的實驗電路，這是我們設計的實驗數據表格。
第五組：我們想選擇兩只燈泡，一塊電壓表，像測電流那樣分別測出a、b、c各點的電壓，然后進行比較。
［師］老師覺得同學們的設計都很好。不過要提醒大家一點，你的設計一定要有書面的內容，你要怎么做（同學們剛才已談到的），你是怎么做的（要按電路圖測量），你得出了什么樣的結果（要有實驗記錄）。以便于自己檢查和與別人交流做更好的改進。
各組同學補充設計實驗電路和實驗數據表格。
［師］電壓表應該如何連接在電路中？
［生］電壓表應并聯在被測電壓的兩端。
［生］我們知道了，測電壓不能像測電流那樣將電流表接在某一點，測該點電流。應將電壓表并聯在被測電路的“兩”點間，測出來的是“兩”點間的電壓。
［師］很好！同學們進一步完善自己的設計方案后，可以進行實驗。建議大家在實驗中更換不同的小燈泡，進行重復測量，并在時間允許的情況下探究并聯電路中電壓的規律。
［進行實驗］
（學生分組實驗，教師巡視指導）
要求同學們注意儀器使用的規范性。特別是電壓表正、負接線柱連接正確，量程要選擇合適，讀數時要弄清分度值，讀數準確。原始數據的記錄要實事求是如實記錄，不許隨意改動。實驗中出現的問題要記錄下來，以便查找、分析原因。
［分析和論證］
［師］同學們認真分析你們測量出的數據。測量結果說明了什么？你得出了什么樣的結論？和你原來的猜想一致嗎？
［生］我們用的是兩只完全相同的小燈泡，測出每只小燈泡兩端的電壓相等，并且每只燈泡兩端電壓的和與測出的兩只燈泡的總電壓幾乎相等。
［生］我們用兩只不同的燈泡串聯，測出每只燈泡的電壓不同，但兩只小燈泡兩端電壓的和等于電源電壓。
［生］我們用的是三只差別較大的小燈泡，測出來每只燈泡的電壓都不同，但每兩只燈泡電壓的和都和直接測得的這兩只燈泡的總電壓相等，三只小燈泡電壓的和幾乎等于電源電壓。
［生］我們先用兩只小燈泡測，然后又換了兩只不同的小燈泡測。盡管測出的四只小燈泡的電壓都不一樣，但前一次測量的兩只小燈泡電壓的和與第二次測量的兩只小燈泡電壓的和幾乎相等，且都差不多等于電源電壓。
［生］做完串聯，我們還將兩只小燈泡并聯起來，分別測它們的電壓，結果電壓表指針指的是同一個位置。
［生］我們也測并聯了，相同的兩只小燈泡電壓相同，不同的兩只小燈泡電壓也相同。
［生］我們從兩只燈泡并聯開始，一直增加到四只小燈泡并聯，測出來的結果幾乎不變。
［生］我們在原來兩只小燈泡串聯的基礎上給其中的一只燈泡并聯了第三只小燈泡，結果并聯的兩只小燈泡兩端的電壓相等。
［師］同學們這種勇于探索的精神非常好，歸納大家的實驗，可以得到一般結論嗎？
［生］不管怎樣選擇燈泡，不論如何進行測量，盡管測出的數據不相同，但是有一個共同點就是同一個串聯電路中各個燈泡兩端電壓的和等于這幾個燈泡兩端的總電壓且等于電源電壓。
［生］通過實驗可以得到結論：
串聯電路中的總電壓等于各部分電路的電壓之和。
并聯電路中的總電壓，等于各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等。
［師］同學們通過自己的努力和同伴的配合得出了串聯電路中電壓的規律，祝賀同學們得到了一個正確的結論。不過，對同學們來講獲得結論的過程更重要。請大家對自己的探究活動過程進行回顧，認真分析、思考在實驗過程中真正明白了哪些問題，還有什么新的發現？
［評估］
［生］我開始將電壓表連接錯了。現在我知道了，電壓表的正負接線柱必須連接正確，否則一接通電源，指針反偏，并且速度很快，很容易將電壓表指針打彎。
［生］電壓表的量程選擇也很重要。如果選擇的量程太大，指示值很小，幾乎不能讀數。如果選擇的量程太小，指針偏出了刻度盤外。
［生］我們連電壓表的時候，先不接死，合上開關，迅速“試觸”一下，大概估計好量程再連接，很省事，一次就差不多能選對。
［生］讀數也很重要。我第一次讀數，讀出一只小燈泡的電壓值比電源電壓還大，原來電壓表接的是小量程，我是按大量程的刻度讀出來的。
［生］我將電壓表接在了一根導線兩端，結果燈都亮了，可是電壓表讀數是零，為什么呢？
［生］我不小心將電壓表串聯在了電路中，燈全不亮，電壓表卻有指示值，和電源電壓幾乎一樣大。
［生］我們是將電路連接正確了，電壓表也有指示，就是燈不亮，換了另外一個燈泡還是不亮。用手按住才亮起來。
［生］我們組開始做時，有一只燈亮，另一只燈不亮，測電壓時，亮著的燈有指示值，不亮的燈兩端電壓為零。
［師］同學們發現了這么多的問題，說明大家一定是很認真地去做了。養成好的習慣要比得到一個正確的結論更重要，希望同學們以后繼續努力。剛才提到的問題，請同學們互相討論，看能不能找出問題的原因。
（教師巡視并參加同學們的討論）
［生］電壓表接在一根導線的兩端，中間沒有用電器，相當于“一”點，所以電壓表示數為零。
［生］將燈泡用手按著才能亮，我覺得是因為沒有接觸好，另外的問題我不知道。
［師］同學們一定非常想知道這些問題的答案，那就在以后的學習中努力，相信你一定會有收獲的。在同學們的交流中我注意到許多同學都用了“幾乎相等”這個詞，而不是說“相等”，為什么呢？
［生］因為它們相差很小，但又不完全相等。
［師］能分析出其中的原因嗎？
［生］因為讀數或用表測量的過程中有一些偏（誤）差。
［師］同學們的表現非常棒。現在需要同學們根據你們的探究過程寫一份科學探究的小報告。
（學生完成探究報告，教師巡視，選擇完成較好的，利用投影和同學們交流、小結。）
三、小結
通過我們這次的探究活動，同學們了解了研究問題的一般方法：（同學們一起總結）
提出問題——猜想或假設——制訂計劃與設計實驗——進行實驗與收集證據——分析與論證——評估——交流與合作。
通過實驗同學們還得出了串聯電路中電壓的規律。
四、動手動腦學物理
1、彩燈是串聯的，串聯電路中的總電壓等于各部分電路的電壓之和。所以，根據題意有：36 v·n=220 v，n= =6。1。
至少要串聯6個這樣的燈泡。
建議同學們自己動手制作彩燈。如用36 v額定電壓的燈泡，可以串聯6個或7個，分別點亮比較它們的亮度，也可以用5個燈泡串聯，但點亮時要注意安全。
如果家里有用過的彩燈串，可以利用起來。再給你制作的彩燈串連接一個日光燈上用的起輝器，看看有什么效果。
2、（1）可以用“試觸”的方法來判斷水果電池的極性。測量電壓時，因水果電池電壓不會很高，應注意選擇電壓表的小量程測量。
（2）選擇其他的水果可以用桔子、柚子、蘋果等，土豆也可以。
選擇的金屬還可以是鋅片、鋁絲等。
五、板書設計
串聯電路中電壓的規律：串聯電路中的總電壓等于各部分電路的電壓之和。
并聯電路中電壓的規律：并聯電路各支路電壓相等。
探究問題的一般方法：提出問題——猜想或假設——制訂計劃與設計實驗——進行實驗與收集證據——分析與論證——評估與交流。
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