【发表论文】潘书朋：探究串、并联电路中电压的规律（2008.02）

探究串、并联电路中电压的规律

第一环节：新课导入

1．教师引导：请同学们在纸上画出你熟悉的串、并联电路图。

2．学生画图，教师巡视，选出较好的图，用投影仪放大。

3．教师引导：

（1）同学们观察自己画出的串、并联电路图。

（2）你已经了解了串、并联电路的哪些知识，还想知道哪些内容，还有什么问题？

4．学生回答：

（1）串联电路中的电流处处相等；并联电路中干路中的总电流等于各支路中电流之和。

（2）电流表工作的时候必须串联在电路中。

5．学生提问：

（1）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？

（2）并联电路中的电压有什么样的关系？也和电流一样，干路中的总电压等于各支路中电压之和吗？

6.教师引导：今天这节课我们大家就一起来“探究串并联电路中电压的规律”。

（板书本节课题：§12—2  探究串、并联电路中电压的规律）

第二环节：进行新课

（一）串联电路中电压的规律

1．猜想或假设：

（1）教师引导：

　这位同学提出了很好的问题，我们先来一起研究串联电路中的电压有什么关系。同学们可以大胆猜想，你认为串联电路中的电压有什么样的关系？会是什么呢？

（2）学生猜想或假设：

学生A：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。

学生B：我们认为灯泡大的地方电压大，灯泡小的地方电压就小。

学生C：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。

学生D：串联电路各点的电压之和也应该等于两点间的总电压。

……

2．设计实验

（1）教师引导：同学们做出了各种猜想、各样假设，真实的结果到底是什么？请同学们用实验来求证。大家先来设计实验。

（2）学生设计实验：

（学生讨论，教师巡视了解）

（3）教师引导：各组可以简单说明你们的设计方案。

（4）学生汇报设计方案：

第一组：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。

第二组：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。

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

（5）教师引导：

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，你是怎么做的，你得出了什么样的结果，以便于自己检查和与别人交流做更好的改进。

（6）学生补充设计方案：各组同学补充设计实验电路和实验数据表格。

（7）教师引导：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。

3．实验论证：

（1）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。

（2）分析和论证：

教师引导：

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？

学生汇报实验现象：

学生A：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。

学生B：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。

学生C：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。

学生D：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。

……

教师引导：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？

学生A：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。

学生B：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。

4、交流与评估：

（1）教师引导：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？

（2）学生交流评估1：

学生A：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，否则接通电源后，指针反偏，并且速度很快，很容易将电压表指针打弯。

学生B：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。

学生C：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。

学生D：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。

学生E：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？

学生F：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。

学生G：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。

学生H：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。

……

（3）学生交流评估2：

教师引导：

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。　　

学生讨论：　　（教师巡视并参加同学们的讨论）　　

学生A：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。　　

学生B：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。　　

教师引导：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？　　

学生C：因为它们相差很小，但又不完全相等。　　

教师引导：能分析出其中的原因吗？　　

学生D：因为读数或用表测量的过程中有一些偏差。　　

教师引导：同学们的表现都很棒。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。

【想想议议】

出示家用手电筒及干电池若干节。

师：请一位同学将干电池装入手电筒，并能使手电亮起来。同学们仔细观察，怎样装电池，才能使手电发光？

生：第一节电池正极朝前，第二节电池的正极和第一节电池的负极接在一起，第三节电池的正极和第二节电池的负极连在一起。

师：同学们观察得非常仔细。请同学们将刚才的实物连接图和电路图画出来。

学生画图，教师巡视，指导学生画出正确的图形，并请一位同学将正确的图画在黑板上。

师：（结合学生画出的正确的电路及电路图）说明：像这样将电池的正极和负极依次连接起来就叫电池的串联，这几个电池合在一起叫电池组，余下的一个正极和一个负极就是电池组的正极和负极。根据以前学过的知识，同学们可以探讨什么是电池的并联。

师：请同学们分组测量每节电池的电压和电池组的电压，并找出它们之间的关系。

生：用电压表测电池的电压，就要把电压表并联在电池两端。电压表可以不经用电器直接连到电源的正负极上吗？

师：这位同学的问题非常好。这种认真的态度很值得我们大家学习。电压表可以直接连接在电源的两极上，这也正是电压表与电流表使用中的一个区别。

学生操作，教师巡视指导，操作完毕，各组汇报实验结果。

第一组：用两节电池，每节电池电压是1.5 V，电池组电压为3 V.

第二组：用三节电池，每节电池电压是1.5 V,电池组电压是4.5 V.

第三组：……

师：根据各组的实验结论，谁能总结出电池电压和电池组电压之间的关系？

生：串联电池组的电压，等于各个电池电压之和。

（二）并联电路中电压的规律

1.设计实验

教师引导：前面大家探究了“串联电路的电压规律”，下面请大家仿照“串联电路”的探究方法，来探究探究并联电路中电压的规律。

2.实验验证

生：分组实验，教师巡视指导

3.分析和论证：　　

教师引导：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？　　

学生汇报实验现象：

学生A：我们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。　　

学生B：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。　　

学生C：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。　　

学生D：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。……

通过实验可以得到结论：

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。

在这里，聆听一线草根教师的教育心声！