16.2探究串、并联电路电压的规律
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X| k |B| 1 . c|O |m
三、情感态度与价值观
课前准备
多媒体课件、示教电路板(带各种电学元件)(或学生电源)、小灯泡(带小灯座)、开关、导线若干。
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
参考答案：1.并联电路。2.伏特
3
(串联电路”“电压”“电压表的使用”“串联电池组的电压关系”准备。2
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
) 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)
总结：小彩灯和一般的家用电器所需要的电压是不一样的。要想知道为什么家用电器
要并联、小彩灯要串联、我们需要探究串联电路和并联电路电压的规律。也就是说，如果两个用电器分别以串联和并联的形式连接在电路中，在相同电源电压的情况下，每个用电器上的电压相同吗？下面我们先研究串联电路电压的规律。
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。X k B 1 . c o m
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
的知识基础提出下列猜想：
流的某种“力量”，力量会越用越小。
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
()
行展示交流。
(按电路图测量)？你得出了什么样的结果()
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：
方案1：用学生电源提供电压，选择两只完全相同的小灯泡，用同一块电压表，分别
测出每只灯泡两端的电压和两只灯泡两端的总电压进行比较。实验原理电路如右图，具体测量电路如下图。(这种方案可以调节电源电压进行多次测量，以通过测量串联电路两端总电压不同时，各用电器两端电压和电路两端总电压的关系是否一致。)
测量BC两端的电压 测量AC两端的电压
方案2：用干电池作电源，选择两只不同的小灯泡，用三块电压表，同时测量每只小
灯泡和两只小灯泡两端的电压，进行比较。实验电路如右图。
测量AB两端的电压
实验结论：
评价：
启发：的发现？
(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；
(2)所设计的电路能直接测出(或间接求出)下列物理量：a.电源电压；b.每个小灯泡两端
的电压。
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：查，发现错误及时修正。
二、并联电路电压的规律
引导：猜想或假设——设计实验——进行实验——分析和论证——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) w W w .x K b 1.c o M1．提出问题：
2．猜想或假设
。
。
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。
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。
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、分别测量的是 、
和 ；如果电压表V1、V2的示数分别为6 V，那么电压表V3的示数为 V。
答案：电路两端总电压(电源电压) L1L2两端电压
[课堂总结]
(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——进行实验——分析和论证——评估——交流。
2
3
[布置作业]
2。新 课 标 第 一 网
板书设计二、探究串、并联电路电压的规律
⎨并列的各支路两端的电压都相等 ⎩并联电路U＝U＝U＝„＝U⎧⎪⎨⎪⎩总⎧串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和⎪串联电路⎨⎪⎩U总＝U1＋U2＋„＋Un 12n
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3.6 V锂离子电池串联起来，总电压达到14.4 V；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2 000毫安时提高到4 000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12 V至19.2 V的电池供电；而高级电动工具使用电压为24 V至36 V更大的电力。汽车工业最终把启动器的点火电池电压从12 V(实际上是14 V)，甚至是42 V。这些电池组是由18用来供电的电池组，电压为148 V至500 V，大部分是镍基化学电池。一个电压为480 V400串联而成。有一些混合型汽车也用铅酸性电池做过试验。
42 V的汽车用电池价格昂贵，而且，比起12 V比老电池的高得多。新 |课 |标| 第 |一| 网
0.6 V的电压，而不是正常的1.2 V(如
图)3.6 V，或者，使电池组链路断开并切断电流。一个电池组
2．池。由于受到可以选用的电池的限制，这个办法并不适用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1.2 V，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18 650(直径为18 mm，长度为650 mm)，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14.4 V态。
16.2探究串、并联电路电压的规律
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X| k |B| 1 . c|O |m
三、情感态度与价值观
课前准备
多媒体课件、示教电路板(带各种电学元件)(或学生电源)、小灯泡(带小灯座)、开关、导线若干。
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
参考答案：1.并联电路。2.伏特
3
(串联电路”“电压”“电压表的使用”“串联电池组的电压关系”准备。2
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
) 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)
总结：小彩灯和一般的家用电器所需要的电压是不一样的。要想知道为什么家用电器
要并联、小彩灯要串联、我们需要探究串联电路和并联电路电压的规律。也就是说，如果两个用电器分别以串联和并联的形式连接在电路中，在相同电源电压的情况下，每个用电器上的电压相同吗？下面我们先研究串联电路电压的规律。
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。X k B 1 . c o m
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
的知识基础提出下列猜想：
流的某种“力量”，力量会越用越小。
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
()
行展示交流。
(按电路图测量)？你得出了什么样的结果()
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：
方案1：用学生电源提供电压，选择两只完全相同的小灯泡，用同一块电压表，分别
测出每只灯泡两端的电压和两只灯泡两端的总电压进行比较。实验原理电路如右图，具体测量电路如下图。(这种方案可以调节电源电压进行多次测量，以通过测量串联电路两端总电压不同时，各用电器两端电压和电路两端总电压的关系是否一致。)
测量BC两端的电压 测量AC两端的电压
方案2：用干电池作电源，选择两只不同的小灯泡，用三块电压表，同时测量每只小
灯泡和两只小灯泡两端的电压，进行比较。实验电路如右图。
测量AB两端的电压
实验结论：
评价：
启发：的发现？
(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；
(2)所设计的电路能直接测出(或间接求出)下列物理量：a.电源电压；b.每个小灯泡两端
的电压。
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：查，发现错误及时修正。
二、并联电路电压的规律
引导：猜想或假设——设计实验——进行实验——分析和论证——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) w W w .x K b 1.c o M1．提出问题：
2．猜想或假设
。
。
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。
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。
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、分别测量的是 、
和 ；如果电压表V1、V2的示数分别为6 V，那么电压表V3的示数为 V。
答案：电路两端总电压(电源电压) L1L2两端电压
[课堂总结]
(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——进行实验——分析和论证——评估——交流。
2
3
[布置作业]
2。新 课 标 第 一 网
板书设计二、探究串、并联电路电压的规律
⎨并列的各支路两端的电压都相等 ⎩并联电路U＝U＝U＝„＝U⎧⎪⎨⎪⎩总⎧串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和⎪串联电路⎨⎪⎩U总＝U1＋U2＋„＋Un 12n
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3.6 V锂离子电池串联起来，总电压达到14.4 V；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2 000毫安时提高到4 000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12 V至19.2 V的电池供电；而高级电动工具使用电压为24 V至36 V更大的电力。汽车工业最终把启动器的点火电池电压从12 V(实际上是14 V)，甚至是42 V。这些电池组是由18用来供电的电池组，电压为148 V至500 V，大部分是镍基化学电池。一个电压为480 V400串联而成。有一些混合型汽车也用铅酸性电池做过试验。
42 V的汽车用电池价格昂贵，而且，比起12 V比老电池的高得多。新 |课 |标| 第 |一| 网
0.6 V的电压，而不是正常的1.2 V(如
图)3.6 V，或者，使电池组链路断开并切断电流。一个电池组
2．池。由于受到可以选用的电池的限制，这个办法并不适用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1.2 V，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18 650(直径为18 mm，长度为650 mm)，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14.4 V态。