《探究串、並聯電路中電壓的規律》
《探究串、並聯電路中電壓的規律》
【教材分析】
本節授課選自人教版義務教育課程標準實驗教科書《物理》八年級下冊，是初中物理電學的重要內容，串、並聯電路中電壓的規律又是初中物理知識的重點，本節既是練習使用電壓表，又是進一步學習歐姆定律的基礎，是一節集物理現象、物理概念、物理規律於一體的課。
【學生分析】
透過前面的學習，學生已經知道了串、並聯電路中電流的規律和電壓表的使用。學生對科學探究已經有了初步的認識，本節課可以讓學生仿照探究串並聯電路中電流的規律的學習過程進行本節的探究。
【教學目標】
根據全面提高學生素質的總體目標與課程標準的要求以及學生已有的認識基礎，我確定了本節的教學目標如下：
1．知識與技能：
（1）透過探究實驗，得出串、並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，訓練學生連線電路、正確識記、使用電壓表的基本技能。
2．過程與方法：
（1）透過觀察和實驗，探究串、並聯電路中電壓的規律，提高學生對問題的探究能力；
（2）透過學生的親自實驗，培養他們初步的觀察能力、動手操作的實驗能力和對實驗結論的歸納總結的概括能力。
3．情感態度和價值觀：
（1）透過學生探究活動，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）透過同學們共同探究的實驗過程，培養學生嚴謹的科學態度和協作精神。
【教學重點】
透過實驗探究串、並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，歸納得出恰當的結論。
【教具準備】
電池組、小燈泡（帶燈座）、開關、導線若干、電壓表、投影儀。
【設計理念】
1．在串、並聯電路中電壓規律的探究過程中，透過給學生創設問題的情景，充分調動學生的積極性，使學生去討論、猜想、設計實驗方案並動手做實驗，讓學生成為串、並聯電路中電壓的規律的“發現者”，課堂的主人翁，使本節課的教學過程如研究課題那樣去進行。
2．在整個教學過程中，教師是學生的合作者、引導者和參與者。教學過程是師生交流、共同發展的互動過程。當學生遇到困難時，教師要和學生一起猜想、分析，從中點撥其思維。
3．教學的真正目的是讓學生探索規律，獲得研究、思維的方法，然後透過方法的獲得以及運用方法探索、創造的過程，使學生形成對科學研究有親近熱愛、和諧相融的情感，具有樂於探索物理現象和日常生活中的物理學原理的科學精神。因此，本節課將把思維程式作為貫穿整個教學過程的主線，教給學生一種研究問題的思維方法，從而培養學生的多種能力，尤其是創造能力，達到教學的真正目的。
【教學過程】
一、創設情景，引入新課
1．教師引導：請同學們在紙上畫出你熟悉的串、並聯電路圖。
2．學生畫圖，教師巡視，選出較好的圖，用投影儀放大。
3．教師引導：
（1）同學們觀察自己畫出的串、並聯電路圖。
（2）你已經瞭解了串、並聯電路的哪些知識，還想知道哪些內容，還有什麼問題？
4．學生回答：
（1）串聯電路中的電流處處相等；並聯電路中幹路中的總電流等於各支路中電流之和。
（2）電流表工作的時候必須串聯在電路中。
5．學生提問：
（1）串聯電路中的電壓有什麼樣的關係？也和電流一樣，處處相等嗎？
（2）並聯電路中的電壓有什麼樣的關係？也和電流一樣，幹路中的總電壓等於各支路中電壓之和嗎？
二、進行新課，探究新知
1．猜想或假設：
（1）教師引導：
這位同學提出了很好的問題，我們先來一起研究串聯電路中的電壓有什麼關係。同學們可以大膽猜想，你認為串聯電路中的電壓有什麼樣的關係？會是什麼呢？
（2）學生猜想或假設：
學生a：我認為串聯電路中電壓的關係應該和電流的關係相同，也是處處相等。
學生b：我們認為燈泡大的地方電壓大，燈泡小的地方電壓就小。
學生c：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。
學生d：串聯電池組的電壓等於各個電池的電壓之和，串聯電路各點的電壓之和也應該等於兩點間的總電壓。
……
2．設計實驗
（1）教師引導：同學們做出了各種猜想、各樣假設，真實的結果到底是什麼？請同學們用實驗來求證。大家先來設計實驗。
（2）學生設計實驗：
（學生討論，教師巡視瞭解）
（3）教師引導：各組可以簡單說明你們的設計方案。
（4）學生彙報設計方案：
第一組：我們組選擇兩隻不同的燈泡，選三塊電壓表，同時測量每隻燈泡和兩隻燈泡的電壓，比較結果。
第二組：我們計劃用三節電池，選擇兩隻完全相同的燈泡，分別測出每隻燈泡兩端的電壓和兩隻燈的總電壓進行比較。
第三組：我們組選擇三隻差別較大的燈泡，分別測量每隻燈泡的電壓，每兩隻燈泡的電壓和三隻燈泡的總電壓。
第四組：我們計劃選四隻燈泡，兩隻一組，先將兩隻燈泡串聯接入電路，分別測每隻燈泡的電壓和兩隻燈泡總電壓。然後再換上另外兩隻燈再次測量。
第五組：我們想選擇兩隻燈泡，一塊電壓表，象測電流那樣分別測出a、b、c各點的電壓，然後進行比較。
（5）教師引導：
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，你要怎麼做，你是怎麼做的，你得出了什麼樣的結果，以便於自己檢查和與別人交流做更好的改進。
（6）學生補充設計方案：各組同學補充設計實驗電路和實驗資料表格。
（7）教師引導：很好！同學們進一步完善自己的設計方案後，可以進行實驗。建議大家在實驗中更換不同的小燈泡，進行重複測量，並在時間允許的情況下探究並聯電路中電壓的規律。
3．實驗論證：
（1）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範性。特別是電壓表正、負接線柱連線正確，量程要選擇合適，讀數時要弄清分度值，讀數準確。原始資料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，以便查詢、分析原因。
（2）分析和論證：
教師引導：
同學們認真分析你們測量出的資料。測量結果說明了什麼？你得出了什麼樣的結論？和你原來的猜想一致嗎？
學生彙報實驗現象：
學生a：我們用的是兩隻完全相同的小燈泡，測出每隻小燈泡兩端的電壓相等，並且每隻燈泡兩端電壓的和與測出的兩隻燈泡的總電壓幾乎相等。
學生b：我們用兩隻不同的燈泡串聯，測出每隻燈泡的電壓不同，但兩隻小燈泡兩端電壓的和等於電源電壓。
學生c：我們用的是三隻差別較大的小燈泡，測出來每隻燈泡的電壓都不同，但每兩隻燈泡電壓的和都和直接測得的這兩隻燈泡的總電壓相等，三隻小燈泡電壓的和幾乎等於電源電壓。
學生d：我們先用兩隻小燈泡測，然後又換了兩隻不同的小燈泡測。儘管測出的四隻小燈泡的電壓都不一樣，但前一次測量的兩隻小燈泡電壓的和與第二次測量的兩隻小燈泡電壓的和幾乎相等，且都差不多等於電源電壓。
學生e：做完串聯，我們還將兩隻小燈泡並聯起來，分別測它們的電壓，結果電壓表指標指的是同一個位置。
學生f：我們也測並聯了，相同的兩隻小燈泡電壓相同，不同的兩隻小燈泡電壓也相同。
學生g：我們從兩隻燈泡並聯開始，一直增加到四隻小燈泡並聯，測出來的結果幾乎不變。
學生h：我們在原來兩隻小燈泡串聯的基礎上給其中的一隻燈泡並聯了第三隻小燈泡，結果並聯的兩隻小燈泡兩端的電壓相等。
……
教師引導：同學們這種勇於探索的精神非常好，歸納大家的實驗，可以得到一般結論嗎？
學生a：不管怎樣選擇燈泡，不論如何進行測量，儘管測出的資料不相同，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於這幾個燈泡兩端的總電壓且等於電源電壓。
學生b：透過實驗可以得到結論：
串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和。
並聯電路中的總電壓，等於各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等。
4、交流與評估：
（1）教師引導：同學們透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，還有什麼新的發現？
（2）學生交流評估1：
學生a：我開始將電壓表連線錯了。現在我知道了，電壓表的正負接線柱必須連線正確，否則接通電源後，指標反偏，並且速度很快，很容易將電壓表指標打彎。
學生b：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，指標偏出了刻度盤外。
學生c：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線，很省事，一次就差不多能選對。
學生d：讀數也很重要。我第一次讀數，讀出一隻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。
學生e：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，為什麼呢？
學生f：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。
學生g：我們是將電路連線正確了，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。
學生h：我們組開始做時，有一隻燈亮，另一隻燈不亮，測電壓時，亮著的燈有指示值，不亮的燈兩端電壓為零。
……
（3）學生交流評估2：
教師引導：
同學們發現了這麼多的問題，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，希望同學們以後繼續努力。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。
學生討論：
（教師巡視並參加同學們的討論）
學生a：電壓表接在一根導線的兩端，中間沒有用電器，相當於“一”點，所以電壓表示數為零。
學生b：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。
教師引導：同學們一定非常想知道這些問題的答案，那就在以後的學習中努力，相信你一定會有收穫的。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”，為什麼呢？
學生c：因為它們相差很小，但又不完全相等。
教師引導：能分析出其中的原因嗎？
學生d：因為讀數或用表測量的過程中有一些偏差。
教師引導：同學們的表現都很棒。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、歸納小結，深化目標，佈置作業
1．小結本課的知識點。
（1）串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和。
（2）並聯電路中的總電壓，等於各個支路兩端的電壓，各支路電壓相等。
2．告訴學生：大家實驗做得很好，得到了許多有用的資料。科學家也是這樣經過實驗探究、分析資料從而找出規律的。從而激發學生的探索熱情。
【板書設計】
串聯電路中電壓的規律：串聯電路中的總電壓等於各部分電路的電壓之和。
並聯電路中電壓的規律：並聯電路各支路電壓相等。