科学探究串联和并联电路的电流.docx

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科学探究串联和并联电路的电流

科学探究：

串联和并联电路的电流

济南市二十七中武树滨

【教材与学生分析】

《串联和并联电路的电流》一节选自上海科学技术出版社《义务教育物理课程标准实验教材》九年级第十三章第三节。

学生将第一次经历完整的科学探究的七个环节，找到串、并联电路电流的规律，在这两个探究中，几个环节来到了前台，作为程序性的知识正面交给了学生，而且要学生体验科学探究，学习科学探究的方法，养成良好的科学探究习惯。

本节实验又富有实践性，学生要设计实验，画电路图，要将电流表几次接入串联电路，并联电路的不同部位，必须较熟悉地连接电路，并会正确使用电流表，所以本节课既是前面串、并联电路、电路图、电流表学习的运用，也是前面所学知识扩展，更是后面其它章节的学习基础，本节课学习重在过程，让每个学生都有亲身体验的机会，获得成功感，从而珍惜自己的劳动成果，掌握科学的探究方法，养成良好的学习习惯对物理这门功课产生深厚兴趣

【教学目标】

1、知识与技能目标：

①会正确连接电路。

②学会正确使用电流表测量串联电路和并联电路中的电流。

③会分析实验数据。

能初步归纳总结出串联电路和并联电路中电流的规律。

2、过程与方法：

在探究过程中体验科学研究的方法和科学探究的步骤。

3、情感态度与价值观：

①激发主动进行探究的意识和对实验过程进行评估的意识。

②培养实事求是的严谨的科学态度，体会交流与合作的重要性。

【教学重点】

①通过测量串并联电路的电流，学会如何正确使用电流表。

②体验科学探究过程中“评估”与“交流合作”的重要作用。

【教学难点】

①理解“电流”的概念。

②理解电流表使用原则。

【教学方法】

任务驱动教学法

【实验器材】

电流表1个，小灯泡2个，开关1个，电池2节，电池盒2个，导线6根。

【教学实录】

一、引入新课

师：

上节课我们做了“让两个灯泡都亮起来”的实验，同学们都是通过什么方式完成任务的？

生1：

我们组采用的是串联的方式使两个小灯泡亮起来的。

生2：

我们组采用的是并联的方式使两个小灯泡亮起来的。

师：

很好，同学们用了不同的方法，但都让两个灯泡亮起来了，现在老师的问题是：

“为什么你闭合开关后灯泡就会发光呢？

”

生：

因为有电流通过灯泡。

师：

好，今天我们就来研究“串联和并联电路的电流”关系。

（引入课题）

（教师通过引导学生回忆上节课串、并联电路的连接，让学生初步认识到电路连接方式与用电器的工作、和电流的大小存在一定关系。

同时上节课学生在实验过程中形成的一些初步认识也成为本节课学习的基础。

）

二、讲授新课

师：

首先，请你结合上节课实验的现象，对串并联电路各处电流的关系，提出你的猜想，并说出你猜想的理由。

同学们可以先小组讨论一下。

（学生小组讨论）

生1：

我们猜想串联电路电流处处相等。

因为我们组的两个灯泡一样亮。

生2：

我们猜想串联电路中靠近正极的位置电流大。

因为我们组的灯泡靠近正极的亮。

生3：

我们猜想串联电路中靠近负极的位置电流大。

因为我们组的灯泡靠近负极的亮。

生4：

我们猜想串联电路中靠近正极的位置电流大。

因为电流从正极出发经用电器后被消耗了。

生5：

我们猜想串联电路电流靠近电源两极比较大，中间比较小。

因为我们的两只灯泡一开始靠近负极的比较亮，把它们互换位置后，靠近正极的又比较亮。

生6：

我们猜想串联电路电流处处相等。

虽然我们的两个灯泡不一样亮，但在串联电路中电流的路径只有一条，所以电流应该是相等的。

生7：

我们猜想并联电路各支路上的电流相等。

因为我们组的两个灯泡一样亮。

生8：

我们猜想并联电路各支路上的电流不相等。

因为我们组的两个灯泡不一样亮。

生9：

我们猜想并联电路干路电流等于各支路上的电流之和。

因为并联电路支路有多条，但干路只有一条。

…………………………………………………………………………………………………

（教师将学生提出的猜想一一记录在黑板上）

（学生的猜想，实际上是对所研究的物理问题的初步认识，要求学生将猜想的理由讲清楚，实际是在引导学生要言之有据，不能瞎猜。

实验是建立在对问题认识的不同程度上的，认识深刻，实验的设计会更严谨、缜密，研究的问题会更深入，内容会更复杂一些。

认识层次浅，研究只会停留在表面。

积极引导学生提出有价值的问题与猜想，对于深化学习内容，提高学习效益会有积极的促进作用。

）

师：

刚才同学们根据上节课的实验和已有的知识提出了那么多有价值的猜想，说明同学们非常善于观察和思考，这正是我们科学探究中所提倡的，那同学们的猜想是否正确呢？

我们需要通过什么来验证？

生：

实验。

师：

实验前有困难吗？

生：

有，没有测量工具。

师：

下面给大家介绍一位“新朋友”——电流表。

（出示电流表）同学们从中能获得哪些信息？

生1：

我观察到电流表的中间有一个符号“A”，表示电流的单位。

师：

你知道电流的单位有哪些？

它们之间的换算关系又是怎样的？

生：

电流的单位有安培（A）、毫安（mA）、微安（μA），1A=1000mA1mA=1000μA。

生2：

我观察到电流表有三个接线柱：

分别标有“—”“0.6A”和“3A”

生3：

我还观察到电流表有两个量程：

分别是“0—0.6A”和“0—3A”。

师：

为什么电流表有三个接线柱，却只有两个量程呢？

生：

因为标有“—”号的接线柱是两个量程共用的。

师：

请同学们来读出此时电流表的示数。

（投影出示电流表读数练习）

生：

0.48A和2.4A。

师：

为什么两次电流表指针的位置相同，但读数却不同呢？

生：

因为前后两次电流表接入的量程不同，第一次接的是0—0.6A的量程，对应的最小分度值是0.02A；而第二次接的是0—3A的量程，对应的最小分度值是0.1A。

师：

你能否给大家总结一下电流表读数时应注意哪些问题？

生：

电流表读数时应注意首先看清选择的量程，根据量程分清该量程所对应的最小分度值，然后再读数。

师：

你总结的很好。

对于电流表同学们会使用吗？

生：

不会。

师：

如果给你它的使用说明书，你会用吗？

生：

会。

师：

好，请同学们看课本P54页“电流表的使用说明书”，了解如何使用电流表。

（学生独立看书）

（学习的过程，就是对问题认识逐步深化的过程，而学生对问题的认识，最终要靠自我知识体系的建构，引导学生自主观察、独立思考、伙伴交流，学生的学习在会更有效。

）

师：

看懂使用说明后请同学们来完成以下任务：

利用电流表，探究串联和并联电路的电流关系，验证刚才你的猜想。

实验前，请各小组先讨论制定实验方案，并在讨论中明确以下问题：

①连接电路时，选择哪几个点来测量电流？

怎样接入电流表？

②连接电路时，应注意哪些问题？

请同学们参照课本图13—38、39先讨论后实验，并将相关内容填写在学案中。

实验时注意合理分工，共同协作，记录数据，发现问题。

（学生分组讨论制定实验方案，然后进行实验。

可将学生分为两大组，一组重点探究串联，一组重点探究并联。

学生实验时，老师要注意巡视，发现学生实验中存在的问题，并多与学生交流，引导学生发现新问题，以备交流评估时用。

）

师：

我看各小组都已经完成了实验，哪个小组先来给大家展示一下你们的研究成果？

生1：

我们组研究的是串联电路，我们选择在图中A、B、C三个点分别串联接入电流表测电流，得到的电流值均为0.28A，所以我们得出的结论是串联电路电流处处相等。

师：

你们组的两个灯泡一样亮吗？

你们的实验结论与猜想一致吗？

生：

我们组的灯泡一样亮，结论与我们的猜想是一致的。

生2：

我们组也研究的串联电路，我们的方法和结论与上一组是一样的，所不同的是我们组的两个灯泡并不一样亮，实验的结论与我们开始的猜想并不一致。

生3：

我们组研究的是并联电路，我们设计的电路如图，我们选择在图中A、B、C三个点分别串联接入电流表测电流，得到的电流为A点0.24A，B点0.24A，C点0.48A，我们组得出的结论是并联电路干路电流等于各支路上的电流之和。

师：

你们组的两个灯泡一样亮吗？

你们的实验结论与猜想一致吗？

生：

我们组的灯泡一样亮，结论与我们的猜想是一致的。

生4：

我们组研究的也是并联电路，我们同样选择在图中A、B、C三个点分别串联接入电流表测电流，但得到的电流为A点0.24A，B点0.36A，C点0.6A，我们组得出的结论也是并联电路干路电流等于各支路上的电流之和。

师：

你们组的两个灯泡一样亮吗？

你们的实验结论与猜想一致吗？

生：

我们组的两个灯泡是不一样亮的，但结论与我们的猜想是一致的。

生5：

我们组还有不同意见，我们研究的是并联电路，我们得到三个点的电流均为0.3A，我们得出的结论是并联电路电流处处相等。

师：

同学们你们是否同意他们组的观点？

（学生举手示意）

师：

看来大家都不同意你们的观点，没关系，你们敢于提出不同意见，这正是你们的可贵之处，不过老师要提醒你们组要进一步再查找一下你们的实验过程是否存在问题，为什么与大多数同学的结论不同，只有找到原因你们才能进步。

不过通过刚才的实验，我们已经可以得出初步的结论：

串联电路电流处处相等；并联电路干路电流等于各支路上的电流之和。

这是大家普遍认同的。

为什么会有这样的结论呢？

让我们来看看“电流”的定义。

（多媒体展示电流的定义，并用动画的形式演示）

（对基本规律的掌握需要一个渐进的过程，同时，对问题认识的逐步清晰也从不断纠正错误中不断提高的。

学生出现认识上的错误，恰恰是教师教学的最好时机，只要善于引导，学生会对问题的理解更深刻。

）

师：

原来在串联电路中，由于电流的路径只有一条，所以单位时间内通过任意导体横截面的电荷量都是相等的；而在并联电路中，由于电流的路径有多条，所以单位时间内通过干路横截面的电荷量等于通过各支路电荷量的总和。

因此，串并联电路的电流才具有这样的特点。

师：

刚才，大家通过实验测出了小灯泡串联或并联时的电流值，大约在哪个数量级？

生：

毫安。

师：

你知道生活中，我们身边的一些用电器的电流值吗？

生：

……？

（多媒体展示“我们身边的电流值”）

师：

希望同学们能对我们生活中常见用电器的电流值有所了解。

好，下面让我们一起来回顾一下今天的探究过程，并一起思考以下问题：

①实验设计有不合理、不充分及不完善之处吗？

②操作中出现过什么失误或故障吗？

你是怎么解决的？

有哪些值得总结的经验？

③你通过本实验的探究，还发现或产生了哪些值得研究的问题吗？

（学生思考，并简单进行交流讨论）

生1：

老师，我认为我们今天的实验结果还不具有普遍性，因为我们只做了一次实验就得出了结论。

师：

你提出的问题很有价值，大家认为呢？

生：

我认为我们虽然每个组只做了一次实验，但全班同学都做了同样的实验，而且都得出了同样的结论，可以认为是在多次实验的基础上得出的结论，因此应该具备普遍性。

师：

大家是否同意他的观点？

生：

同意！

生2：

我们组在刚才实验中发现一闭合开关，电流表的指针就反方向偏转，后来我们发现是电流表的正、负接线柱接反了。

师：

因此，在电流表的使用规则中强调：

“电流表接进电路时，应当使电流从其正接线柱流入，从负接线柱流出”。

生3：

我们组在连接好电路后，闭合开关发现两个小灯泡都不亮，我们又使劲往下按了按灯泡，结果灯泡便亮了。

我们分析开始是由于灯泡接触不良造成的。

电路出现了开路的故障，

师：

你们做的很棒！

不但自己排除了故障，而且还清楚的找到了原因。

大家也要注意这也是我们在连接电路时经常出现的故障。

生4：

我们组在连接并联电路时，误将电流表并联接在电源上，结果我们发现一闭合开关，电流表迅速摆动到最右边，而且超过了最大值。

我们看到此时的电流很大，相当于电路短路了。

师：

我想你们组的同学应该深刻地体会到了为什么“不允许把电流表直接接到电源的两极上”这句话了！

大家不妨也试一试，不过要注意用试触的方式。

（学生动手简单一试）

生5：

老师，我们找到刚才实验中出现问题的原因了，刚才我们测并联电路电流时使用了电流表的大量程，而且读数时也进行了近似，这样使结果不够准确，应该使用小量程。