师:同学们,大家好!今天我们一起来学习人教版九年级物理全一册第十六章第二节——串并联电路中电压的规律。请同学们根据学习任务单,跟着老师一起学习本节课。本节课有两个学习目标:一是学会将电压表正确接入串并联电路,并正确使用电压表测量串并联电路中的电压;二是通过实验探究,总结出串并联电路中电压的规律。
老师准备了以下实验器材:干电池,规格为 2.5 伏的小灯泡,开关,导线若干。现在,请同学们思考第一个问题:把 4 节干电池串联,能否只把一只小灯泡接入电路中呢?接下来我们一起进行实验。
(将 4 节干电池串联,把一只小灯泡接入电路,闭合开关)
大家看,小灯泡闪一下就立即熄灭了,说明它被烧坏了。接着,请同学们思考第二个问题:把两只小灯泡串联接入电路中,还会出现上述现象吗?我们一起来验证一下。
(将两只小灯泡串联接入电路,闭合开关,然后断开开关)
电路正常。根据以上两个实验现象,请同学们思考:串联后的电池组两端电压有何变化?我们一起来测量一下。
今天为大家示范的实验是探究电池和电池组两端电压的关系。本次实验将通过以下几个环节进行:1. 分别测量三节电池的电压;2. 分别测量 3 节干电池两两串联后的电压和 3 节干电池串联后的电压;3. 分析数据得出结论。在实验中,我们需要用到以下实验器材:3 节干电池、电压表、导线、电池盒。
(将器材依次摆放整齐)
我们先将干电池 a 与电压表串联,量程选择 0 - 3 伏,注意要使电流从电压表的正接线柱流入,从负接线柱流出。本次测量选择的量程为 3 伏,分度值为 0.1 伏,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池 a 的电压为 1.5 伏。用相同的方法测量电池 b 的电压,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池 b 的电压为 1.1 伏。再用相同的方法测量电池 c 的电压,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池 c 的电压为 1.1 伏。
接下来我们测量三节干电池两两串联后的电压。首先将电池 a 和电池 b 串联成一个电池组,用电压表测量它们的电压,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池组 AB 的电压为 2.6 伏。用相同的方法测量电池 a 和电池 c 串联成的电池组的电压,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池组 AC 的电压为 2.6 伏。用相同的方法测量电池 b 和电池 c 串联成的电池组的电压,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池组 BC 的电压为 2.2 伏。
根据两组数据显示,我们猜想串联电路中串联电池组两端的电压等于每节电池两端电压之和。为了验证猜想,我们将三节干电池进行串联,测量电池组电压。因为预估 3 节干电池的电压将会超过 3 伏,所以选择 15 伏量程测量,读取电压表示数并记录下来。实验测得电池组 ABC 的电压为 3.8 伏。
从该实验可知:1. 电池 a 和电池 b 串联的电池组两端的电压等于电池 a 和电池 b 的电压之和;2. 电池 a 和电池 c 串联的电池组两端的电压等于电池 a 和电池 c 的电压之和;3. 电池 b 和电池 c 串联的电池组两端的电压等于电池 b 和电池 c 的电压之和;4. 电池 a、电池 b 和电池 c 串联的电池组两端的电压约等于电池 a、电池 b、电池 c 的电压之和。
通过测量的实验数据,我们知道了串联电池组两端的电压等于各电池两端的电压之和。所以同学们,我们知道了电池串联后,电池组两端的电压会增大,电路中只接入一只小灯泡时,会使得小灯泡两端的电压因过大而被烧坏。那为什么在串连接入另一只小灯泡时,就不会出现小灯泡被烧坏的情况呢?串联电路中电源电压与用电器两端电压有什么关系呢?接下来跟着老师一起来探究串联电路中的电压规律,请同学们讨论并猜想串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
生:(讨论后回答)猜想一,与串联电路中的电流关系一样,也是处处相等;猜想二,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会越来越小;猜想三,灯泡大的地方电压大,灯泡小的地方电压小;猜想四,串联电池组的电压等于各电池的电压之和,串联电路各部分电压之和也应该等于总电压。
师:非常好,接下来我们需要通过实验去验证我们的猜想,进行设计实验。实验所需的器材有电源、开关、小灯泡、电压表,设计并画出实验电路图,明确需要测量哪部分电压,并设计出实验数据表格。
实验步骤如下:1. 根据电路图连接电路,测量小灯泡 L1 两端的电压;2. 测量小灯泡 L2 两端的电压;3. 测量电源两端的电压。实验中我们需要注意:1. 按照电路图连接电路,连接过程中要断开开关;2. 调节电压表,使指针指 0;3. 用电压表测量电压,注意正负接线柱和量程的选取。下面我们一起进行实验。
今天为大家示范的实验是探究串联电路中用电器两端的电压与电源两端电压的关系。
首先画出实验电路图,接着用电压表测量灯泡 L1 和 L2 的电压大小,最后测量电源电压的大小。按照实验电路图连接实物,连接电路时,开关应处于断开状态。(闭合开关,小灯泡发光)
