Question

探究串联电路电压规律的实验电路及过程是怎样的?

Answer 1

【学生分析】 通过前面的学习，学生已经知道了串、并联电路中电流的规律和电压表的使用。学生对科学探究已经有了初步的认识，本节课可以让学生仿照探究串并联电路中电流的规律的学习过程进行本节的探究。 【教学目标】 根据全面提高学生素质的总体目标与课程标准的要求以及学生已有的认识基础，我确定了本节的教学目标如下： 1．知识与技能： （1）通过探究实验，得出串、并联电路中电压的规律，学习科学探究的方法； （2）在实验过程中，训练学生连接电路、正确识记、使用电压表的基本技能。 2．过程与方法： （1）通过观察和实验，探究串、并联电路中电压的规律，提高学生对问题的探究能力； （2）通过学生的亲自实验，培养他们初步的观察能力、动手操作的实验能力和对实验结论的归纳总结的概括能力。 3．情感态度和价值观： （1）通过学生探究活动，激发学生学习兴趣，培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神； （2）通过同学们共同探究的实验过程，培养学生严谨的科学态度和协作精神。 【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】 组织指导学生在探究过程中认真观察，仔细分析，归纳得出恰当的结论。 【教具准备】 电池组、小灯泡（带灯座）、开关、导线若干、电压表、投影仪。 【设计理念】 1．在串、并联电路中电压规律的探究过程中，通过给学生创设问题的情景，充分调动学生的积极性，使学生去讨论、猜想、设计实验方案并动手做实验，让学生成为串、并联电路中电压的规律的“发现者”，课堂的主人翁，使本节课的教学过程如研究课题那样去进行。 2．在整个教学过程中，教师是学生的合作者、引导者和参与者。教学过程是师生交流、共同发展的互动过程。当学生遇到困难时，教师要和学生一起猜想、分析，从中点拨其思维。 3．教学的真正目的是让学生探索规律，获得研究、思维的方法，然后通过方法的获得以及运用方法探索、创造的过程，使学生形成对科学研究有亲近热爱、和谐相融的情感，具有乐于探索物理现象和日常生活中的物理学原理的科学精神。因此，本节课将把思维程序作为贯穿整个教学过程的主线，教给学生一种研究问题的思维方法，从而培养学生的多种能力，尤其是创造能力，达到教学的真正目的。 【教学过程】 一、创设情景，引入新课 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？ 二、进行新课，探究新知 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：串联电池组的电压等于各个电池的电压之和，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，并在时间允许的情况下探究并联电路中电压的规律。 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。 学生E：做完串联，我们还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F：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G：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H：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。 …… 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。 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。 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。 三、归纳小结，深化目标，布置作业 1．小结本课的知识点。 （1）串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。 （2）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。 2．告诉学生：大家实验做得很好，得到了许多有用的数据。科学家也是这样经过实验探究、分析数据从而找出规律的。从而激发学生的探索热情。 【板书设计】 串联电路中电压的规律：串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。 并联电路中电压的规律：并联电路各支路电压相等。

Answer 2

串联电路中的n个阻抗元件可简化成一个阻抗元件，即为等效阻抗。当电源电压保持不变时，等效阻抗两端电压保持亦不变，流经的电流亦保持不变。当阻抗变化时，其两端的电压不变，流经的电流与阻抗成反比。串联阻抗中元件的分压之和等于电源电压，各阻抗的电压值电压电源电压乘于该阻抗元件的高电压端一下的阻抗之和再除于总阻抗。

Answer 3

电源电压保持不变，用两个定值电阻R1和R2串联在电路中，分别将电压表并联在R1和R2两端，就可以发现电压与电阻成正比，即，电流不变，电阻越大，两端的电压也就越大