沪科版-物理九年级科学探索串联和并联电路的电流的教学设计

《科学探索：串联和并联电路的电流》的教学设计
一、教学目标
【知识与技能】
1．知道电流是有强弱的．电流的单位是安培，比安培小的单位还有毫安和微安．
2．知道电流表的使用方法，能正确读出电流表的示数．
3．通过探究实验，得出串、并联电路中电流的规律，学习科学探究的方法．
【过程与方法】
1．通过电流表的读数，训练学生的观察能力和准确读数的技能．
2．通过连接电路的实验活动，培养学生动手操作能力．
3．通过探究串、并联电路中电流的规律，提高学生对问题的探究能力．通过对实验结论的归纳和总结，培养学生概括能力和语言表达能力．
【情感、态度与价值观】
1．在学生对电流表读数的过程中，培养学生严谨的科学态度．通过实验探究，激发学生的学习兴趣，培养学生热爱科学，主动参与、乐于探究的精神．
2．通过学生连接电路的实验活动，进一步培养学生严谨的科学态度和与其他同学的协作精神．
二、教学重点难点
重点：正确使用电流表，并能准确读数
难点：在实验中探究串、并联电路中电流的规律．
三、课时安排
1课时
四、教与学互动设计
（一）创设情境，导入新课
【导语一】复习（1）什么叫电流？电流的方向是怎样规定的？电流不但有方向，而且有大小。

【导语二】让同学仔细观察桌上的小灯泡，看灯泡上标有什么? 有数字和符号．0.2 A是同学们实验时用的小灯泡的正常工作时的电流值．
【导语三】类比：水量—电荷的量，水流—电流
（二）合作交流，解读探究
1.电流
【想一想】电流看不见、摸不着，怎样判断导体中电流的大小？
【点拨】晶体管收音机音量大时比音量小时电流大，台灯亮时比台灯暗时电流大，不同用电器中的电流大小不一定相同。

【投影】电流
（1）电流是表示电流强弱的物理量，它的符号是“I”。

（2）定义：把1秒内通过导体任一横截面的电荷量，叫做电流。

（3）公式：I=Q/t
（4）单位：在国际单位制里，电流的单位是安培，简称安（A）。

1安=1库/秒，表示1秒内通过导体横截面的电荷量是1库。

电流的常用单位还有：毫安（mA），微安（uA）。

1安＝1000毫安，l毫安=1000微安。

）
安培是法国的科学家，他在物理、化学、数学等方面都有很深的造诣，安培在电学方面的研究成果尤为突出，被后人称为“电学中的牛顿”．为了纪念他，物理学中用安培作为电流的单位．希望同学们能向安培学习，刻苦钻研，勇于开拓和创新．
【议一议】让同学们阅读一些电器的电流值．为什么电器的电流值都不一样呢?
【点拨】说明电流有强有弱．
2. 电流表
【做一做】让同学们用桌上的灯泡、导线、电池组成电路，先用一节电池供电，再用两节电池供电，观察哪一种情况灯泡的亮．怎样测量电路中电流的大小？
【点拨】用两节电池供电时灯泡亮一些，说明电流大．出示测电流的仪器种类：演示电流表、学生电流表、灵敏电流表。

现在每组发一个能直接测出电流值的电表—电流表．在刚才的电路中，再接入电流表，就可以测出灯泡的电流值．
【观察探究】①你怎样知道它是一只电流表？②它的零刻线在哪里？③它有几个接线柱？怎样使用接线柱？④当使用标有“-”“3”两个接线柱时，量程是多大？最小刻度值是多大？⑤当使用标有“-”和“0．6”两个接线往时，量程是多大？最小刻度值是多大？
【阅读讨论】指导学生阅读“使用说明书”，学生认识电流表：符号，接线柱，量程，刻度。

怎样正确连接电流表？
【点拨】电流表必须和被测的用电器串联；电流必须从“+”接线柱流进去，“-”接线柱流出来；不要超过电流表的量程．学生用电流表有两种量程，电流值小时用标着“O．6”的接线柱和“-”接线柱，最小刻度是0．02安；电流值大于O.6 A时用标着“3”接线柱和“-”接线柱，最小刻度0．1安．读数时，应由量程确认最小刻度值后再从指针位置读出结果。

【注意】任何情况下都不能使电流表直接连到电源的两极上．
【练一练】练习读数，利用指针能活动的刻度盘或课件显示（课本图13-35）
(1)量程已知且不变：指针在不同位置时电压表的读数是多少?
(2)指针的位置不变，接不同的量程时，电压表的读数分别是多少?
【讨论交流】测超过量程的电流有何危害？怎样知道被测电流不超过量程？（对照课本图13-36）
【点拨】指针被打弯、烧坏电流表；先估计，后用大量程进行试触。

绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上。

说明电流表近似导线，电阻很小，形成短路，很大的电流会烧坏电流表。

电流值小时使用小量程测是为了提高测量的准确度，减小误差。

3. 探究串联电路中的电流关系
提出问题：两个小灯泡组成的串联电路，电路中各点的电流之间有什么关系?
猜想与假设：
（1）电流是由大到小的，电流每经过一个小灯泡。

就消耗一部分电能，回到负极时就小了．（2）小灯泡一样亮，电路中各点的电流应该相同．
（3）电流有时大有时小．如大灯泡较亮，它需要的电流大，小灯泡暗，需要的电流就小，好像与用电器有关．
（4）靠近电源正负极的地方应大些．应该与电源位置有关．
（5）导线粗的地方电流大；导线细的地方电流小．像粗水管中的水流大，细水管中水流小一样．
制定实验计划，设计实验：
如图，用电源、导线、开关和两个灯泡组成串联电路．然后在电路图中取A、B、C三点分别串联电流表就可得出结论．第一次用两个小灯泡组成串联电路，第二次换用两个稍大的灯泡再做一次，第三次换成不同导线再做了一次．
进行实验与收集证据
学生开始动手实验，教师给予指导注意电流表的连接。

交流与合作
实际结果A、B、C三点的电流值都在O.15 A左右，大小相同．换了灯泡后，发现A、B、
C三点电流趋于相等．用粗、细导线做了两次实验，结论稍有偏差，但导线相同时，A、B、C三点的电流值相等．
【得出结论】串联电路中各处的电流都相等。

4.探究并联电路中电流的关系
提出问题：同学们都知道，串联电路只有一条路径，并联电路有多条路径．我们把并联电路的各分支叫支路，总路径叫干路，而实际上我们只要探究干路和支路电流之间的关系．如图所示．两个小灯泡组成的并联电路，干路和支路电流有什么关系?
猜想与假设：
（1）和串联时一样，相等．
（2）干路电流分配给两条支路，两支路电流的和应等于干路电流．
（3）如果灯泡不一样，两支路电流的和会超过干路电流．
制定实验计划，设计实验：
用电池、导线、一个开关、两个灯泡组成并联电路．然后在干路上的A点接入电流表，测出A点的电流；再在两条支路上分别接入电流表。

测出两条支路中B点．C点的电流，这样就可得出于路A点电流与支路B点、C点电流的关系了，设计的电路图如下，换成用两个稍大的灯泡再做一次。

进行实验与收集证据：
学生动手实验，教师给予指导。

分电流
A点的电流IA B点的电流IB C点的电流Ic
组＼
甲组O.29 A O.15 A 0.15 A
乙组O.30 A O.15 A O.15 A
丙组O.24 A O.12 A O.12 A
交流与合作：学生讨论与交流。

我发现灯泡换成大的，电池没变，电流变小了．但规律没变，干路中A点的电流等于支路B点和C点的电流和．
【得出结论】并联电路中，干路中的电流等于各支路中的电流之和。

（三）应用迁移，巩固提高
类型之一：电流
【例1】一个家用电熨斗的额定电流是1．5 A，正常工作时每分钟通过电熨斗的电荷量是( )
A．90 C B．1．5 C C．9 C D．15 C
解析：Q=It=0．5 A×60 s=90 C．答案：A
变式题1：在如图所示的容器中装着含有大量阴、阳离子的溶液，当溶液中插入连有电源的电极时，大量离子定向移动形成电流．测得在5 s内共有6 C正电荷和6 C的负电荷通过容器的竖直截面00’，则电路中电流表的读数应为( )
A．0 B．6 A C．1．2 A D．2．4 A
解析：电荷的定向移动形成电流．正、负电荷向相反方向移动的电荷量是二者之和，Q=6 C+6 C=12 C，I=Q/t==2．4 A．答案：D
变式题2：氢原子核外一个电子绕核作圆周运动，如果电子所带的电荷量为Q C，运动一周时间为t s，那么这个电子运动时产生的等效电流为A．假定电子沿顺时针方向运动，那么该电流的方向是时针方向．(填“顺”或“逆”)
解析：电子运动时产生的等效电流为I=Q/t，由于规定了正电荷定向移方向为电流的方向，电子带负电，电流方向与电子定向移动的方向相反。

答案：Q/t；逆
类型之二：电流表
【例2】如图所示是实验室里一种常用的测量仪表的图，指针的位置如图所示，由此图可观察到
(1)__________。

(2)__________。

(3)__________。

解析：此题为结论开放题答案可有多种。

答案：(1)这是一块电流表；(2)有0～0．6 A和0～3 A两个量程；(3)分度值分别为0．02 A 和0．1A；(4)所指示的示数可能为0．46 A或2．3 A。

(量程不同)
变式题：某同学做“用电流表测电流”的实验，正确连接了电路，闭合开关后，电流表的示数如图所示．由此可以看出实验中存在的问题是，使实验结果更为精确的做法是．
解答：电流表指针偏转幅度过小(或电流表量程选择不当)；换用小量程(或将接在“3”上的导线改变接在“0．6”上)
类型之三：串联电路中的电流规律
【例3】有两根粗细不同的导线，已知粗段与细段的横截面积之比为2：1，把它们串联在电路中，当电流通过时，流过粗段导线的电流，与流过细段导线的电流之间的关系是( )．A.I1>I2 B. I1=I2 C. I1<I2 D. 无法判断
解析：由于串联电路中各处的电流都相等，虽然两根导线粗细不同，但流过粗段导线的电流，与流过细段导线的电流相等。

答案：B
类型之四：并联电路中的电流规律
【例4】（05年盐城市）如图所示电路，闭合开关后，比较a、b、c、d四处电流的大小，其中不正确的是（）
A.Ia=Id
B.Ia＞Id
C.Ia＞Ib
D.Id＞Ic
解析：a、d处电流为干路中的电流，b、c处电流为支路中电流。

根据并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和可得：Ia=Id＞Ib ，Ia=Id＞Ic ，a、d处电流大于b、c处电流。

b、c处电流不知哪处大，因为不知两灯泡的规格。

答案：B
【点评】有部分同学认为因为电流先从电源正极出发，再由a经过b、c处到灯泡再到d，最后回到负极，所以Ia＞Id 。

实际上电路中当开关一闭会，导线中的自由电子同时做定向运动形成电流，无先后之分，此电路中的电流由电源正极出发，从“分支点”分成几条支路后，又在“汇合点”集合起来流回电源的负极。

所以Ia=Id
（四）总结反思，拓展延伸
【总结】通过本节课的学习主要学习了以下几个问题：（引导学生自己总结，教师予以点评）1．电流2．电流表3．串、并联电路中电流的规律
【点拨】1．电流是表示电流强弱的物理量．定义式：I=Q/t 单位：主单位是安(A)，还有毫安(mA)和微安(μA)，它们的换算关系为1 mA=l0-3 A，lμA=10-6A．
2．电流表是测量电流的仪表．学生实验用电流表：三个接线柱、两个量程，两个量程共一个接线柱共刻度“0—3 A”量程每大格表示1 A，每小格表示0．1 A；“0—6 A”量程每大格表示0．2 A，每小格表示0．02 A．使用电流表之前，应注意观察它的零刻线、量程和分度值．正确使用电流表的规则：①电流表要串联在被测电路中．②使电流从电流表“+”接线柱流人，从“一”接线柱流出．电流“+”进“一”出，电流表指针正向偏转；若电流“—”进“+”出，则指针反向偏转，可能损坏指针．③被测电流不要超过电流表的量程．④绝对不允许不经过用电器而把电流表直接连到电源的两极上．电流表量程的选择程序：①估计被测电路中电流的大小②在不能估计被测电流大小的情况下，拿电路中的开关试触大量程接线柱．③如果被测电流超过小量程，则选择较大量程，如果在较小量程内则使用较小量程．选择较小量程是为了减小误差．3．串联电路中各处电流相等．并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和．
（五）当堂检测反馈
1.0.6A uA．70mA uA A．750uA mA A．
解析：电流单位为安（A），另外还有毫安（mA）和微安（uA）两种单位，它们的关系是1A 1000mA，1mA 1000uA．所以
0.6A uA uA 70mA A A
70mA uA uA 750uA mA mA
750uA A mA
2.在使用电流表的规则中，以下说法错误的是( )
A．必须使电流从“+”接线柱流进电流表，从“一”接线柱流出电流表
B．电流表要串联在电路中
C．被测电流不要超过电流表的量程
D．可以把电流表直接连在电源两极上
答案：D
3.某同学家中有一台电视机、一台洗衣机、两盏照明灯，它们是并联着的．工作时的电流分别为200 mA、1A、300 mA和250 mA．如果干路中的电流不许超过3A，这些用电器是否可以同时使用?
解析：这位同学家中的用电器是并联关系，而并联电路中干路的电流等于各支路电流之和．此同学家中电路的干路电流不许超过3 A，也就等于各个用电器所用电流之和不许超过3 A．我们可以计算一下：I总=O.2 A+1 A+O.3 A+O.25 A =1.75 A，由此可知I总<I干，各个用电器电流之和不超过3 A，所以这些用电器可以同时使用．
答案：可以同时使用．
4.有一种节日彩灯上串联着20只小灯泡．如果电源插头处的电流为200mA，那么，通过每只小灯泡的电流是多大?
解析：此题是考查串联电路的电流规律，因为串联电路中电流处处相等，所以通过每个小灯泡的电流都应和电源插头处的电流相等，都是200 mA．
答案：200 mA
5. （05年泰安市）在下图甲中，闭合开关后，通过灯泡Ll的电流为0．5A，通过灯泡L2的电流为0．4A．试根据图甲将图乙中的实物用铅笔线表示导线连接起来．
答案：
五、资料链接
遥控开关是怎样进行“遥控”的？
遥控其实就是远距离操纵的意思。

自从人们发现了无线电波，就开始用无线电来遥控了。

航空爱好者用无线电收发装置来操纵模型飞机，舰模爱好者用无线电来操纵模型舰艇。

走廊里的声控电灯也是一种遥控装置。

当人们走路的声音，说话的声音传到灯头上的声控开关时，电路就被自动接通了。

当然，声控开关旁边还要有个延时开关，就是使电路只能接通几分钟，然后再自然地断掉。

这样既可以省电，又可以延长电灯的寿命。

可见，声音、超声波、无线电波都可以用作传递信号的媒体，传递命令，实现远距离操纵，前面提到的声控电灯，只有一个命令：接通！这很简单。

要操纵小船，就要有左转、右转、启动和停止的四条命令。

操纵飞机就还需要左、右、俯、仰等命令，而且每条命令是发给不同的机构的。

这就需要你的无线电发射器和接收机有两通道或四通道的功能。

构造复杂，造价也很高。

但是空调机、电视、录音机和音响设备的遥控器能发出无数条指令，对应着开、关、颜色、亮度、音量、时间预置、节目预置、频道选择等许许多多的命令，许许多多的功能，它是如何实现的呢？这种遥控器主要是应用红外线来遥控。

红外线是一种肉眼看不见的电磁波，波长在无线电波与可见光波之间（约为0.77～1000微米）。

红外线不能穿越砖瓦水泥砌筑的墙体。

用红外线作遥控开关的传递媒介时，不会对邻居的家用电器造成干扰。

而外界环境一般也不容易对你发出的红外线指令信号产生干扰。

如果用无线电信号就容易受空间电磁波干扰。

因此，指令的传递安全可靠。

红外线遥控开关由红外线发射器和接收器两部分组成：发射器包括调制器和红外线发射管，一般都装在一个小盒子内，可以放在手头，有效发射范围达十余米。

红外线发射管能发射出某一确定频率的红外光波。

调控器用低频控制信号来调制改造红外光波，这样，从红外线发射器发出来的红外光波中，就包含了控制信号的信息。

红外光波好比一只信鸽，控制信号好比一封信，把信件拴在信鸽的尾羽上，这个过程叫调制。

红外接收器都安装在家用电器的正面面板上，它里面有接收管、抗干扰电路、解调器、开关控制器等。

红外光波照到接收管上，立即被它转变成为电信号；抗干扰电路能识别和排除周围环境中的红外线干扰信号，只让自家的红外光波通过检验；解调器能将截在红外光波上的低频控制信号卸下来，也就是说，还原成明确的指令信号，然后根据命令操纵各个系统，控制有关的电源开关。

在无线电遥控、声遥控、超声波遥控和红外线遥控中，红外线遥控技术是最复杂的，但使用起来也是最方便的。

当人们把它运用到家用电器上和其它电子控制电路配合使用，也是最便捷精巧的。

这在成批生产的家用电器中，技术成本也就可以降下来了。

目前使用最多的还有一处就是汽车上的自动防盗报警系统。

司机掏出一块橡皮大小的发射器轻轻一按，“滴”的一声，命令就被贯彻下去了。