第四節(jié) 科學探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流

教學建議

①時安排：2時
②重點、難點：
本節(jié)重點是會正確使用電流表和串、并聯(lián)電路中的電流關系。本節(jié)難點是關于串、并聯(lián)電路的電流特點的實驗探究。
③教材分析：
本節(jié)主要內(nèi)容有：電流及其單位、電流表的使用、串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流的關系。
教材從學生熟悉的水流的形成，而類比到電流的形成，列舉生活事例說明電流強弱是不一樣的，從而得出電流的定義、單位以及列舉常見電器電流值的大小，讓學生對電流的大小形成具體的感性認識。電流表，教材首先介紹電流表的使用說明，然后用實驗探究電流表的使用方法。這樣便于學生接受和記憶、理解。
探究串聯(lián)、并聯(lián)電路中電流的關系，是學生第一次遇到的定量的電學探究實驗，學生操作的步驟較多，并且要正確對待和分析實驗數(shù)據(jù)，這是培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度和數(shù)據(jù)分析方法的良好素材。
本節(jié)特點一是教材具有很強的基礎性，二是學生對本節(jié)有一定的感性基礎，三是科學探究的技能要求比較明顯。
④標要求：
通過類比理解電流的概念，知道電流的單位。
知道電流表的用途和符號，會將電流表正確接入電路，會正確選擇電流表的量程和正確讀數(shù)。
理解串聯(lián)電路各處電流關系和并聯(lián)電路的干路和支路電流間的關系。
在實驗探究中，培養(yǎng)學生提出問題、猜想與假設、制訂與設計實驗，進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、交流與合作的探究能力，學習擬定簡單的科學探究與實驗方案，有初步信息處理能力。
⑤措施與建議：
本節(jié)建議分兩時完成，第一時完成“電流”和“電流表的使用”這兩部分內(nèi)容的教學，第二時完成“探究串聯(lián)和并聯(lián)電路中電流關系”的教學。
關于電流如教材所述，水向一個方向流動形成水流，電荷向一個方向移動，就會形成電流。這樣引入很自然，然后列舉電子表中的電流和晶體管收音機中的電流大小強弱是不一樣的，從而得出電流的概念，就更加合乎情理。I表示電流的符號，A是表示電流單位安培的符號，初學者易混淆，應提醒學生區(qū)別它們。
關于電流表，教材簡要介紹了本圖13—34兩種電流表的外形和電流表的符號，這部分內(nèi)容只需利用實物可掛圖作一般性介紹即可。讀電流表的示數(shù)，是電學實驗中學生必須具備的基本技能，除進行訓練外，首先需要講清關于讀數(shù)的基本知識。
探究怎樣對能把電流表正確接入電路，應對照電流表的使用說明的本圖13—36進行討論，從而歸納出電流表正確接入電路和要領“三要、一不”即：要把電流表串聯(lián)在電流中；要使用電流從正接線柱流進，負接線柱流出；要使用被測電流不超過量程；不準把電流表的兩接線柱直接連到電兩極上，最后通過實例分析提高使用電流表的能力。
在歸納后，要記住電流表的使用規(guī)則，這并不難。但學生在具體操作時，卻經(jīng)常出現(xiàn)各式各樣的錯誤，其中一個原因就是電路圖和實物圖之間有差異，學生對實物圖的識別能力很差。
探究串聯(lián)電路中電流關系時，可讓學生按教材提示進行，重在讓學生學習其科學探究的方法、步驟、策略，探究并聯(lián)電路的電流關系時，就讓學生仿照探究串聯(lián)電路電流關系的探究程序，以及教材提示逐一進行。
實驗編組不能太小，應該讓每個學生有盡可能多的機會動手，若學生實驗有困難，教師可進行一次本實驗的示范操作，以減少學生實驗的盲目性。

時教案（一）
教學目標：
⒈通過類比理解電流的概念，知道電流的單位。
⒉知道電流表的用途的符號，會將電流表正確接入電路，會正確選擇電流表的量程和正確讀數(shù)。
⒊在實驗探究中，培養(yǎng)學生實事求是的科學態(tài)度，認識交流與合作的重要性。
重點、難點：
本節(jié)重點是電流的概念、單位、電流表的使用；難點是將電流表正確接入電路。
教學準備：
演示用器材：教學電流表一只、學生電流表一只、小燈泡兩只、電一個、開關一個、導線若干、電流表活動掛圖。
學生用器材：學生電流表一只、小燈泡一個、電一個、開關一個、導線若干。
教學設計：
教師活動學生活動說明
一、電流
①復習提問：電流是如何形成的？電流的方向是怎樣規(guī)定的？
②引入新：電流不但有方向，而且有大小，這節(jié)我們就探究電流的大小。（板書題）
③教師提問：電流看不見、摸不著，怎樣判斷導體中電流的大小？
④教師講解：水管中的水，向一定方向流動，形成“水流”，與此類似，導體中的電荷向一定方向移動，就會形成電流。電流同水流一樣也有大小，物理學中用每秒通過導體任一橫截面的電荷的量表示電流的強弱。
板書：
電流

⑤指導學生閱讀“信息窗”，了解常見電器的電流大小，并選擇其中幾個進行單位換算。
回憶，回答

思考、回答

認真聽講、領會

閱讀、思考

電流定義的引出不必太復雜，用水流類比的方法學生很容易接受。
二、怎樣使用電流表
①教師展示電流表實物，告知學生通常用電流表測量電流的大小，電流表在電路圖中的符號是○A。
②讓學生觀察學生用電流表，進行分組討論，然后回答教材P72探究電流表的使用方法⑴—⑸條。
③教師檢查探究結(jié)果，然后利用電流表活動掛圖再次演示電流表的讀數(shù)。
④提出問題：怎樣才能把電流表正確接入電路呢？
⑤指導學生閱讀教材中的“電流表使用說明”和觀察教材P73圖13—36，了解電流表的使用規(guī)則。
⑥組織學生以組為單位進行電流表的連接，并畫出相應的電流圖，教師巡視指導。
⑦教師組織學生歸納電流表的連接然后進行示范，強調(diào)注意事項。

觀察、討論、回答

觀察、回答

閱讀、思考

動手實驗

觀察

鼓勵學生多動手連接電路，提高實驗操作能力。
出示目標，讓學生小結(jié)依據(jù)目標小結(jié)
鞏固練習：
完成同步學習與探究P77，開放性作業(yè)1—3題。完成練習，矯對答案
作業(yè)：后練習
板書設計：
第四節(jié) 科學探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流（一）
○A
一、電流 二、電流表
教學反思：

時教案（二）
教學目標：
⒈理解串聯(lián)電路各處電流關系和并聯(lián)電路的干路和支中電流間的關系。
⒉學會電流表測串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流的連接。
⒊在實驗探究中，培養(yǎng)學生提出問題、猜想與假設、制訂計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、交流與合作的探究能力。
重點、難點：
重點是串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電流的關系，難點是電流表在并聯(lián)電路中的連接。
教學準備：
演示用器材：兩只帶燈座的小燈泡、裝有兩節(jié)干電池的電池盒、一個開關、若干條導線、教學電流表
學生用器材：兩只帶燈座的小燈泡、裝有兩節(jié)干電池的電池盒、一個開關、若干條導線、學生用電流表
教學設計：
教師活動學生活動說明
一、串聯(lián)電路中各處的電流有什么關系？
①提出問題：如圖091所示，a、b、c三處的電流大小是什么關系？
②組織學生猜想，并歸納猜想。
③讓學生按電路圖進行實驗，分別測出a、b、c三點的電流，然后進行比較。
④將電流表分別串聯(lián)在a、b、c三處，合上開關后，將電流表的示數(shù)記錄在下表中
電流表的位置電流表的示數(shù)I/A
a處
b處
c處
⑤讓學生根據(jù)自己測得的實驗數(shù)據(jù)歸納得出結(jié)論。
⑥讓不同組之間互相比較，如果發(fā)現(xiàn)某小組實驗結(jié)論與其他小組相關較大，要共同查找大原因。
教師板書結(jié)論：串聯(lián)電路中各處電流都相等。即I1=I2=I3=……=In

觀察、思考

大膽猜想、回答
分組實驗、記錄數(shù)據(jù)

思考、歸納

交流、討論讓學生經(jīng)歷科學探究的全過程，培養(yǎng)學生科學探究能力。
二、并聯(lián)電路的干路和支路電流間的關系。
①提出問題：請猜想一下在并聯(lián)電路中，干路電流和支路電流有什么關系？
②組織學生猜想，并歸納猜想結(jié)果。
③制定計劃與設計實驗。讓學生設計出實驗探究電路圖。例如圖092所示。
④進行實驗與收集數(shù)據(jù)。讓學生按設計的電路圖進行實驗，并把實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。
電流表的位置電流表的示數(shù)I/A
a處（干路中）
b處（支路中）
c處（支路中）
⑤指導學生分析實驗數(shù)據(jù)，歸納結(jié)論，不同組間進行交流。
⑥教師板書結(jié)論：在并聯(lián)電流中，干路中的電流等于各支路電流之和。即I=I1+I2+……+In

大膽猜想
思考、設計并聯(lián)電路圖

進行實驗，記錄數(shù)據(jù)

分析歸納結(jié)論設計電路圖教師不要包辦代替，要讓學生真正自己動腦、動手。
教師實驗中出現(xiàn)的問題，為以后電學實驗打下堅實基礎。認真聽講
鞏固練習：
完成《同步學習與探究》P78開放性作業(yè)4—11題完成練習，校正答案
板書設計：
第四節(jié) 科學探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流（二）
實驗探究（一） 實驗探究（二）
串聯(lián)電路中各處電流關系 并聯(lián)電路中干路和支路電流間關系
⒈電路圖 ⒈電路圖
⒉實驗結(jié)論：I1=I2=I3=……=In ⒉實驗結(jié)論：I=I1+I2+……+In
教學反思：

教學參考：
⒈對電流表認識和使用。可歸納為“四清”、“四會”。認識電流表做到“四清”，即清楚標記、標尺、接線柱、調(diào)零器。使用電流表做到“四會”，即會連接（必須與被測電路串聯(lián)，電流從“+”接線柱流進、“—”接線柱流出，不能直接接在電正、負極）；會選量程（所測電流不能超過電流的量值，大于0.6A選0~3A量程，小于0.6A選0~0.6A量程）；會試觸（即使電流的一接線柱接好，用導線瞬時碰接另一接線柱，通過試觸達到：①判斷電路是否接通，若指針動，則電路接通，否則未接通；②判斷正負接線柱是否接反，若順時針偏傳，則接正確，否則接反；③判斷量程是否選對，先用大量程試觸，指針偏轉(zhuǎn)角度小，則量程選大，應改接小量程）；會讀數(shù)（先看清電流表所用量程，根據(jù)量程明確刻度盤上每大格和每小格所代表的量值，由指針所指的位置讀取數(shù)值）。
⒉安培——刻苦學習、專心致志的科學家
安培（1775~1836）是法國科學家。在少年時期，安培酷愛學習，但不幸因家境困難而失學了。可是，他并沒有消沉，通過自學燃起了對科學的熱情。他振奮精神，刻苦學習，終于在物理學、化學和數(shù)學等方面達到了很深的造詣。
安培在科學研究上非常專心。一天，他在路上邊走邊思考，猛一抬頭，發(fā)現(xiàn)前面有一塊黑板，不由喜上心頭。馬上掏出隨身攜帶的粉筆，把腦中思索的問題寫下，計算起。這塊黑板向前移動了，安培一邊跟著前移，一邊繼續(xù)計算著。漸漸黑板移動的更快了，這位專心的計算者也跟著跑了起。路上的行人看到這種情形，不禁拍手大笑。當他實在跑不動而停下時，發(fā)現(xiàn)這并不是什么黑板，而是馬車的后背。他望著車背上的數(shù)學分工漸漸遠去，懊喪地嘆了一口氣：“唉！可惜還沒有算完。”
安培在電學方面的研究成果十分突出，被后人譽為“電學中的牛頓”。為了記念安培，物理學界用他的名字作為電流的單位名稱。
⒊有關電流的一些數(shù)據(jù)
名 稱電 流/A
電子手表（1.5~2）×10-6
普通家用白熾電燈約（1~3）×10-1
汽車上的發(fā)電機約20
大型發(fā)電機（0.8~11）×103
220V100W電爐約4.5
閃電（2~20）×104
⒋實驗室電表表盤常見的符號意義

第四節(jié) 科學探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流學案

學習目標：
⒈能理解電流的概念，知道電流的單位。
⒉能知道電流表的用途和符號，會將電流表正確接入電路，會正確選擇電流表的量程和正確讀數(shù)。
⒊能理解串聯(lián)電流各處電流關系和并聯(lián)電路干路和支路電流間的關系。
⒋體驗科學探究的全過程，在實驗探究中養(yǎng)成實事求是、尊重自然規(guī)律的科學態(tài)度，認識交流與使用的重要性。
學法指導：
在電流定義得出的過程中，要學會“類比”的物理方法。在實驗探究中，增強設計電路圖和連接實物圖的能力，養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度。
⒈知識網(wǎng)絡總結(jié)：

電流

I1=I2=I3=……=In
I=I1+I2+……+In
⒉類比法：
根據(jù)兩個研究對象在某些屬性或特征上的相似或相同，從而推斷出這兩個研究對在其他屬性或特征上也可能相類似地研究方法。自然界中事物和現(xiàn)象盡管是千差萬別的，但在一些事物可現(xiàn)象之間，往往具有某些相類似的事物和現(xiàn)象提供類似的說明。
⒈有人認為：“靠近電正極的地方，電流強；離電負極越近，電流越弱”，這種觀點對嗎？
有人認為：“由于電流是由電的正析流向負極的，所以在靠近電正極的地方，電流強；離電負極越近，電流越弱”。這種看法錯在把電當作電荷之看的。事實是，在電流穩(wěn)定流動的情況下，導體內(nèi)部某處任意兩個橫截面，那么單位時間內(nèi)，從甲橫截面通過（流入）的電量，一定等于從乙橫截面通過（流出）的電量，即甲、乙兩橫截面處的電流相等，絕不會因為甲截面更靠近電正極而電流大些。
⒉怎樣選擇電流表的量程？
可以采用試觸的方法。即在接好電路后，讓開關迅速閉合再斷開，同時觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)情況，看指針的偏轉(zhuǎn)是否在最大測量值范圍內(nèi)。如果超過最大測量值，就改用更大量程的電流表。如果沒超過最大的測量值，指針偏轉(zhuǎn)角度又比較大，就選用該量程。若指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則應選擇較小的量程。例如，用0.6A和3A兩個量程的電流表測電流時，先用3A的量程試觸，看到指針所指示數(shù)只有0.4A左右，這時就應選擇0.6A的量程。因為電流表指針偏轉(zhuǎn)角度很小，測出的電流值與實際的電流值相差較大。
⒊為什么電流表必須與用電器串聯(lián)，不允許與用電器并聯(lián)？
用電流表測電流必須使用通過被測用電器的電流全部通過電流表。因此，必須串聯(lián)。如果電流表與被測用電器并聯(lián)，不但測不出通過被測用電器的電流，有時還會造成電流過大，以致?lián)p壞電流表或電。如本圖13—34中的一個錯誤連接，相當于把電流表直接接到了電的兩極上，就可能產(chǎn)生這樣的后果。
⒋在連接電路的過程中，要求開頭處于斷開狀態(tài)，這項要求對于保護電流表有何特殊意義？
在電路連接過程中，開關必須是斷開的，這是一項重要的實驗操作要求，由于并關是斷開的，要接通電路可以采取“試觸”措施（即將開關閉合后很快又斷開，同時觀察電流表或其他電學儀器能否正確工作，以便發(fā)現(xiàn)故障，及時排除），若發(fā)現(xiàn)電流表指針反向偏轉(zhuǎn)，表明接線柱接反了；若指針正向偏轉(zhuǎn)超過試觸量程，則是量程不合適，這就需要選取新的量程或更大的電流表，這樣發(fā)現(xiàn)問題及時糾正，可以保護電流表不受損壞。
自我檢測：
⒈圖093所示為用電流表測量同一串聯(lián)電路的電流的三種接法，以下說法正確的是（ ）
A、甲測法的電流最大 B、乙測法的電流最大
C、丙測法的電流最大 D、三種測法的電流一樣大

圖093
⒉某同學在按圖094所示a的電路測燈泡L的電流的實驗中閉合開關S時，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)到如圖b所示的位置，于是立即斷了開關，問：
①測量時產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是： 。
②為了完成實驗，應采取的措施是： 。

圖094
⒊如圖095所示電路中，電流表A和A1的示數(shù)分別為I=3A，I1=0.25A，則通過小燈泡L2的電流大小為 。

交流園地
外空間：
⒈有個同學提出這樣的想法：“手電筒電路中，電流從電池的正極流出，經(jīng)燈絲再流向負極，所以與正極相連的導線中通過的電流一定比負級相連的導線中通過的電流要大”。他的想法是錯誤的。請你設計一個電路，用實驗的方法向他介紹正確的結(jié)論，并用電流的形成和電流強度的概念加以說明。
⒉冰箱中的物理知識：
⑴冰箱門縫外表面為什么有水珠？
冰箱門縫附近出現(xiàn)水珠的現(xiàn)象叫做凝露，凝露需同時具備兩個條，即溫度和濕度。當冰箱表面的溫度低于室內(nèi)空氣溫度時，其表面就會凝露。這是室內(nèi)空氣中的水蒸氣遇冷液化后附著在冰箱表面形成的。室內(nèi)空氣濕度越大、冰箱表面溫度越低，越易凝露。我國南方的夏季，因溫度高、濕度大，可經(jīng)常看到凝露現(xiàn)象。
凝露將影響冰箱和制冷效果。故應將沒有除露裝置的電冰箱放在通風良好的地方，減少凝露現(xiàn)象發(fā)生。遇有凝露時最好用干毛巾把露珠擦干凈。
⑵為何要及時除掉冰箱的霜？
冰箱是靠制冷物質(zhì)氟里昂的汽化制冷的。氟里昂在蒸發(fā)器內(nèi)汽化時，要從冰箱的冷凍室內(nèi)吸收大量的熱，從而使其內(nèi)部的溫度降低，達到制冷的目的。
由于冷凍室內(nèi)的溫度很低，開啟冰箱門時進去的空氣中的水蒸氣在冷凍室內(nèi)直接凝華而成為霜。室內(nèi)空氣濕度越大、開門次數(shù)越多，結(jié)霜就會越多。
霜是冰晶，是熱的不良導體，冰箱內(nèi)壁積霜太厚會影響冷凍室內(nèi)的空氣與蒸發(fā)器內(nèi)氟里昂之間的熱交換。要達到相同的制冷效果，就必須處長壓縮機的工作時間，既費電又損耗機器。所以當冰箱內(nèi)壁的積霜達到5毫米時，就應設法進行除霜。
⑶冰箱表面為何大多是白色的？
國際上對冰箱外殼的顏色并沒有統(tǒng)一的規(guī)定，但市場上的冰箱以白色居多。這是因為白色給人以“冷”的感覺，且易與房間主體的顏色協(xié)調(diào)。從熱學角度看，白色更有利于冰箱外殼的隔熱，可使環(huán)境中的熱盡可能少地傳遞到冰箱的內(nèi)部。
大家知道，白亮光滑的表面吸收外界國輻射熱的效果差，粗糙，顏色深的物體表面吸收輻射熱的能力強。為了養(yǎng)活輻射熱傳入冰箱內(nèi)部，冰箱表面應盡量做得光滑些，并涂以白色的漆層。這樣既可降低耗電量，又可處長使用年限。
⑷冰箱停機后為何不宜立即啟動？
正常進行中的冰箱，其制冷系統(tǒng)內(nèi)的壓強相差極為懸殊，壓縮機吸氣側(cè)的壓強略高于一個大氣壓，而排氣側(cè)的壓強則高達12~13個大氣壓。剛停機時，系統(tǒng)兩側(cè)仍保持著這個壓強，若再次啟動，就必須有一個較大的啟動力矩（力矩=力×辦臂）克服這個較大的壓差，從而使電機的啟動電流劇增。由Q=I2Rt可知，電流在短時間內(nèi)即可產(chǎn)生較多的熱量，使電機的溫度迅速升高，造成燒毀。
一般情況下，當冰箱停止運行3~5分鐘后，系統(tǒng)中的制冷劑，通過毛細管便能連續(xù)地從高壓側(cè)的冷凝器流入支壓強較低的蒸發(fā)器內(nèi)，從而使冷凝器內(nèi)的壓強降低，系統(tǒng)內(nèi)的壓強便趨于平衡，即壓縮機吸氣側(cè)與排氣側(cè)的壓強趨于一致。此時再啟動電機就容易多了。
⑸冰箱巧節(jié)電
①冰箱周圍的氣溫每增加5℃，其耗電量就要增加25%。所以，冰箱應盡可能放置在遠離熱且通風背陰處為好。②冰箱的開門次數(shù)要少，每次開門的時間要短；如遇停電，最好不要打開冰箱門。③冷凍室內(nèi)的溫度不要太低，如常用—18℃代替—24℃，可節(jié)電30%左右。④當冷凍室內(nèi)的積霜達到5毫米時，要及時除霜，除霜后應等冰箱干燥后再通電制冷，以免立即結(jié)霜。
⑹冰箱最怕什么？
①冰箱怕高溫，故不要將其放置在靠近熱和陽光直射的地方。②怕電壓波動，冰箱宜在（220±5%）伏的電壓下工作，電壓過高或過低均會使其工作失調(diào)，反之將會影響其壽命。③最怕傾斜，用三根彈簧裝在密封容器內(nèi)的壓縮機一傾斜就有脫鉤的危險，所以在搬運、安放冰箱時，就嚴格防止箱體傾斜的角度超過30度。
自測題答案：
第四節(jié) 科學探究：串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流
⒈D ⒉①選0.6A的量程太小；②換用3A的大量程。⒊ 2.75A。

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