二、进行新课
[师]这位同学提出了一个很好的问题,同学们可以大胆猜想,你认为会是什么呢?
[猜想或假设]
[生]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。
[生]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。
[生]我们认为灯泡大的地方电压大,灯泡小的地方电压就小。
[生]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。
…
[师]同学们作出了各种猜想,各样假设,真实的结果到底是什么?请同学们用实验来求证。大家先设计实验。
[设计实验]
(学生讨论,教师巡视了解)
[师]各组可以简单说明你们的设计方案。
第一组: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。
第二组: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。(通过投影展示)这是我们的实验电路,这是我们设计的实验数据表格。
第五组:我们想选择两只灯泡,一块电压表,像测电流那样分别测出A、B、C各点的电压,然后进行比较。
[师]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(同学们刚才已谈到的),你是怎么做的(要按电路图测量),你得出了什么样的结果(要有实验记录)。以便于自己检查和与别人交流做更好的改进。
各组同学补充设计实验电路和实验数据表格。
[师]电压表应该如何连接在电路中?
[生]电压表应并联在被测电压的两端。
[生]我们知道了,测电压不能像测电流那样将电流表接在某一点,测该点电流。应将电压表并联在被测电路的“两”点间,测出来的是“两”点间的电压。
[师]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。
[进行实验]
(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。
[分析和论证]
[师]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?
[生]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。
[生]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。
[生]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。
[生]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。
[生]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。
[生]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。
[生]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。
[生]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。
…
[师]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?
[生]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。
[生]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。
[师]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?