逍遥右脑 2013-04-08 18:26
第四节 科学探究：串联和并联电路的电流
教学建议
①时安排：2时
②重点、难点：
本节重点是会正确使用电流表和串、并联电路中的电流关系。本节难点是关于串、并联电路的电流特点的实验探究。
③教材分析：
本节主要内容有：电流及其单位、电流表的使用、串联和并联电路中电流的关系。
教材从学生熟悉的水流的形成，而类比到电流的形成，列举生活事例说明电流强弱是不一样的，从而得出电流的定义、单位以及列举常见电器电流值的大小，让学生对电流的大小形成具体的感性认识。电流表，教材首先介绍电流表的使用说明，然后用实验探究电流表的使用方法。这样便于学生接受和记忆、理解。
探究串联、并联电路中电流的关系，是学生第一次遇到的定量的电学探究实验，学生操作的步骤较多，并且要正确对待和分析实验数据，这是培养学生实事求是的科学态度和数据分析方法的良好素材。
本节特点一是教材具有很强的基础性，二是学生对本节有一定的感性基础，三是科学探究的技能要求比较明显。
④标要求：
通过类比理解电流的概念，知道电流的单位。
知道电流表的用途和符号，会将电流表正确接入电路，会正确选择电流表的量程和正确读数。
理解串联电路各处电流关系和并联电路的干路和支路电流间的关系。
在实验探究中，培养学生提出问题、猜想与假设、制订与设计实验，进行实验与收集数据、分析与论证、交流与合作的探究能力，学习拟定简单的科学探究与实验方案，有初步信息处理能力。
⑤措施与建议：
本节建议分两时完成，第一时完成“电流”和“电流表的使用”这两部分内容的教学，第二时完成“探究串联和并联电路中电流关系”的教学。
关于电流如教材所述，水向一个方向流动形成水流，电荷向一个方向移动，就会形成电流。这样引入很自然，然后列举电子表中的电流和晶体管收音机中的电流大小强弱是不一样的，从而得出电流的概念，就更加合乎情理。I表示电流的符号，A是表示电流单位安培的符号，初学者易混淆，应提醒学生区别它们。
关于电流表，教材简要介绍了本图13—34两种电流表的外形和电流表的符号，这部分内容只需利用实物可挂图作一般性介绍即可。读电流表的示数，是电学实验中学生必须具备的基本技能，除进行训练外，首先需要讲清关于读数的基本知识。
探究怎样对能把电流表正确接入电路，应对照电流表的使用说明的本图13—36进行讨论，从而归纳出电流表正确接入电路和要领“三要、一不”即：要把电流表串联在电流中；要使用电流从正接线柱流进，负接线柱流出；要使用被测电流不超过量程；不准把电流表的两接线柱直接连到电两极上，最后通过实例分析提高使用电流表的能力。
在归纳后，要记住电流表的使用规则，这并不难。但学生在具体操作时，却经常出现各式各样的错误，其中一个原因就是电路图和实物图之间有差异，学生对实物图的识别能力很差。
探究串联电路中电流关系时，可让学生按教材提示进行，重在让学生学习其科学探究的方法、步骤、策略，探究并联电路的电流关系时，就让学生仿照探究串联电路电流关系的探究程序，以及教材提示逐一进行。
实验编组不能太小，应该让每个学生有尽可能多的机会动手，若学生实验有困难，教师可进行一次本实验的示范操作，以减少学生实验的盲目性。
时教案（一）
教学目标：
⒈通过类比理解电流的概念，知道电流的单位。
⒉知道电流表的用途的符号，会将电流表正确接入电路，会正确选择电流表的量程和正确读数。
⒊在实验探究中，培养学生实事求是的科学态度，认识交流与合作的重要性。
重点、难点：
本节重点是电流的概念、单位、电流表的使用；难点是将电流表正确接入电路。
教学准备：
演示用器材：教学电流表一只、学生电流表一只、小灯泡两只、电一个、开关一个、导线若干、电流表活动挂图。
学生用器材：学生电流表一只、小灯泡一个、电一个、开关一个、导线若干。
教学设计：
教师活动学生活动说明
一、电流
①复习提问：电流是如何形成的？电流的方向是怎样规定的？
②引入新：电流不但有方向，而且有大小，这节我们就探究电流的大小。（板书题）
③教师提问：电流看不见、摸不着，怎样判断导体中电流的大小？
④教师讲解：水管中的水，向一定方向流动，形成“水流”，与此类似，导体中的电荷向一定方向移动，就会形成电流。电流同水流一样也有大小，物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷的量表示电流的强弱。
板书：
电流
⑤指导学生阅读“信息窗”，了解常见电器的电流大小，并选择其中几个进行单位换算。
回忆，回答
思考、回答
认真听讲、领会
阅读、思考
电流定义的引出不必太复杂，用水流类比的方法学生很容易接受。
二、怎样使用电流表
①教师展示电流表实物，告知学生通常用电流表测量电流的大小，电流表在电路图中的符号是○A。
②让学生观察学生用电流表，进行分组讨论，然后回答教材P72探究电流表的使用方法⑴—⑸条。
③教师检查探究结果，然后利用电流表活动挂图再次演示电流表的读数。
④提出问题：怎样才能把电流表正确接入电路呢？
⑤指导学生阅读教材中的“电流表使用说明”和观察教材P73图13—36，了解电流表的使用规则。
⑥组织学生以组为单位进行电流表的连接，并画出相应的电流图，教师巡视指导。
⑦教师组织学生归纳电流表的连接然后进行示范，强调注意事项。
观察、讨论、回答
观察、回答
阅读、思考
动手实验
观察
鼓励学生多动手连接电路，提高实验操作能力。
出示目标，让学生小结依据目标小结
巩固练习：
完成同步学习与探究P77，开放性作业1—3题。完成练习，矫对答案
作业：后练习
板书设计：
第四节 科学探究：串联和并联电路的电流（一）
○A
一、电流 二、电流表
教学反思：
时教案（二）
教学目标：
⒈理解串联电路各处电流关系和并联电路的干路和支中电流间的关系。
⒉学会电流表测串联电路和并联电路中电流的连接。
⒊在实验探究中，培养学生提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、交流与合作的探究能力。
重点、难点：
重点是串联电路和并联电路电流的关系，难点是电流表在并联电路中的连接。
教学准备：
演示用器材：两只带灯座的小灯泡、装有两节干电池的电池盒、一个开关、若干条导线、教学电流表
学生用器材：两只带灯座的小灯泡、装有两节干电池的电池盒、一个开关、若干条导线、学生用电流表
教学设计：
教师活动学生活动说明
一、串联电路中各处的电流有什么关系？
①提出问题：如图091所示，a、b、c三处的电流大小是什么关系？
②组织学生猜想，并归纳猜想。
③让学生按电路图进行实验，分别测出a、b、c三点的电流，然后进行比较。
④将电流表分别串联在a、b、c三处，合上开关后，将电流表的示数记录在下表中
电流表的位置电流表的示数I/A
a处
b处
c处
⑤让学生根据自己测得的实验数据归纳得出结论。
⑥让不同组之间互相比较，如果发现某小组实验结论与其他小组相关较大，要共同查找大原因。
教师板书结论：串联电路中各处电流都相等。即I1=I2=I3=……=In
观察、思考
大胆猜想、回答
分组实验、记录数据
思考、归纳
交流、讨论让学生经历科学探究的全过程，培养学生科学探究能力。
二、并联电路的干路和支路电流间的关系。
①提出问题：请猜想一下在并联电路中，干路电流和支路电流有什么关系？
②组织学生猜想，并归纳猜想结果。
③制定计划与设计实验。让学生设计出实验探究电路图。例如图092所示。
④进行实验与收集数据。让学生按设计的电路图进行实验，并把实验数据记录在表格中。
电流表的位置电流表的示数I/A
a处（干路中）
b处（支路中）
c处（支路中）
⑤指导学生分析实验数据，归纳结论，不同组间进行交流。
⑥教师板书结论：在并联电流中，干路中的电流等于各支路电流之和。即I=I1+I2+……+In
大胆猜想
思考、设计并联电路图
进行实验，记录数据
分析归纳结论设计电路图教师不要包办代替，要让学生真正自己动脑、动手。
教师实验中出现的问题，为以后电学实验打下坚实基础。认真听讲
巩固练习：
完成《同步学习与探究》P78开放性作业4—11题完成练习，校正答案
板书设计：
第四节 科学探究：串联和并联电路的电流（二）
实验探究（一） 实验探究（二）
串联电路中各处电流关系 并联电路中干路和支路电流间关系
⒈电路图 ⒈电路图
⒉实验结论：I1=I2=I3=……=In ⒉实验结论：I=I1+I2+……+In
教学反思：
教学参考：
⒈对电流表认识和使用。可归纳为“四清”、“四会”。认识电流表做到“四清”，即清楚标记、标尺、接线柱、调零器。使用电流表做到“四会”，即会连接（必须与被测电路串联，电流从“+”接线柱流进、“—”接线柱流出，不能直接接在电正、负极）；会选量程（所测电流不能超过电流的量值，大于0.6A选0~3A量程，小于0.6A选0~0.6A量程）；会试触（即使电流的一接线柱接好，用导线瞬时碰接另一接线柱，通过试触达到：①判断电路是否接通，若指针动，则电路接通，否则未接通；②判断正负接线柱是否接反，若顺时针偏传，则接正确，否则接反；③判断量程是否选对，先用大量程试触，指针偏转角度小，则量程选大，应改接小量程）；会读数（先看清电流表所用量程，根据量程明确刻度盘上每大格和每小格所代表的量值，由指针所指的位置读取数值）。
⒉安培——刻苦学习、专心致志的科学家
安培（1775~1836）是法国科学家。在少年时期，安培酷爱学习，但不幸因家境困难而失学了。可是，他并没有消沉，通过自学燃起了对科学的热情。他振奋精神，刻苦学习，终于在物理学、化学和数学等方面达到了很深的造诣。
安培在科学研究上非常专心。一天，他在路上边走边思考，猛一抬头，发现前面有一块黑板，不由喜上心头。马上掏出随身携带的粉笔，把脑中思索的问题写下，计算起。这块黑板向前移动了，安培一边跟着前移，一边继续计算着。渐渐黑板移动的更快了，这位专心的计算者也跟着跑了起。路上的行人看到这种情形，不禁拍手大笑。当他实在跑不动而停下时，发现这并不是什么黑板，而是马车的后背。他望着车背上的数学分工渐渐远去，懊丧地叹了一口气：“唉！可惜还没有算完。”
安培在电学方面的研究成果十分突出，被后人誉为“电学中的牛顿”。为了记念安培，物理学界用他的名字作为电流的单位名称。
⒊有关电流的一些数据
名 称电 流/A
电子手表（1.5~2）×10-6
普通家用白炽电灯约（1~3）×10-1
汽车上的发电机约20
大型发电机（0.8~11）×103
220V100W电炉约4.5
闪电（2~20）×104
⒋实验室电表表盘常见的符号意义
第四节 科学探究：串联和并联电路的电流学案
学习目标：
⒈能理解电流的概念，知道电流的单位。
⒉能知道电流表的用途和符号，会将电流表正确接入电路，会正确选择电流表的量程和正确读数。
⒊能理解串联电流各处电流关系和并联电路干路和支路电流间的关系。
⒋体验科学探究的全过程，在实验探究中养成实事求是、尊重自然规律的科学态度，认识交流与使用的重要性。
学法指导：
在电流定义得出的过程中，要学会“类比”的物理方法。在实验探究中，增强设计电路图和连接实物图的能力，养成实事求是的科学态度。
⒈知识网络总结：
电流
I1=I2=I3=……=In
I=I1+I2+……+In
⒉类比法：
根据两个研究对象在某些属性或特征上的相似或相同，从而推断出这两个研究对在其他属性或特征上也可能相类似地研究方法。自然界中事物和现象尽管是千差万别的，但在一些事物可现象之间，往往具有某些相类似的事物和现象提供类似的说明。
⒈有人认为：“靠近电正极的地方，电流强；离电负极越近，电流越弱”，这种观点对吗？
有人认为：“由于电流是由电的正析流向负极的，所以在靠近电正极的地方，电流强；离电负极越近，电流越弱”。这种看法错在把电当作电荷之看的。事实是，在电流稳定流动的情况下，导体内部某处任意两个横截面，那么单位时间内，从甲横截面通过（流入）的电量，一定等于从乙横截面通过（流出）的电量，即甲、乙两横截面处的电流相等，绝不会因为甲截面更靠近电正极而电流大些。
⒉怎样选择电流表的量程？
可以采用试触的方法。即在接好电路后，让开关迅速闭合再断开，同时观察电流表指针的偏转情况，看指针的偏转是否在最大测量值范围内。如果超过最大测量值，就改用更大量程的电流表。如果没超过最大的测量值，指针偏转角度又比较大，就选用该量程。若指针偏转角度很小，则应选择较小的量程。例如，用0.6A和3A两个量程的电流表测电流时，先用3A的量程试触，看到指针所指示数只有0.4A左右，这时就应选择0.6A的量程。因为电流表指针偏转角度很小，测出的电流值与实际的电流值相差较大。
⒊为什么电流表必须与用电器串联，不允许与用电器并联？
用电流表测电流必须使用通过被测用电器的电流全部通过电流表。因此，必须串联。如果电流表与被测用电器并联，不但测不出通过被测用电器的电流，有时还会造成电流过大，以致损坏电流表或电。如本图13—34中的一个错误连接，相当于把电流表直接接到了电的两极上，就可能产生这样的后果。
⒋在连接电路的过程中，要求开头处于断开状态，这项要求对于保护电流表有何特殊意义？
在电路连接过程中，开关必须是断开的，这是一项重要的实验操作要求，由于并关是断开的，要接通电路可以采取“试触”措施（即将开关闭合后很快又断开，同时观察电流表或其他电学仪器能否正确工作，以便发现故障，及时排除），若发现电流表指针反向偏转，表明接线柱接反了；若指针正向偏转超过试触量程，则是量程不合适，这就需要选取新的量程或更大的电流表，这样发现问题及时纠正，可以保护电流表不受损坏。
自我检测：
⒈图093所示为用电流表测量同一串联电路的电流的三种接法，以下说法正确的是（ ）
A、甲测法的电流最大 B、乙测法的电流最大
C、丙测法的电流最大 D、三种测法的电流一样大
图093
⒉某同学在按图094所示a的电路测灯泡L的电流的实验中闭合开关S时，发现电流表指针偏转到如图b所示的位置，于是立即断了开关，问：
①测量时产生这种现象的原因是： 。
②为了完成实验，应采取的措施是： 。
图094
⒊如图095所示电路中，电流表A和A1的示数分别为I=3A，I1=0.25A，则通过小灯泡L2的电流大小为 。
交流园地
外空间：
⒈有个同学提出这样的想法：“手电筒电路中，电流从电池的正极流出，经灯丝再流向负极，所以与正极相连的导线中通过的电流一定比负级相连的导线中通过的电流要大”。他的想法是错误的。请你设计一个电路，用实验的方法向他介绍正确的结论，并用电流的形成和电流强度的概念加以说明。
⒉冰箱中的物理知识：
⑴冰箱门缝外表面为什么有水珠？
冰箱门缝附近出现水珠的现象叫做凝露，凝露需同时具备两个条，即温度和湿度。当冰箱表面的温度低于室内空气温度时，其表面就会凝露。这是室内空气中的水蒸气遇冷液化后附着在冰箱表面形成的。室内空气湿度越大、冰箱表面温度越低，越易凝露。我国南方的夏季，因温度高、湿度大，可经常看到凝露现象。
凝露将影响冰箱和制冷效果。故应将没有除露装置的电冰箱放在通风良好的地方，减少凝露现象发生。遇有凝露时最好用干毛巾把露珠擦干净。
⑵为何要及时除掉冰箱的霜？
冰箱是靠制冷物质氟里昂的汽化制冷的。氟里昂在蒸发器内汽化时，要从冰箱的冷冻室内吸收大量的热，从而使其内部的温度降低，达到制冷的目的。
由于冷冻室内的温度很低，开启冰箱门时进去的空气中的水蒸气在冷冻室内直接凝华而成为霜。室内空气湿度越大、开门次数越多，结霜就会越多。
霜是冰晶，是热的不良导体，冰箱内壁积霜太厚会影响冷冻室内的空气与蒸发器内氟里昂之间的热交换。要达到相同的制冷效果，就必须处长压缩机的工作时间，既费电又损耗机器。所以当冰箱内壁的积霜达到5毫米时，就应设法进行除霜。
⑶冰箱表面为何大多是白色的？
国际上对冰箱外壳的颜色并没有统一的规定，但市场上的冰箱以白色居多。这是因为白色给人以“冷”的感觉，且易与房间主体的颜色协调。从热学角度看，白色更有利于冰箱外壳的隔热，可使环境中的热尽可能少地传递到冰箱的内部。
大家知道，白亮光滑的表面吸收外界国辐射热的效果差，粗糙，颜色深的物体表面吸收辐射热的能力强。为了养活辐射热传入冰箱内部，冰箱表面应尽量做得光滑些，并涂以白色的漆层。这样既可降低耗电量，又可处长使用年限。
⑷冰箱停机后为何不宜立即启动？
正常进行中的冰箱，其制冷系统内的压强相差极为悬殊，压缩机吸气侧的压强略高于一个大气压，而排气侧的压强则高达12~13个大气压。刚停机时，系统两侧仍保持着这个压强，若再次启动，就必须有一个较大的启动力矩（力矩=力×办臂）克服这个较大的压差，从而使电机的启动电流剧增。由Q=I2Rt可知，电流在短时间内即可产生较多的热量，使电机的温度迅速升高，造成烧毁。
一般情况下，当冰箱停止运行3~5分钟后，系统中的制冷剂，通过毛细管便能连续地从高压侧的冷凝器流入支压强较低的蒸发器内，从而使冷凝器内的压强降低，系统内的压强便趋于平衡，即压缩机吸气侧与排气侧的压强趋于一致。此时再启动电机就容易多了。
⑸冰箱巧节电
①冰箱周围的气温每增加5℃，其耗电量就要增加25%。所以，冰箱应尽可能放置在远离热且通风背阴处为好。②冰箱的开门次数要少，每次开门的时间要短；如遇停电，最好不要打开冰箱门。③冷冻室内的温度不要太低，如常用—18℃代替—24℃，可节电30%左右。④当冷冻室内的积霜达到5毫米时，要及时除霜，除霜后应等冰箱干燥后再通电制冷，以免立即结霜。
⑹冰箱最怕什么？
①冰箱怕高温，故不要将其放置在靠近热和阳光直射的地方。②怕电压波动，冰箱宜在（220±5%）伏的电压下工作，电压过高或过低均会使其工作失调，反之将会影响其寿命。③最怕倾斜，用三根弹簧装在密封容器内的压缩机一倾斜就有脱钩的危险，所以在搬运、安放冰箱时，就严格防止箱体倾斜的角度超过30度。
自测题答案：
第四节 科学探究：串联和并联电路的电流
⒈D ⒉①选0.6A的量程太小；②换用3A的大量程。⒊ 2.75A。