资源简介

15.3 串联电路和并联电路（第一课时）教案
一、基本信息
课题 15.3 串联电路和并联电路（第一课时） 课型 新授课
教材版本 人教版（2024）物理九年级全一册 课时 第1课时/共2课时
授课年级 九年级 授课时间 45分钟
主备人 ________ 审核人 ________
二、核心素养目标
（一）物理观念
1. 知道什么是串联电路和并联电路，能准确描述串联电路「首尾相连」、并联电路「两端相连」的连接特点。
2. 了解开关在串联电路和并联电路中不同位置时的控制作用，理解干路开关和支路开关的区别。
3. 能说出生产生活中采用串联电路或并联电路的实例，体会物理知识在实际生活中的应用价值。
（二）科学思维
1. 通过观察电路实物图和电路图，培养从具体到抽象的建模能力，学会用电路图表示实际电路连接。
2. 通过对比分析串联电路和并联电路的异同，形成分类比较、归纳总结的科学思维方法。
3. 能运用串并联电路的特点分析判断实际电路的类型，培养逻辑推理和科学论证能力。
（三）科学探究
1. 经历连接串联电路和并联电路的实验过程，掌握基本的电路连接技能，培养动手操作能力。
2. 通过探究开关在串联电路和并联电路中控制作用的实验，经历「提出问题—猜想假设—设计实验—进行实验—分析论证—得出结论」的完整探究过程。
3. 在实验过程中学会观察实验现象、记录实验数据、分析实验结论，培养严谨求实的科学态度。
（四）科学态度与责任
1. 通过合作实验探究，培养团队协作精神和交流表达能力。
2. 在实验操作中养成规范操作、安全用电的意识，增强对科学实验的敬畏之心。
3. 通过分析生活中串并联电路的应用实例，体会物理学对科技进步和社会发展的推动作用。
三、教学重难点
（一）教学重点
1. 串联电路和并联电路的定义、连接方式和基本特点。
2. 开关在串联电路和并联电路中不同位置的控制作用。
3. 串联电路和并联电路的区别与判断方法。
（二）教学难点
1. 理解并联电路中干路开关和支路开关控制作用的区别。
2. 根据实际需要设计简单的串、并联电路。
3. 从实际电路中准确判断串并联连接方式。
（三）教学准备
教师准备：多媒体课件、演示用电路实验板（含电源、开关、小灯泡、导线若干）、实物投影仪。
学生准备：每组配备学生电源（或电池组）、2个小灯泡（含灯座）、3个开关、导线若干。
四、教学过程
（一）情境导入——两种不同的连接方法（5分钟）
【环节1】创设情境，激发兴趣
【教师活动】同学们，我们已经学习了基本的电路知识，知道一个完整的电路需要电源、用电器、开关和导线。现在请大家思考一个问题：如果我们用一个电源、两个小灯泡、一个开关和一些导线组成电路，要想让两个小灯泡都发光，可以有几种不同的连接方法呢？请同学们先独立思考，然后同桌之间可以简单交流一下你的想法。
【学生活动】学生积极思考，部分学生尝试在纸上画出电路草图。有的学生认为两个灯泡只能串在一起，有的学生认为可以像家里的电灯那样各自独立工作。学生之间开始小声讨论，气氛活跃。
【过渡语】看来同学们对这个问题都有自己的想法，有的同学已经画出了两种不同的连接方式。那么，这两种连接方式究竟有什么不同呢？它们的名称是什么？各有什么特点？带着这些问题，让我们一起来学习今天的知识——串联电路和并联电路。
【设计意图】通过一个开放性问题引发学生思考，激发学生的好奇心和探究欲。这个问题的设计贴近学生的认知水平，既能让学生回忆已学的电路知识，又是新知识的生长点，为后续学习串联和并联电路的特点做好铺垫。
【环节2】展示两种连接方式，引出概念
【教师活动】请同学们看大屏幕上的电路图。第一种连接方法：两个小灯泡首尾依次相连，然后连接到电路中，我们把这种连接方式叫做串联。第二种连接方法：两个小灯泡的两端分别连接在一起，然后连接到电路中，我们把这种连接方式叫做并联。下面我们通过实物图和电路图一起来仔细观察这两种连接方式。
【学生活动】学生认真观察图片中的电路连接方式，比较两种连接方法的区别。学生发现：串联电路中小灯泡是一个接一个连下去的，像一串糖葫芦；并联电路中小灯泡是并列连接在一起的，像两条并排的通道。
【知识点】串联电路：把电路元件逐个顺次连接起来的电路。串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响。并联电路：把电路元件并列连接起来的电路。并联电路中电流有两条或两条以上的路径，各支路用电器之间互不影响。
（二）新知探究（30分钟）
探究一：串联电路和并联电路的定义与特点（10分钟）
【环节3】深入理解串联电路和并联电路的定义
【教师活动】刚才我们通过图片初步认识了串联电路和并联电路。现在请同学们用自己的话来描述一下：什么是串联电路？什么是并联电路？谁来说说看？
【学生活动】学生A回答：串联电路就是把用电器一个接一个地连起来，电流从电源正极出发，依次经过每一个用电器，最后回到电源负极。并联电路就是把用电器的两端分别连在一起，电流从正极出发后分成几条路，分别经过不同的用电器，然后再汇合回到负极。
【教师活动】说得非常好！串联电路的关键词是「逐个顺次」，就像同学们排队一样，一个接一个；并联电路的关键词是「并列连接」，就像多条并排的跑道，各自独立。那么请大家思考一个问题：在串联电路中，如果其中一个灯泡坏了或者取下来，另一个灯泡还会亮吗？如果是并联电路呢？
【学生活动】学生B回答：串联电路中一个灯泡坏了，另一个也不亮，因为它们共用同一条电流路径，就像一条绳子断了，整条路都不通了。并联电路中一个灯泡坏了，另一个还能亮，因为它们各有各的路径，互不影响。
理解要点 | 串联电路和并联电路的核心区别：串联电路：电流路径只有一条，各用电器「一荣俱荣，一损俱损」——相互影响。并联电路：电流路径有两条或以上，各用电器「各自为政，互不干扰」——互不影响。记住这两个形象的比喻，可以帮助你快速判断电路类型。
【教师活动】现在让我们通过实验来验证一下。请各小组按照电路图连接串联电路，先闭合开关观察两个灯泡的发光情况，然后取下其中一个灯泡，观察另一个灯泡的变化。
【学生活动】学生分组动手实验：连接串联电路，闭合开关，两个灯泡都发光；取下其中一个灯泡，另一个灯泡立刻熄灭，电路断开。学生兴奋地记录实验现象，相互交流观察结果。
【教师活动】实验结果和我们的推理一致吗？请一个小组代表汇报一下你们观察到的现象。
【学生活动】小组代表回答：一致！我们组连接好串联电路后，闭合开关两个灯泡都亮了。当取下其中一个灯泡时，另一个灯泡马上就熄灭了。这说明串联电路中各用电器之间是相互影响的，因为电流只有一条路径，任意一处断开，整个电路都断路了。
【知识点】串联电路特点：（1）电流只有一条路径；（2）各用电器之间相互影响，一个用电器损坏或断开，其他用电器均不能工作；（3）通过各用电器的电流相同。并联电路特点：（1）电流有两条或两条以上路径；（2）各支路用电器之间互不影响，一条支路断开，其他支路仍可正常工作；（3）干路电流等于各支路电流之和。
【设计意图】通过「先思考后实验」的教学设计，让学生经历「猜想——验证——结论」的探究过程。学生先通过类比推理得出结论，再通过亲手实验验证，既巩固了对串并联电路定义的理解，又培养了实验操作能力和科学探究精神。
【过渡语】同学们，刚才我们通过实验知道了串联电路中各用电器之间相互影响。那么，问题来了：在串联电路中，开关的位置改变了，它的控制作用会不会改变呢？如果开关接在靠近电源正极的位置和接在靠近电源负极的位置，控制效果一样吗？带着这些疑问，让我们继续进行科学探究。
探究二：串联电路中开关的控制作用（8分钟）
【环节4】实验探究串联电路中开关的控制作用
【教师活动】请同学们看大屏幕上的电路图。在串联电路中，开关可以分别接在A点（电源正极与第一个灯泡之间）、B点（两个灯泡之间）、C点（第二个灯泡与电源负极之间）三个不同的位置。接下来，请各小组按照这个电路图连接电路，依次把开关接入A、B、C三个位置，分别闭合和断开开关，观察两个灯泡的发光情况，并记录在实验记录表中。
图5 探究串联电路中开关控制作用的电路图
【学生活动】学生分组实验，分工合作：一人负责连接电路，一人负责操作开关，一人负责观察和记录现象。实验完成后，学生填写实验记录表。
实验记录表：串联电路中开关在不同位置的控制作用
开关位置 开关闭合时 开关断开时 控制对象
A点（电源正极与L1之间） L1和L2都发光 L1和L2都不发光 控制所有灯泡
B点（L1与L2之间） L1和L2都发光 L1和L2都不发光 控制所有灯泡
C点（L2与电源负极之间） L1和L2都发光 L1和L2都不发光 控制所有灯泡
【教师活动】实验做完了，请各小组汇报实验结果。大家观察到了什么现象？开关在不同位置的控制作用有区别吗？
【学生活动】小组代表回答：我们组发现，无论开关接在A点、B点还是C点，只要开关闭合，两个灯泡都亮；开关断开，两个灯泡都灭。开关在三个位置的控制作用完全一样，都控制着两个灯泡。这说明串联电路中开关的控制作用与开关的位置无关。
【教师活动】非常好！那么请同学们思考：为什么串联电路中开关的控制作用与位置无关呢？谁能从电流路径的角度来解释一下？
【学生活动】学生C回答：因为串联电路中电流只有一条唯一的路径，开关无论放在哪个位置，它都在这条唯一的路径上。只要开关断开，整条路径就断了，所有用电器都不能工作。所以开关的位置不影响控制效果。
【知识点】串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置的改变并不影响它对用电器的控制作用。原因：串联电路中电流只有一条路径，开关无论位于何处，都在这条唯一的电流路径上。
【设计意图】通过「改变开关位置」这一探究实验，让学生在动手操作中直观感受串联电路开关控制作用与位置无关的特性。实验设计采用控制变量法，三个位置形成对比，使学生对串联电路电流路径的唯一性有了更深刻的理解。同时，要求学生用电流路径来解释实验现象，训练了学生的科学推理能力。
【过渡语】同学们，串联电路中开关的控制作用我们已经搞清楚了——一个开关控制所有用电器，与位置无关。那么，在并联电路中情况又会怎样呢？并联电路中有干路和支路之分，干路开关和支路开关的控制作用相同吗？让我们继续探索。
探究三：并联电路中开关的控制作用（10分钟）
【环节5】实验探究并联电路中开关的控制作用
【教师活动】请同学们看大屏幕上的并联电路图。在这个电路中，有一个干路开关S，控制整个电路的通断；还有两个支路开关S1和S2，分别控制灯泡L1和L2所在的支路。请各小组按照电路图连接电路，然后按照以下步骤进行实验：（1）闭合和断开干路开关S，观察两个灯泡的发光情况；（2）保持干路开关S闭合，依次闭合和断开支路开关S1，观察灯泡L1的发光情况；（3）依次闭合和断开支路开关S2，观察灯泡L2的发光情况。请同学们将实验现象记录在实验记录表中。
图6 探究并联电路中开关控制作用的电路图
【学生活动】学生分组实验，认真操作，仔细观察。学生发现：干路开关S断开时，两个灯泡都不亮；S闭合时，两个灯泡的发光情况取决于S1和S2的状态。当S1和S2都闭合时，两个灯泡都亮；当S1断开、S2闭合时，只有L2亮；当S1闭合、S2断开时，只有L1亮。学生还发现取下其中一个灯泡，另一个灯泡仍然发光。
实验记录表：并联电路中开关的控制作用
开关操作 S断开 S闭合，S1闭合，S2闭合 S闭合，S1断开，S2闭合 S闭合，S1闭合，S2断开
L1发光情况 不发光 发光 不发光 发光
L2发光情况 不发光 发光 发光 不发光
控制对象 L1和L2 S控制全部，S1控制L1，S2控制L2 S1控制L1 S2控制L2
图7 并联电路中不同开关状态下的实验现象
【教师活动】实验做完了，请各小组汇报结果。在并联电路中，干路开关和支路开关的控制作用有什么不同？
【学生活动】小组代表回答：我们发现干路开关S控制整个电路，它断开后两个灯泡都不亮；支路开关S1只能控制它所在支路的灯泡L1，对L2没有影响；同样S2只能控制L2，对L1没有影响。这说明并联电路中干路开关控制所有用电器，支路开关只能控制本支路的用电器。
【教师活动】分析得非常准确！请同学们思考：为什么干路开关能控制所有用电器，而支路开关只能控制本支路的用电器呢？能否从电流路径的角度来分析？
【学生活动】学生D回答：因为干路开关在总电流路径上，所有电流都必须经过它，所以它断开后所有支路都不通了。而支路开关只在它所在的那条支路上，它断开后只影响那条支路，其他支路的电流仍然可以流通。所以支路开关只能控制本支路，不能控制其他支路。
重点强调 | 并联电路开关控制作用的记忆口诀：干路开关管全部，就像「总闸」断了全屋黑；支路开关管局部，就像房间的开关只管自己这盏灯。记住这个「总闸与分闸」的比喻，就能轻松理解干路和支路开关的区别。
【知识点】并联电路中开关的控制作用：（1）干路开关控制整个电路，可以控制所有用电器；（2）支路开关只能控制其所在支路的用电器，对其他支路没有影响；（3）各支路之间互不影响，一条支路断开，其他支路仍可正常工作。
【设计意图】并联电路开关控制作用的探究是本节课的教学难点。通过让学生亲手操作实验，分别控制干路开关和支路开关，观察不同开关状态下的灯泡发光情况，使学生直观理解干路开关和支路开关控制作用的不同。实验后要求学生用电流路径来解释现象，进一步深化对并联电路结构的理解，突破教学难点。
实验注意 | 连接并联电路时的注意事项：（1）连接电路时开关必须断开，严禁带电操作；（2）导线连接要牢固，不能松动，以免接触不良影响实验效果；（3）并联电路连接时注意区分干路和支路，干路开关接在电源与分支点之间，支路开关接在各支路中；（4）实验结束后及时断开开关，整理器材。
【过渡语】同学们，我们已经分别学习了串联电路和并联电路的特点。现在，老师想请大家把这两种电路放在一起，做一个全面的比较。看看它们之间到底有哪些相同点和不同点？谁来说说看？
探究四：串联电路和并联电路的比较（2分钟）
【环节6】归纳总结，建立知识体系
【教师活动】请同学们对照大屏幕上的比较图，结合我们刚才做的实验，从连接方式、电流路径、用电器关系、开关控制作用等几个方面，将串联电路和并联电路进行对比。
图8 串联电路和并联电路比较图
【学生活动】学生认真观察比较图，结合实验体验，在笔记本上自主绘制对比表格，梳理串联电路和并联电路的区别和联系。
串联电路和并联电路的比较
比较项目 串联电路 并联电路
连接方式 各元件逐个顺次连接（首尾相连） 各元件并列连接（两端相连）
电流路径 只有一条路径 有两条或两条以上路径
用电器关系 相互影响，一个断开，全部停止工作 互不影响，一个断开，其他仍可工作
开关控制作用 一个开关控制所有用电器，与位置无关 干路开关控制所有用电器，支路开关只控制本支路用电器
电路图特征 元件依次排列，无分支点 有分支点和汇合点
【设计意图】通过引导学生自主归纳总结，将零散的知识点系统化，形成完整的知识结构。对比表格的形式使知识一目了然，便于学生理解和记忆，同时也培养了学生的比较和归纳能力。
【过渡语】同学们，我们已经全面学习了串联电路和并联电路的特点和判断方法。下面让我们通过两道例题来检验一下大家的掌握情况，看看能否灵活运用所学知识解决实际问题。
（三）例题精讲（5分钟）
例题1：串联电路的判断
下列四个电路中，闭合开关后，小灯泡L1和L2属于串联连接的是（ ）
A. 电流从电源正极出发，先经过开关S，然后分成两条支路分别经过L1和L2，最后汇合回到电源负极。
B. 电流从电源正极出发，依次经过开关S、灯泡L1、灯泡L2，最后回到电源负极，电流路径只有一条。
C. 电流从电源正极出发，经过开关S后分成两条支路，一条经过L1，另一条经过L2，然后两条支路汇合回到电源负极。
D. 电流从电源正极出发，先经过灯泡L1，然后经过开关S，再经过灯泡L2，但是灯泡L1的两端被一根导线直接连接。
【解题思路】
【教师活动】请同学们先独立思考，然后告诉老师你的答案和判断依据。判断串联电路的关键是什么？
【学生活动】学生E回答：我认为答案是B。判断串联电路的关键是看电流路径是否只有一条。A选项和C选项中电流都有分支，是并联电路；D选项中L1被导线短路，不能正常工作；只有B选项电流只有一条路径，依次经过各元件，是串联电路。
【教师活动】回答完全正确！判断串联电路的方法就是看电流路径：如果电流从正极到负极只有一条路可走，没有分支，就是串联；如果有分支，就是并联。另外还需要注意，如果电路中有用电器被短路的情况，也不能算作正常的串联电路。
判断技巧 | 判断串联与并联的「三步法」：第一步：看电流路径的数量——电流从电源正极到负极，只有一条路径的是串联，有两条或以上路径的是并联。第二步：看元件连接方式——逐个顺次连接的是串联，并列连接的是并联。第三步：看用电器之间是否相互影响——一个断开另一个不工作的是串联，一个断开另一个仍工作的是并联。
例题2：并联电路开关控制分析
如图所示的电路中，有电源、灯泡L1和L2、开关S1和S2、导线若干。要使灯泡L1和L2组成并联电路，且开关S1只能控制灯泡L1，开关S2控制整个电路，则导线的连接方式为（ ）
A. 将L1和L2串联后，S1与L1并联，S2串联在干路中。
B. 将L1和L2并联，S1与L1串联在同一支路中，S2串联在干路中。
C. 将L1和L2并联，S1串联在干路中，S2与L2串联在同一支路中。
D. 将L1和L2并联，S1和S2都串联在干路中。
【解题思路】
【教师活动】这道题比较复杂，需要同时满足三个条件：并联、S1只控制L1、S2控制整个电路。请同学们逐一分析每个选项是否符合要求。
【学生活动】学生F回答：我认为答案是B。分析如下：A选项是串联电路，不符合「并联」的条件；B选项中L1和L2并联，S1只与L1串联在同一支路中，所以S1只能控制L1，S2在干路中，可以控制整个电路，完全符合题意；C选项中S1在干路中，会控制整个电路而不是只控制L1，不符合题意；D选项中两个开关都在干路中，都不能单独控制某个灯泡，也不符合题意。
【教师活动】非常精彩的分析！这道题的关键是要理解并联电路中开关所处的位置决定了它的控制范围：在干路上的开关控制整个电路，在支路上的开关只控制本支路。解题时我们可以采用「排除法」，逐一检查每个选项，不符合任何一个条件的直接排除。
【设计意图】通过两道例题的精讲，帮助学生巩固串并联电路的判断方法和开关控制作用的分析。例题1侧重基础判断，例题2侧重综合应用，难度递进，符合学生的认知规律。通过教师的引导讲解和学生的自主分析，培养学生的逻辑推理能力和解题技巧。
（四）课堂练习（4分钟）
练习1：选择题
1. 如图所示，当开关S闭合时，灯泡L1与L2组成串联电路的是（ ）
电路图选项A
电路图选项B
电路图选项C
电路图选项D
【教师活动】请同学们运用我们刚才总结的「三步法」来判断，注意观察电流路径。给大家1分钟时间思考。
【学生活动】学生思考后回答：正确答案是A。因为只有A选项的电路中电流只有一条路径，依次经过开关、灯泡L1和灯泡L2，是串联电路；B、C、D三个选项的电流都有分支，是并联电路。
练习2：填空题
2. 如图所示的电路中有三个开关S1、S2、S3，要使灯泡L1、L2组成串联电路，应闭合开关______，其余断开。要使灯泡L1、L2组成并联电路，应闭合开关______，其余断开。若将开关S1、S2、S3均闭合，则灯泡______（选填「L1」「L2」或「L1和L2」）不亮。
图9 练习2电路图
【教师活动】这道题考察的是串并联电路的转换，请同学们先分析电路图，然后填写答案。给大家2分钟时间。
【学生活动】学生认真分析电路图后回答：要使L1和L2串联，需要电流只有一条路径，应闭合开关S2，其余断开；要使L1和L2并联，需要电流有两条路径，应闭合开关S1和S3，其余断开；当三个开关都闭合时，电流会直接通过开关从电源正极回到负极，L1和L2都被短路，所以L1和L2都不亮。
【设计意图】通过两道课堂练习，及时检测学生对本节课核心知识的掌握情况。练习1考察串联电路的基本判断，练习2考察串并联电路的转换和短路分析，难度适中，既巩固了基础知识，又拓展了学生的思维。
（五）课堂小结（1分钟）
【教师活动】同学们，今天这节课我们学习了串联电路和并联电路。请一位同学来总结一下，这节课你学到了哪些知识？
【学生活动】学生总结：我学到了串联电路是元件逐个顺次连接，电流只有一条路径，各用电器相互影响，开关控制所有用电器且与位置无关。并联电路是元件并列连接，电流有多条路径，各用电器互不影响，干路开关控制所有用电器，支路开关只控制本支路。我还学会了用「看电流路径数量」的方法来判断串联和并联电路。
【教师活动】总结得非常全面！我们这堂课通过实验探究，不仅知道了串联电路和并联电路的定义和特点，还亲手验证了开关在不同电路中的控制作用。希望同学们在课后多观察生活中的电路，思考它们属于串联还是并联，把物理知识运用到实际生活中去。下节课我们将继续学习串并联电路中电流的规律，请同学们做好预习。
五、板书设计
15.3 串联电路和并联电路（第一课时）
一、串联电路
1. 定义：元件逐个顺次连接（首尾相连）
2. 特点：电流路径唯一，用电器相互影响
3. 开关控制：控制所有用电器，与位置无关
二、并联电路
1. 定义：元件并列连接（两端相连）
2. 特点：电流路径多条，用电器互不影响
3. 开关控制：干路开关控制全部，支路开关控制本支路
三、判断方法
看电流路径数量：一条→串联；两条或以上→并联
看用电器关系：互不影响→并联；相互影响→串联
六、教学反思
1. 学生对串联电路和并联电路的定义是否能准确理解并用自己的语言表述？在教学中是否提供了足够的实例和图示帮助学生建立直观认识？
2. 实验探究环节中，学生连接电路的操作是否规范？是否每个学生都有动手操作的机会？实验器材的准备是否充分？
3. 对于并联电路中干路开关和支路开关控制作用的区别这一教学难点，学生是否真正理解？是否需要在后续课时中进一步巩固？
4. 课堂练习的设计是否有效检测了学生对核心知识的掌握情况？练习的难度和数量是否适中？
5. 例题的选择是否具有典型性和层次性？是否有效地帮助学生建立了判断串并联电路的思维方法？
6. 在时间分配上，各个环节的时间是否合理？情境导入是否充分激发了学生的兴趣？探究环节是否给予了学生足够的思考和操作时间？

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