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初中物理串联与并联实验设计方案

初中物理串联与并联电路实验设计方案

一、实验概述

本实验旨在引导学生通过亲自动手操作，深入理解串联电路和并联电路的基本构成特点、电流路径以及开关在不同电路中的控制作用。通过观察灯泡的亮灭情况，分析比较两种基本电路连接方式的本质区别，为后续学习电路计算及欧姆定律奠定坚实的感性认识基础。本实验适用于初中物理电学部分的入门教学，建议安排一至两课时，可根据学生实际操作能力灵活调整。

二、实验目的

1.认识电路元件：能正确识别并使用电源（干电池或学生电源）、小灯泡、开关、导线等基本电路元件。

2.掌握连接技能：学会用导线将电路元件连接成串联电路和并联电路，初步培养规范的电路连接操作能力。

3.理解电路特点：通过实验观察，归纳串联电路和并联电路在电流路径、用电器之间相互影响以及开关控制作用等方面的主要特征。

4.培养科学素养：体验科学探究的基本过程，学习观察、比较、分析、归纳的科学方法，培养实事求是的科学态度和安全操作意识。

三、实验原理

1.串联电路：将电路元件逐个顺次连接起来的电路。在串联电路中，电流从电源正极出发，只有一条路径通过所有用电器，最后回到电源负极。因此，串联电路中通过各用电器的电流相等；若其中一个用电器断路或损坏，整个电路将无法工作。

2.并联电路：将电路元件并列地连接在电路两点间的电路。在并联电路中，电流从电源正极出发后，会在某一点分成几条支路，每条支路各自通过一个（或一组）用电器，之后再汇合回到电源负极。因此，并联电路中各支路两端的电压相等；各支路用电器的工作状态互不影响，一条支路断路，其他支路仍可正常工作。

四、实验器材

学生电源（或若干节干电池及电池盒）、小灯泡（2-3个，规格可相同或不同）、小灯座（与小灯泡配套，2-3个）、单刀开关（2-3个）、导线若干（带有绝缘皮，两端剥去绝缘层）、（可选）电流表示数。

五、实验内容与步骤

（一）串联电路的连接与探究

1.熟悉器材：清点并观察所提供的实验器材，了解小灯泡、灯座、开关、电源的结构特点及正负极（若为电池）。

2.设计电路图：在实验报告纸上，根据串联电路的定义，尝试画出由电源、一个开关、两个小灯泡组成的串联电路图。

3.连接实物电路：

*按照所画的电路图，先将电源断开（或开关处于断开状态）。

*从电源的正极（或负极）开始，依次连接开关、第一个小灯泡（通过灯座）、第二个小灯泡（通过灯座），最后连接到电源的负极（或正极）。注意导线连接处要牢固，避免接触不良。

*连接过程中，确保导线不交叉，开关处于断开状态，检查各元件连接是否正确，有无短路隐患。

4.观察与记录：

*闭合开关，观察两个小灯泡的发光情况（是否发光，亮度如何），记录现象。

*断开开关，将其中一个小灯泡从灯座中拧下（模拟该灯泡断路），再闭合开关，观察另一个小灯泡的发光情况，记录现象。

*（可选操作）若有多个开关，可将开关分别串联在电路的不同位置（如靠近电源正极、两灯之间、靠近电源负极），观察不同位置开关对电路的控制作用是否相同。

（二）并联电路的连接与探究

1.设计电路图：在实验报告纸上，根据并联电路的定义，尝试画出由电源、一个总开关、两个支路（每个支路各有一个小灯泡和一个支路开关）组成的并联电路图。

2.连接实物电路：

*同样，先确保电源断开。

*从电源正极（或负极）出发，连接总开关的一个接线柱。

*从总开关的另一个接线柱引出两条支路：

*第一条支路：连接第一个支路开关、第一个小灯泡（通过灯座），然后回到电源负极（或正极）的连接点。

*第二条支路：连接第二个支路开关、第二个小灯泡（通过灯座），然后回到与第一条支路相同的电源负极（或正极）连接点。

*确保所有连接点牢固，开关均处于断开状态，仔细检查电路连接是否符合并联电路的特点，有无短路。

3.观察与记录：

*闭合总开关，再分别闭合两个支路开关，观察两个小灯泡的发光情况，记录现象。

*保持总开关闭合，断开其中一个支路开关（例如控制第一个小灯泡的开关），观察两个小灯泡的发光情况有何变化，记录现象。

*再闭合该支路开关，断开另一个支路开关，同样观察并记录现象。

*保持总开关闭合，两个支路开关也闭合，拧下其中一个小灯泡（模拟该支路断路），观察另一个小灯泡的发光情况，记录现象。

*（可选操作）若只有一个总开关，可观察当总开关断开或闭合时，整个电路的通断情况。

（三）（拓展）尝试连接包含三个用电器的串、并联电路，或引入电流表观察电流特点。

六、实验现象观察与记录

|电路类型|操作情况|灯泡L1发光情况|灯泡L2发光情况|实验结论（初