一、情境導入：從生活現(xiàn)象到科學問題的思維躍升演講人CONTENTS情境導入：從生活現(xiàn)象到科學問題的思維躍升基礎鋪墊：串聯(lián)電路的核心特征回顧核心探究：電壓分配現(xiàn)象的實驗驗證規(guī)律總結：電壓分配的數(shù)學表達與本質解析拓展應用：生活中的電壓分配智慧總結升華：從現(xiàn)象到規(guī)律的科學思維培養(yǎng)目錄2025小學四年級科學上冊串聯(lián)電路電壓分配現(xiàn)象課件01情境導入：從生活現(xiàn)象到科學問題的思維躍升情境導入：從生活現(xiàn)象到科學問題的思維躍升清晨走進教室，我總能看到孩子們圍在教室后方的“科學角”——那里掛著一串節(jié)日彩燈，前幾天有個小燈泡不亮了，孩子們正七嘴八舌地討論：“是不是電池沒電了？”“可能線松了？”“為什么一個燈泡壞了，其他也不亮？”這些充滿童真的疑問，恰好指向了我們今天要探索的主題：串聯(lián)電路中的電壓分配現(xiàn)象。1生活中的串聯(lián)電路初體驗當我們打開手電筒，按下開關的瞬間，電流從電池正極出發(fā)，依次經(jīng)過燈泡、彈簧，回到負極——這就是最典型的串聯(lián)電路。再比如節(jié)日里裝飾用的小彩燈串，若其中一個燈泡燈絲燒斷，整串燈都會熄滅，這說明串聯(lián)電路中各用電器是“一榮俱榮，一損俱損”的關系。這些生活場景，正是我們開啟科學探究的最佳起點。2從現(xiàn)象到問題的思維轉化孩子們觀察到“串聯(lián)電路中一個用電器故障會影響整體”后，我曾問過他們：“如果所有燈泡都正常工作，它們的‘電力’（電壓）會一樣嗎？”有孩子說：“電池只有一個，每個燈泡應該分一樣多的電！”也有孩子反駁：“大燈泡可能需要更多電，就像大胃王要吃更多飯！”這些看似稚嫩的猜想，恰恰是科學探究中最珍貴的“假設”環(huán)節(jié)。今天，我們就通過實驗來驗證這些猜想，揭開串聯(lián)電路電壓分配的秘密。02基礎鋪墊：串聯(lián)電路的核心特征回顧基礎鋪墊：串聯(lián)電路的核心特征回顧要理解電壓分配現(xiàn)象，必須先明確串聯(lián)電路的基本特征。就像建房子要先打地基，科學探究也需要扎實的知識儲備。1串聯(lián)電路的定義與連接方式串聯(lián)電路是指用電器首尾依次相連，電流只有一條路徑的電路。用符號表示就是：電池→用電器1→用電器2→…→電池負極。這種連接方式的關鍵特點是“電流的唯一性”——無論有多少個用電器，電流從正極出發(fā)后，必須依次經(jīng)過每一個用電器才能回到負極。2串聯(lián)電路的電流規(guī)律通過之前的學習我們知道，串聯(lián)電路中電流處處相等。就像一條河流，無論流經(jīng)狹窄的峽谷還是寬闊的平原，水流的總量（電流大小）是不變的。用電流表測量串聯(lián)電路中不同位置的電流值，會發(fā)現(xiàn)A點（電池正極后）、B點（用電器1和用電器2之間）、C點（電池負極前）的電流數(shù)值完全相同，這為我們分析電壓分配提供了重要前提。3電壓的初步理解電壓是推動電荷定向移動形成電流的“動力”，可以類比為“水流的落差”：落差越大（電壓越高），水流越急（電流越大）。在電路中，電池是提供電壓的“動力源”，每個用電器在工作時會“消耗”一定的電壓，就像水壩在河流中形成小的落差，總落差（電池電壓）等于各個小落差（用電器電壓）之和。03核心探究：電壓分配現(xiàn)象的實驗驗證核心探究：電壓分配現(xiàn)象的實驗驗證“紙上得來終覺淺，絕知此事要躬行?！睘榱酥庇^觀察串聯(lián)電路中的電壓分配，我們需要設計一個科學嚴謹?shù)膶嶒灐?實驗器材與安全須知器材準備：3節(jié)1.5V干電池（總電壓4.5V）、2個不同規(guī)格的小燈泡（如2.5V和3.8V）、開關、導線若干、電壓表（學生用，量程0-15V）。安全提示：電壓表要并聯(lián)在用電器兩端，正接線柱接靠近電池正極的一端；連接電路時開關要斷開，避免短路；實驗后及時斷開開關，節(jié)約電池。2實驗步驟與數(shù)據(jù)記錄：連接串聯(lián)電路將電池、開關、兩個小燈泡依次串聯(lián)，確保導線連接牢固。閉合開關，觀察燈泡亮度——2.5V的燈泡較亮，3.8V的燈泡較暗，這初步說明它們“獲得”的電壓可能不同。第二步：測量總電壓將電壓表并聯(lián)在電池兩端（即整個電路兩端），閉合開關，記錄電壓值U總≈4.5V（因電池略有損耗，實際可能為4.3-4.5V）。第三步：測量各用電器電壓測量燈泡L1（2.5V）兩端電壓：將電壓表并聯(lián)在L1兩端，記錄U1≈1.5V；測量燈泡L2（3.8V）兩端電壓：將電壓表并聯(lián)在L2兩端，記錄U2≈3.0V；驗證總電壓關系：U1+U2≈4.5V，與U總基本一致。2實驗步驟與數(shù)據(jù)記錄：連接串聯(lián)電路1U1≈3.0V，U2≈1.5V，U1+U2仍≈4.5V。32將L1換成3.8V燈泡，L2換成2.5V燈泡，重新測量：第四步：更換用電器重復實驗3實驗現(xiàn)象的分析與討論觀察實驗數(shù)據(jù)，我們發(fā)現(xiàn)兩個關鍵規(guī)律：串聯(lián)電路中總電壓等于各用電器兩端電壓之和（U總=U1+U2+…+Un）；不同規(guī)格的用電器（電阻不同）分得的電壓不同，電阻較大的用電器分得的電壓更高（如3.8V燈泡電阻更大，分得3.0V；2.5V燈泡電阻較小，分得1.5V）。孩子們在實驗中提出了有趣的問題：“如果用三個燈泡串聯(lián)，總電壓會等于三個電壓之和嗎？”“如果兩個燈泡完全一樣，電壓會平分嗎？”這些問題推動我們進一步拓展探究。04規(guī)律總結：電壓分配的數(shù)學表達與本質解析規(guī)律總結：電壓分配的數(shù)學表達與本質解析通過實驗數(shù)據(jù)的歸納，我們可以用更嚴謹?shù)恼Z言描述串聯(lián)電路的電壓分配規(guī)律。1電壓分配的數(shù)學關系式在串聯(lián)電路中，各用電器兩端的電壓與其電阻成正比，即：U1/U2=R1/R2（其中U為電壓，R為電阻）對于兩個用電器的情況，總電壓U總=U1+U2，結合上述比例關系可得：U1=(R1/(R1+R2))×U總U2=(R2/(R1+R2))×U總雖然四年級學生不需要掌握復雜的公式推導，但可以通過“電阻大的用電器需要更多電壓‘動力’”來理解這一規(guī)律——就像兩個小朋友抬水，力氣大的（電阻大）需要多抬一點，力氣小的（電阻?。┥偬б稽c，總重量（總電壓）是兩人抬的重量之和。2從微觀視角理解電壓分配電流在電路中流動時，會受到用電器的“阻礙”（電阻）。電阻越大，電流通過時需要克服的阻礙越多，因此需要更大的電壓（動力）來推動。就像水流經(jīng)過狹窄的管道（電阻大）時，需要更大的水壓（電壓）才能保持水流速度（電流）不變，這就是為什么電阻大的用電器分得的電壓更高。3特殊情況：相同電阻的用電器當串聯(lián)電路中各用電器電阻相等時（如兩個相同的小燈泡），它們分得的電壓也相等。例如，用兩個2.5V的燈泡串聯(lián)，總電壓4.5V時，每個燈泡分得約2.25V，這符合“平分”的猜想。這種特殊情況能幫助學生更深刻地理解“電壓分配與電阻成正比”的普遍規(guī)律。05拓展應用：生活中的電壓分配智慧拓展應用：生活中的電壓分配智慧科學規(guī)律的價值在于指導實踐。串聯(lián)電路的電壓分配現(xiàn)象在生活中有著廣泛的應用。1節(jié)日彩燈的設計奧秘我們常見的小彩燈串，通常采用串聯(lián)方式連接。如果所有燈泡規(guī)格相同（電阻相等），它們會平分電池電壓，保證每個燈泡正常發(fā)光。但如果其中一個燈泡燈絲燒斷（電阻變?yōu)闊o窮大），該燈泡兩端會分得幾乎全部電壓（約4.5V），而其他燈泡電壓變?yōu)?，因此整串燈熄滅——這解釋了孩子們之前的疑惑。2電子設備中的分壓電路在一些電子設備中，需要獲得特定的低電壓（如給某元件提供3V電壓），但電池電壓是6V，這時可以通過串聯(lián)一個電阻（分壓電阻）來實現(xiàn)。分壓電阻會“吃掉”3V電壓，讓目標元件獲得3V電壓，這種設計體現(xiàn)了人類對電壓分配規(guī)律的巧妙運用。3家庭電路中的“非串聯(lián)”選擇細心的孩子會發(fā)現(xiàn)，家庭中的電燈、電視等用電器都是并聯(lián)的，這是因為并聯(lián)電路中各用電器電壓相等（等于電源電壓），互不影響。而串聯(lián)電路的電壓分配特性更適合需要“分工”使用電壓的場景，如小彩燈、電子電路中的分壓設計。06總結升華：從現(xiàn)象到規(guī)律的科學思維培養(yǎng)總結升華：從現(xiàn)象到規(guī)律的科學思維培養(yǎng)回顧今天的探究過程，我們從生活現(xiàn)象出發(fā)，通過實驗觀察、數(shù)據(jù)記錄、規(guī)律歸納，最終揭示了串聯(lián)電路電壓分配的奧秘。這不僅讓我們理解了“總電壓等于各部分電壓之和”“電壓分配與電阻成正比”的科學規(guī)律，更重要的是體驗了“提出問題—作出假設—設計實驗—分析數(shù)據(jù)—得出結論”的科學探究方法。1核心知識的凝練各用電器分得的電壓與其電阻成正比（U1/U2=R1/R2）?？傠妷旱扔诟饔秒娖鲀啥穗妷褐停║總=U1+U2+…+Un）；串聯(lián)電路電壓分配的核心規(guī)律可總結為兩點：2科學思維的升華今天的學習不僅是知識的積累，更是思維的成長。當我們看到“一個燈泡不亮，整串燈熄滅”的現(xiàn)象時，沒有停留在表面，而是深入追問“電壓如何分配”；當實驗數(shù)據(jù)與猜想不符時，沒有否定自己，而是重新審視操作、分析原因。這種“好奇—探究—反思”的思維習慣，正是科學精神的核心。3課后延伸的期待同學們，科學就在我們身邊。課后不妨觀察家中的手電筒、玩具車電路，思考它們是否是