第1節(jié)電壓（教學(xué)設(shè)計）年級九年級學(xué)科物理教師課題第1節(jié)電壓教學(xué)目標(biāo)物理觀念知道電壓的作用及電源是提供電壓的裝置。知道電壓的單位及其換算關(guān)系，記住干電池及家庭電路的電壓值，了解電壓表的用途與符號?？茖W(xué)思維會正確選用電壓表的測量范圍，正確讀出電壓表的示數(shù)?？茖W(xué)探究通過觀察認(rèn)識電壓表，會正確使用電壓表測量電壓。科學(xué)態(tài)度與責(zé)任在初步認(rèn)識電源、電壓關(guān)系的過程中，感受推理方法。教材分析本節(jié)內(nèi)容由“電壓”和“電壓的測量”兩部分構(gòu)成。“電壓”部分是將電壓與水壓進行類比理解電壓的作用。利用小資料的形式來展示常見的幾種電壓值?！半妷旱臏y量”是通過引導(dǎo)學(xué)生仔細觀察電壓表和閱讀電壓表的使用說明，讓學(xué)生總結(jié)得出電壓表的連接方法和使用方法。教學(xué)中可通過實物、視頻等手段和學(xué)生實驗，引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)電壓表的連接、使用和讀數(shù)，提高學(xué)生的認(rèn)知能力和實驗?zāi)芰?。這個過程雖然難度稍大，但在使用電壓表時一般不存在“燒表”的危險，所以教材中安排學(xué)生自行實驗。學(xué)情分析1.知識儲備分析：學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了電流和電路的相關(guān)知識，對電路的基本組成、電流的形成等有了初步的認(rèn)識，這為學(xué)習(xí)電壓奠定了一定的知識基礎(chǔ)。但電壓是一個抽象的概念，看不見、摸不著，學(xué)生理解起來會有一定的困難。2.學(xué)習(xí)興趣與態(tài)度分析：九年級的學(xué)生正處于從形象思維向抽象思維過渡的關(guān)鍵時期，他們對新鮮事物充滿好奇心和求知欲，具備一定的自主學(xué)習(xí)能力和合作探究意識。在學(xué)習(xí)習(xí)慣和態(tài)度方面，部分學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較強，但也有一些學(xué)生存在學(xué)習(xí)動力不足、依賴教師講解等情況。在課堂教學(xué)中，需要采用多樣化的教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，引導(dǎo)學(xué)生積極參與到課堂學(xué)習(xí)和探究活動中來。3.學(xué)習(xí)難點分析：學(xué)生對電壓的理解，會感到較陌生。教師可通過實物展示、視頻播放等方式，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和良好的閱讀習(xí)慣。通過“類比法”使學(xué)生認(rèn)識和理解電源和電壓，激發(fā)學(xué)生進行探索的興趣，發(fā)展學(xué)生的思維能力。通過觀察、分析實驗現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度，增強學(xué)生交流與合作的能力。教學(xué)重點電壓表的正確使用。教學(xué)難點對電壓概念的理解。教學(xué)器材干電池幾組、小燈泡多個（含燈座）、開關(guān)、導(dǎo)線若干、電壓表等。多媒體ppt，包含視頻：《電壓表的使用》、《電壓與水壓》等。教學(xué)過程教師活動學(xué)生活動導(dǎo)入新課【播放視頻并提問】請同學(xué)們欣賞視頻——《水果電池》。幾只水果提供的電力足以點亮一排發(fā)光二極管！發(fā)光二極管為什么會亮呢？原來水果在這里扮演了“電源”的角色，它為發(fā)光二極管提供了“電壓”，使自由電荷在電路中定向移動起來。電源是如何使電流持續(xù)流過用電器的呢?。學(xué)習(xí)新課一、電壓1.探究電流的形成原因【實驗器材】兩節(jié)干電池、一個小燈泡、一個開關(guān)和一些導(dǎo)線?！緦嶒炦^程】甲乙丙（1）如圖甲所示，干電池沒有接入電路中，觀察小燈泡是否發(fā)光。（2）如圖乙、丙所示，把小燈泡接入電路中，第一次用一節(jié)干電池做電源，第二次用二節(jié)干電池做電源，觀察小燈泡的亮度。【實驗現(xiàn)象】不接電池小燈泡不亮；接入一節(jié)電池時，小燈泡發(fā)光暗；接入兩節(jié)電池時，小燈泡發(fā)光亮。【分析現(xiàn)象】沒有電池時，導(dǎo)線中雖然有大量的自由電子，但不發(fā)生“定向”移動，沒有電流，所以小燈泡不亮。當(dāng)接上電池時，小燈泡發(fā)光，表明金屬導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生了定向移動形成電流。也就是電源的兩極間存在著某種“力量”迫使整個電路中的電子產(chǎn)生了定向移動。電源兩極間的這種作用稱為“電壓”?！緦嶒灲Y(jié)論】電壓是形成電流的原因。2.用類比法認(rèn)識電壓將電壓與水壓進行類比理解電壓的作用。（1）水流的形成過程：抽水機提供水壓（水位差）→水管形成水流→水輪機利用水能→閥門控制水流通斷。（2）電流的形成過程：電源提供電壓（電位差）→電路形成電流→電燈利用電能→開關(guān)控制電流通斷?！静シ乓曨l】——《電壓與水壓類比》3.電源的作用：電源在電路中的作用就是提供電壓，不同的電源給電路兩端所提供的電壓是不相同的。如果某一電路與電源相連接，電壓就加在這段電路的兩端，使導(dǎo)體中的自由電荷定向移動形成電流。4.電壓的單位【指導(dǎo)閱讀課本第68頁】知道電壓單位及其常見的電壓值。（1）國際單位制：伏特，簡稱伏，符號是V。（2）常用單位：千伏（kV）、毫伏（mV）換算關(guān)系：1kV＝103V1V＝103mV（3）常見的電壓常用干電池1.5V手機電池3.7V電子手表用氧化銀電池1.5V我國的家庭電路220V鉛蓄電池2V大型發(fā)電機6.3～18kV特高壓輸電大于1000kV閃電時云層間可達106V【例題1】華為麒麟9020芯片是華為有自主知識產(chǎn)權(quán)的手機芯片，采用7nm工藝制造。華為手機擁有反向無線充電技術(shù)，如圖所示，將另一架手機置于華為手機上，就能給另一架手機充電。此時，華為手機相當(dāng)于電路中的______，另一架手機相當(dāng)于電路中的_______。手機使用的鋰電池電壓是3.7V＝_______mV?！敬鸢浮侩娫?，用電器，3.7×103?！纠}2】物理上有許多的學(xué)習(xí)方法，在我們認(rèn)識電流的時候，往往從水流中開始的，如圖，從圖中可知，抽水機提供______，電源可提供______，這種物理學(xué)中應(yīng)用的方法叫______法。【答案】水壓，電壓，類比。做例題1，知道電源的概念，會進行電壓單位換算。做例題2，通過與水壓類比法理解電壓的概念。學(xué)習(xí)新課二、電壓的測量1.認(rèn)識電壓表【展示實物】電壓表是測量電壓高低的儀器。電路符號：。實驗室常用電壓表如圖所示。主要組成有：三個接線柱、表盤、指針、調(diào)零螺絲等。（1）電壓表的測量范圍：表盤上有兩排刻度，表示電壓表的測量范圍，分別是0~3V和0~15V。（2）接線柱：有三個接線柱，分別是“-”、“3”和“15”?！?”表示負接線柱，“3”和“15”兩個接線柱都是“+”接線柱。使用“3”和“-”兩個接線柱時，電壓表的測量范圍是0~3V，最大可測3V的電壓。使用“15”和“-”兩個接線柱時，測量范圍是0~15V，最大可測15V的電壓。2.電壓表的讀數(shù)（1）明確所選電壓表的測量范圍。例如，0~3V或0~15V。（2）確定電壓表的分度值：即表盤的1小格所代表的電壓大小。若測量范圍是0~3V，則每1小格表示0.1V；若測量范圍是0~15V，則每1小格表示0.5V。如圖所示，甲圖電壓表的示數(shù)為2V；乙圖電壓表的示數(shù)為12.5V。（3）讀數(shù)：接通電路，待指針穩(wěn)定（不左右擺動）后讀數(shù)。3.電壓表的使用指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本第68頁“直流電壓表使用說明書”，歸納出電壓表的使用規(guī)則。【歸納】（1）使用前進行調(diào)零。使用電壓表前應(yīng)該先觀察指針，是否指在零刻度線上，若不指在零刻度線，則調(diào)零旋鈕使指針指在零刻度線。（2）電壓表與被測用電器并聯(lián)。如圖所示，電壓表并聯(lián)在小燈L1兩端，測量L1兩端的電壓。電壓表與被測用電器并聯(lián)電流從“＋”接線柱流入（3）必須讓電流從紅色（“＋”號）接線柱流進，再從黑色（“-”號）接線柱流出。電壓表接入電路時，電壓表的“+”接線柱靠近電源的正極，“-”接線柱靠近電源的負極。若接反的話，則指針會反向偏轉(zhuǎn)，不能測量電壓，會損壞電壓表。（4）被測電壓不能超過電壓表的測量范圍。如果被測電壓超過電壓表的測量范圍，就無法讀數(shù)，而且也有可能損壞電壓表，這時應(yīng)該改用更大量程的電壓表?！霸囉|法”選測量范圍：為避免電壓過大損壞電壓表，在不能事先估算電壓的情況下，要先閉合開關(guān)然后迅速斷開（叫作“試觸”），看看在開關(guān)閉合的瞬間指針的偏轉(zhuǎn)是否在最大測量值之內(nèi)?！静シ乓曨l】——《電壓表的使用》4.學(xué)生實驗——用電壓表測量電壓【進行實驗】如圖，先將電壓表接在小燈泡兩端，接通電路，讀取電壓表的示數(shù)；再將電壓表接在電源兩端，接通電路，讀取電壓表的示數(shù)?！緦嶒灛F(xiàn)象】電壓表兩次的示數(shù)相同?！緦嶒灲Y(jié)論】在只有一個用電器的電路中，用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓相等。用電壓表測量電壓測量干電池串聯(lián)時的電壓5.電壓表與電流表的異同比較電壓表電流表用途測量電路兩端的電壓測量電路中的電流連接方式并聯(lián)在被測電路兩端串聯(lián)在被測電路中與電源相連能夠直接并聯(lián)在電源兩極上絕對不允許直接接在電源兩極上分析電路時電壓表可看做斷路電流表看成一條導(dǎo)線相同點①使用前要調(diào)零，弄清分度值、量程。②使用時都要使電流從正接線柱流入，負接線柱流出；③都要選擇合適的量程，使指針穩(wěn)定后再讀數(shù)；④不能估計出電流、電壓值時，可用試觸法判斷選量程?！纠}3】下列電路中電壓表測量R2兩端電壓，且電路連接正確的是（D）【例題4】在圖所示電路中，用筆畫線代替導(dǎo)線把電壓表接入電路，使電壓表測小燈泡L2兩端的電壓?！敬鸢浮恳娪覉D?！纠}5】如圖，在燒杯中加入鹽水，然后將連在電壓表上的銅片和鋁片插入鹽水中，這樣就制成了一個電池。觀察電壓表指針的偏轉(zhuǎn)與接線可知，這個電池的電壓是_____V；其中_____片是它的電池正極（選填“鋁”、“銅”）。【答案】0.3，銅。做例題5，會讀出電壓表的數(shù)，會根據(jù)電壓表判斷電源的電極。課堂練習(xí)課堂練習(xí)1.下列關(guān)于電壓的敘述正確的是（）A．手機電池的電壓是220VB．在任何情況下，一節(jié)干電池的電壓都是1.5VC．電壓只能使自由電子發(fā)生定向移動D．電壓是使導(dǎo)體中的自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因【答案】D.【解析】A．家庭電路的電壓是220V，手機電池的電壓約3.7V，故A錯誤；B．一節(jié)新干電池的電壓為1.5V，用久之后電壓會下降。故B錯誤；CD．電壓能使自由電荷發(fā)生定向運動，而不僅僅是自由電子發(fā)生定向移動，如：酸、堿、鹽水溶液中的正負離子。故C錯誤，D正確。2.恰當(dāng)運用“類比法”可深刻理解物理現(xiàn)象。如圖所示，我們可以將電路中_____類比為水路中的水流，電路中_____類比為水路中的水壓，而抽水機在“水路”中的作用相當(dāng)于電路中的______?！敬鸢浮侩娏?，電壓，電源。【解析】水的定向移動形成水流，電荷的定向移動形成電流，通過這種相似性將無形的電流類比于有形的水流，理解就容易了。水之所以能定向移動，是因為有水壓，電荷之所以定向移動是因為有電壓，因此將電壓類比于水壓就容易理解電壓和電流之間的關(guān)系了。水壓是抽水機不斷抽水形成水位差即產(chǎn)生水壓，而電壓則是由電源提供，所以抽水機在水路中的作用相當(dāng)于電路中的電源。3.同學(xué)們在實驗室中利用電壓表測量小燈泡電壓時，畫出下面幾種電路圖，其中正確的是（）【答案】C?！窘馕觥侩妷罕碓跍y量電壓時，應(yīng)并聯(lián)接入電路中；電流要從電壓表的正接線柱流入，從負接線柱流出，故C正確，ABD錯誤。所以選C。4．如圖電路，①、②是電壓表或電流表。閉合開關(guān)S，下列判斷正確的是（）A．若①、②是電流表，則燈L1、L2并聯(lián)B．若①、②是電壓表，則燈L1、L2串聯(lián)C．若①是電流表，②是電壓表，則只有燈L1發(fā)光D．若①是電壓表，②是電流表，則只有燈L2發(fā)光【答案】B.【解析】A．若①、②是電流表，閉合開關(guān)后，電源被短路，故A錯誤；B．若①、②是電壓表，電路的路徑只有一條，燈L1、L2串聯(lián)，故B正確；C．若①是電流表，②是電壓表，電源會被短路，故C錯誤；D．若①是電壓表，②是電流表，燈L2被短路，只有燈L1發(fā)光，故D錯誤。5.小明同學(xué)用燈泡L1和L2組成了串聯(lián)電路，他連接的電路如圖所示．（1）閉合開關(guān)，觀察到的現(xiàn)象是________；出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_______．（2）請你在實物圖上只改動一根導(dǎo)線，使電壓表能夠測出L1兩端的電壓．（要求：在需要改動的導(dǎo)線上畫“×”，用筆將改動后的導(dǎo)線畫出，導(dǎo)線不許交叉）【答案】（1）電壓表的指針向分度盤的左邊偏轉(zhuǎn)；（2）電壓表的正、負接線柱接反；（3）見右圖?！窘馕觥坑蓤D可知，電壓表的“-”接線柱接靠近電源正極，而“3”接線柱靠近電源負極．此時閉合開關(guān)將會出現(xiàn)電壓表指針反偏的現(xiàn)象（電壓表的指針向分度盤的左邊偏轉(zhuǎn)）．電壓表指針反偏是因為其正、負極接線柱接反．要使電壓表能夠測出L1兩端的電壓，則電壓表要與L2并聯(lián)，并注意“正進負出”．所以應(yīng)將原來L2右端到電壓表“-”的導(dǎo)線打“×”，將電壓表“-”接線柱連接到L1右端．如圖所示。6.在如圖所示的a、b兩個圓圈內(nèi)填上電流表或電壓表的符號，使開關(guān)閉合后兩盞燈并聯(lián)。電壓表用字母V表示，電流表用字母A表示。【答案】見右圖.【解析】根據(jù)圖示可知，使閉