11.5 电压 教学设计 2023-2024学年北师大版物理九年级全一册

第五节 电压 一、教学目标 1.知道电源是提供电压的设备,电压是电路中形成电流的原因. 2.知道电压用字母U表示,电压的国际单位是伏特,用符号V表示.电压的其他单位有kV、mV、 V,掌握它们之间的单位换算. 3.了解一些常见的电压值,记住人体的安全电压值及家庭电路电压值. 4.能够正确使用电压表测量电压. 5.知道并联电路中各用电器两端电压相等,串联电路中总电压等于各个用电器两端电压之和. 6.通过观察实物,认识电压表,掌握正确使用电压表的方法. 7.通过电压的学习,体会类比方法的运用,掌握研究问题的科学方法. 8.通过使用电压表测量电压,培养爱护仪表、认真求实的科学态度. 二、教学内容分析 本节教学内容可以分为四部分:第一,初步认识电压的概念;第二,介绍电压的单位和符号,并掌握电压单位的换算;第三,学习电压表的使用;第四,探究串联电路、并联电路中各用电器两端的电压关系. 电压 教科书首先通过“问题与思考”栏目引入电压概念.教学中,建议利用图11-43,用水压是形成水流的原因,来类比电压是形成电流的原因,初步介绍电压的概念.值得注意的是,教学过程中不要把电压的概念讲得太深,虽然电压是电学中重要的基本概念之一,但由于电压的概念非常抽象,需要学生在今后的学习过程中逐步加深理解. 对于水压与水流的对比,可以按照如下思路进行分析:连通器中的水位差使水流动,直到最后水面相平,水不再流动.要让水能够继续流动,需要安装一个抽水机,不断保持水位差,使水能够循环流动.用这样一个学生熟悉的现象类比电压使电荷运动形成电流,为了保持持续稳定的电流,需要电源来提供稳定的电压.让学生对于电压这个概念获得初步的印象就可以了.把教学重点放在介绍电压的单位及其换算,介绍一些常见的电压值上. 教科书直接给出了电压的符号、单位及它们之间的换算关系.对于电压的单位换算,教师要在教学过程中安排适当的时间让学生练习,充分落实这部分内容.教学中还可以请学生自学表11-3,了解一些电池的电压,家庭电路的电压和工厂动力用电的电压等. 电压的概念 电压也称作电势差或电位差,用来衡量单位电荷在静电场中由于电势不同所产生的能量差.这个概念与水位高低所造成的“水压”相似.需要指出的是,“电压”一词一般只用于电路当中,“电势差”或“电位差”则普遍应用于一切电现象当中.电压的国际单位是伏特(V),1 V相当于对1 C的电荷做了1 J的功,即1 V=1 J/C. 如果电压的大小及方向都不随时间变化,则称之为稳恒电压或恒定电压,简称为直流电压,用大写字母U表示.如果电压的大小及方向随时间变化,则称为变动电压.对电路分析来说,最为重要的一种变动电压是正弦交流电压(简称交流电压),其大小及方向均随时间按正弦规律作周期性变化.交流电压的瞬时值要用小写字母u表示. 电压还有另外一种定义方式:两点间电场强度的线积分,即电压代表电场力将单位正电荷从场中一点移动到另一点所做的功.用公式表示为,式中代表a点与b点之间的电压,E为电场强度,dl为积分路径上的线元.如果上式为正值,则为自a到b的电压降落(简称压降);若上式为负值,则为电压升高(简称压升).在静电场中,每一点对指定的参考点都有一定的电位,两点之间的电压就是它们的电位差.即,式中、分别为a点和b点的电位.两点间的电压或电位差与电位参考点的选择无关. 电压等级 电压等级,即电力系统及电力设备的额定电压级别系列.额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压,即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压.电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压,在这一允许偏离范围内,各种电力设备及电力系统本身仍能正常运行. 目前,我国最高交流电压等级是1 000 kV(晋东南—南阳—荆门线),于2009年初建成投入运行.在1 000 kV之下的是向家坝—上海,锦屏—苏南的特高压直流800kV.在此之下还有500 kV、330 kV、220 kV、110 kV、(60 kV)、35 kV、10 kV、380/220 V等,其中60 kV是由于历史原因遗留下来的,目前仅在我国东北地区使用. 目前,我国直流电压等级还有 500 kV(葛洲坝—上海南桥线、天生桥—广州线、贵州—广东线、三峡—广东线等), 50 kV(上海—嵊泗群岛线),100 kV(宁波—舟山线).电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成.通常将35 kV及35 kV以上的电压线路称为送电线路.10 kV及以下的电压线路称为配电线路.1 kV以上的电压称为“高电压”,1 kV以下的电压称为“低电压”.我国规定的安全电压包括36 V、24 V、12 V三种. 电压表 关于“电压表”内容的学习,与上一节学习电流表的要求基本相同. 通过“观察与思考”栏目,达到以下目的: