13.4 电压和电压表的使用（教学课件）-【上好课】九年级物理上册同步高效课堂（苏科版）

江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 上册 义务教育教科书 第十三章 电路初探 如同地球上的生命离不开空气和水一样， 现代社会离不开电 . 各种各样的用电器极大地丰富了我们的生活 . 用电器是怎样工作的？它的内部结构是什么样的？ 让我们从电路开始探究。 致老师、同学 说明 ppt使用高质量视频，资源比较大，本ppt约160MB. 本ppt共有56张、5段视频，可根据需要选择点播. 本ppt使用PowerPoint制作，建议使用PowerPoint播放. 视频 资源 ①演示实验—《水果电池》 ②视频讲解—《电流与水流的类比》 ③演示实验—《电压表的使用》 ④演示实验—《探究串、并联电路电压的特点》 免责 声明 ppt中的部分视频来源于自有媒体，其版权归原作者所有，如涉及版权问题，请及时联系我们删除。 导入新课 第四节 电压和电压表的使用 看一看 请同学们欣赏视频——《神奇的水果电池》 想一想 几只水果提供的电力足以点亮一排发光二极管！发光二极管为什么会亮呢？ 原来水果在这里扮演了“电源”的角色：它为发光二极管提供了“电压”，使自由电荷在电路中定向移动起来。 学习目标 1 了解电压的概念，知道电压的单位。 2 会正确使用电压表。 3 通过实验探究，知道串、并联电路电压的特点。 实践与练习 03 学习新课 01 课堂总结 02 综合提升训练 04 目录导航 01 学习新课 第四节 电压和电压表的使用 知识一 电压 1. 认识电压 （1）现象探究： 将电压与水压进行类比理解电压的作用 抽水机使A、B两容器内形成水位差，从而产生水压，在水压作用下，水在水管内定向流动形成持续的水流，水流带动水轮机工作。 电源使电路两端形成一定的电压，在电压作用下，电路中的电荷定向移动形成持续的电流，电流流过电灯使电灯发光。 知识一 电压 现象分析：接通电路，电路中的电源使电路两端保持一定的电压，在电压作用下，电路中的电荷就会持续地做定向运动，形成持续的电流。 结论：电压是形成电流的原因。 （2）电压的符号及单位 电压用符号U表示， 国际单位为伏特，简称伏，符号是V. 常用单位还有千伏（kV）、 毫伏（mV） 换算关系：1kV＝103V 1V＝103mV 知识一 电压 （3）身边的电压 干电池：1.5V 发生闪电时的电压可达104～109V 用三个蓄电池串联成的蓄电池组：6V 家庭电路：220 V 大型发电机： 1.5×104 V 知识一 电压 2. 电源的作用 电源的作用就是维持正负极间有一定的电压。不同的电源给电路两端所提供的电压是不相同的。 如果某一电路与电源相连接，电压就加在这段电路的两端，使导体中的自由电荷定向移动形成电流。 一些电源 知识一 电压 视频讲解——《电压与水压》 【例题1】在学习电学时，小明结合图（甲）、（乙）作出了以下类比，其中不合理的是（　　） A．电流类似于水流，方向从电池负极经用电器到正极 B．灯泡的作用类似于水轮机，有电流流过会发光 C．电源的作用类似于水泵，使电路两端形成电压 D．开关类似于阀门，可以控制电路通断 A A．电流类似于水流，方向从电池正极经用电器到负极 ，故A符合题意； B．水轮机有水流过会转动，灯泡的作用类似于水轮机，有电流流过会发光，故B不符题意； C．水泵使两边水出现水压，电源的作用类似于水泵，使电路两端形成电压 ，故C不符题意； D．阀门可以控制水的流动，开关类似于阀门，可以控制电路通断，故D不符合题意。故选A。 知识一 电压 知识二 电压表 1. 观察电压表 （1）接线柱 电路两端的电压可以用电压表测量。如图所示的是实验室常用的双量程电压表，有三个接线柱，左边的接线柱标有“-”，其余两个接线柱分别标有“3”和“15”。 刻度盘 调零螺母 单 位 指 针 负接线柱 正接线柱 （有2个） （2）量程 如果把标有“-”的接线柱和标有“3”的接线柱接到电路中，则表示选用了 __________的量程。当指针指在满刻度时，说明电压为3V。读数时，应读取刻度盘 _______(上排/下排)的数值，电压表的分度值为______V。 如果把标有“-”的接线柱和标有“15”的接线柱接到电路中，就表示选用的量程为__________。读数时，应读取刻度盘_______(上排/下排)的数值，此时电压表的分度值为________。 量程：0～3V 分度值：0.1V 示数为：2V 下排 0.1 量程：0～15V 分度值：0.5 V 示数为：12.5V 知识二 电压表 0~3V 上排 0 ～ 15V 0.5V 知识二 电压表 2. 电压表的使用 （1）使用前进行调零 使用电压表前应该先观察指针，是否指在零刻度线上，若不指在零刻度线，则调零旋钮使指针指在零刻度线。 知识二 电压表 （2）要测哪部分电路的电压，电压表就和那部分电路并联。 电压表并联在小灯L2两端， 测量L2两端的电压 电压表测小灯两端电压 知识二 电压表 （3）电压表接入电路时，应当使电流从其“＋”接线柱流入，从“－”接线柱流出。 电流从“-”接线柱流入，从“+”接线柱流出。指针反向偏转，不能使用 错误使用 电流从其“＋”接线柱 流入，从“－”接线柱流出 知识二 电压表 （4）被测电压的大小不能超过电压表的量程 如果被测电压超过电压表的最大量程，就无法读数，而且也有可能损坏电压表，这时应该改用更大量程的电压表。 “试触法”选量程：为避免电压过大损坏电压表，在不能事先估算电压的情况下，要先闭合开关然后迅速断开（叫作“试触”），看看在开关闭合的瞬间指针的偏转是否在最大测量值之内。 知识二 电压表 小结：电压表的使用 （1）使用前应先检查指针是否指零，如有偏差，则要用螺丝刀旋转表盘上的调零螺丝，将指针调至零位。 （2）电压表应与待测电路并联，使电流从电压表标有“3”或“15”的接线柱流入，从标有“-”的接线柱流出 。 （3）被测电压的大小不能超过电压表的量程。一般先试用大量程，若电压表的示数在小量程范围内，则应改用小量程。 知识二 电压表 视频演示——《电压表的使用》 知识二 电压表 3. 电压表与电流表的异同比较 电压表 电流表 ①使用前要调零，弄清分度值、量程。 ②使用时都要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出； ③都要选择合适的量程，使指针稳定后再读数； ④不能估计出电流、电压值时，可用试触法判断选量程。 相同点 电流表看成一条导线 电压表可看做断路 分析电路时 绝对不允许不经过用电器直接接在电源两极上 能够直接并联在电源两极上 与电源相连 串联在被测电路中 并联在被测电路两端 连接方式 测量电路中的电流 测量电路两端的电压 用途 符号 V A 知识二 电压表 4. 用电压表测量电压 取三节电池，用电压表分别测出每一节电池的电压U1、U2、U3；将三节电串联成电池组，测出这个电池组的电压U。将测得的电压值填入下表. 结论：电池组的电压是各个电池的电压之和，即 U=U1+U2+U3。 生活和实验中，常把电池串联成电池组使用，可以得到较大的电压，以适应用电器对供电电压的要求。 U1/V U2/V U3/V U/V 1.5 1.5 1.5 4.5 知识二 电压表 【例题3】下列电路中电压表测量R2两端电压，且电路连接正确的是（　　） A．如图：电流表并联在电路中，把R2、电压表短路，故A错误； B．如图：电压表串联在电路中，电流表并联在了电路中，故B错误； C．如图：R1、R2两电阻串联，电压表测R1两端的电压，故C错误； D．如图：R1、R2两电阻串联，电压表测R2两端的电压，故D正确。 故选D. D A B C D 知识二 电压表 【例题4】在图所示电路中，用笔画线代替导线把电压表接入电路，使电压表测小灯泡L2两端的电压。 电压表测小灯泡L2两端电压时，电压表并在L2两端，电源电压为两节干电池的电压即3V，所以电压表量程选0~3V。电流从正接线柱流入，负接线柱流出。 知识三 串、并联电路电压的特点 （1）猜一猜 在图所示的串联电路中，灯L1两端的电压U1、灯L2两端的电压U2与总电压U之间有什么关系？ 设计实验步骤、表格，进行实验并收集证据。 1. 探究串联电路电压的特点 S L2 A B C L1 U U1 U2 知识三 串、并联电路电压的特点 （2）设计实验 ①设计实验电路并画出电路图。 ②选用不同规格的小灯L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。 ③将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压U1、U2、U。 ④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。 S L2 A B C L1 U U1 U2 知识三 串、并联电路电压的特点 （3）进行实验 ①根据电路图连接电路，闭合开关，测出AB两点间（即L1两端）的电压并记录； ②根据电路图连接电路，闭合开关，测出BC两点间（即L2两端）的电压并记录； ③根据电路图连接电路，闭合开关，测出AC两点的电压（电源两端电压）并记录。 S L2 A B C L1 U U1 U2 知识三 串、并联电路电压的特点 ④实验数据 实验次数 L1两端电压 UAB/V L2两端电压UBC/V 电源两端电压UAC/V 1 1.8 1.2 3.0 2 1.1 1.9 3.0 3 1.4 1.6 3.0 知识三 串、并联电路电压的特点 （4）分析论证 通过对实验数据的分析可得出结论： 数学表达式： U=U1+U2 （5）交流与评估 ①采用不同规格的小灯泡多次测量的目的是使实验结论具有普遍性，防止偶然性。 ②换用不同规格的小灯泡时，各小灯泡两端的电压会发生改变，但电源两端的电压(总电压）是不变的。 ③采用改变电源电压的方法也能达到多次测量的目的。 在串联电路中，电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和. 知识三 串、并联电路电压的特点 实验演示——《探究串联电路电压的规律》 知识三 串、并联电路电压的特点 2. 探究并联电路电压的特点 （1）猜一猜 在图所示的串联电路中，灯L1两端的电压U1、灯L2两端的电压U2与总电压U之间有什么关系？ 设计实验步骤、表格，进行实验并收集证据。 L1 L2 U1 U U2 知识三 串、并联电路电压的特点 （2）设计实验 ①设计实验电路并画出电路图。 ②选用不同规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。 ③将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端，测量电压U1、U2、U。 ④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。 L1 L2 U1 U U2 知识三 串、并联电路电压的特点 （3）进行实验 ①根据电路图连接电路，闭合开关，测灯L1两端的电压U1并记录； ②根据电路图连接电路，闭合开关，测灯L2两端的电压U2并记录； ③根据电路图连接电路，闭合开关，测电源两端电压U并记录。 L1 L2 U1 U U2 知识三 串、并联电路电压的特点 ④实验数据 实验次数 L1两端电压 U1/V L2两端电压 U2/V 电源两端电压U/V 1 2.9 2.9 2.9 2 2.8 2.8 2.8 3 2.8 2.8 2.8 知识三 串、并联电路电压的特点 （4）分析论证 通过对实验数据的分析可得出结论： 数学表达式： U=U1=U2 （5）交流与评估 ①当电路中有多个用电器并联时，此结论仍然成立， 表达式为 U1=U2=U3=…=Un=U。 ②采用不同的方法多次进行实验的目的是得出普遍规律，防止结论的偶然性。 在并联电路中，电路两端的总电压与各支路两端的电压相等. 知识三 串、并联电路电压的特点 实验演示——《探究并联电路电压的规律》 知识三 串、并联电路电压的特点 【例题1】如图所示，用电压表分别测量L1两端的电压U1、L2两端的电压U2以及L1、L2串联的总电压U，请根据表盘读数回答下列问题： （1）L1两端的电压U1是多大？ （2）L2两端的电压U2是多大？ （3）L1、L2串联的总电压U是多大？ （4）电源电压是多大？ （1）V1的示数为1.3V，因此L1两端的电压U1是1.3V； （2）V2的示数为1.7V，因此L2两端的电压U2是1.7V； （3）由于两灯泡串联，根据串联电路两端电压等于各部分电压之和，可知L1、L2串联的总电压U=U1+U2=1.3V+1.7V=3V （4）电源电压等于L1、L2串联的总电压，所以电源电压是3V。 知识三 串、并联电路电压的特点 【例题2】小顺利用图1所示电路“探究串联电路的电压规律”。 串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和. 实验次序 U1/V U2/V U/V 1 2.0 4.0 6.0 2 3.5 2.5 6.0 3 4.5 1.5 6.0 （1）在图1画出电压表，使其测AB间的电压________。 （2）选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同的，目的是_______。 （3）连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电压表示数为零，则电路故障可能是________。（假设故障只发生在灯L1或L2处） （4）更换不同规格的灯泡进行实验，记录实验数据如表格所示，分析数据可得出结论：在串联电路中________。 得出普遍规律 L2断路 见解析 知识三 串、并联电路电压的特点 （1）电压表与待测电路并联，电压表测AB间的电压， 电压表与灯L1并联，如图所示。 （2）为避免实验的偶然性，得出普遍性的结论，选择器材进行实验时，L1与L2的规格要不同，目的是得出普遍性的规律。 （3）两电阻串联，电压表测L1的电压，连接好电路后，闭合开关，若两灯均不亮，电路可能断路，电压表（测L1的电压）示数为零，说明电压表与电源没有连通，则电路故障可能是L2断路，造成整个电路断路。 （4）分析表中数据可得 2.0V+4.0V=6.0V 3.5V+2.5V=6.0V 4.5V+1.5V=6.0V 可以得出结论：串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 知识三 串、并联电路电压的特点 【例题3】为探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组（电压约为3V）、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。 （1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求电压表测量灯L1两端的电压；___________ （2）实验中，某小组分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表的示数都相同，如图乙所示，其值为_______V。根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律为：并联电路总电压与各用电器两端的电压________； 2.6 相等 知识三 串、并联电路电压的特点 （1）探究并联电路中电压的规律，两灯并联，电压表与待测电路并联，电源电压为3V，故电压表选用小量程与灯L1并联，如图所示. （2）因电源电压为3V，故电压表选用0~3V量程，则分度值是0.1V，由图乙知示数为2.6V，分别测出灯L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表的示数都相同，说明并联电路总电压与各用电器两端的电压相等。 02 课堂总结 第四节 电压和电压表的使用 课堂总结 电压 电压表 的使用 电压和电压表的使用 ①电压的作用：电压使自由电荷定向移动形成电流。 ②电源的作用：维持正负极间有一定的电压。 ③电压的单位：国际单位为伏特，符号是V， 常用单位有kV、mV 1kV=103V 1V=103mV ①使用前应先检查指针是否指零。 ②电压表应与待测电路并联，使电流从电压表标有“3”或“15”的接线柱流入，从标有“-”的接线柱流出 。 ③被测电压不能超过电压表的量程，一般先试用大量程。 ①串联电路，电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和。 ②并联电路，电路两端的总电压与各支路两端的电压相等。 串并联电路电压规律　 03 实践与练习 第四节 电压和电压表的使用 实践与练习 两灯串联，电压表测量L2两端的电压，注意电压表的“+”、“-”接线柱。 1. 按图所示的电路图，用笔画线表示导线，将图（b）中的各元件连接起来。 实践与练习 2. 自制水果电池. ①取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，就制成了一个水果电池。用电压表测量铜片与铁片之间的电压，并指出它们中哪一个是正极、哪一个是负极. ②试用其他水果或蔬菜（如苹果、西红柿、土豆等）、金属物体（如硬币、铝片）进行实验（如图）。水果电池的正负极与选用的材料有关吗? ①电压参考值为 0.8 V； 铜片为正极，铁片为负极。 ②水果电池的正、负极与选用的不同金属材料有关，与水果或蔬菜无关。 04 综合提升训练 第四节 电压和电压表的使用 综合提升训练 1．如图所示，要用电压表来测量灯L两端电压，正确的接法是（ ） AB．图中电压表串联在了电路中，故AB错误； C．图中，电压表并联在灯的两端，正负接线柱连接正确，故C正确； D．图中，电压表并联在灯的两端，但是正负接线柱接反了，故D错误。 故选C。 C A B C D 综合提升训练 2. 如图所示一种节日小彩灯是由多个小灯泡组成的，若每个小彩灯上标注的正常工作电压是9V，则应将______个小彩灯______（填“串”或“并”）联接在家庭电路两端。 测得第一个灯泡的电流为0.2A， 第5个灯泡的电流为______A。 小彩灯额定电压小于家庭电路电压，家庭电路的电压是220V，小彩灯应串联接入家庭电路；串联的只数n=220V/9=25； 根据串联电路中各处的电流都相等，测得第一个灯泡的电流为0.2A，第5个灯泡的电流为0.2A。 串 25 0.2 综合提升训练 3. 在“探究串联电路电压的规律”的实验中，连接电路如图所示，要求用电压表测L2两端的电压。图中只有一根导线连错了，请你在连错的导线上画“×”，并画出正确的电路连接___。 要探究串联电路电压的规律并测L2两端的电压， 两个小灯泡应串联，电压表应该与小灯泡L2并联； 观察实物图可知，电压表与灯泡L1串联了，且 两个小灯泡相当于并联；连错的导线为L2接开关的导线，应将L2接开关的导线改接在电压表的负接线柱上，即可满足实验要求，如图所示. 综合提升训练 4. 如图所示，一个有盖的木盒，盒盖上可看到两只灯泡和一个开关（导线的连接和电源隐藏在盒内），开关闭合，下列说法不正确的是（ ） A．如果两灯都亮，两灯可能是串联，也可能是并联 B．若用电压表测得两灯的电压相等，则两灯一定是并联 C．若用电压表测得两灯的电压不相等，则两灯一定是串联 D．若用电流表测量通过两灯的电流不相等，则两灯一定是并联 B 综合提升训练 A．串联电路中的开关控制整个电路，而并联电路中，干路上的开关也控制整个电路；因此一个开关控制两只灯泡的亮和灭，则两只灯泡既可以串联也可以并联，故A正确，不符合题意； B．在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等；如果两个灯泡完全相同，在串联电路中分得的电压也相同；所以，若用电压表测得两灯电压相等，则两灯的连接可能是串联，也可能是并联，故B错误，符合题意； C．因为在并联电路中各灯泡两端的电压一定相等，所以，若用电压表测得两灯电压不相等，则两灯的连接是串联，且两灯泡的规格不同，故C正确，不符题意； D．因为在串联电路中通过两灯泡的电流一定相等，所以，如果通过两个灯泡的电流不相等，则两灯一定并联，故D正确，不符题意。故选B。 综合提升训练 5. 如图所示的测量电路中，闭合开关后电压表V1的示数为2V，V2的示数为4V，求： （1）电压表V的示数是多少？ （2）此电源需要几个干电池串联而成？ （1）由图知，两灯泡串联，电压表V1测L1两端电压，电压表V2测L2两端电压，电压表V测量电源电压；因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，电压表V1的示数为2V，V2的示数为4V，因此电压表V的示数 U=U1+U2=2V+4V=6V （2）已知电源电压为6V，而一节干电池电压为1.5V，因此需要4节干电池串联连接。 6. 在“探究串联电路中电压的规律”的实验中： （1）根据图甲连接电路，与B点相连的是电压表的 ___接线柱； （2）闭合开关，电压表示数如图乙所示，此时电压表的示数为 ___V；为了使实验结果更准确，接下来应该：断开开关，_____； （3）调整后，再次闭合开关，测量电压UAB、UBC和UAC ，把实验数据记录在表格中。分析表格得结论：串联电路中，___________。（写出UAB、UBC和UAC之间的关系式即可） UAB+UBC=UAC     负 实验次数 UAB/V UBC/V UAC/V 1 2.3 0.7 3.0 2 2.0 1.0 3.0 3 1.8 1.2 3.0 2 电压表换用小量程 综合提升训练 （1）电压表使用时电流从正接线柱流进，负接线柱流出；电流从电源正极流到A后，从左侧流入电压表，在A点接正接线柱，则B点接负接线柱。 （2）图乙电压表的量程为0~15V，分度值为0.5V，电压表的示数为2V，电压表指针偏转角度太小，说明选择量程太大，误差过大，所以接下来需要断开开关，换用较小的0~3V量程重新做实验。 （3）分析表格中数据 2.3V+0.7V=3V 2.0V+1.0V=3.0V 1.8V+1.2V=3V 故串联电路两端的总电压等于各部分电压之和，即UAB+UBC=UAC 综合提升训练 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$