16.1电压 --2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第1节 电压 设计意图 为充分发挥学生的主体作用，教师引领学生在已有的生活经验和知识的基础上进行实验探究，形成交流与合作的教学氛围，让学生在学习过程中，体验通过探究获得知识后的快乐，并树立足够的信心。 教材分析 教材首先从学生熟悉的“电压”一词说起，用实际电压值说明电与人们的生活息息相关。接着让学生亲自动手做实验，了解电压可以影响电流的大小以及电源的作用，教师再进行讲解，让学生知道电压是形成电流的原因。在学生知道电源、电压、电流的作用后，再介绍电压有高低、电压的单位及电压的测量，并在“小资料”中提供常见的电压值，使学生感觉到电压就在我们身边。 学情分析 学生对电路中为什么会有电流充满疑问，通过大量实例分析，知道电路的两端必须有电压，电路中才会有电流；会使用电流表后，使用电压表也就不难了。 教学目标 知识与技能 1．初步认识电压，知道电压的作用，知道电源是提供电压的装置。 2．知道电压的单位，能对电压的不同单位进行换算。 3．记住干电池、家庭电路的电压值。 4．知道电压表的用途及符号，会正确使用电压表，能正确地读出电压表的示数。 过程与方法 通过实验观察小灯泡亮度的变化，获得电路中电流强弱的信息，从而了解电压的概念，使学生具有初步的观察能力、分析和推理的能力。 情感、态度与价值观 训练学生正确使用电压表的技能，学会阅读说明书，养成严谨的科学态度和工作作风。 重点难点 重点 1．建立电压的概念，通过实验观察，理解电压的作用。 2．电压表的正确使用。 难点 电压表接线柱的正确选择、连接及读数。 教学方法 实验法、观察法。 教学过程 一、新课引入 师：在第十五章，我们学习了电流与电路，首先来回顾一下第十五章的相关知识。 师：电路的基本组成有哪些？ 生：电路由电源、用电器、开关、导线组成。 师：电流是如何形成的？ 生：电流是电荷的定向移动形成的。 师：电荷为什么会定向移动呢？今天我们就一起来探究。 二、新课教学 （一）电压 1．探究什么是电压。 师：请同学们回忆电路中各组成部分的作用，思考一下，是哪个组成部分使电路中出现电流的？为什么？ 生：可能是电源。因为没有电源或者电池没有电，电路中就没有电流。 师：很好，我们来验证一下，电路中缺了电源行不行。 2．演示电源（电压）的作用。 师：请两位同学在黑板上画出两个小灯泡串联的电路图。 教师评讲电路图。 教师演示：把干电池、小灯泡及导线、开关连接起来，检查无误后，闭合开关，同学们观察现象。 生：小灯泡能发光。 教师演示：取走干电池，补上一段导线，再闭合开关。 师：同学们观察实验现象。 生：小灯泡不亮。 师：导线和灯丝都是金属制成的，不是有大量自由移动的电子吗？为什么灯不发光？ 生1：没有电池了。 生2：取走电源，换上导线，导线中虽然有大量的自由电子，但不发生定向移动，没有电流，所以小灯泡不亮。 师：从实验中，我们发现，电路中必须有电源，才能使电路中的自由电子产生定向移动，从而产生电流。原因是电源的两极间存在着某种“力”，使整个电路中的电子产生了定向移动，我们把电源两极间的这种作用（力）称为“电压”，所以电源的作用是提供电压，而电压的作用是使电路中的电荷做定向移动形成电流。 ［板书］电压是使电路中形成电流的原因，而电源是提供电压的装置。 ［想想做做］ 师：现在改变电路中接入电池的多少，请同学们仔细观察，灯泡的亮度相同吗？ 生：不同，接入两节电池时比接入一节时亮。 师：这个现象说明了什么？ 生1：用一节电池做电源和两节电池做电源时，电路中的电压不同，电压不同产生的电流就不同。 生2：电源的电压越大，电路中的电流就越大，灯泡就越亮。 师：很好，说明电流的大小受电压的影响，那么，物理学中，电压的符号及单位是什么？ 学生阅读，回答。 生1：电压的符号是U。 生2：电压的单位是“伏特”，简称为“伏”，单位符号是“V”。电压常用的单位还有“毫伏（mV）”、“微伏（μV）”、“千伏（kV）”，它们之间的换算关系： 师：请同学们阅读课本中“小资料”，了解常见的电压，记住干电池的电压值和家庭电路的电压值。将数据中以千伏、毫伏为单位的数值换算成以伏特为单位，以伏特为单位的数值换算成以千伏或毫伏为单位。 师：同学们已经知道电池有电压，在闪电的云层间也会有很高的电压，以前的学习中大家还了解过“生物电”，生物体内也会产生电压吗？ ［投影］电鳐 教师介绍：电鳐身体扁平，胸鳍和头部、胸部愈合形成一个又宽又扁的体盘。在体盘的前部两侧区域从外观可以看到许多蜂窝样的结构，连成一片，这就是它的发电器官。发电器是由许多特殊的肌肉组织薄片组成的，这些薄片之间有结缔组织间隔着，有无数神经与薄片肌肉相连。由神经将兴奋传导至肌肉，肌肉收缩产生电压，可达200V左右。 同学们在课后也可以查阅有关的资料了解相关的内容。 （二）怎样连接电压表 师：如果现在有几节不同的电池，电池上标称的电压值看不清楚，但必须知道其电压值是多少，有什么办法吗？ 生1：找其他相同的电池，看看上面标的值是多少。 生2：用电压表测量电池的电压。 师：很好，两种方法都可以。电路中电流的大小用电流表测量，电压的大小可以用电压表来测量。 1．认识电压表。 教师出示几种电表。请一位同学从这几块表中选出电压表，并说出选择的依据。 生：表盘上标有字母“V”的就是电压表。因为电流的单位是安培（A），标有“A”的是电流表。电压的单位是伏特（V），标有“V”的就是电压表。 教师介绍电压表的分类，如演示用电压表、学生用电压表等。 师：同学们一定还记得电流表在电路图中的符号，电路中电压表又该如何表示呢？ 生：电路中电流表符号是A，电压表符号应该是V。 ［投影］电压表图片 师：请同学们观察投影所示的电压表，根据以前学过的电流表的知识，认识电压表。 生1：该电压表的零刻度线在表盘的最左端。 生2：该电压表有三个接线柱，两个量程。一个公共的“-”接线柱和两个正极接线柱。 生3：使用“-”和“3”两个接线柱时，量程是0～3V，刻度盘上每一大格表示“1V”，每一小格表示“0.1V”；使用“-”和“15”两个接线柱时，量程是0～15V，刻度盘上每一大格表示“5V”，每一小格表示“0.5V”。 师：与电流表相同，使用电压表前要注意观察什么？ 生：首先观察可选择的量程，再看分度值（每一小格表示的电压值），还要看指针是否指在零刻度线。 师：很好，现在我们来看如何连接电压表。 2．连接电压表。 师：如何使用电压表呢？请同学们仔细阅读教材中电压表的“使用说明书”，回答书中提出的问题，总结电压表使用的一般规则。 教师指导学生阅读“使用说明书”。 学生阅读，同时思考问题： （1）电压表应该和被测用电器怎样连接？具体接法是什么？ 用电压表测量某段电路两端电压时应与这段电路并联，同时让电流从正极接线柱流入，从“一”接线柱流出。 教师说明：双量程电压表的三个接线柱中有一个是公共的接线柱，标有“-”，剩下的两个接线柱皆为正接线柱。 （2）测量电压时，如何确定电压表要使用的量程？ 生1：电压表的量程必须大于被测电路两端的电压。 生2：如果能判定被测电压不超过15V，可以先用“"0∼1的量程测；如果测出的电压不超过3V，可以改接“0～3V”的量程，尽可能使用小量程，这样可以提高测量的准确程度。 师：现在请两位同学将电压表接入我们开始连接的串联电路中，来测量小灯泡两端的电压。在原来画出的电路图上加入电压表，并在图中标出电压表的“＋”、“-”接线端。 ［投影］接入电压表后的电路。 学生检查电路，电路连接无误后闭合开关，观察电压表的示数。 （三）电压表的读数 师：电压表如何读数呢？ 生：读数时，第一，应该看清选用了电压表的哪个量程，知道满刻度表示的电压值。第二，要看清该量程下一大格表示的电压值是多少，每一大格又分成了几个小格，每一小格表示的电压值是多少。第三，看清指针停在哪个大格、哪个小格上，然后读出来。 教师指出：电流表、电压表都不需要估读，测量时，指针的位置离哪条刻度线近，就按哪条刻度线算。 课堂练习： 1． 读数练习：利用指针能活动的刻度盘。 （1）量程已知且不变：指针在不同位置时电压表的读数是多少？ （2）指针的位置不变，接不同的量程时，电压表的读数分别是多少？ 2．一名同学使用学生用电压表测电压，这只电压表有两个量程：0∼3V,0∼。15V。经判断选用0～3V这一量程连入电路，但是0～3V的刻度盘上的数字模糊不清，无法准确读出实验数据。于是他从0～15V刻度盘上看到指针在12.5V处，从而判断出实验测得的电压是 。（答案：2.5V） 通过此题，引导学生总结得出：指针指在同一位置时，从0～15V刻度盘上读出的电压值是从0～3V刻度盘上读出的电压值的5倍。 师：电压表、电流表不仅外形相似，构造也相似。因此，在使用上它们有相同的地方，但它们测量的又是两个不同的物理量，同学们要注意区分。 与同学们一起归纳电压表的使用规则： ［板书］：二要、一不、二看清 二要：电压表要并联在被测电路的两端； 要使电流从电压表的正极接线柱流入，从“一”接线柱流出。 一不：被测电压不能超过电压表的量程。 二看清：看清电压表所用的量程； 看清每一小格所表示的数值。 ［想想议议］ 师：电压表的使用规则要求电流必须从电压表的正极接线柱流入，从“一”接线柱流出；还要求被测电压值不能超过电压表的量程。请同学们思考： 1．如果电压表正、负接线柱接反了，会出现什么现象？ 2．如果被测电压超过了电压表的量程，会出现什么现象？ 3．如果事先不能估计被测电压的大小，电压表应怎样选择量程？ 生1：如果正、负接线柱接反了，指针会反向偏转，即向没有刻度的方向偏转。 生2：如果被测电压超过了电压表的量程，电压表的指针可能会超出刻度盘上的刻度线。 教师强调：这两种情况的后果不仅测不出电压值，而且电压表的指针还会被打弯甚至损坏。 教师说明：在事先不能估计被测电压的情况下，可以用“试触”的办法来选择量程。做法是：连接好电路后，在闭合开关时轻轻接触一下就迅速断开，同时观察电压表指针的偏转情况。如偏转过快，指针超出了表盘满刻度，则所选电压表的量程太小，应换用较大量程；如果电压表指针偏转角度太小，则所选电压表的量程太大，应换用小量程。试触的方法在电学中很重要，利用试触的方法不仅可以选择电压表的量程，而且还可以判断电源的正、负极，判断电压表正、负接线柱连接是否正确。 三、课堂小结 利用投影仪投影如下的表格，请同学们认真学习。 物理量 符号 单位 测量 学生用表 仪表 符号 使用规则 量程 最小刻度 电压 U 伏特V 电压表 V 二要、一 不、两 看清 3V 0.1V 15V 0.5V 电流 I 安培A 电流表 A 二要、两 不、两 看清 0.6A 0.02A 3A 0.1A 四、典型例题 例1 如图所示，当开关S闭合后，L1两端的电压约为3.8V，L2两端的电压约为2.2V，要用电压表测L1两端的电压，那么线头A和B应接在何处？ ［解析］本题考查电压表的使用规则、电路的连接和量程的选择。解题时要考虑使用电压表的各项注意事项，在连接电路的过程中，开关应处于断开状态。 ［答案］当电压表测量某一部分电路两端的电压时，电压表必须与该部分电路并联，所以A和B两线头应分别接在L1两端的两个接线柱上，且必须使电流从正接线柱流入电压表，从“一”接线柱流出。已知L1两端的电压约为3.8V，应选量程为0～15V。所以线头A应接在L1的左接线柱上，线头B应接在L1的右接线柱上。 例2 如图所示，现要用电流表测量L中的电流，用电压表测量L两端的电压，请在图中圆圈内标明哪一个是电流表，哪一个是电压表，并标明电表的正、负接线柱。 ［解析］本题考查电流表、电压表使用方法的区别。确定某电路中是接电流表，还是接电压表，关键是从两表使用方法的区别着手。 ［答案］假设a为电压表，b为电流表，开关S闭合后，可以发现灯不亮，电流表无示数。这是因为电流表和电压表的内部构造不同所造成的。我们可以这样认为：电流几乎不能通过电压表（如同开路），而电流几乎不受电流表的阻碍（如同导线）。从图中可以看出，b是与灯L 并联的，故应该为电压表，a是串联在电路中的，应该为电流表。如图所示。 例3 在如图所示的电路中，闭合开关S，电压表的示数将 ( ) A.不变 B.增大 C.减小 D.无法确定 ［解析］本题考查电压表的使用规则和电路的判断。当S断开时，灯泡L1和L2串联，电压表V测L1两端的电压；当S闭合时，有些同学看到电压表好像既与L1并联，又与L1和L2并联，因此搞不清电压表测哪部分电路的电压，而选D。其实，当S闭合时，L2被短路，此时电路中只有L1 工作，因此电压表既是测电源的电压，又是测L1两端的电压，它们是相等的。由于电源的电压值大于S断开时两端的电压值，所以电压表的示数将增大。 ［答案］B 例4 下列说法中正确的是 ( ) A.电路中只要有电压，就一定有电流 B.若电路不闭合，则电源两端就没有电压 C.若电路中有电流，则电路两端一定有电压 D.电流使电路两端有电压 ［解析］电压是电路中形成电流的原因，如果电路没有闭合形成通路，电路中是不会有电流的，但电池两端电压是存在的，所以选项A、B是错误的；电路中有电流的条件是：①电路是通路；②电路两端有电压，所以选项C是正确的。 ［答案］C 作业设计 一、填空题 1.0.5V= mV= u 1. mV= V= kV。 2．电路两端有 ，电路中才能形成电流，而 是提供电压的装置。 3．测量电压的仪器是 ，在测量某电路两端的电压时，必须把 与被测电路 （填“串”或“并”）联起来。 二、选择题 1．下列说法中正确的是 ( ) A.导体内有大量的自由电荷，只要使导体构成通路，导体中就有电流通过 B.电路中只要有电压，就会有电流 C.电压是产生电流的必要条件 D.电路若开路时，电流为零，则电路两端电压也为零 2．日常生活中，手电筒里的电池的连接方式是 ( ) A.并联 B.串联 C.并联和串联都有 D.混联 3．把两节相同的干电池按图示方法连接，则 ( ) A.电池被反接，不能工作 B.两灯并联，两电池也并联 C.两灯串联，两电池也串联 D.电池被短路 4．用电压表测灯L1两端的电压，下列正确的电路图是 ( ) A B C 5．在如图所示的电路中，甲、乙两个电表连接方法都正确的是 ( ) A.甲、乙都是电压表 B.甲、乙都是电流表 C.甲是电压表，乙是电流表 D.甲是电流表，乙是电压表 三、实验题 1．仔细看图，图中甲表的示数为 V，甲表采用的量程是 乙表的示数为 V，乙表采用的量程是 。 2． 请根据左图，将右图的实物连接起来。 参考答案 一、1.500 1.5 2．电压 电源 3．电压表 电压表 并 二、1．C 2．B 3．B 4．C 5．C 三、1.0.60∼3V 8.5V0～15 V 2．如图所示 教学反思 本课的核心在于理解电压的作用，由于电压的概念比较抽象，运用录像的手段将电压类比水压，对学生理解电压起到极大的帮助作用，效果较好。 应该每两人分配一个学生用电压表，让学生通过观察发现问题，进行提问；练习读数时宜用演示电表，增大可见度，学生的积极性易被调动起来。在用大型演示电表时，应注意表两侧的同学由于视线不垂直于表盘，易出现误读。这也正好能说明视线垂直表盘读数的重要性，把不利的因素化为对教学有利的一面。 将这两种电表进行对比学习，学生的积极性高，同时也记得牢。 生活中的物理 摩擦起电会产生多高的电压 摩擦起电现象，对于学过电学的同学来说都不陌生，但是，可能只有很少的人注意到摩擦起电会产生很高的电压。例如，在干燥的天气里，当你用毛皮摩擦塑料棒的时候，会听到“噼噼啪啪”的声音；再如，在天气干燥的夜晚，当你脱毛衣套衫时，毛衣与头发相摩擦，也会听到这种“劈啪”声；如果没有灯光，你可能还会看到细小的火花。要知道，这小火花和“噼啪”声，就是近在身边的“打雷闪电”呀！干燥空气的击穿电场约达3x10V／cm，所以，上述现象表明摩擦起电确实会达到相当高的电压。 真有点难以置信，然而这是事实。为了使你更信服，我们用电学中的一些知识来估计一下直径为1cm的小球，在摩擦起电时所能达到的电压。该球的表面积为，而一个原子的直径约为，因此该小球表面上一个原子所占的面积约为，那么在这个小球表面大约有 10个原子，即3亿亿个原子。如果我们假设在摩擦过程中，小球表面上每一万个原子平均获得1个电子，那么总共将获得个电子。每个电子的电荷量是1．C，则总共获得负电荷量为1．C=0.5μC. 现在的问题是：一个直径为1cm的小球，当它的表面均匀分布着0.5μC电荷量时，求它的电势。根据电学中的公式，该带电球面的电势为球的半径，Q为球面的总电荷量，k是比例常数，由实验确定，于是小球的电势为V，即90万伏！这是相当高的电压。 应当指出，摩擦起电所产生的电压虽然很高，但由于电荷量极少，所以一般不会引起较大的持续电流。 学科网（北京）股份有限公司 $$