第3节 电压及其测量 第3课时（培优教学课件）科学浙教版2024八年级上册

第3节 电压及其测量 （第3课时） 浙教版八年级科学上册 第三章 电路探秘 学习目录 研究串、并联电路的电压特点 1 学习目标 科学观念 科学思维 实践探索 了解串联电路和并联电路中电压的基本规律，建立电压分配的科学观念。 掌握电压表的使用方法，建立科学测量工具使用的规范意识。 能通过实验数据分析串联和并联电路的电压规律，强化逻辑推理和归纳总结的科学思维。 能利用电压规律解释实际电路中的现象，强化理论联系实际的科学思维。 通过设计实验电路，使用电压表测量不同位置的电压值，分析实验步骤，总结出电压规律的操作要点。在实验中观察电压表指针偏转与电路状态的关系，验证电压分配规律，培养动手能力和实验探究能力。 态度责任 通过实验验证电压规律，尊重客观数据，避免主观臆断，养成实事求是的科学态度。 在小组合作中分工协作完成实验任务，培养严谨的科学态度和团队合作精神。 课堂导入 “同学们，我们家里的电灯和插座是串联还是并联的？为什么电灯坏了不影响插座的正常使用？” “如果两节电池串联起来给小灯泡供电，灯泡会更亮还是更暗？如果并联呢？” PART 01 电路的动力源 新知讲解 “就像水流在管道中分配，电压在电路中也有特定的分配方式。串联电路中，电压会‘分段’分配；并联电路中，电压则‘共享’给所有支路。” “串联电路中，电压是叠加还是均分？为什么？” “并联电路中，各支路电压是否相同？如何验证？” 一、研究串、并联电路的电压特点 研究串、并联电路的电压特点 目标 初步学会使用电压表测电压，了解串联电路和并联电路各部分电压的关系。 器材 干电池2节，小灯泡2个，开关1个，电压表1个，导线若干。 过程 1.测量串联电路的电压。 (1)按图3.3-9连接好电路。 (2)用电压表分别测出灯L和灯L₂两端的电压U₁、U₂及L₁、L₂串联后的总电压U。 U₁= V, U₂= V ,U= V。 1.8 1.2 3 比较上面实验中的3个电压值，可得出什么结论? 为了避免电路中电压过大而损坏电压表，测量时应先选用较大的量程，如果发现指针偏转过小，不易读数，再改用较小的量程。一般实验中，可根据电源的电压估计待测电压，从而确定电压表的量程。 串联电路两端的总电压等于各用电 器两端电压之和,可表示 为 U  =U1+U2 教材深挖 一、研究串、并联电路的电压特点 串联分压 (1)当电路中有多个用电器串联时，以上结论仍然成立，表达式为 U= U1+U2+U3+…+Un,即串联电路有分压作用。 (2)当串联电路中各用电器的规格完全相同时，各用电器所分电压完全 相等。 (4)实验注意事项 ①连接电路时，先将除电压表以外的其他电路元件连入电路，再把电压表并联在被测用电器两端。 → 先串后并，降低电路连接难度 ② 一般实验中，为了避免电路中电压过大而损坏电压表，测量时 应先选用较大的量程，如果发现指针偏转过小，示数小于3 V, 不 易读数，再改用较小的量程。在该实验中，可根据电源的电压估 计待测电压，从而确定电压表的量程。 ③实验中每次读数后，应断开开关，再改接电压表。 一、研究串、并联电路的电压特点 (4)实验注意事项 ④测量串联电路的电压时，要选用两个规格不同的小灯泡，以防 止得出“串联电路中各用电器两端电压相等(U₁=U₂)” 的错误结论。 ⑤在保证用电器和电压表不会损坏的前提下，可改变电源电压或 换用规格不同的小灯泡进行多次实验，避免实验结论的偶然性。 ⑥电路不能长时间处于通电状态，否则会因为电源电压下降而使 后续的测量产生较大的误差。 ⑦实验结束后，要把电路拆除且把所有仪器和材料放回原处。 一、研究串、并联电路的电压特点 2.测量并联电路的电压。 (1)按图3.3-10连接好电路。 (2)用电压表分别测出图中两盏电灯两端的电压U1、U2及电源两端的电压U。 U1= V,U2= V,U= V。 3 3 3 比较3个电压值，可得出什么结论? 并联电路中，各支路两端电压都相等，且等于电源电压，可表示为U=U1=U2 特别提醒 一、研究串、并联电路的电压特点 电压相等≠并联 在同一电路中，并联的用电器两端电压相等，但两端电压相等的用电器不 一定并联，也可能是规格相同的两个用电器串联。 教材深挖 一、研究串、并联电路的电压特点 (1)当电路中有多个用电器并联时，以上结论仍然成立，表达式为U=U1=U2=…=Un。 (2)当把几节相同的干电池并联起来使用时，并联电池组两端的电压等 于一节干电池两端的电压，即U=U1=U2=…=U=1.5V。 问题讨论 1.某次实验时的电压表示数为2.25V,请在图3.3-11上标出指针所指的位置和应接入电路的两个接线柱。 问题讨论 2.为什么并联电路的支路两端电压与总电压相等? 类比水流，无论瀑布分成几股水流，无论并联的水流 大小如何，它们之间的落差都是一样的。并联电路的电压也是如此 。 辨析比较 一、研究串、并联电路的电压特点 串、并联电路的电流和电压特点 串联电路 并联电路 电路图(以两个 灯泡为例)      电流 特点 电流处处相等 干路电流等于各支路电流 之和 公式 I=I1=I2 I=I1+I2  电压 特点 总电压等于各用电器两端 电压之和 各支路两端电压都相等 公式 U=U1+U2 U=U1=U2 作用 分压 分流 如图所示，L1、L2及 A、B两点间的电压分 别为U1、U2和 UAB,它们之间的关系 为 . 若已知UAB=6V,U1=3.8V,则 U2= . 课堂练习 【解析】：由题图知，该电路是串联电路，U1、U2分别是 L1、L2两端的 电 压 ，UAB是串联电路两端的总电压，由串联电路的电压特点可得 ，UAB=U1+U2,所以U2=UAB-U1=6V-3.8V=2.2V。 【答案】UAB=U1+U2;2.2V PART 02 课堂总结 课堂总结 PART 03 练习与应用 某小组用两个不同规格的小灯泡L1、L2按如图所示电路“探究串联电路中的电压关系”。闭合开关后，用电压表分别测量Uab、Ubc、Uac三处电压。关于在实验过程中出现的情况，下列说法正确的是（　　） A．测出Uab间电压后，保持b不动，将a改接到c,就可以测出Ubc B．若实验时电压表示数Uab=Uac≠0，可能是a、b之间发生了断路 C．若实验时两盏灯均不亮，一定是a、b间断路了 D．测ac间电压时电压表的偏转角度一定是测ab间电压表偏转角度的2倍 练习与应用 练习与应用 【答案】B 【解答】A、测出Uab间电压后，保持b不动，将a改接到c,此时电压表的正负接线柱接反了，不能测量出电压，故A错误； B、当a、b之间发生断路时，电压表接在ab间时，电压表测量的是电源电压，有示数；电压表接在ac间时，电压表也测量电源电压，有示数，故B正确； C、两灯串联，若实验时两盏灯均不亮，可能是a、b间断路了，也可能是b、c间断路，故C错误； D、若两个灯泡的规格是不同的，则两个灯泡分担的电压可能不同，测ac间电压时电压表的偏转角度不一定是测ab间电压表偏转角度的2倍，故D错误。 故选：B。 在“探究串联电路电压规律”实验中，小明连接了图甲的电路，A、B、C、D为接线柱编号，1、2、3、4为导线编号。 （1）为使结论具有普遍性，L1、L2应选择规格 （选填“相同”或“不同”）的灯泡。 （2）闭合开关，电压表指针如图乙，产生这种现象的原因是 。 （3）正确连接电路并测得L：两端的电压后，小明断开开关，只将第4根导线从E接线柱改接到B接线柱，用来测L2两端的电压。同组其他同学认为这种改接方法不可行，理由是 。 练习与应用 练习与应用 【答案】（1）不同；（2）电压表选用的量程过大；（3）电压表的正负接线柱接反。 【解答】（1）为使结论具有普遍性，L1、L2应选择规格不同的灯泡。 （2）闭合开关，电压表指针如图乙，产生这种现象的原因是电压表量程选大了。 （3）正确连接电路并测得L：两端的电压后，小明断开开关，只将第4根导线从E接线柱改接到B接线柱，用来测L2两端的电压。同组其他同学认为这种改接方法不可行，理由是电压表的正负接线柱接反。 故答案为： （1）不同；（2）电压表选用的量程过大；（3）电压表的正负接线柱接反。 用如图甲所示的电路探究串联电路的电压特点。关于该实验，下列说法中正确的是（　　） A．应多准备几个不同规格的灯泡，以便进行多次实验减小误差 B．闭合开关后，电压表指针如图乙所示，说明需要调整其量程 C．测出L1两端电压后，可将电压表右侧导线从b改接到c,测出电源电压后再求出L2两端电压 D．本实验采用了控制变量法，所以灯L1、L2规格必须控制相同 练习与应用 练习与应用 【答案】B 【解答】A．应多准备几个不同规格的灯泡，以便进行多次实验，得出普遍规律，故A错误； B．闭合开关后，电压表指针如图乙所示，偏转角度较小，读数小于小量程，而使用的是大量程，应该调整其量程，故B正确； C．探究串联电路的规律，不能应用规律进行计算；否则是循环论证，故C错误； D．本实验采用了控制变量法，每次更换灯泡，为了排除偶然性，但灯L1、L2规格必须不同，故D错误。 故选：B。 某探究小组按照正确的操作要求进行了“探究并联电路中电压的规律”实验，同时在草稿纸上按顺序记录ab、cd、ef两点之间的电压表的示数分别为2.5V、2.6V、2.5V。下列说法最合理的是（　　） A．通过两灯泡的电压不同是因为两灯泡的规格不同 B．实事求是，根据数据得出结论：并联电路中各处支路两端电压不相等 C．书上写着“并联电路中各支路两端的电压均相等”，所以实验数据一定是错的 D．这可能是实验误差造成的，建议检查器材后更换不同规格的灯泡多次实验 练习与应用 练习与应用 【答案】D 【解答】A．并联电路各支路电压相等，灯两端电压不同，可能是电压表本身的原因，也可能是读数的问题，故A不符合题意； B．由于测量一组数据，得出的结论有偶然性，不能得到普遍性实验结论，需要多次实验，故B不符合题意； C．由于测量数据有误差，实验数据不是错误的，故C不符合题意； D．灯两端电压不同是实验误差造成的，需要改变灯泡规格，多次实验，故D符合题意。 故选：D。 PART 04 提升训练 小明用两个小灯泡探究串联电路电压的特点。 （1）实验电路如图a所示，请用笔画线表示导线，将电路连接完整。 （2）连接好电路，闭合开关，发现电压表有示数，两个小灯泡都不亮。故障原因可能是 。 A.L1短路 B.L2短路 C.开关断路 D.L1或L2断路 （3）故障排除后进行实验，电压表的示数如图b所示，电压为 V。 （4）用电压表测出小灯泡L1两端电压为2.5V，L2两端电压也为2.5V。小明由此得出结论： 。 提升训练 提升训练 【答案】 （2）D；（3）5；（4）选用的器材规格相同，且实验次数太少。 【解答】（2）连接好电路，闭合开关，两灯串联，电压表测电源电压，两个小灯泡都不亮，电路可能断路，发现电压表有示数，电压表与电源连通：AB.若L1短路或L2短路，电路为通路，另一灯发光，不符合题意；C.若开关断路，电压表与电源没有连接，电压表没有示数，故C不符合题意；D.L1或L2断路，两灯都不发光，但电压表与电源连通，有示数，故D符合题意。 故选：D。（3）故障排除后进行实验，电压表的示数如图b所示，电压表选用大量程，分度值为0.5V，电压为 5V。（4）之所以得出：串联电路中，各用电器两端电压相等，是因为选用的器材规格相同，且只根据一组实验数据得出结论，实验次数太少。 $$