内容正文:
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第十六章 电压 电阻
第1节 电压
素养目标
物理观念:了解电压推动电荷定向移动形成电流、电源提供电压;掌握电压单位伏特(V)及其换算;记住常见电源电压;认识电压表用途、符号,学会正确使用电压表。
科学思维:运用类比的方法将电压类比为水压,构建电压模型;通过实物观察和动手实验,提升学生的认知能力。
科学探究:阅读电压表的使用说明,设计合理的实验方案,练习使用电压表,并能准确解释电压表使用的相关问题,提升学生的实验能力。
科学态度与责任:在电压学习中,掌握类比法,提升思维能力;借助实验探究, 增强实践能力,感受物理乐趣,树立学习信心。
你知道吗?水果也能发电哦!
为什么水果可以点亮灯泡呢?
情境导入
视频 水果电池
衔接:生活中有许许多多的水果,大家都吃过哪些水果?(学生回答)当我们吃了水果,那么各种各样的水果就给我们提供了(能量),其实水果不仅仅能够给我们人体提供能量,还能给用电器提供能量呢!让我们一起来看一个有趣的小实验。……
这里的水果扮演了电路中的什么角色呢?(电源)
咦?为什么水果可以点亮灯泡呢?这是因为水果给发光二极管提供了电压。什么是电压呢?让我们通过今天的课程一起来学习一下。
实验:如图,连接好电路,闭合开关,观察现象。
把电源换成导线后再闭合开关,观察现象。
思考:
1.灯亮了说明有电流,电流是怎样形成的呢?
2.电源的作用是什么呢?
新知探究
任务一 电压
衔接:同学们之前连接过这样的简单电路,我们首先再把它连接一次,看看哪个小组做得最快。……同学们观察到了什么?……
(提问思考的问题)
(第二个问题提醒学生回顾课本37页)电源对自由电荷有推动力。
思考:如何让水轮机转动起来呢?
思考:水轮机为什么又停下来了?
新知探究
任务一 电压
衔接:可是你们看到了电源的推动力了吗?如何来理解电源的推动力呢?这种神秘的力量是怎么产生的呢?
我们来一起看一个生活中的场景。(描述场景)打开阀门,水轮机会转动吗?如何让水轮机转动呢?
要让水轮机转动,就要有水流,水流如何产生呢?让两边的水位高度不一致。
现在哪边水位高,表明它的液体压强?(大)哪边的水位低,表明它的液体压强?(小),那么这个水位差的存在就表明这条“水路”中存在水压,也就形成了水流。
当两边水面相平时,就没有了水压,水流停止了,水轮机就停止转动了。
思考:怎样才能使水轮机持续转动呢?
水 压
水 流
抽水机
形成
提供
新知探究
任务一 电压
衔接:通过刚才的分析我们可以得到,水压是水流形成的原因。但是怎样才能让水轮机持续转动呢?要让“水路”中一直保持有水流,也就是要保持“水路”中一直有水压。我们可以安装一台抽水机。
就像这样,我们让抽水机一直抽水,两边就会一直保持着一个水位差,也就是一直保持有一个水压,那么抽水机在这的作用就是提供水压。
电 压
电 流
电 源
形成
提供
新知探究
任务一 电压
衔接:电路中也是与此类似的。
在接通电源前,电路中的自由电荷不会发生定向移动,当接通了电源之后,电流中的自由电荷发生了定向移动,产生了电流。
我们来看电源的工作原理,电源不停地把正电荷运输到正极,不停地把负电荷运输到负极,就像抽水机一样,不停地把水从一边的容器中抽到另外一个容器中。
抽水机提供了一个水压,那么电源就相当于给电路提供了一个?(电压)
有了电压之后,电流也就形成了。电压是电流形成的原因。
电流相当于________ 开关相当于_________
电源相当于________ 电灯相当于_________
水流
阀门
抽水机
水轮机
如果想让水轮机转得更快一些该怎么办呢?
新知探究
任务一 电压
衔接:我们可以再类比一下这两个过程,在脑海中留下深刻的记忆。(观察一分钟后,回答下面几个问题)
思考问题为加大抽水机的功率,提供更大的水压。
实验:将连接好的电路断开,把两节电池接入电路,闭合开关,观察现象。
电路中电流的强弱与电源的电压大小有关。
思考:如何让小灯泡更亮呢?
新知探究
任务一 电压
衔接:那么想要灯泡更亮我们应该怎么办呢?(回答)
那么我们接下来做实验来验证一下。
前面我们说过,灯泡越亮说明灯泡中的电流越大,刚才我们的实验中我们发现……电压越大,电流就越强,电压越小,电流也就越小。
就像我们如果换个功率更大的抽水机,水流就会越大。
电压:形成电流的原因。
单位:伏特,简称伏,符号V
符号:U
电压的常用单位:
千伏(kV) 1 kV =103 V
毫伏(mV) 1 mV=10-3 V
新知探究
任务一 电压
衔接:电压又是一个新的物理量,那么它也有着对应的符号和单位,现在请大家阅读课本56页说出电压的符号与单位。
伏特,意大利物理学家。善于思考、喜欢探求、勇于实践的他在青少年时期就开始了电学实验,他读了很多电学的书,他的实验超出了当时已知的一切电学知识。1800年3月20日他宣布发明了伏打电堆(第一个电池组),这一神奇发明,对电学的研究具有划时代的意义。伏特被称为“电源之父”。为了纪念他,把电压的单位规定为伏特。
伏特(1745-1827)
新知探究
任务一 电压
衔接:我们来认识一下伏特这位科学家
常见的电压
10-3V
1.5V
1.5V
12V
3.7V
220V
550-600V
106V
新知探究
任务一 电压
衔接:伏特这个单位大家在生活中都多多少少有所耳闻,现在请同学们拿起你们刚才做实验的电池,看看电池的电压是多少伏特。
人体既然有微弱的电流,那么说明肯定也有电压,当然也是比较微小的。
例 下列关于电源、电压的说法不正确的是 ( )
A.电压是形成电流的原因
B.电源是提供电压的装置
C.电路中有电流,则电路两端一定有电压
D.电路两端有电压,则电路中一定有电流
D
新知探究
任务一 电压
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作用:测量电压的仪器。
电路符号: 。
新知探究
任务二 电压的测量
V
认识电压表
衔接:各种各样的电源,能够提供的电压也不一样,这些电源的电压我们是如何得知的呢?如果我们想知道某一段电路中的电压,该怎么办呢?用电压表来测。……
负接线柱
刻度盘
单位
指针
调零螺母
正接线柱
测量范围:0-3V
测量范围:0-15V
新知探究
任务二 电压的测量
衔接:电压表也有一张的“美颜”照片,我们来认识一下电压表,首先我们看到电压表的下面。……
1.使用前要先调零。
2.必须将电压表与用电器并联。
3.电流必须从正接线柱流入,从负接线柱流出。
4.必须正确选择电压表的测量范围(试触法)。
用电压表测量电压
注意:在电路中可将电压表看作断路!
新知探究
任务二 电压的测量
电压表的使用方法:
实验 电压表的用法
让学生思考违反操作会怎么样?建议动手操作验证学生的答案。(特别记得要演示与灯泡串联后会怎么样,测的是什么电压)
正负接线柱接反
测量范围太小
电压太大
测量范围太大电压太小
你能说说下面的电压表在使用时犯了什么错误吗?
新知探究
任务二 电压的测量
分度值:0.1V
分度值:0.5V
测量范围:0-3V
测量范围:0-15V
1.明确所选电压表的测量范围。
2.确定电压表的分度值。右图两个不同测量范围的电压表对应的分度值分别是多少?
3.接通电路后,看看指针向右偏过多少个小格,不估读。
新知探究
任务二 电压的测量
电压表的读数:
衔接:前面我们学习过电流表的读数,其实电压表的读数也和电流表一样,有谁能说说我们该怎么读数呢?……
(强调量程的倍数关系)
下面电压表的读数是多少?
2V
12.5V
1V
新知探究
任务二 电压的测量
进行实验:
用电压表测量电路中的电压
1.画出电路图,完成实物电路图的连接。
2.分别把电压表接在小灯泡两端和电源两端,接通电路,读出电压值。
3.换不同节数的电池,重复实验。
V
a点
b点
新知探究
任务二 电压的测量
电压 U/V 电源 小灯泡
一节干电池
两节干电池
实验记录:
实验结论:
在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
新知探究
任务二 电压的测量
请小组上台展示自己的结果。
想想议议:电压表已经和小灯泡并联,哪端应该接电源的正极?哪端应该接电源的负极?
正极
负极
新知探究
任务二 电压的测量
例 如图所示是某同学用电压表测灯 L1两端电压的实物图,其中的三处错误是:
1.电压表的测量范围选择错误
2.电压表的正负接线柱接反
3.电压表与导线并联
新知探究
任务二 电压的测量
例 判断电压表的测量对象。
开关闭合后,两灯串联,电压表与灯L1并联,电压表是测量灯L1两端的电压。
新知探究
任务二 电压的测量
用途 符号 连接方法 能否接在
电源两极 电路分析时 相同处
电压表 测量电路两端电压 并联 能 可以看作
断路 1.使用前要调零
2.注意量程和分度
值的选择
3.连接时注意正进
负出
电流表 测量电路中的电流 串联 不能 可以看作
导线
电流表和电压表的对比
V
A
新知探究
任务二 电压的测量
电压
电压
电压的测量
电压表的构造
电源是提供电压的装置
单位:伏特(V)
常见的电压值
电压表的使用方法
电压是电流形成的原因(U )
课堂小结
1.(1)一节干电池的电压是_______伏=_______毫伏;
(2)我国家庭电路的电压是_______伏=_______千伏。
1.5
1 500
0.22
220
2.如图所示,闭合开关后,要使L1和L2都发光,甲是_______表;乙是_______表。
电流
电压
甲
乙
课堂练习
3.如图所示,要使电压表测灯L2两端的电压,正确的电路图是( )
D
课堂练习
4. 如图所示的电路能用电压表测出灯泡 L1两端电压的是( )
B
课堂练习
5.如图所示电路,闭合开关S后,若灯L不亮,电压表有示数,电流表无示数(R可以看作是一个用电器),则发生的故障是( )
A. L短路 B. L断路
C. R短路 D. R断路
D
课堂练习
声 明
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