第4节 电流、电压及其测量（表格式教学设计）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电流、电压的概念及测量，通过灯泡亮度对比引出电流强弱，用水压模型类比电压是电流形成的原因，衔接电路组成与串并联知识，为后续欧姆定律学习奠定基础。 资料以核心素养为导向，科学思维上通过水压类比电压培养抽象概念具象化能力，科学探究中设计分组实验让学生动手操作电流表、电压表，强化规范意识与实验技能，助力教师高效教学，提升学生电学认知与科学态度。

第4节 电流、电压及其测量（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第1节 分子动理论 教学 目标 物理观念 形成电流的概念，知道电流的形成原因和方向规定，构建电流是电荷定向移动形成的物理观念。建立“电流”的量化认知，形成对“电流表结构与用途”的清晰理解。立“电压是电流形成的原因”的核心认知，深化对“电源-电压-电流”逻辑关系的理解。 科学思维 通过类比水流理解电流，培养类比推理的思维方法，从熟悉的现象类比到抽象的电学概念。通过单位换算、量程与分度值的对应分析，培养严谨的数值处理能力，建立 “规范使用仪器” 的认知逻辑。 通过“水流类比电压”培养抽象概念具象化的思维能力，通过单位换算提升严谨的数值处理能力。 科学探究 通过电流表操作、读数与故障分析，提升实验操作能力、观察能力和问题解决能力。通过观察实验现象、读取电压表数据，提升“从现象到本质”的观察分析能力。 科学态度 与责任 形成尊重仪器使用规范、基于数据得出结论的严谨态度；建立“安全使用电学仪器”的意识，理解科学测量在生活和技术中的实用价值。 教材 分析 本节内容位于人教版九年级物理第十五章《简单电路》的第四节，是在学生掌握了电路基本组成、串并联连接方式之后，进一步学习如何量化描述电流强弱的重要环节。教材通过介绍电流的物理意义、单位及常用单位换算，重点讲解电流表的结构、使用规则和读数方法，并配有实物图与量程选择示例。本节内容为后续探究串并联电路中电流规律打下基础，是实验技能培养的关键节点，具有承上启下的作用。在学习电流和电路的基础上，引入电压这一重要物理量，为后续欧姆定律、电功率等内容的学习奠定基础。教材通过生活实例引出电压概念，强调其作为“推动电荷定向移动形成电流”的原因，并介绍了常见电源的电压值及电压表的使用方法。 学情 分析 九年级学生已具备初步的电学知识，能识别电路元件并搭建简单电路，但对“电流”仍停留在抽象感知层面，缺乏具体数值概念。多数学生未接触过真实电学测量仪表，对指针式仪表的读数存在困难。同时，实验操作中易出现接线错误、量程误选等问题。学生的动手能力差异较大，部分学生在面对精密仪器时存在畏惧心理。因此教学中需结合直观演示、分步训练和小组协作，降低认知门槛，强化规范意识。九年级学生抽象思维能力逐步发展，但仍需借助直观实验和生活情境帮助理解电压这一看不见、摸不着的物理量。部分学生可能将电压与电流混淆，存在认知障碍。因此教学中应注重类比引导、实验观察与操作实践，强化概念建构过程。 教学 重点 1. 电流的形成和方向规定。 理解电流的物理意义及单位，掌握安与毫安的换算关系。 2. 掌握电流表的正确使用方法：串联接入、正负极性、选量程、会读数。 3. 电压表的正确使用方法（连接、量程选择、读数）。 教学 难点 1. 准确读取电流表指针示数，尤其是小量程（0~0.6A）下的精确读数。 2. 理解“电流表必须串联在被测电路中”的本质原因，避免并联误接导致短路。 3.电压概念的建立，电压表在不同电路中的正确连接与读数。。 教学 器材 多媒体课件：包含电流形成的微观动画、各种电路连接的示意图、生活中电路应用的图片和视频等。 实验器材：干电池、小灯泡、灯座、开关、导线、电池盒、电流表（简单了解外观即可）、小电动机、蜂鸣器等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 一、现象对比，引出电流强弱概念 教师连接两个电路：第一个使用一节干电池驱动一个2.5V小灯泡；第二个使用两节干电池串联供电同型号灯泡。 提问：“请同学们仔细观察这两个灯泡的发光情况，有什么不同？” 学生回答后追问：“为什么同样是小灯泡，一个亮一个更亮？这说明流过它们的电流一样大吗？” 引导得出结论：电流不仅存在，还有强弱之分。 二、展示水压模型，提出驱动性问题。 教师缓缓向透明塑料管组成的“U形水管”系统注水，一侧水面高于另一侧，下方连接一个微型水轮机叶片。随着水位差增大，水开始从高处流向低处，带动叶片旋转。教师提问：“同学们，请观察这个装置，为什么水会流动？又是什么让水轮机转起来的？”等待学生回答后，进一步追问：“如果两边水位一样高，水还会流动吗？水轮机会继续转吗？”通过直观演示让学生意识到“水位差”是水流产生的根本原因。 三、类比迁移，引出电压概念。 教师将电路图投影到屏幕上，展示一个由电池、开关、导线和小灯泡组成的闭合回路。引导学生对比：“刚才我们看到水因为有‘高度差’才流动，那在电路中，电荷为什么会定向移动形成电流呢？是不是也需要一种‘差’来推动它？”随即揭示课题：“今天我们就来学习这种推动电荷流动的‘电的压力’——电压。”板书标题《第十六章 第1节 电压》，并在旁边画出水压与电压的类比表格框架，预留填空位置，激发学生的探究兴趣。 1. 观看视频，回忆生活经验。 2. 思考并回答教师提问。 3. 明确学习任务与目标。 4. 产生探究电流奥秘的兴趣。 5. 观察水压模型实验，描述现象。 6. 思考并回答教师提出的驱动性问题。 7. 参与类比讨论，初步建立电压概念的心理预期。 8. 明确本节课学习主题，进入学习状态。 学习新课 一、电流 1. 分组实验：让小灯泡亮起来 教师发放实验器材包（含两节干电池、一个小灯泡带灯座、一根开关、若干导线），提出任务：“请同学们尝试用这些器材连接一个能让小灯泡亮起来的装置。”不提供具体接法，鼓励自由探索。 巡视各小组实验情况，记录典型成功与失败案例。当有小组成功点亮灯泡时，请他们上台展示连接方式；对于未成功的小组，引导他们观察对比，思考“为什么我的灯没亮？” 待多数小组完成后，教师利用实物投影仪展示几种典型的连接方式，包括正确的串联电路、缺少开关的电路、电池反接但依然发光的情况等。 组织讨论：“哪些连接方式能让灯泡亮？它们有什么共同特点？”引导学生总结出：必须有电源、用电器、导线形成闭合回路，且开关闭合。 2. 提炼概念：什么是电流？ 在学生获得感性认识的基础上，教师讲解：“刚才灯泡亮了，说明有‘东西’在导线中流动，这种‘东西’就是电荷。金属导体内部有大量的自由电子，当我们在导体两端加上电压（由电源提供）时，自由电子就会发生定向移动，这种电荷的定向移动就形成了电流。” 强调：“虽然实际移动的是负电荷（电子），但从历史沿革和方便分析的角度，物理学规定：正电荷定向移动的方向为电流方向。因此，在外部电路中，电流总是从电源正极出发，经过用电器，回到电源负极。” 配合PPT动画演示电子移动与电流方向的关系，强化理解。 3. 电流的物理意义 教师讲述：“电流就像水管中的水流，单位时间内通过导体横截面的电荷越多，电流就越强。” 板书定义：电流 = 电荷量 / 时间，符号 I，公式 I = Q/t。 举例说明：“如果每秒有1库仑的电荷通过导线，电流就是1安培。” 介绍单位体系：国际单位是安培（A），常用单位还有毫安（mA）、微安（μA）。 进行单位换算训练：“1A = 1000mA，1mA = 1000μA”，带领学生齐读三遍。 4. 辨识电流表的量程与刻度 教师手持电流表，在实物投影下缓慢旋转展示： “请大家注意观察，这个仪表有哪些部分？” 逐一讲解： 表盘：有两行刻度，上面是0~3A，下面是0~0.6A； 指针：指示当前电流值； 调零螺丝：使用前应调节使指针归零； 接线柱：三个，“-”为公共负极，“0.6”和“3”分别为小量程和大量程正极端口。 强调：“我们必须像医生使用听诊器一样，了解每一个部件的作用。” 展示电流表指针分别指向不同位置的图片： 使用0~0.6A量程，指针指在第13小格； ② 使用0~3A量程，指针指在第7小格。 提问：“如果接入的是0.6A量程，每一小格代表多少安培？” 引导学生计算：0.6A ÷ 30格 = 0.02A/格。 再问：“如果是3A量程呢？”→ 3A ÷ 30格 = 0.1A/格。 组织学生两人一组互相提问：“如果你看到指针在第几格，请快速说出对应电流值。” 强化对分度值的理解，为准确读数奠基。 【例题1】（2025秋•北京朝阳区月考）在国际单位制中，电流的单位是（　　） A．牛顿（N） B．库仑（C） C．焦耳（J） D．安培（A） 【答案】D 【解析】A、牛顿是力的基本单位，符号为N，故A不符合题意； B、库仑是电荷量的基本单位，符号为C，故B不符合题意； C、焦耳是功和各种能量的基本单位，符号为J，故C不符合题意； D、安培是电流的基本单位，符号为A，故D符合题意。故选：D。 【例题2】（2024秋•北京期中）如图所示，闭合开关后电流表能直接测量通过小灯泡L1的电流的电路是（　　） A．B． C．D． 【答案】B 【解析】A、图中电流表串联在干路中，测量的是干路电流，故A错误； B、图中电流表与灯L1串联，测的是灯L1的电流，故B正确； C、图中电流表与灯L2串联，测的是灯L2的电流，故C错误； D、图中电流表串联在L1支路，但是电流表的正负接线柱接反了，故D错误。故选：B。 1. 分组合作进行实验尝试。 2. 记录实验现象与连接方式。 3. 分析成功与失败的原因。 4. 参与讨论，归纳结论。 做例题1，知道探究热机四冲程的能量转化。 学习新课 二、电压 1. 定义电压，阐明其物理意义 教师结合PPT动画展示电荷在导体中无规则热运动与加上电源后的定向移动对比图。讲解道：“当我们把电源接入电路时，它能在正负极之间维持一个电势差，这个差就是电压。电压就像水泵给水加压一样，给自由电荷提供‘推动力’，使它们从负极出发，经过外部电路流向正极，从而形成持续的电流。没有电压就没有电流。因此我们说：电压是形成电流的原因。”教师边讲边在黑板上写下核心结论：“电压 —— 形成电流的原因”，并标注符号U，单位伏特（V），介绍单位命名由来（纪念科学家伏打）。 2. 举例说明，联系生活实际 教师播放一段短视频：一名工人正在更换楼道照明灯的电池盒，拿出两节新的1.5V干电池装入；镜头切换到家中插座旁标注“220V AC”的充电器插入电源；再展示电动车充电桩显示“输出电压：72V”。随后提问：“这些场景中提到了哪些电压值？分别对应什么设备？”组织学生快速抢答，并补充讲解：“一节普通干电池是1.5V，铅蓄电池每格约2V，手机锂电池通常3.7V，我国家庭电路电压为220V，工业用电为380V。不同的用电器需要不同的电压才能正常工作。” 【例题3】（2025•北京模拟）现代人的生活已经离不开电了，为了安全用电，我们对生活中的一些“电”常识的了解必不可少。下列有关电学物理量的估测符合实际的是（　　） A．一节新的干电池的电压是2V B．对人体安全的电压是36V C．家用壁挂式空调的电流约5A D．我国家庭电路的电压为380V 【答案】C 【解析】A、一节新的干电池的电压是1.5V，故A错误； B、对人体安全的电压不高于36V，故B错误； C、家用壁挂式空调的电功率约为1000W，电流约I4.5A，接近5A，故C正确； D、我国家庭电路的电压为220V。故选：C。 【例题4】（2024秋•北京东城区期中）下列关于电压、电流的说法正确的是（　　） A．正、负电荷的移动形成电流 B．电路两端有电压，电路中一定有电流 C．电压使自由电荷发生定向移动形成电流 D．金属导线中电流方向与自由电子定向移动方向相同 【答案】C 【解析】A．电荷的定向移动形成电流，可以是正电荷，也可以是负电荷；也可以是正、负电荷同时向相反方向移动形成；故A错误； B．形成持续电流的必要条件：有电压且电路是通路，所以电路两端有电压，电路中不一定有电流，故B错误； C．电压是使电路形成电流的原因，电源提供电压，电压使自由电荷发生定向移动形成电流，故C正确； D．金属导线中电流方向与自由电子定向移动方向相反，故D错误。 故选：C。 1. 听讲并记录电压的定义、符号和单位。 2. 观看视频，识别不同电源的电压值。 3. 参与判断题讨论，辨析电压与电流关系。 4. 理解电压存在的条件及其作用。 通过讨论回答，会运用比热容知识解释2个典型现象，加深对比热容的理解。 知道水的比热容比较大的应用。可以列举生活中的实例。 做例题2、3并进行展示，会看物质的热值表格，分析解释有关问题。 学习新课 三、认识电压表结构与功能 1. 实物展示，讲解仪表参数。 教师手持一款指针式学生电压表，面向全班缓慢旋转展示。指着表盘讲解：“大家看，这是实验室常用的电压表。它的符号是Ⓥ，表盘上有两排刻度，分别是0~3V和0~15V两个量程。接线柱有三个：标‘-’的是公共负极，‘3’对应小量程，‘15’对应大量程。使用前要先调零，即旋转机械调零螺丝使指针归零。”同时投影放大图片，确保后排学生也能看清细节。接着强调：“电压表必须并联在被测电路两端，这一点和串联使用的电流表完全不同！” 2. 示范读数，训练观察能力。 教师模拟测量过程，在黑板上画出电压表接入电路的示意图，设定指针指向不同位置。例如：“当选用0~3V量程时，指针指在第23小格（每大格1V，每小格0.1V），读数是多少？”引导学生集体回答：“2.3V”。再换到0~15V量程，指针在同一位置，则每小格为0.5V，读数为11.5V。反复练习两次，强化“先看量程，再读数值”的操作规范。 【例题5】（2024秋•北京海淀区期中）下列电路图中，电流表和电压表连接正确且电压表测量R2两端电压的是（　　） A．B． C．D． 【答案】B 【解析】A．如图，电流表串联在电路中，但电压表的正负接线柱接反了，故A错误； B、如图，电流表串联在电路中，电路连接正确且电压表测量R2两端电压，故B正确； C、如图，电流表并联在电源两极，形成短路，且电压表的正负接线柱接反了，故C错误； D、如图，电压表和电阻R2串联，电压表不能串联在电路中，故D错误。故选：B。 1. 听讲并记录电压的定义、符号和单位。 2. 观看视频，识别不同电源的电压值。 3. 参与判断题讨论，辨析电压与电流关系。 4. 理解电压存在的条件及其作用。 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（2024秋•北京西城区期中）下列几种家用电器正常工作时，电流接近1A的是（　　） A．电冰箱 B．手表 C．空调 D．计算器 【答案】A 【解析】电冰箱工作时的电流约为1A，空调工作时的电流约为5A，手表和计算器工作时的电流非常小，远远小于1A，故A正确。故选：A。 2．（2024秋•北京东城区月考）下列物理学家的名字，被用作电流单位的是（　　） A．焦耳 B．安培 C．牛顿 D．伏特 【答案】B 【解析】物理学上用安培的名字命名了电流的单位，焦耳是能量的单位，牛顿是力的单位，伏特是电压的单位。故选：B。 3．（2024秋•大兴区期中）如图所示的电路中，闭合开关后，电流表能测量通过灯泡L1的电流的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A、闭合开关后，该电路为并联电路，电流表串联在干路中，测量的是干路的电流，故A错误； B、闭合开关后，该电路为并联电路，电流表与L2串联在支路中，测量通过L2的电流，故B错误； C、闭合开关后，该电路为并联电路，电流表与L1串联在支路中，测量通过L1的电流，故C正确； D、闭合开关后，该电路为并联电路，电流表与L1串联在支路中，但正负接线柱接反了，故D错误。故选：C。 4．（2024秋•北京海淀区期末）如图所示，电源两端电压为U且保持不变。闭合开关S，定值电阻R1和R2（R1≠R2）两端的电压大小分别为U1和U2，电压表的示数应为（　　） A． U1 B．U2 C．U D．U+U2 【答案】A 【解析】如图所示，电源两端电压为U且保持不变。闭合开关S，定值电阻R1和R2（R1≠R2）串联，其两端的电压大小分别为U1和U2，而电压表与电阻R1并联测其两端的电压，因此示数应为U1，故A符合题意，BCD不符合题意。故选：A。 5．（2024秋•北京通州区期中）关于电流与电压，下列说法正确的是（　　） A．电流一定是由自由电子定向移动形成的 B．电路两端有电压，电路中就一定有电流 C．电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因 D．金属导体中的电流方向与自由电子定向移动的方向相同 【答案】C 【解析】A．电荷的定向移动形成电流，定向移动的可以是正电荷，也可以是负电荷，还可能是正、负电荷同时向相反方向定向移动形成的，故A错误，不符合题意； B．电路两端有电压，如果是断路，电路中没有电流，故B错误，不符合题意； C．要得到持续电流必须有电压且是通路，电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因，故C正确，符合题意； D．正电荷定向移动的方向规定为电流的方向，电流的方向与负电荷定向移动的方向相反，而自由电子带负电，因此金属导体中的电流方向与自由电子定向移动的方向相反，故D错误，不符合题意。 故选：C。 6．（2024秋•北京东城区期末）小东将铜片和锌片分别插入土豆中，制成一个土豆电池。用铜导线将铜片和锌片分别接在电压表的两个接线柱上，观察到电压表指针发生了偏转，如图所示。下列说法正确的是（　　） A．锌片是土豆电池的正极 B．土豆电池将电能转化为化学能 C．铜导线中的正电荷定向移动形成电流 D．电压表的读数等于土豆电池两端电压 【答案】D 【解析】A、根据电压表指针正常偏转，电压表正负接线柱连接正确，铜片连接电压表的“+”接线柱，是正极，故A错误； B、水果电池工作时，消耗化学能，获得电能，是将化学能转化为电能，故B错误； C、铜导线中的自由电子定向移动形成电流，故C错误； D、电压表测量水果电池的电压，电压表的读数等于土豆电池两端电压，D正确。选：D。 7．（2024秋•北京石景山区校级期中）在电学实验中，通常用电压表来检测电路故障。如图所示电路中，电源电压为3V，闭合开关后，两灯泡均不亮，经检测，确定是灯泡L2断路，则检测过程中下列说法中错误的是（　　） A．电压表接ad时示数为3V B．电压表接ab时示数为3V C．电压表接ac时示数为3V D．电压表接bc时示数为3V 【答案】B 【解析】灯泡L2断路，说明bc之间断路，当电压表接在ad、ac、bc之间时，相当于直接与电源串联在一起，所以示数均为3V，当电压表接ab时，电压表不能与电源连接，示数为0，故ACD正确，B错误。 故选：B。 8．（2024秋•北京海淀区期末）（多选）类比是研究物理问题的常用方法。如图所示，两容器中的水在抽水机的作用下不断从低处抽运到高处，从而在管道中形成了水流。可以将电路中形成电流的情境与上述情境做类比。下列类比合理的是（　　） A．电路中的自由电荷可以类比管道中的水 B．电路中的用电器可以类比抽水机 C．电路中的开关可以类比管道上的阀门 D．电源两端的电压可以类比两容器水面间的水压 【答案】ACD 【解析】：A．电路中的自由电荷可以类比管道中的水，故A正确； B．电路中的电源可以类比抽水机，故B错误； C．电路中的开关可以类比管道上的阀门，故C正确； D．电源两端的电压可以类比两容器水面间的水压，故D正确。故选：ACD。 9．（2024•江西中考真题）生活中常用干电池作为 　 ，它是提供电压的装置，电压是电路中形成 　 　 的原因。 【答案】电源；电流。 【解析】电源是提供电能的装置，将其他形式的能转化为电能；电压是电路中形成电流的原因。 10．（2025秋•东城区校级月考）（1）如图甲所示，电流表的示数是 　 　 A； （2）如图乙所示，电压表的示数为 　 　 V。 【答案】（1）0.26；（2）1.7。 【解析】（1）电流表选择小量程，分度值为0.02A，示数为0.26A。 （2）电压表选择小量程，分度值为0.1V，示数为1.7V。 11．（2024秋•北京东城区期中）小明在烧杯中加入盐水，将锌片和铜片部分浸入盐水中，组成一个盐水电池，他用电压表测量这个自制电池的电压，其现象如图。通过现象可判断铜片相当于盐水电池 　 　 极。 【答案】正 【解析】因为电压表指针正向偏转，说明与电压表正接线柱相连的铜片为电池的正极。 12．（2024秋•北京西城区月考）在图所示的电路中，①、②、③是三块电表（两块电流表、一块电压表），闭合开关S，灯L1与L2并联，电路中 　 是电压表（选填“①”、“②”或“③”），　 　 是电流表（选填“①”、“②”或“③”）。 【答案】②；①③ 【解析】要使灯泡L1、L2组成并联电路。则电路中的电流有两条路径。则电流分别流入灯泡L1、L2；所以①③电表应是相当于导线的电表，即电流表；②电表应是相当于开路的电表，即②是电压表。 板 书 设 计 电流 I：表示电流强弱的物理量；单位：安培（A）、毫安（mA），1A = 1000mA 电流表使用“四要四不”： 四要：串联、正进负出、选量程、先试触 四不：不并联、不反接、不超量、不断电改线 口诀：一调零，二估量，三串联，四正入，五试触，六读数。 电压：形成电流的原因， 符号：U，单位：伏特（V） 常见值：1.5V（干电池）、220V（家庭电路） 电压表使用： 1. 并联接入 2. “+”进“-”出 3. 选合适量程 4. 使用前调零 课 堂 小 结 第4节 第4节 电流、电压及其测量 第5节 第6节 作 业 教 学 反 思 成功之处 1. “电流侦探”情境贯穿始终，极大提升了学生参与热情，课堂气氛活跃。 2. 采用“水压类比电压”的教学策略有效降低了概念抽象性，多数学生能通过类比理解电压的“推动力”作用，课堂反馈良好。 3. 实验环节设计合理，学生亲手测量电池电压，不仅掌握了电压表使用方法，还通过数据发现了串联电池电压相加的规律，实现了知识的自主建构。 不足之处 1. 个别小组仍存在将电流表并联的错误，反映出对“串联必要性”理解不深。 2. 个别小组在实验中仍将电压表串联接入电路，反映出对“并联”概念的理解仍不够牢固，今后需增加反例辨析环节。 3. 对于电压表读数训练时间略显不足，部分学生在换算不同量程仍出现失误，可在下次课前安排一分钟速练弥补。 4. 作业第8题涉及家庭电器调查，少数住校生难以完成，应提供替代方案，如查阅教材附录或网络资源。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $