第四节 电流、电压及其测量(导学案)物理新教材北师大版(北京)九年级全一册
2025-10-31
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精品
内容正文:
第4节 电流、电压及其测量(导学案)
【学习目标】
1. 电流的形成和方向规定;知道电流的物理意义,能正确读写电流的符号(I)和单位,掌握单位换算关系。
2. 认识电流表的用途,能说出电流表的基本结构,明确两个常用量程及对应分度值的含义。
3. 熟记电流表的使用规则;理解电流的物理意义及单位,掌握安与毫安的换算关系。
4. 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。
5. 理解电压的概念,知道电压的单位及常见电压值。
6. 掌握电压表的使用方法,能正确连接电压表并读取电压值。
【学习重点】
1. 从微观角度理解电流的形成;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. 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。
4. 电压表的正确使用方法(连接、量程选择、读数)。
【学习难点】
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。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
一、电流的强弱
1.定义:通过导体横截面积的电荷量与所用时间的比值,叫 电流 ,用 I 表示。
2.定义式:
3.物理意义:表示电流强弱的物理量。
4.单位
(1)国际单位: 安培 ,简称安,符号A。
(2)常用单位:毫安(mA),微安(μA)。
(3)换算:1A=1×103 mA= 1×106 μA
5.常见的电流大小
(1)计算器工作时的电流:约100μA; (2)家用电视机工作时的电流:约0.5A;
(3)半导体收音机工作时的电流:约50mA; (4)家用电冰箱工作时的电流:约1A;
(5)手电筒工作时的电流:约200mA; (6)家用空调器工作时的电流:约5A;
(7)家用节能灯工作时的电流:约0.1A; (8)雷电电流:可达2×105A
二、电流的测量
1.工具:电流表
2.电流表的功能:测量电路中的 电流 。
3.电流表的结构
(1)三个接线柱、两个量程、调零螺母、指针、刻度盘。
(2)接“-”和“0.6”时,量程为0 - 0.6A,分度值为0.02A;
(3)接“-”和“3”时,量程为0 - 3A,分度值为0.1A。
4.电流表的使用
(1)先要三“看清”:看清 量程 、分度值 ,指针是否指在零刻度线上,正负接线柱;
(2)电流表必须和被测用电器 串联 ;(电流表相当于一根 导线 )
(3)电流从电流表的 正接线柱 流入,从 负接线柱 流出;若接反了,指针会 反向 偏转,损坏表。
(4)选择合适的量程(如不知道量程,应该选较大的量程,并进行试触。)
(5)绝不允许在任何情况下使电流表直接连到 电源的两极 。
(6)若闭合开关,电流表指针不动,电路某处 断路 。
5.电流表的读数
(1)明确所选量程;
(2)明确分度值(每一小格表示的电流值);
(3)根据表针向右偏过的格数读出电流值。
三、电压
1.电源:给用电器两端提供 电压 的装置。
2.电压的作用:使电荷定向移动形成 电流 。
3.电压用符号“U”表示,电压是形成 电流 的原因,电路中有电流,电路两端 一定 有电压;电路两端有电压,电路中 不一定 有电流,电源是提供 电压 的装置。
4.单位
(1)国际单位: 伏特 ,简称伏,符号V。
(2)常用单位:兆伏(MV)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。
(3)单位换算:1MV= 103 kV= 106 V,1V=10 3mV= 106 μV;即兆伏(MV)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)之间满足1000进制。
四、电压的测量
1.认识电压表
(1)功能:测量电路两端的 电压 。
(2)结构
①电压表的表盘上标有“V”既表示 电压表 的标志,又表示所读示数的单位为 伏特(V) ;有的电压表的表盘标有“mV”或“μV”表毫伏表和微伏表,其单位分别为毫伏(mV)和微伏(μV)。
②电压表有3各接线柱2个量程,其中
接“—”和“3V”时,量程为 0-3V ,分度值为 0.1V ,如图甲;
接“—”和“15V”时,量程为 0-15V ,分度值为 0.5V ,如图乙。
③调零螺母(归零螺丝):使用电压表测量前,若指针不指零,则通过其调节为 零 。
④电压表的电路符号为“”。
2.电压表的连接
(1)电压表应与被测电路元件或电路 并联 ;
(2)电流应从电压表的 “+”接线柱 (图中“3V”或“15V”)流入, “—”接线柱 流出,否则指针 反向 偏转,损坏电压表;
(3)被测电压 不能超过 电压表的量程,若不知被测电压的大致范围,应用大量程试触法选择合适的量程;
(4)电压表 可直接 接到电源两级,测电源电压;
(5)分析电路连接时,应把电压表看成断路(开路)。
3.电压表的读数
(1)明确量程,知道每一大格表示多少伏;
(2)明确分度值,知道每一小格表示多少伏;
(3)由指针所指的位置,读出电压表的示数。
4.使用电压表常见的错误
(1)接线柱接反:电压表指针反偏;
(2)量程选择不合理
①指针偏角较小:电压表量程选择过大;
②指针偏转超过最大刻度:电压表量程选择偏小;
(3)电压表串联接入电路,此时测电源电压。
【课堂探究】
探究一、电流的形成与电流的方向的探究
1. 电流的形成
类比引入:展示一段水流的视频,提问学生:“水为什么会流动?”引导学生回答因为水位有高低差,水在重力作用下从高处流向低处形成水流。接着讲解,电荷也类似,当电路两端有电压时,电荷会定向移动形成电流。
微观讲解:利用多媒体动画展示金属导体中自由电子在电压作用下定向移动的过程,讲解电流是电荷的定向移动形成的。强调这里的电荷可以是正电荷、负电荷或两者同时定向移动。
思考讨论:组织学生思考并讨论,在金属导体中,是什么电荷在定向移动形成电流?在酸碱盐的水溶液中,又是哪些电荷在定向移动?让学生分组讨论后回答。
设计意图:通过类比水流,将抽象的电流概念直观化,帮助学生理解。微观动画展示和思考讨论环节,加深学生对电流形成本质的理解,培养学生的逻辑思维能力。
2. 电流的方向
规定讲解:讲解电流方向的规定:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。在金属导体中,自由电子带负电,其定向移动的方向与电流方向相反。
实例分析:结合简单电路,用动画展示电流在电路中的流动方向,从电源正极出发,经过用电器,回到电源负极。同时分析在这个过程中,自由电子的实际移动方向。
学生练习:给出几个简单电路的示意图,让学生判断电流的方向和自由电子的移动方向,教师巡视并进行指导。
设计意图:明确电流方向的规定,通过实例分析和学生练习,帮助学生掌握电流方向的判断方法,加深对电流方向概念的理解。
【例题1】(1)在电路中,导体中的自由电荷在电源的作用下,由原来的无规则运动变为定向移动。这种自由电荷的 就形成了电流。电流通过用电器时,把电源的 转化为其他形式的能量。
(2)电流用符号 表示。在国际单位制中,电流的基本单位是 ,简称安,用符号A表示。电流的单位还有毫安(mA)、微安(μA)等,1A= mA= μA。
(3) 定向移动的方向为电流的方向。在一个闭合电路中,电流从电源的正极流出,经过用电器,流向电源的负极。金属导体中的电流,实际上是带 电的自由电子定向移动形成的。
【答案】(1)定向移动 电能 (2)I 安培 (3)正电荷 负
【解析】(1)[1]在电路中,导体中的自由电荷在电源的作用下,由原来的无规则运动变为定向移动。这种自由电荷的定向移动就形成了电流。
[2]电流通过用电器时,消耗电能,把电源的电能转化为其他形式的能量。
(2)[1]在物理学中, I表示电流的符号。
[2]在国际单位制中,安培是电流的基本单位,简称安,用符号A表示。
[3][4]由、得
(3)[1]物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。
[2]电子带负电,金属导体中的电流,实际上是带负电的自由电子定向移动形成的。
探究二、实验探究:如何测量电压
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2】(2024秋•北京房山区期中)在如图所示的4个电路中,开关闭合后,能用电压表测量出灯泡L1两端电压的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A、由电路图可知,电压表与灯L2并联,测灯L2两端电压,故A不符合题意;
B、由电路图可知,电压表并联在灯L1两端,测灯L1两端电压,故B符合题意;
C、由电路图可知,电压表与灯泡串联接入电路,相当于测量电源电压,故C不符合题意;
D、由电路图可知,电压表并联在电源的两端,测量电源电压,故D不符合题意。故选:B。
【归纳整理】 第4节 电流、电压及其测量
【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•北京朝阳区月考)小阳在练习使用电流表时,想设计这样一个电路,开关S控制整个电路,两只小灯泡并联,电流表测量通过灯L2的电流。下列四个电路图中符合小阳设计要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】两灯泡并联,开关控制整个电路,开关串联在干路中,电流表测L2的电流,电流表串联L2在支路中;
A、图中两灯泡并联,电流表与小灯泡L1串联,开关串联在干路中,故A不符合题意;
B、图中两灯泡并联,开关控制整个电路,开关串联在干路中,电流表测干路的电流,故B不符合题意;
C、图中两灯泡并联,开关控制整个电路,开关串联在干路中,电流表测L2的电流,电流表串联L2在支路中但正负接线柱接反,故C不符合题意
D、图中两灯泡并联,开关控制整个电路,开关串联在干路中,电流表测L2的电流,电流表串联L2在支路中,故D符合题意。故选:D。
4.(2024•山东临沂中考真题)如图所示电路的电源电压保持不变,将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光。下列判断正确的是( )
A.灯L1和L2是串联连接的 B.电压表不能测量灯L2的电压
C.断开S2后电流表的示数不变 D.两灯的额定电压一定相同
【答案】D
【解析】AB、分析电路图可知,同时闭合开关S1和S2时,两灯泡并联,开关S1控制整个电路,开关S2控制灯泡L2;电流表测量干路电流,电压表测量电源电压,因为是并联电路,所以电压表也能测量灯L2的电压,故AB错误;
C、断开S2后,灯L2支路断开,电流表的示数变小,故C错误;
D、将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光,且两灯两端的电压相等,所以两灯的额定电压一定相同,故D正确。
故选:D。
5.(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。
6.(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。
7.(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,故D正确。故选:D。
8.(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。
9.(2024•江苏盐城中考真题)在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
【答案】B
【解析】由图可知,该电路为串联电路,电压表测量灯泡L2两端的电压,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数;
两个小灯泡都不发光,不可能是L1短路或L2短路,如果L1短路,L2会发光,如果L2短路,L1会发光;
可能出现了断路,电压表无示数,说明是灯L1 断路,如果灯L2断路,电压表会有示数。故选:B。
10.(2024秋•北京海淀区期中)小聪同学的部分电学学习记录如下,其中错误的是( )
A.处处连通的电路叫通路 B.电压表是测量电路两端电压的仪表
C.断开的电路叫做短路 D.电流表必须串联在待测电路中
【答案】C
【解析】A、在电路中,处处连通的电路叫做通路,故A正确;
B、电压表是电学中常用的测量仪表,它的主要功能是测量电路或电路元件两端的电压,故B正确;
C、在电路中,如果某处断开,导致电流无法流通,那么这样的电路被称为断路,而不是短路。短路是指电流没有经过用电器,直接从电源的正极流回电源的负极,这样的电路状态是非常危险的,因为它可能会导致电源损坏或火灾,故C错误;
D、电流表是测量电路中电流的仪表,为了准确测量电流,电流表必须串联在待测电路中,这样电流表才能测量到流过该电路的电流,故D正确。
故选:C。
11.(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。
12.(2025•山东烟台中考真题)(多选)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联
B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流
D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
【答案】AC
【解析】A、若甲为电流表,电流从电源正极流出,经过甲后会分成两条支路,分别经过L1和L2,然后再汇合回到电源负极,且乙为电流表,丙为电压表,所以两灯一定并联,才能都发光,故A正确。
B、由A分析可知,若乙为电流表,乙在干路上,测的是干路电流,而不是L1的电流,故B错误。
C、若丙为电流表,其它两表为电压表,丙与L1和L2串联,测的是L2和L1的电流,故C正确。
D、由A分析可知,若甲为电流表,要使两灯并联且都能发光,乙处得形成通路,所以乙只能为电流表,故D错误。故选:AC。
13.(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。
14.(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。
15.(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的 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。
16.(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。
【课后反思】
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第4节 电流、电压及其测量(导学案)
【学习目标】
1. 电流的形成和方向规定;知道电流的物理意义,能正确读写电流的符号(I)和单位,掌握单位换算关系。
2. 认识电流表的用途,能说出电流表的基本结构,明确两个常用量程及对应分度值的含义。
3. 熟记电流表的使用规则;理解电流的物理意义及单位,掌握安与毫安的换算关系。
4. 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。
5. 理解电压的概念,知道电压的单位及常见电压值。
6. 掌握电压表的使用方法,能正确连接电压表并读取电压值。
【学习重点】
1. 从微观角度理解电流的形成;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. 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。
4. 电压表的正确使用方法(连接、量程选择、读数)。
【学习难点】
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。
【自主预习】阅读教材,完成以下问题:
一、电流的强弱
1.定义:通过导体横截面积的电荷量与所用时间的比值,叫 ,用 表示。
2.定义式:
3.物理意义:表示电流强弱的物理量。
4.单位
(1)国际单位: ,简称安,符号A。
(2)常用单位:毫安(mA),微安(μA)。
(3)换算:1A= mA= μA
5.常见的电流大小
(1)计算器工作时的电流:约100μA; (2)家用电视机工作时的电流:约0.5A;
(3)半导体收音机工作时的电流:约50mA; (4)家用电冰箱工作时的电流:约1A;
(5)手电筒工作时的电流:约200mA; (6)家用空调器工作时的电流:约5A;
(7)家用节能灯工作时的电流:约0.1A; (8)雷电电流:可达2×105A
二、电流的测量
1.工具:电流表
2.电流表的功能:测量电路中的 电流 。
3.电流表的结构
(1)三个接线柱、两个量程、调零螺母、指针、刻度盘。
(2)接“-”和“0.6”时,量程为0 - 0.6A,分度值为0.02A;
(3)接“-”和“3”时,量程为0 - 3A,分度值为0.1A。
4.电流表的使用
(1)先要三“看清”:看清 、 ,指针是否指在零刻度线上,正负接线柱;
(2)电流表必须和被测用电器 ;(电流表相当于一根 )
(3)电流从电流表的 流入,从 流出;若接反了,指针会 偏转,损坏表。
(4)选择合适的量程(如不知道量程,应该选较大的量程,并进行试触。)
(5)绝不允许在任何情况下使电流表直接连到 。
(6)若闭合开关,电流表指针不动,电路某处 。
5.电流表的读数
(1)明确所选量程;
(2)明确分度值(每一小格表示的电流值);
(3)根据表针向右偏过的格数读出电流值。
三、电压
1.电源:给用电器两端提供 的装置。
2.电压的作用:使电荷定向移动形成 。
3.电压用符号“U”表示,电压是形成 的原因,电路中有电流,电路两端 有电压;电路两端有电压,电路中 有电流,电源是提供 的装置。
4.单位
(1)国际单位: ,简称伏,符号V。
(2)常用单位:兆伏(MV)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)等。
(3)单位换算:1MV= kV= V,1V= mV= μV;即兆伏(MV)、千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV)之间满足1000进制。
四、电压的测量
1.认识电压表
(1)功能:测量电路两端的 。
(2)结构
①电压表的表盘上标有“V”既表示 的标志,又表示所读示数的单位为 ;有的电压表的表盘标有“mV”或“μV”表毫伏表和微伏表,其单位分别为毫伏(mV)和微伏(μV)。
②电压表有3各接线柱2个量程,其中
接“—”和“3V”时,量程为 ,分度值为 ,如图甲;
接“—”和“15V”时,量程为 ,分度值为 ,如图乙。
③调零螺母(归零螺丝):使用电压表测量前,若指针不指零,则通过其调节为 。
④电压表的电路符号为“”。
2.电压表的连接
(1)电压表应与被测电路元件或电路 ;
(2)电流应从电压表的 (图中“3V”或“15V”)流入, 流出,否则指针 偏转,损坏电压表;
(3)被测电压 电压表的量程,若不知被测电压的大致范围,应用大量程试触法选择合适的量程;
(4)电压表 接到电源两级,测电源电压;
(5)分析电路连接时,应把电压表看成断路(开路)。
3.电压表的读数
(1)明确量程,知道每一大格表示多少伏;
(2)明确分度值,知道每一小格表示多少伏;
(3)由指针所指的位置,读出电压表的示数。
4.使用电压表常见的错误
(1)接线柱接反:电压表指针反偏;
(2)量程选择不合理
①指针偏角较小:电压表量程选择过大;
②指针偏转超过最大刻度:电压表量程选择偏小;
(3)电压表串联接入电路,此时测电源电压。
【课堂探究】
探究一、电流的形成与电流的方向的探究
1. 电流的形成
类比引入:展示一段水流的视频,提问学生:“水为什么会流动?”引导学生回答因为水位有高低差,水在重力作用下从高处流向低处形成水流。接着讲解,电荷也类似,当电路两端有电压时,电荷会定向移动形成电流。
微观讲解:利用多媒体动画展示金属导体中自由电子在电压作用下定向移动的过程,讲解电流是电荷的定向移动形成的。强调这里的电荷可以是正电荷、负电荷或两者同时定向移动。
思考讨论:组织学生思考并讨论,在金属导体中,是什么电荷在定向移动形成电流?在酸碱盐的水溶液中,又是哪些电荷在定向移动?让学生分组讨论后回答。
设计意图:通过类比水流,将抽象的电流概念直观化,帮助学生理解。微观动画展示和思考讨论环节,加深学生对电流形成本质的理解,培养学生的逻辑思维能力。
2. 电流的方向
规定讲解:讲解电流方向的规定:把正电荷定向移动的方向规定为电流的方向。在金属导体中,自由电子带负电,其定向移动的方向与电流方向相反。
实例分析:结合简单电路,用动画展示电流在电路中的流动方向,从电源正极出发,经过用电器,回到电源负极。同时分析在这个过程中,自由电子的实际移动方向。
学生练习:给出几个简单电路的示意图,让学生判断电流的方向和自由电子的移动方向,教师巡视并进行指导。
设计意图:明确电流方向的规定,通过实例分析和学生练习,帮助学生掌握电流方向的判断方法,加深对电流方向概念的理解。
【例题1】(1)在电路中,导体中的自由电荷在电源的作用下,由原来的无规则运动变为定向移动。这种自由电荷的 就形成了电流。电流通过用电器时,把电源的 转化为其他形式的能量。
(2)电流用符号 表示。在国际单位制中,电流的基本单位是 ,简称安,用符号A表示。电流的单位还有毫安(mA)、微安(μA)等,1A= mA= μA。
(3) 定向移动的方向为电流的方向。在一个闭合电路中,电流从电源的正极流出,经过用电器,流向电源的负极。金属导体中的电流,实际上是带 电的自由电子定向移动形成的。
探究二、实验探究:如何测量电压
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2】(2024秋•北京房山区期中)在如图所示的4个电路中,开关闭合后,能用电压表测量出灯泡L1两端电压的是( )
A. B. C.D.
【归纳整理】 第4节 电流、电压及其测量
【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
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
3.(2024秋•北京朝阳区月考)小阳在练习使用电流表时,想设计这样一个电路,开关S控制整个电路,两只小灯泡并联,电流表测量通过灯L2的电流。下列四个电路图中符合小阳设计要求的是( )
A. B.
C. D.
4.(2024•山东临沂中考真题)如图所示电路的电源电压保持不变,将开关S1和S2都闭合,两灯均正常发光。下列判断正确的是( )
A.灯L1和L2是串联连接的 B.电压表不能测量灯L2的电压
C.断开S2后电流表的示数不变 D.两灯的额定电压一定相同
5.(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
6.(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
7.(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
8.(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
9.(2024•江苏盐城中考真题)在探究串联电路电压的特点时,闭合开关,灯泡都不发光,电压表无示数。以下可能的是( )
A.L1短路 B.L1断路 C.L2短路 D.L2断路
10.(2024秋•北京海淀区期中)小聪同学的部分电学学习记录如下,其中错误的是( )
A.处处连通的电路叫通路 B.电压表是测量电路两端电压的仪表
C.断开的电路叫做短路 D.电流表必须串联在待测电路中
11.(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
12.(2025•山东烟台中考真题)(多选)如图所示,闭合开关,两个小灯泡L1和L2均能发光。下列关于该电路的分析正确的是( )
A.若甲为电流表,则两灯一定并联
B.若乙为电流表,则乙测L1的电流
C.若丙为电流表,则丙测L1的电流
D.若甲为电流表,则乙可能为电压表
13.(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。
14.(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。
15.(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的 极。
16.(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”)。
【课后反思】
本节课学习中,你有哪些收获,还有哪些问题?
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