第五节 电压及其测量（教学设计）物理新教材北师大版九年级全一册

第五节 电压及其测量（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第五节 电压及其测量 教学目标 物理观念 知道电源的作用、电压的单位及其换算；理解串联与并联电路中电压的关系；熟悉电压表的使用，能正确连接含电压表的串、并联电路，并绘制对应电路图。 科学思维 通过实验操作精准掌握电压测量技法，并归纳得出串联及并联电路中电压规律，以强化学生科学思维。 科学探究 通过实验操作掌握电压测量技法，提升观察与动手能力，以培养学生的科学探究能力。通过对实验归纳结论的和总结，培养学生的概括能力。 科学态度 与责任 通过探究活动，激发学习兴趣，培养热爱科学、积极研究、探索科学的精神。通过与同学们共同的实验过程，培养其严谨的科学态度及团结协作的精神。 教材分析 本节以水流类比引入电压概念，建立电压、电源与电流关系的物理图景，知识体系由现象观察到概念建构再到实验验证，体现“从生活走向物理”的理念。重点为电压概念的形成及电压表的使用，难点在于理解电压是形成电流的原因以及串并联电路中电压规律的归纳。教学思路遵循“类比—探究—应用”逻辑，采用水压与电压对比帮助学生认知抽象概念，通过实验探究串联和并联电路电压特点，强化动手与数据分析能力。教学方法以问题驱动、实验探究和交流讨论为主，引导学生自主发现规律。学习活动涵盖观察、测量、读数、比较等环节，目标定位在理解电压作用、掌握电压表使用规则、认识串并联电路电压关系。目标达成通过实验操作与数据记录实现，注重科学思维与实验素养的培养，为后续欧姆定律学习奠定基础。 学情分析 学生此前已学习电路、电流等知识，初步了解了电学基础概念。此阶段学生逻辑思维能力有所增强，对直观实验现象兴趣浓厚，但对抽象概念的理解仍存在一定困难。教材重点为电压概念、电压表使用及串并联电路电压关系，难点在于理解电压使电路形成电流的本质，以及准确运用电压表进行测量。要求学生通过类比水流理解电压，掌握电压表量程选择、读数及测量方法，能通过实验探究得出串并联电路电压规律。 教学重点 会连接含电压表的串、并联电路，并画出相应的电路图；知道串联电路、并联电路中电压关系。 教学难点 正确连接含电压表的串、并联电路，并画出相应的电路图；理解串联电路、并联电路中电压关系。 教学准备 电源、开关、导线、小灯泡、电压表等。 教学过程 导入新课 看一看 想一想： 瞧瞧电鳗的神奇魅力！！ 电鳗主要生活在南美洲的淡水环境中，从亚马逊河到奥里诺科河都有其身影。电鳗最引人注目的特点是它们能够发电，产生的电压高达600伏以上。这种能力使电鳗成为了淡水中的霸主，任何进入其领地的生物都可能遭受致命的电击。因此电鳗也被形象地称为“水下高压线” 什么是电压呢？步入今日课堂，一探究竟！！ 学习新课 一、电压 【做一做】实验探究电流的形成原因　 （1）实验器材：两节干电池、一个小灯泡、一个开关和一些导线。 （2）实验过程：把实验器材连接为图所示形式，进行探究。第一次用一节干电池做电源，第二次用二节干电池做电源，观察小灯泡的亮度。 （3）实验现象：小灯泡用一节电池时发光暗，两节电池时发光亮。 【分析论证】没有电池时，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。当接上电池时，小灯泡发光，表明金属导体中的自由电子发生了定向移动形成电流。也就是电源的两极间存在着某种“力量”迫使整个电路中的电子产生了定向移动。电源两极间的这种作用称为“电压”。 【归纳】 1.电压： （1）电压的作用：电压是使自由电荷定向移动形成电流。物理学中常用字母U表示电压。 （2）电源的作用：是给用电器两端提供电压。 【用类比法分析】可将电压与水压进行对比来理解电压的作用 ①水流的形成过程：抽水机提供水压（水位差）→水管产生水流→水轮机利用水能→阀门控制水流。 ②电流的形成过程：电源提供电压（电位差）→电路形成电流→电灯利用电能→开关控制电流。 2. 电压的单位 国际单位制：伏特，简称伏，符号是V ；常用单位：千伏（kV）、 毫伏（mV）； 换算关系：1kV＝103V 1V＝103mV 3.常见的电压/V： 维持人体生物电流 约10-3 手机电池 3.7 干电池 1.5 我国的家庭电路 220 电子手表用氧化银电池 1.5 无轨电车电源 550～600 铅蓄电池 2 闪电时云层间 可达106 课堂练习一 1．（2025·天津西青·二模）如图是小军自制的盐水电池，他用电压表对盐水电池的电压进行了测量，下列说法合理的是（　　） A．盐水电池的铜片为电池的负极 B．盐水电池的电压是2V C．盐水电池对外供电时，机械能转化为电能 D．盐水电池对外供电时，化学能转化为电能 【答案】D 【详解】A．由图可知，电压表的指针正向偏转，因为铜片与电压表的正接线柱相连，因此铜片为盐水电池的正极，故A不符合题意； B．电压表的量程为0~3V，分度值为0.1V，电压表的示数是0.4V，因此，自制盐水电池的电压是0.4V，故B不符合题意； CD．盐水电池对外供电时，消耗化学能，产生电能，将化学能转化为电能，故C不符合题意，D符合题意。 故选D。 2. 恰当运用“类比法”可深刻理解物理现象。如图所示，我们可以将电路中_____类比为水路中的水流，电路中_____类比为水路中的水压，而抽水机在“水路”中的作用相当于电路中的______。 【答案】电流，电压，电源。 【解析】水的定向移动形成水流，电荷的定向移动形成电流，通过这种相似性将无形的电流类比于有形的水流，理解就容易了。 水之所以能定向移动，是因为有水压，电荷之所以定向移动是因为有电压，因此将电压类比于水压就容易理解电压和电流之间的关系了。 水压是抽水机不断抽水形成水位差即产生水压，而电压则是由电源提供，所以抽水机在水路中的作用相当于电路中的电源。 3. 下列关于电压的叙述正确的是（　　） A．手机电池的电压是220V B．在任何情况下，一节干电池的电压都是1.5V C．电压只能使自由电子发生定向移动 D．电压是使导体中的自由电荷发生定向移动形成电流的原因 【答案】D. 【解析】A．家庭电路的电压是220V，手机电池的电压约3.7V，故A错误； B．一节新干电池的电压为1.5V，用久之后电压会下降。故B错误； CD．电压能使自由电荷发生定向运动，而不仅仅是自由电子发生定向移动，如：酸、碱、盐水溶液中的正负离子。故C错误，D正确。 学习新课 二、电压表 1. 认识电压表 【观察电压表，进行以下归纳】 （1）作用：测量电压的高低。 （2）电压表的电路符号： 。 （3）电压表的构造：三个接线柱、表盘、指针、调零螺丝等。 2. 电压表的量程与分度值 有三个接线柱，两个量程：①使用“-”与“3”接线柱时，量程为0～3V，分度值为0.1V。②使用“-”与“15”接线柱时，量程为0～15V，分度值为0.5V。 电压表的构造 电压表的示数 3. 电压表的读数 明确所选电压表的量程；确定电压表的分度值；由指针位置读出示数，先大格后小格。如图所示，电压表的量程：0~15V；分度值：0.5V；示数为：2.5V。 4. 电压表的使用 （1）使用前进行调零。使用电压表前应该先观察指针，是否指在零刻度线上，若不指在零刻度线，则调零旋钮使指针指在零刻度线。 （2）电压表与被测用电器并联。 （3）电压表的“+”接线柱靠近电源的正极，“-”接线柱靠近电源的负极。 （4）被测电压不能超过电压表的最大量程。 5.学生实验： 用电压表测量电压 （1）实验过程：如图，先将电压表接在小灯泡两端，接通电路，读取电压表的示数；再将电压表接在电源两端，接通电路，读取电压表的示数。 （2）实验现象：电压表两次的读数相等。 （3）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。 6. 电压表与电流表的异同 电压表 电流表 用途 测量电路两端的电压 测量电路中的电流 连接 方式 并联在被测电路两端 串联在被测电路中 相同点 ①使用前要调零，弄清分度值、量程。 ②使用时都要使电流从正接线柱流入，负接线柱流出； ③都要选择合适的量程，使指针稳定后再读数； ④不能估计出电流、电压值时，可用试触法判断选量程。 课堂练习二 1．（25-26九年级上·全国·课后作业）小明发现了一块手机电池，他想知道这块电池的“+”“-”极，于是他设计了如图所示的电路，并在AB间连入一个元件，下面的元件中能够达到目的的是（　　） A．电压表 B．电动机 C．电铃 D．小灯泡 【答案】A 【详解】A．当电流从电压表的正接线柱流入时，电压表的指针正向偏转；如果电流从电压表的负接线柱流入，电压表的指针将反向偏转，则将AB间接入电压表可以确定电源的正负极，故A符合题意； BCD．将电动机、电铃以及灯泡接入AB间，无论电流从哪个接线柱流入，实验现象都无法确定电源的正负极，故BCD不符合题意。 故选A。 2．（24-25九年级上·江苏泰州·阶段练习）如图所示的电路，闭合开关，能正确测量L1的电流或电压的是（　　） A．B．C． D． 【答案】C 【详解】A．电流表和灯L1串联，但电流表的正负接线柱接反了，故A不符合题意； B．、串联，电压表测电源电压，故B不符合题意； C．、串联，电压表并联在L1两端，正负接线柱连接正确，可以测量L1两端电压，故C符合题意； D．电流表并联在了L1两端，导致L1短路，故D不符合题意。 故选C。 3．（2025·江苏镇江·中考真题）小明用如图所示的电路探究串联电路的电压特点，电源电压恒为3V。闭合开关后，发现电压表的示数为3V，电压表的示数为0V，则电路的故障可能是（    ） A．电阻短路 B．电阻断路 C．导线①断路 D．导线②断路 【答案】B 【详解】闭合开关后，发现电压表的示数为3V，说明有电流经过电压表，所以电路故障不是导线①、②断路；电压表的示数为3V，说明电压表测量电源电压；电压表的示数为0V，说明电路出现断路故障，说明故障在与电压表并联的位置，则电路的故障可能是电阻断路，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 学习新课 三、探究串联电路中电压的规律 1.提出问题： 如图所示，两个灯泡串联后接在电源两端，两灯泡两端的电压与电源两端电压有什么关系？ 2.猜想与假设 猜想1：串联电路中的总电压等于各用电器两端的电压之和。 猜想2：串联电路中的总电压与各用电器两端的电压相等。 猜想3：…… 3.进行实验 ①设计实验电路并画出电路图，如图2所示。 ②选用不同（相同/不同）规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。 ③将电压表的两端分别连到A与B、B与C、A与C，测量电压U1、U2、U。 ④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。 4.分析论证 通过对实验数据的分析可得出结论：串联电路中电源两端电压等于各用电器两端电压之和. 数学表达式： U=U1+U2 课堂练习三 1．（25-26九年级上·全国·课后作业）如图所示的电路中，闭合开关S1，开关接到a时，电压表示数为9V。开关S2接到b时，电压表示数为4V，下列说法正确的是（　　） A．电源电压为9V B．灯L1两端的电压为4V C．灯L2两端的电压为4V D．灯L1和L2两端的总电压为9V 【答案】ACD 【详解】A．当开关接到a时，两灯泡串联，电压表测电源的电压，即电源的电压U=9V，故A正确； B．当开关接到b时，两灯泡串联，电压表测L2两端的电压，即灯L2两端的电压U2=4V，根据串联电路的总电压等于各分电阻两端的电压之和可知：灯L1两端的电压 故B错误； C．当开关接到b时，电压表测L2两端的电压，即灯L2两端的电压U2=4V，故C正确； D．根据串联电路的总电压等于各电阻两端的电压之和可知，灯L1和L2两端的总电压等于电源电压，大小为9V，故D正确。 故选ACD。 2．（24-25九年级下·湖南衡阳·期中）如图甲电路正常工作时，两个电压表的指针偏转角度相同（如图乙）。下列说法正确的是（　　） A．L1和L2两灯并联 B．S断开，V2有示数 C．L2两端电压为8V D．电源电压为10V 【答案】D 【详解】AD．由电路图可知，闭合开关后，电灯L1、L2串联，电压表V1测电源电压，电压表V2测L2两端的电压；灯泡串联，两个电压表的指针位置相同，因为串联电路两端电压等于各部分电压之和，所以电压表V1的示数应大于V2的示数；则电压表V1的量程是0~15V，分度值为0.5V，读数为10V，则电源电压U=10V，故A错误，D正确； BC．电压表V2的量程是0~3V，分度值为0.1V，示数UV2=2V；电压表V2测L2两端的电压，读数为2V，即L2两端的电压为U2=2V，根据串联电路中总电压等于各分电压之和可得，L1两端电压U1=U-U2=10V-2V=8V S断开，两个电压表都没示数，故BC错误。 故选D。 3．（2025·河南许昌·二模）小华只利用两节新的干电池，一个电压表，“”的灯，“”的灯一个额定电压为的小风扇，开关和导线若干，探究串联电路的电压特点。 (1)请用笔画线代替导线，根据图甲所示电路完成图乙中的实物连线 ； (2)闭合开关前，小华发现电压表指针如图a所示，他必须进行的操作是 ；如果在闭合开关后，电压表指针如a所示，则原因是 。 (3)调整完毕后，闭合开关，两灯均不亮，电压表示数为，若只有一处故障，出现上述现象的原因可能是 ； (4)排除故障后，测得电压表示数如图b所示，则AB两点间电压 V； (5)为了简化操作步骤，小华仅将电压表一侧的导线从 点改至C点，记录测得的电压，再将另一侧导线从 ，记录测得电压，比较 两者的关系，可以初步得出串联电路的电压特点； (6)为了使结论具有普遍性，利用现有器材，下一步的操作是 。 【答案】(1) (2) 把电压表指针调零 电压表的正、负接线柱接反了 (3)灯泡断路 (4)1.2 (5) B A点改接到B点 和 (6)用小风扇代替其中一只灯泡再次实验 【详解】（1）由图甲可知，两灯串联，电压表测L1两端的电压，如图所示： （2）[1]小华发现电压表指针如图a所示，指针偏向零刻度线的左侧，故需要对电压表指针调零。 [2]闭合开关，发现电压表指针的偏转情况如图乙所示，即指针指向零刻度线的左侧，原因是：电压表正负接线柱接反了。 （3） 闭合开关，两灯均不亮，则故障可能是断路，而电压表有示数，说明电压表与电源连通，则故障可能是灯L1断路。 （4）由图可知，电压表用的小量程，分度值为0.1V，故示数为1.2V。 （5） [1][2]将电压表一侧的导线从B点改至C点，即可测出总电压，记作U2；再将另一侧导线从A点改至B点，记录测得电压。 [3]比较U2和U1+U3的关系，可以初步得出串联电路的电压特点。 （6）为了使结论具有普遍性，应换用不同用电器进行多次实验，利用现有器材，下一步的操作是用小风扇代替任一只灯再次实验。 学习新课 四、并联电路电压的规律 1. 实验探究：探究并联电路各支路用电器两端的电压与电源两端电压的关系。 2.猜想与假设 猜想1：并联电路各支路两端的电压之和等于电源两端的总电压； 猜想2：并联电路各支路两端的电压相等，并等于电源两端的总电压； 猜想3：…… 3.进行实验 ①设计实验电路并画出电路图。 ②选用不同（相同/不同）规格的小灯泡L1、L2连接电路。根据电源电压选择电压表的量程。 ③将电压表的两端分别连到L1两端、L2两端和电源两端，测量电压U1、U2、U。 ④改变两个小灯泡的规格，重做上述实验。 4.分析论证 通过对实验数据的分析可得出结论：并联电路中电源两端电压与各支路用电器两端电压相等。数学表达式： U=U1=U2 课堂练习四 1．（2025·广西贺州·三模）如图是简化了的玩具警车的电路图，闭合开关，警灯闪烁，警车前行。下列说法中正确的是（　　） A．开关S1控制整个电路 B．电动机与小灯泡是串联的 C．通过电动机与小灯泡的电流相等 D．电动机与小灯泡工作时两端的电压相等 【答案】D 【详解】A．开关S1在小灯泡所在的支路中，因此开关S1控制小灯泡所在的支路，故A错误； BD．开关S1、S2都闭合时，电动机与小灯泡是并联，电动机与小灯泡工作时互不影响，由于并联电路各支路两端电压相等，则电动机与小灯泡工作时两端的电压相等，故D正确，B错误； C．电动机和小灯泡并联接入电路，工作时互不影响，电流不一定相等，故C错误。 故选D。 2．（2025·江西上饶·三模）如图所示，电源电压不变，闭合开关S，灯泡L1、L2都发光，通电一段时间后，灯泡L2突然熄灭，下列关于电流表和电压表的说法正确的是（　　） A．电流表的示数减小，电压表的示数不变 B．电流表和电压表的示数都增大 C．电流表和电压表的示数都不变 D．电流表和电压表的示数都减小 【答案】C 【详解】由题图可知，L1与L2并联接入电路中，电流表测量通过L1的电流，电压表测量电源电压。当灯泡L2突然熄灭后，电源电压不变，即电压表的示数不变；此时通过L1的电流也不变，即电流表的示数也不变。故ABD错误，C正确。 故选C。 3．（25-26九年级上·安徽·课后作业）两个小灯泡并联在电路中，其中一个小灯泡比较亮，另一个小灯泡比较暗。则它们两端的电压大小关系是（　　） A．相等 B．较亮的小灯泡两端的电压较高 C．较暗的小灯泡两端的电压较低 D．无法确定 【答案】A 【详解】已知两个灯并联在电路中，因在并联电路中，各支路的电压是相等的，所以它们两端的电压相等，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4．（25-26九年级上·全国·单元测试）在探究“并联电路的电压规律”的实验中，小明使用了两只相同的灯泡。 (1)图甲是小明已经完成的部分电路，请用笔画线代替导线在图中增加一条导线，使得电压表测量灯两端的电压； (2)在图乙所示的电路图中，将电压表接在ab两点之间时，闭合开关，电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为 V； (3)依次将电压表接入到电路中的ab、cd、ef两点之间，小明发现电压表示数相等。由此他得到结论：并联电路中，各支路两端的电压相等。此结论 （选填“科学”或“不科学”），接下来应该进行的操作是 （填序号）。 A．更换不同规格的灯泡，再次实验 B．将的位置交换，再次探究 C．保持电源、灯泡不变，多测量几次电路中三处的电压 (4)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮，两灯对应的电压和的大小关系是 （选填“>”“=”或“<”）。 【答案】(1) (2)2.8 (3) 不科学 A (4)= 【详解】（1）两灯并联，电压表测量L2两端电压时，应该让电压表并联在L2两端，如图所示： （2）观察电路图可知，电源由两节干电池串联组成，电源电压约为3V，电路中两灯泡并联接入电路，电压表选择0至3V量程，故电压表的示数为2.8V。 （3）[1][2]实验只做了一次就得出了实验结论，且灯泡规格相同，故实验一次就得出结论具有偶然性，不科学。接下来应该进行的操作是更换不同的规格灯泡多次进行实验，避免实验结论的偶然性，以及得出普遍性规律。故A符合题意，BC不符合题意。 故选A。 （4）家庭电路中的用电器并联接入电路，根据并联电路中，两灯对应的电压U1和U2相等，客厅的灯L1比卧室的灯L2亮，是因为客厅的灯实际功率比卧室的灯大。 板 书 设 计 第5节 电压及其测量 1.电压 · 定义：使电荷定向移动形成电流的推动力 · 单位：伏特（V），常用单位：kV、mV、μV · 测量工具：电压表（并联使用，注意量程选择） 类比理解：电压相当于水压，电源相当于水泵，维持电路中的持续电流。 2.电压表使用要点 并联接入电路 电流从"+"接线柱流入 可测量电源电压 读数时先确认量程 3.串并联电路电压规律 · 串联：总电压=各用电器电压之和 · 并联：各支路电压相等=总电压 课 堂 小 结 课 后 作 业 1.习题作业：完成课本P69--70页“自我检测”1--4小题； 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $