13.4 电压和电压表（导学案）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理导学案聚焦“电压和电压表”，涵盖电压的作用、单位及换算，额定电压含义，电压表的量程、读数与使用规则，以及与电流表使用规则的比较。通过水路类比电路导入，自主预习问题衔接电流形成旧知，搭建从已知到未知的学习支架。 导学案以“自主预习-课堂探究-实验操作-练习反思”为主线，运用类比法建构电压作用模型培养科学思维，设计电压表测量实验提升科学探究能力，通过对比表格强化电表使用规则辨析，结合电池环保知识渗透科学态度与责任，助力学生自主学习，落实核心素养。

13.4 电压和电压表（导学案） 【学习目标】 1. 知道电压的作用、符号和单位，会进行电压单位的换算。 2. 知道额定电压和额定电流的含义，了解常见电源和用电器的电压值。 3. 认识电压表，掌握它的量程、分度值、读数方法和使用规则。 4. 能比较电压表与电流表在使用规则上的相同点和不同点。 【学习重点】 1. 电压的作用与单位。2. 电压表的使用规则与读数方法。 【学习难点】电压表与电流表使用规则的辨析（并联与串联）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电路中电流的形成是由于电路两端存在　　　。　　　的作用就是使电路两端维持一定的电压。 2. 电压用字母　　表示，单位是　　　，简称伏，符号为　　，这是为了纪念　　　对物理学的贡献而命名的。1kV＝　　　　　V，1V＝　　　　　mV。 3. 电源、用电器等设备正常工作的电压称为　　　　　；用电器正常工作时的电流称为　　　　　。灯泡上标注的“2.5V”就是它的　　　　　。 4. 实验室常用的双量程电压表有　　个接线柱。用“－”和“3”接线柱时量程为　　　　　，看　　排刻度，分度值　　　　　；用“－”和“15”接线柱时量程为　　　　　　，看　　排刻度，分度值　　　　　。 5. 电压表应与待测电路　　　，使电流从“3”或“15”接线柱　　　、从“－”接线柱　　　。 【课堂探究】 探究一、电压 1. 电压的作用 【类比】水管中水流的形成是由于水管两端存在　　　　，水泵的作用是使水管两端维持一定的水压差。 与此类似，电路中电流的形成是由于电路两端存在　　　。电源的作用就是使电路两端维持一定的　　　。 2. 电压的符号与单位 电压用字母　　表示。在国际单位制中，电压的单位是　　　，简称伏，符号为　　。常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV）：1kV＝　　　　　V，1V＝　　　　　mV。 【换算练习】220V＝　　　　　kV；4.5V＝　　　　　mV。 3. 额定电压与额定电流 电源、用电器、电气仪表等设备，通常都规定了正常工作的电压，称为　　　　　。例如灯泡上标注的“2.5V”或“3.8V”就是额定电压。用电器正常工作时的电流，称为　　　　　。 4. 一些常见的电压值 【记忆参考】干电池　　　　V；汽车中的蓄电池12～14V；手机电源适配器输出5～12V；电灯（家庭电路）　　　　V；大型发电机10～18kV。 【安全提示】对人体的安全电压不高于　　　V，家庭电路的220V电压远高于安全电压，绝不能用身体触碰。 【例题1】下列电压值最大的是（　　） A．一节干电池电压　　B．电动自行车蓄电池电压 C．人体安全电压　　D．我国照明电路电压 探究二、电压表 1. 认识电压表 电路两端的电压可用　　　　（voltmeter）测量。实验室常用的双量程电压表有　　个接线柱：左边标有“－”，其余两个分别标有“3”和“15”。 2. 量程与读数 用“－”和“3”接线柱：量程　　　　　，看刻度盘　　排刻度，分度值　　　　　。 用“－”和“15”接线柱：量程　　　　　　，看刻度盘　　排刻度，分度值　　　　　。 3. 使用电压表的注意事项 （1）使用前应先检查指针是否　　　，若有偏差要用螺丝刀旋转　　　　　。 （2）电压表应与待测电路　　　，使电流从“3”或“15”接线柱　　　、从“－”接线柱　　　。 （3）被测电压不能超过电压表的　　　。一般先试用　　量程，若示数在小量程范围内则改用　　量程。 4. 电压表与电流表的比较 比较项目 电流表 电压表 符号 Ⓐ Ⓥ 接法 串联在被测电路中 并联在被测用电器两端 两个量程 0～0.6A、0～3A 0～3V、0～15V 分度值 0.02A、0.1A 0.1V、0.5V 接线柱 "＋"进"－"出 "＋"进"－"出 能否直接接电源两极 绝对不可以（相当于短路） 可以（测电源电压） 【关键区别】电流表内阻很　　，必须　　　、绝不能直接接电源两极；电压表内阻很　　，必须　　　，　　　直接接在电源两极测电源电压。 【相同点】都要先　　　、都是“＋”接线柱流入“－”接线柱流出、都不能　　　　、都先试大量程再改小量程。 【例题2】如图所示的实物电路图，有电源、开关、两个灯泡、甲、乙、丙三个电表（电流表或电压表）组成。若要使L₁、L₂都能发光，开关S闭合时，_______是电流表，_______是电压表；开关S断开时，_______示数相同。（选填甲乙丙） 　 探究三、学生实验 用电压表测量电压 1. 思考 电压表连入电路前，指针的位置如图13-33所示，此时应该怎么做？ 【解答】指针没有指在　　　　处，应先用螺丝刀旋转　　　　　把指针调到零位后再连入电路。 2. 实验与记录 （1）将实验器材连接成电路，用电压表测量　　　　　的电压并记录数据。 （2）用电压表分别测量　　　　　　的电压和　　　　　　　的总电压，并记录数据。 3. 交流与小结 （1）两节电池串联的总电压，与每节电池的电压有什么关系？——串联的总电压等于每节电池电压之　　（约1.5V＋1.5V＝　　V）。把电池串联成电池组使用，可以获得更　　的电压。 （2）电压表与电流表在使用规则上的异同：相同点是都要　　　、都是“＋”进“－”出、都不能超量程；不同点是电流表　　　、电压表　　　，电流表　　　直接接电源两极而电压表　　　。 【例题3】图1中，物体的长度为______cm；图2中，电压表的读数为______V；弹簧测力计的示数为______N。 　 探究四、生活·物理·社会——电池与环境保护 1. 干电池是生活中使用比较广泛的　　　电源，常用的大多为　　　　　干电池和　　　　　干电池。 2. 普通锌锰干电池的负极是　　　，正极是　　　；碱性锌锰干电池的正极是　　　，内插的铜针作为　　　。 3. 干电池的优点是　　　　　　　　　　　，缺点是　　　　　　　　　　　　　　。 4. 废旧电池中含有　　　　和电解质，随意丢弃会污染　　　　　　，应投入专门的　　　　集中处理。 【例题4】兴趣小组将A、B两个金属片插入柠檬中制成水果电池，用电压表测量水果电池两端的电压情景如图所示。水果电池将________能转化为电能，金属片A是水果电池的________极。若想获得3.6V的电压，需要3个这样的水果电池________联起来。 　 【精讲点拨】 1. 读数口诀与电流表相同：“一看量程二看排，三数格数四带单位”。0～3V量程看下排（每小格0.1V），0～15V量程看上排（每小格0.5V），两排刻度成5倍关系。 2. 电压表“并联”的判断：把电压表从电路中“拿掉”，剩下的电路仍然完整通畅，说明它是并联的；若拿掉后电路断开，说明接成了串联（错误）。 3. 电压表可以直接接在电源两极上测电源电压，这一点与电流表完全相反——因为电压表内阻很大，接入后几乎不影响电路。 4. 常见错误：①电压表串联在电路中（电路几乎无电流，灯不亮、电压表示数接近电源电压）；②正负接线柱接反（指针反偏）；③超量程（指针打表）。 【归纳整理】13.4 电压和电压表 一、电压：形成电流的原因；电源维持电压。符号U，单位V，1kV＝10³V＝10⁶mV。 二、常见电压值：干电池1.5V，家庭电路220V，人体安全电压不高于36V。 三、电压表：0～3V看下排（0.1V），0～15V看上排（0.5V）。 四、使用规则：调零、并联、“＋”进“－”出、不超量程；与电流表最大的区别是并联而非串联。 【课堂练习】 1．我国家庭电路的电压是___________V；一节新干电池的电压是___________V；手电筒中的LED灯正常工作电流约10___________。 2．如图所示，教材将电路与水路进行了比较，引出了电压的概念，该过程中所用的科学研究方法是（　　） 　 A．控制变量法　　B．转换法　　C．类比法　　D．模型法 3．如图所示是教室里的LED照明灯。关于该灯，下列说法正确的是（　　） 　 A．发光元件由半导体材料制成 B．工作时主要将电能转化为内能 C．正常工作时的电流约为10A D．正常工作时的电压约为1.5V 4．用电压表检测电路故障时，某电路中闭合开关，两灯都不亮，电压表并联在L₁两端时示数为电源电压，并联在L₂两端时示数为0，则故障原因可能是（　　） 　 A．L₁短路　　B．L₁断路　　C．L₂短路　　D．L₂断路 5．如图所示，闭合开关S，灯泡L₁和L₂_______（串联/并联），电压表测_______（L₁/L₂）的电压，打开开关S，电压表_______（有/无）示数。 　 6．如图所示，将铜片和锌片插入柠檬中，做成了一个水果电池，再将铜片和锌片与电压表相连。闭合开关，发现电压表有示数。下列说法正确的是（   ） 　 A．水果电池将电能转化为化学能 B．水果电池铜片为负极，锌片为正极 C．锌片和电压表之间的导线中电流方向是从锌片到电压表 D．想要增大电压，可以将多个柠檬串联 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.4 电压和电压表（导学案） 【学习目标】 1. 知道电压的作用、符号和单位，会进行电压单位的换算。 2. 知道额定电压和额定电流的含义，了解常见电源和用电器的电压值。 3. 认识电压表，掌握它的量程、分度值、读数方法和使用规则。 4. 能比较电压表与电流表在使用规则上的相同点和不同点。 【学习重点】 1. 电压的作用与单位。2. 电压表的使用规则与读数方法。 【学习难点】电压表与电流表使用规则的辨析（并联与串联）。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电路中电流的形成是由于电路两端存在电压。电源的作用就是使电路两端维持一定的电压。 2. 电压用字母U表示，单位是伏特，简称伏，符号为V，这是为了纪念伏打对物理学的贡献而命名的。1kV＝1000V，1V＝1000mV。 3. 电源、用电器等设备正常工作的电压称为额定电压；用电器正常工作时的电流称为额定电流。灯泡上标注的“2.5V”就是它的额定电压。 4. 实验室常用的双量程电压表有三个接线柱。用“－”和“3”接线柱时量程为0～3V，看下排刻度，分度值0.1V；用“－”和“15”接线柱时量程为0～15V，看上排刻度，分度值0.5V。 5. 电压表应与待测电路并联，使电流从“3”或“15”接线柱流入、从“－”接线柱流出。 【课堂探究】 探究一、电压 1. 电压的作用 【类比】水管中水流的形成是由于水管两端存在水压差，水泵的作用是使水管两端维持一定的水压差。 与此类似，电路中电流的形成是由于电路两端存在电压。电源的作用就是使电路两端维持一定的电压。 2. 电压的符号与单位 电压用字母U表示。在国际单位制中，电压的单位是伏特，简称伏，符号为V。常用单位还有千伏（kV）和毫伏（mV）：1kV＝1000V，1V＝1000mV。 【换算练习】220V＝0.22kV；4.5V＝4500mV。 3. 额定电压与额定电流 电源、用电器、电气仪表等设备，通常都规定了正常工作的电压，称为额定电压。例如灯泡上标注的“2.5V”或“3.8V”就是额定电压。用电器正常工作时的电流，称为额定电流。 4. 一些常见的电压值 【记忆参考】干电池1.5V；汽车中的蓄电池12～14V；手机电源适配器输出5～12V；电灯（家庭电路）220V；大型发电机10～18kV。 【安全提示】对人体的安全电压不高于36V，家庭电路的220V电压远高于安全电压，绝不能用身体触碰。 【例题1】下列电压值最大的是（　　） A．一节干电池电压　　B．电动自行车蓄电池电压 C．人体安全电压　　D．我国照明电路电压 【答案】D 【详解】A．一节干电池的电压为1.5V； B．电动自行车蓄电池的电压常见的为48V，还有36V、60V等； C．对人体的安全电压不高于36V； D．我国照明电路的电压为220V。 可知选项中我国照明电路的电压值最大，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 探究二、电压表 1. 认识电压表 电路两端的电压可用电压表（voltmeter）测量。实验室常用的双量程电压表有三个接线柱：左边标有“－”，其余两个分别标有“3”和“15”。 2. 量程与读数 用“－”和“3”接线柱：量程0～3V，看刻度盘下排刻度，分度值0.1V。 用“－”和“15”接线柱：量程0～15V，看刻度盘上排刻度，分度值0.5V。 3. 使用电压表的注意事项 （1）使用前应先检查指针是否指零，若有偏差要用螺丝刀旋转调零螺丝。 （2）电压表应与待测电路并联，使电流从“3”或“15”接线柱流入、从“－”接线柱流出。 （3）被测电压不能超过电压表的量程。一般先试用大量程，若示数在小量程范围内则改用小量程。 4. 电压表与电流表的比较 比较项目 电流表 电压表 符号 Ⓐ Ⓥ 接法 串联在被测电路中 并联在被测用电器两端 两个量程 0～0.6A、0～3A 0～3V、0～15V 分度值 0.02A、0.1A 0.1V、0.5V 接线柱 "＋"进"－"出 "＋"进"－"出 能否直接接电源两极 绝对不可以（相当于短路） 可以（测电源电压） 【关键区别】电流表内阻很小，必须串联、绝不能直接接电源两极；电压表内阻很大，必须并联，可以直接接在电源两极测电源电压。 【相同点】都要先调零、都是“＋”接线柱流入“－”接线柱流出、都不能超量程、都先试大量程再改小量程。 【例题2】如图所示的实物电路图，有电源、开关、两个灯泡、甲、乙、丙三个电表（电流表或电压表）组成。若要使L₁、L₂都能发光，开关S闭合时，_______是电流表，_______是电压表；开关S断开时，_______示数相同。（选填甲乙丙） 　 【答案】甲；乙、丙；甲、丙 【详解】【小题1】[1][2][3]由图可知，开关S闭合后，若要使L₁、L₂都能发光，甲必须是电流表，乙、丙必须是电压表，使两灯泡组成串联电路，当开关S断开，电流表甲示数为零，电压表乙测电源电压，丙未接入电路，示数为零。 探究三、学生实验 用电压表测量电压 1. 思考 电压表连入电路前，指针的位置如图13-33所示，此时应该怎么做？ 【解答】指针没有指在零刻度处，应先用螺丝刀旋转调零螺丝把指针调到零位后再连入电路。 2. 实验与记录 （1）将实验器材连接成电路，用电压表测量灯泡两端的电压并记录数据。 （2）用电压表分别测量每一节电池的电压和两节电池串联的总电压，并记录数据。 3. 交流与小结 （1）两节电池串联的总电压，与每节电池的电压有什么关系？——串联的总电压等于每节电池电压之和（约1.5V＋1.5V＝3V）。把电池串联成电池组使用，可以获得更高的电压。 （2）电压表与电流表在使用规则上的异同：相同点是都要调零、都是“＋”进“－”出、都不能超量程；不同点是电流表串联、电压表并联，电流表不能直接接电源两极而电压表可以。 【例题3】图1中，物体的长度为______cm；图2中，电压表的读数为______V；弹簧测力计的示数为______N。 　 【答案】2.85；2.2；2.6 【详解】刻度尺1cm之间有10个小格，分度值为1mm；物体左端对齐0刻度线，右端约在2.85cm处，因此长度为2.85cm。 电压表选择0∼3V量程，分度值为0.1V，指针指向2.2V，因此读数为2.2V。 弹簧测力计1N之间有5个小格，分度值为0.2N，指针在2N下方第3个小格，因此示数为2N+3×0.2N=2.6N 探究四、生活·物理·社会——电池与环境保护 1. 干电池是生活中使用比较广泛的直流电源，常用的大多为普通锌锰干电池和碱性锌锰干电池。 2. 普通锌锰干电池的负极是锌筒，正极是碳棒；碱性锌锰干电池的正极是钢壳，内插的铜针作为负极。 3. 干电池的优点是价格便宜、适用范围广，缺点是使用寿命较短、不可重复使用。 4. 废旧电池中含有重金属和电解质，随意丢弃会污染土壤和水源，应投入专门的回收箱集中处理。 【例题4】兴趣小组将A、B两个金属片插入柠檬中制成水果电池，用电压表测量水果电池两端的电压情景如图所示。水果电池将________能转化为电能，金属片A是水果电池的________极。若想获得3.6V的电压，需要3个这样的水果电池________联起来。 　 【答案】化学；负；串 【详解】[1]水果电池工作时是电源，是将化学能转化为电能。 [2]由图可知，水果电池与电压表连接时，电压表指针向右偏转，金属片A与电压表的“-”接线柱连接，则金属片A是水果电池的负极。 [3]由图可知，电压表量程为0~3V，分度值为0.1V，示数为1.2V。电源串联时，电压为各电源电压之和，故想获得3.6V的电压，需要3个这样的水果电池串联起来。 【精讲点拨】 1. 读数口诀与电流表相同：“一看量程二看排，三数格数四带单位”。0～3V量程看下排（每小格0.1V），0～15V量程看上排（每小格0.5V），两排刻度成5倍关系。 2. 电压表“并联”的判断：把电压表从电路中“拿掉”，剩下的电路仍然完整通畅，说明它是并联的；若拿掉后电路断开，说明接成了串联（错误）。 3. 电压表可以直接接在电源两极上测电源电压，这一点与电流表完全相反——因为电压表内阻很大，接入后几乎不影响电路。 4. 常见错误：①电压表串联在电路中（电路几乎无电流，灯不亮、电压表示数接近电源电压）；②正负接线柱接反（指针反偏）；③超量程（指针打表）。 【归纳整理】13.4 电压和电压表 一、电压：形成电流的原因；电源维持电压。符号U，单位V，1kV＝10³V＝10⁶mV。 二、常见电压值：干电池1.5V，家庭电路220V，人体安全电压不高于36V。 三、电压表：0～3V看下排（0.1V），0～15V看上排（0.5V）。 四、使用规则：调零、并联、“＋”进“－”出、不超量程；与电流表最大的区别是并联而非串联。 【课堂练习】 1．我国家庭电路的电压是___________V；一节新干电池的电压是___________V；手电筒中的LED灯正常工作电流约10___________。 【答案】220；1.5；mA/毫安 【详解】常见电压中，我国家庭电路的标准电压为220V，一节新干电池的电压为1.5V； 手电筒的LED灯正常工作电流远小于1A，约为10毫安，对应单位符号是mA。 2．如图所示，教材将电路与水路进行了比较，引出了电压的概念，该过程中所用的科学研究方法是（　　） 　 A．控制变量法　　B．转换法　　C．类比法　　D．模型法 【答案】C 【详解】我们将抽象的电路和熟悉的水路对应类比：用水泵类比电源、水路的水压类比电路的电压、水流类比电流，通过直观的水流规律来帮助理解看不见摸不着的电压的作用，这种将两个具有相似规律的事物对比，借助熟悉事物的规律去理解抽象事物、概念的方法就是类比法。故选C。 3．如图所示是教室里的LED照明灯。关于该灯，下列说法正确的是（　　） 　 A．发光元件由半导体材料制成 B．工作时主要将电能转化为内能 C．正常工作时的电流约为10A D．正常工作时的电压约为1.5V 【答案】A 【详解】A．LED灯的核心是发光二极管，由半导体材料制成，故A正确； B．LED灯是冷光源，电能主要转化为光能，只有少部分转化为内能，故B错误； C．教室LED灯功率约几十瓦，电压220 V，电流约为0.1–0.2 A，10 A电流太大，故C错误； D．我国家庭电路中的电压规定为220V，所以教室照明灯电压为220 V，1.5 V是干电池电压，故D错误。 故选A。 4．用电压表检测电路故障时，某电路中闭合开关，两灯都不亮，电压表并联在L₁两端时示数为电源电压，并联在L₂两端时示数为0，则故障原因可能是（　　） 　 A．L₁短路　　B．L₁断路　　C．L₂短路　　D．L₂断路 【答案】B 【详解】由图可知，两个灯泡串联，闭合开关，两灯都不亮，可能电路中出现断路，说明电压表与电源两极相连通，灯泡L₂和开关没有断路，并联在L₂两端时示数为0，说明电压表没有与电源两极相连通，可能灯泡L₁断路，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 5．如图所示，闭合开关S，灯泡L₁和L₂_______（串联/并联），电压表测_______（L₁/L₂）的电压，打开开关S，电压表_______（有/无）示数。 　 【答案】串联；L₂；无 【详解】[1]电流从电源正极流出后，只有一条路径：电源正极→L₁→L₂→电流表→S→电源负极，两个灯泡顺次连接，因此L₁和L₂串联。 [2]电压表并联在L₂的两端，因此电压表测L₂的电压。 [3]打开开关S后，电压表右侧一端无法通过开关连接到电源负极，因此电压表无示数。 6．如图所示，将铜片和锌片插入柠檬中，做成了一个水果电池，再将铜片和锌片与电压表相连。闭合开关，发现电压表有示数。下列说法正确的是（   ） 　 A．水果电池将电能转化为化学能 B．水果电池铜片为负极，锌片为正极 C．锌片和电压表之间的导线中电流方向是从锌片到电压表 D．想要增大电压，可以将多个柠檬串联 【答案】D 【详解】A．水果电池是电源，它将化学能转化为电能，为电路提供电能，故A错误； B．从图中电压表的接法可以看出，铜片与电压表的“+”接线柱相连，锌片与“-”接线柱相连，所以铜片是正极，锌片是负极，故B错误； C．在电源的外部电路中，电流从正极流向负极。铜片是正极，锌片是负极，所以导线中的电流方向是从铜片流向电压表，再从电压表流向锌片，故C错误； D．将多个电池串联，总电压等于各个电池电压之和。因此将多个柠檬电池串联起来，可以获得更大的电压，故D正确。 故选D。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $