11.3 电压（教学设计）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

11.3 电压（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 11.3 电压 教学 目标 物理观念 知道电压的作用，理解电压是使电路中形成电流的原因，电源是提供电压的装置；知道电压的符号、单位及换算关系，记住一些常见电压值；知道电压表的作用，了解电压表的使用规则，能正确读数。 科学思维 通过类比法（将电压与水压进行类比），理解电压是形成电流的原因，建立电压的初步概念；能通过对比电流表和电压表的使用规则，归纳总结两种仪表的异同点。 科学探究 通过完成用电压表测量电压的实验，体验电路连接过程，学会正确使用电压表并读取电压表的示数；能用电压表测量电池及串联电路中的电压。 科学态度 与责任 在学习连接电路的活动中，培养合作精神与安全意识；了解常见电压值，树立安全用电意识。 教材 分析 本节选自沪科版（五四学制）九年级上册第11章“静电与电流”第3节。本章是初中电学模块的核心章节，第1节“简单的静电现象”让学生认识了摩擦起电、两种电荷及相互作用规律，建立了初步的电荷观念；第2节“电流”引导学生认识了电路的组成、电流的形成与方向，并学会了电流表的使用。本节“电压”则在此基础上，进一步回答“是什么推动电荷定向移动形成电流”这一关键问题。 本节内容由“认识电压”和“测量电压”两部分构成。教材首先通过“水流形成”类比“电流形成”，将抽象的电压概念具象化，明确电压是形成电流的原因、电源是提供电压的装置。然后介绍电压的符号、单位及换算关系，并列举干电池、家庭电路等常见电压值。接着聚焦电压表，讲解其功能、电路符号，通过观察实物明确量程与分度值，重点阐述“并联接入”“正进负出”等使用规则，强调电压表可直接测电源电压的特性。本节内容是电学定量测量的核心内容，是后续探究串并联电路电压规律、理解欧姆定律的必备基础，也是中考必备实验之一，在电学知识体系中起着承上启下的关键作用。 学情分析 学生在第2节已经学习了电流的概念，知道电荷的定向移动形成电流，知道电流方向的规定，并掌握了电流表的使用方法。学生已经理解了电路的组成和三种状态（通路、断路、短路），具备了一定的电路分析能力。学生在小学科学课程中对电池、灯泡等元件有感性认识，但对“电压”这一概念缺乏了解，容易将电压与电流混为一谈。 九年级学生已具备一定的抽象思维能力和类比推理能力。但电压是电学中最抽象的概念之一——它既看不见也摸不着，且无法像电流一样通过“电荷移动”来直观理解。学生容易将电压与电流混淆，认为“有电压就一定有电流”（忽略了断路的情况）。电压表的使用规则与电流表有相似之处（都有“正进负出”的要求），但连接方式完全不同（电流表串联、电压表并联），学生容易混淆。 教学重点 1. 电压的作用——电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。 2. 电压的单位及换算关系。 3. 电压表的使用规则和读数方法。 教学难点 1. 电压概念的建立。 2. 电压表与电流表使用的区别。 3. 电压表的正确使用。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 情境导入，引出问题 1. 回顾旧知：第2节我们学习了电流，知道电荷的定向移动形成电流。提问：是什么推动电荷定向移动形成电流的呢？ 2. 展示对比实验： （1）取两节干电池串联，接入小灯泡——灯泡很亮； （2）取一节干电池，接入相同的小灯泡——灯泡较暗。 3. 提出问题：同样的灯泡，为什么亮度不同？这说明电路中存在一个与“电流强弱”有关的物理量——电压。 4. 引出课题：今天我们就来学习电压的相关知识。 【设计意图】通过对比实验让学生直观感受电压的作用，从现象差异引出电压的概念，激发学习兴趣。 观察对比实验，思考并回答问题。进入学习状态。 学习新课 如何产生持续的电流？ 1. 播放水压类比动画：展示水路和电路的对比—— （1）水路中：水泵使水管两端产生水压，水压使水定向流动形成水流； （2）电路中：电源使电路两端产生电压，电压使电荷定向移动形成电流。 2. 引导类比分析： 水泵 → 电源（提供动力/提供电压）； 水压 → 电压（推动水流动/推动电荷移动）； 水流 → 电流。 3. 引出概念：电压是使电荷发生定向移动形成电流的原因。电源是提供电压的装置。 4. 强调：电压用字母U表示，国际单位是伏特，简称伏，符号V。常用单位：千伏（kV）、毫伏（mV）。换算关系：1kV＝10³V，1V＝10³mV。 5. 展示常见电压值：一节干电池1.5V，家庭电路220V，对人体安全的电压不高于36V。 【设计意图】通过水压类比将抽象的电压概念具象化，帮助学生理解“电压是形成电流的原因”。类比方法的运用是本节科学思维培养的核心。 【例题1】1．在国际单位制中，电压的单位是（     ） A．安培（A） B．伏特（V） C．欧姆（Ω） D．焦耳（J） 【答案】B 【例题2】下列关于物理量的估测，符合实际的是（     ） A．一节干电池的电压为2V B．家庭电路的电压为110V C．人体安全电压为36V D．冰箱的电流约为1A 【答案】D 观察水压类比动画，理解电压的作用。参与类比分析，记录电压的概念、符号、单位及换算关系。了解生活中常见的电压值。 学习新课 如何测量电压？ 一、认识电压表 1. 展示电压表：电路中的电压可以用电压表测量，在电路图中，电压表用符号Ⓥ表示。 2. 引导学生观察电压表： （1）量程：表盘上有两排刻度，表示电压表的两个量程，分别是0～3V和0～15V。 （2）接线柱：有三个接线柱，分别是“-”、“3”和“15”。“-”表示负接线柱，“3”和“15”两个接线柱都是“+”接线柱。 3. 讲解读数方法： （1）明确所选电压表的量程（0～3V或0～15V）； （2）确定电压表的分度值：量程0～3V时，每小格表示0.1V；量程0～15V时，每小格表示0.5V； （3）读数：接通电路，待指针稳定后读数。 4. 对比电流表：引导学生观察电压表与电流表在表盘外观上的相似之处，为后续区分使用规则做铺垫。 【设计意图】通过实物观察和对比，帮助学生认识电压表的结构，为正确使用电压表奠定基础。 二、电压表的使用规则 1. 讲解使用规则（与电流表对比讲解）： （1）使用前进行调零； （2）电压表必须与被测用电器并联（对比：电流表串联）； （3）电流从电压表的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出；若接反，指针反向偏转，无法读数，且容易损坏电压表； （4）必须正确选择电压表的量程。如果被测电压超过电压表的最大测量值，就无法读数，而且也有可能损坏电压表，这时应该改用更大量程。 （5）电压表可以直接连接到电源两极上，测量电源电压（对比：电流表不能直接接在电源两极上）。 2. 演示实验： （1）将电压表并联在小灯泡两端，测量小灯泡两端的电压； （2）将电压表直接接在电源两端，测量电源电压。 3. 学生实验：指导学生将电压表并联接入电路，测量小灯泡两端的电压和电源电压。 4. 组织讨论：电压表为什么必须并联？如果串联接入会怎样？ 【设计意图】通过“讲解→演示→实验→讨论”的认知路径，让学生逐步掌握电压表的使用方法。与电流表对比讲解，帮助学生清晰区分两者的使用规则，突破教学难点。 【例题3】 (1)如图所示，图甲中电压表的分度值为___________V，读数为___________V。 (2)用电压表测电压时，某同学接入电路的是0～3V的测量范围，却在0～15V的测量范围刻度中读成了6.5V，则实际测得的电压应是 ___________V。 【答案】(1) 0.1 2.2 (2)1.3 【例题4】如图所示，在烧杯中加入盐水，然后将连在电压表上的铜片和锌片插入盐水中，这样就制成了一个铜锌盐水电池，铜锌盐水电池的电压为___________V，锌片是盐水电池的___________极。 【答案】 0.6 负 观察电压表实物，认识接线柱和量程。学习读数方法，练习电压表读数。与电流表进行对比观察。 记录电压表的使用规则，与电流表的使用规则进行对比。观察演示实验。分组实验：将电压表并联接入电路，测量小灯泡两端的电压和电源电压，练习读数。讨论电压表并联的原因。 学习新课 如何测量电流？ 1. 展示电流表：电路中的电流可以用电流表测量，在电路图中，电流表用符号Ⓐ表示。 2. 引导学生观察电流表： （1）量程：表盘上有两排刻度，表示电流表的两个量程，分别是0～0.6A和0～3A。 （2）接线柱：有三个接线柱，分别是“-”、“0.6”和“3”。“-”表示负接线柱，“0.6”和“3”两个接线柱都是“+”接线柱。 3. 讲解读数方法： （1）明确所选电流表的量程（0～0.6A或0～3A）； （2）确定电流表的分度值：量程0～0.6A时，每小格表示0.02A；量程0～3A时，每小格表示0.1A。 （3）读数：接通电路，待指针稳定后读数。 4. 讲解使用规则： （1）使用前进行调零； （2）必须将电流表和被测的用电器串联； （3）电流从电流表的“+”接线柱流入，“-”接线柱流出。若接反，指针反向偏转，无法读数，且容易损坏电流表； （4）必须正确选择电流表的量程。如果被测电流超过电流表的最大测量值，就无法读数，而且也有可能损坏电流表，这时应该改用更大电流表。 5. 示范读数：利用课件展示电流表指针在不同位置时的读数，引导学生练习读数。 6. 学生实验：指导学生将电流表串联接入电路，测量通过小灯泡的电流。 【设计意图】通过实物观察和分组实验，让学生掌握电流表的正确使用方法。读数练习帮助学生突破量程选择这一难点。实验操作培养学生的动手能力和规范意识。 【例题6】如图所示用电流表测量电流时，使用该量程测量时分度值是____A，此时的示数为____A。 【答案】 0.02 0.28 【例题7】如图是几位同学做实验时电流表出现的现象。指针偏转如甲图的原因是________________；乙图的示数是________A，为了增大指针的偏转角度从而减小读数误差，应选择与“________”的接线柱相连；指针偏转如丙图的原因是________。 【答案】 电流表正负接线柱接反了 0.3 0.6 电流表测量范围选小了 观察电流表实物，认识接线柱和量程。学习读数方法，练习电流表读数。记录电流表的使用规则。分组实验：将电流表串联接入电路，测量通过小灯泡的电流，练习读数。 课堂练习 1．下列电路（如图）连接正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】A．电流表串联在电路中，但电流从负接线柱流入、正接线柱流出，正负接线柱接反，故A错误； B．电流表与灯泡并联，电流表相当于导线，闭合开关会造成电源短路，故B错误； C．电压表与灯泡并联，电流从正接线柱流入、负接线柱流出，连接正确，故C正确； D．电压表与右侧灯泡并联，但电流从负接线柱流入、正接线柱流出，正负接线柱接反，故D错误。 故选C。 2．在图中的○里填上适当的电表符号。要求：闭合开关S，各电路元件均能正常工作。 【答案】 【详解】根据电路图可知，左面的电表串联在电路中，所以它是电流表；右面的电表与灯并联，因此为电压表。据此作图。 3．如图的电路图，闭合开关灯正常发光，当电阻R发生短路时，关于两个电表情况正确的是（     ） A．电压表有示数，电流表无示数 B．电压表无示数，电流表有示数 C．电压表电流表都没有示数 D．电压表电流表都有示数 【答案】D 【详解】R短路时，电路为L的简单电路，电压表测电源电压，电流表测电路电流，两表均有示数，故选D。 4．小明自制“伏打电堆”，电路如下。闭合开关，小灯泡发光，电压表指针右偏，下列说法正确的是（     ） A．断开开关，A、B两金属间没有电压 B．若小灯泡断路，电压表仍有示数 C．“伏打电堆”将内能转化为电能 D．金属B是电源的负极金属 【答案】B 【详解】A．“伏打电堆”为电源，电源是提供电压的装置，断开开关，A、B两金属间仍有电压，故A错误； B．若小灯泡断路，电压表通过开关与金属A相连，与金属B直接相连，此时电压表串联在电路中测量电源电压，仍有示数，故B正确； C．“伏打电堆”属于化学电池，工作时将化学能转化为电能，故C错误； D．电压表指针右偏，说明电流从正接线柱流入，由图可知电压表正接线柱与金属B相连，则金属B是电源正极，故D错误。 故选B。 5．如图所示的实物电路连接还不完整。请用笔画线代替导线连接成正确的电路，要求：电流表测小灯的电流，电压表测小灯两端的电压。 【答案】 【详解】电流表测小灯的电流，应与小灯泡串联，由于题干不知道小灯的规格，电流表选择大小量程均可；电压表测量小灯两端的电压，应与小灯并联。由于电源是3节干电池，总电压为4.5V，故电压表选用大“0~15V”的量程，同时还应使电流从两电表的正接线柱流入，负接线柱流出。据此作图。 板书设计 11.3 电压 一、电压（U） 作用：使电荷定向移动形成电流的原因 电源：提供电压的装置 单位：伏特（V）；1kV＝10³V，1V＝10³mV 常见电压值：干电池1.5V；家庭电路220V；安全电压≤36V 二、电压表的使用 符号：Ⓥ 量程：0～3V（分度值0.1V）；0～15V（分度值0.5V） 接线柱：“-”、“3”、“15” 使用规则： 使用前调零 与被测用电器并联 电流从“+”流入，“-”流出 正确选择量程 可直接测电源电压 教学反思 电压概念理解仍有个别学生困难：部分学生虽然能记住“电压是形成电流的原因”，但对“有电压不一定有电流”（断路时）缺乏深入理解。改进：可增加一个对比实验——将电源和电压表接入电路但开关断开，让学生观察电压表有读数但灯泡不亮，从而理解“有电压不一定有电流”。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $