苏科版九年级全册4 电压和电压表的使用教学设计
展开教学目标
知识与技能
1.初步认识电压,知道电压的作用,知道电源是提供电压的装置。
2.知道电压的单位,能对电压的不同单位进行换算。
3.记住干电池、家庭电路的电压值。
4.知道电压表的用途及符号,会正确使用电压表,能正确地读出电压表的示数。
过程与方法
通过实验观察小灯泡亮度的变化,获得电路中电流的强弱信息,从而了解电压概念,使学生具有初步的观察能力、分析和推理的能力。
情感、态度与价值观
通过对学生正确使用电压表技能的训练使学生学会阅读说明书,养成严谨的科学态度和工作作风。
教学重难点
重点
1.建立电压的初步概念,通过实验观察理解电压的作用。
2.电压表的正确使用。
难点
电压表的正确选择、连接及读数。
教学过程
一、新课引入
师:在第十五章,我们学习了电流与电路,我们首先来回顾一下第十五章的相关知识。
师:电路的基本组成有哪些?
生:电路由电源、用电器、开关、导线组成。
师:电流是如何形成的?
生:电流是电荷的定向移动形成的。
师:电荷为什么会定向移动呢?今天我们就来解决这个问题,一起来探究电压。
二、新课教学
(一)电压
[探究]什么是电压
师:请同学们回忆电路中各部分的作用,思考一下,是电路中哪一部分使电路中出现电流的?为什么?
生:可能是电源。因为没有电源或者电池没有电,电路中就没有电流,用电器不工作。
师:很好,我们来验证一下,电路中缺了电源行不行。
[演示]电源(电压)的作用
师:请两位同学在黑板上画出两个小灯泡串联的电路图。
教师评讲电路图。
[演示]教师利用干电池、小灯泡及导线、开关连接起来,电路检查无误后,闭合开关,请学生们观察现象。
生:小灯泡能发光。
[演示]取走干电池,补上一段导线,再闭合开关,请同学们观察。
生:小灯泡不亮。
师:导线和灯丝都是金属制成的,不是有大量自由移动的电子吗?为什么灯不发光呢?
生1:没有电池了。
生2:取走电源,换上导线,导线中虽然有大量的自由电子,但不发生“定向”移动,所以没有电流,小灯泡不亮。
师:从实验中,我们发现,电路中必须有电源,才能使电路中的自由电子产生定向移动,电路中才会有电流。原因是电源的两极间存在着某种“力”,使整个电路中的电子产生了定向移动,我们就把电源两极间的这种作用(力)称为“电压”,所以电源的作用是提供电压,而电压的作用是使电路中的电荷做定向移动形成电流。
[板书]电压是使电路中形成电流的原因,而电源是提供电压的装置。
[想想做做]
师:现在我改变电路中接入的电池的多少,请同学们仔细观察,灯泡的亮度相同吗?
生:不同,接入两节电池时比用一节电池时灯亮。
师:这样的现象说明了什么呢?
生1:用一节电池做电源和两节电池做电源的电压不同,不同的电压产生的电流不同。
生2:电源的电压越大,电路中的电流就越大,灯泡就越亮。
师:很好,说明电流的大小受电压的影响,那么,物理学中电压的符号及单位是什么?学生阅读,回答。
生1:电压的符号是“U”。
生2:电压的单位是“伏特”,简称为“伏”,单位符号是“V”。电压常用的单位还有:“毫伏(mV)”、“微伏(μV)”、“千伏(kV)”,它们之间的换算关系是:
1 kV=103 V 1 mV=10-3V 1 μV=10-6V
师:请同学们打开课本第56页,阅读书中小资料,了解常见电压值,记住干电池的电压值和家庭电路的电压值。将数据中以千伏、毫伏为单位的数值化成以伏特为单位,以伏特为单位的数值化成以千伏或毫伏为单位。
常见的电压
电视信号在天线上感应的电压约0. 1 mV
维持人体生物电流的电压约1 mV
干电池两极间的电压1.5 V
电子手表用氧化银电池两极间的电压1.5 V
手持移动电话的电池两极间的电压3.6 V
对人体安全的电压不高于36 V
家庭电路的电压220 V
无轨电车电源的电压550~600 V
电视机显像管的工作电压10 kV以上
发生闪电的云层间电压可达103 kV
学生练习,教师巡视。提示应该记住的电压值。
师:同学们已经知道电池有电压,在闪电的云层间也会有很高的电压,以前的学习中大家还了解过“生物电”,生物体内也会产生电压吗?
[投影]电鳐与电鳗
教师介绍:电鳐身体扁平,胸鳍和头部、胸部愈合形成一个又宽又扁的体盘。在体盘的前部两侧区域从外观可以看到许多蜂窝样的结构,连成一片,这就是它的发电器官。发电器是由许多特殊的肌肉组织薄片组成的,这些薄片之间有结缔组织间隔着,有无数神经与薄片肌肉相连。由神经将兴奋传导至肌肉,肌肉收缩产生电压,可达200伏特。在我国沿海也有电鳐分布。
同学们在课后也可以查阅有关的资料了解相关的内容。
(二)怎样连接电压表
师:如果现在有几节不同的电池,电池上标称的电压值看不清楚,但必须知道其电压值是多少,有什么办法吗?
生1:找其他相同的电池,看看上面标的值是多少。
生2:用电压表测量电池的电压。
师:很好,两种方法都可以。电路中电流的大小用电流表测量,电压的大小可以用电压表来测量。
1.认识电压表
出示几种电表。请一位同学从这几块表中选出电压表,并说出选择的依据。
生:表盘上标有字母“V”的就是电压表。因为电流的单位是安培(A),标有“A”的是电流表。电压的单位是伏特(V),标有“V”的就是电压表。
教师介绍电压表的分类,如演示用表、学生用表等。
师:同学们一定还记得电流表在电路图中的符号,电路中电压表又该如何表示呢?
生:电路中电流表符号是,电压表符号应该。
[投影]电压表图片
请同学们观察如投影所示的电压表,根据以前学过的电流表的知识,说说你从图片上得到哪些信息?
生1:该电压表的零刻度线在表盘的最左端。
生2:该电压表有三个接线柱,两个量程。一个公共的“-”接线柱和两个“+”接线柱。
生3:使用“-”和“3”两个接线柱时,量程是0~3 V,刻度盘上每一大格表示“1 V”,每一小格表示“0.1V”;使用“-”和“15”两个接线柱时,量程是0~15 V,刻度盘上每一大格表示“5 V”,每一小格表示“0.5 V”。
生:电压表中间的旋钮可以调零。
师:与电流表相同,使用前要注意观察什么?
生:首先观察可选择的量程,再看分度值(每一小格表示的电压值),还要看指针是否指在零刻度线。
师:很好,现在我们来看如何连接电压表。
2.连接电压表
师:如何使用电压表呢?请同学们仔细阅读教材第57页“使用说明书”,回答书中提出的问题,总结出电压表使用的一般规则。
教师指导学生阅读“使用说明书”。
学生阅读,同时思考问题:
(1)电压表应该和被测用电器怎样连接?具体接法是什么?
用电压表测量某段电路两端电压时应与这段电路并联,同时让电流从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
教师说明:双量程电压表的三个接线柱中有一个是公共的接线柱标有“+”或“-”,如公共接线柱标出的是“+”则剩下的两个接线柱皆为“-”接线柱;如果公共接线柱标出的是“-”,则剩下的两个接线柱皆为“+”接线柱。
(2)测量电压时,如何确定电压表要使用的量程?
生1:电压表的量程必须大于被测电路两端的电压。
生2:如果能判定被测电压不超过15 V,可以先用“0~15 V”的量程测;如果测出的电压不超过3 V,可以改接“0~3 V”的量程,尽可能使用小量程,这样可以提高测量的准确程度。
师:现在请两位同学将电压表接入我们开始连接的串联电路,测量小灯泡两端的电压。同时在原来画出的电路图上加入电压表,并在图中标出电压表的“+”、“一”接线端。
[投影]接入电压表后的电路。
学生检查电路,电路连接无误后合上开关,观察电压表的示数。
(三)怎样在电压表上读数
师:电压表如何读数呢?
生:读数时,首先应该看清选用了电压表的哪个量程,知道满刻度表示的电压值。第二,要看清该量程下一大格表示的电压值是多少,每一大格又分成了几个小格,每一小格表示的电压值是多少。第三,测量时,看清指针停在哪个大格、哪个小格上,然后读出来。
教师指出:电流表、电压表都不需要估读,测量时,指针的位置离哪条刻线近,就按哪条刻线算。
[投影]练习题
1.读数练习:利用指针能活动的刻度盘。
(1)量程已知且不变:指针在不同位置时电压表的读数是多少?
(2)指针的位置不变,接不同的量程时,电压表的读数分别是多少?
2.一名同学使用学生用电压表测电压,这只电压表有两个量程:0~3 V,0~15 V。经判断选用0~3 V这一量程连入电路。但是0~3V的刻度盘上的数字模糊不清,无法准确读出实验数据,于是他从0~15 V刻度盘上看到指针在12.5 V处,从而判断出实验测得电压是________。(答案:2.5 V)
通过此题,引导学生总结得出:指针指在同一位置时,从0~15 V刻度盘上读出的电压值是从0~3 V刻度盘上读出的电压值的5倍。
师:电压表、电流表不仅外形相似,构造也相似。因此,在使用上它们有相同的地方,但它们测量的又是两个不同的物理量,同学们要注意区分。
与同学们一起归纳电压表的使用规则:
[板书]:一不、二要、二看清
一不:被测电压不能超过电压表的量程。
二要:电压表要并联在被测电路的两端;
要使电流从电压表的“+”接线柱流入,从电压表的“-”接线柱流出。
二看清:看清电压表所用的量程;
看清每一小格所表示的数值。
[想想议议]
师:电压表的接线柱旁都标有“+”、“-”号。使用规则要求电流必须从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出;还要求被测电压值不能超过电压表的量程。请同学们思考:
[投影]
1.如果电压表正、负接线柱接反了,会出现什么现象?
2.如果被测电压超过了电压表的量程会出现什么现象?
3.如果事先不能估计被测电压的大小,电压表 应怎样选择量程?
生1:如果正、负接线柱接反了,指针会反向偏转,即向没有刻度的方向偏转。
生2:如果被测电压超过了电压表的量程,电压表的指针可能会超出刻度盘上的刻度线。
教师强调这两种情况的后果是不仅测不出电压值,电压表的指针还会被打弯甚至损坏电表。
教师说明:在事先不能估计被测电压的情况下,可以用“试触”的办法来选择量程。做法是:连接好电路后,在合上开关时轻轻接触一下就迅速断开,同时观察电压表指针的偏转情况。如偏转过快,指针超出了表盘满刻度,则电压表量程太小,应换用较大量程;如果电压表指针偏转角度太小,则电压表量程太大,应换用小量程。“试触”的方法在电学中很重要,利用试触的方法不仅可以选择电压表的量程,还可以判断电源的正负极;判断电压表正、负接线柱连接是否正确。
[想想做做]
教师出示家用手电筒及干电池若干节。
师:请一位同学将干电池装入手电筒,并能使手电亮起来。同学们仔细观察怎样装电池,才能使手电发光。
生:第一节电池正极朝前,第二节电池的正极和第一节电池的负极接在一起,第三节电池的正极和第二节电池的负极连在一起。
师:同学们观察得非常仔细。请同学们将刚才的实物连接图和电路图画出来。
学生画图,教师巡视,指导学生画出正确的图形,并请一位同学将正确的图画在黑板上。
教师说明:像这样将电池的正极和负极依次连接起来就叫电池的串联,这几个电池合在一起叫电池组,余下的一个正极和一个负极就是电池组的正极和负极。
师:请同学们分组测量每节电池的电压和电池组的电压,并找出它们之间的关系。
生:用电压表测电池的电压,就要把电压表并联在电池两端。电压表可以不经用电器直接连到电源的正负极上吗?
师:电压表可以直接连接在电源的两极上,这也正是电压表与电流表使用中的一个区别,其原因以后再解释。学生操作,教师巡视指导’操作完毕,各组汇报实验结果。第一组:用两节电池,每节电池电压是1.5 V,电池组电压为3 V。
第二组:用三节电池,每节电池电压是1.5 V,池组电压是4.5 V。
师:根据各组的实验结论,谁能总结出电池电压和电池组电压之间的关系?
生:串联电池组的电压,等于各个电池电压之和。
师:好。电池的其他连接方式,请同学们课后探究。现在请同学们一起来小结本节内容。
三、典型例题
例1 如图所示,当开关S闭合后,L1两端的压约为3.8 V,L2两端的电压约为2.2 V,要用电压表测量L1两端的电压,那么线头A和B该接在何处?
[解析] 本题用于考查电压表的使用规则和电路的连接,考查电压表量程的选择。解题时考虑电压表的各项使用注意事项,在连接电路的过程中,开关应处于断开状态。本题易错点是没有掌握电压表的使用规则,不能同时考虑电压表的各项使用注意事项,将电压表并联在L1或电源的两端,或是正、负接线柱接反。由于不知道电压表量程的选择,错选0~3 V的量程。
[答案] 因为电压表测量某一部分电路两端的电压时,电压表必须与该部分电路并联,所以A和B两线头应分别接在L1两端的两个接线柱上,且必须使电流从“+”接线柱流入电压表,从“-”接线柱流出,已知L1两端的电压3.8 V左右,应选的量程为0~15 V。所以线头A应接在L1左接线柱上,线头B应接在L1右接线柱上。
例2 如图所示,现要用电流表测量L中的电流,用电压表测量L两端的电压,请在图中圆圈内标明哪一个是电流表,哪一个是电压表,并标明电表的正负接线柱。
[解析] 本题用于考查电流表、电压表使用方法的区别。确定某电路中是接电流表,还是接电压表,关键是从两表使用方法的区别着手。
[答案] 假设a为电压表,b为电流表,开关S合上后,可以发现:灯将不亮,电流表无示数,这是因为电流表和电压表的内部构造不同所造成的。我们可以这样认为:电流几乎不能通过电压表(如同开路),而电流几乎不受到电流表的阻碍(如同导线)。从图可以看出,b是与灯L并联的,故应该为电压表,a是串联在电路中的,应该为电流表。如图所示。
例3 在如图所示的电路中,闭合开关S,电压表的示数将( )
A.不变 B.增大
C.减小 D.无法确定
[解析] 本题用于考查电压表的使用规则和电路的判断。当S断开时,灯泡L1和L2串联,电压表V测L1的电压值,当S闭合时,有些同学看到电压表好像既与L1并联,又与L1和L2并联,因此搞不清电压表测哪部分电路的电压,而选D。其实,当S闭合时,L2被短路,此时电路中只有L1工作,因此电压表既是测电源的电压,又是测L1两端的电压,它们是相等的。由于电源的电压值大于S断开时L1两端的电压值,所以电压表的示数将增大。
[答案] B
例4 下列说法中正确的是( )
A.电路中只要有电压,就一定有电流
B.电路不闭合,电源两端就没有电压
C.电路中有电流,电路两端一定有电压
D.电流使电路两端有电压
[解析] 电压是电路中形成电流的原因,如果电路没有闭合形成通路,电路中是不会有电流的,所以选项A是错误的;电路不闭合,电路中一定没有电流,但电源两端电压是存在的,所以选项B是错误的;电压形成了电流,不是电流形成电压,因此选项D是错误的;电路中有电流的条件是:①电路是通路;②电路两端有电压,所以选项C是正确的。
[答案] C
四、课堂小结
利用投影仪投影如下的表格,请同学们填写。
第1节 电压和电压表的使用
电压eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(概念:电压是使电路中形成电流的原因。, 电源是提供电压的装置 符号:U,单位:国际单位:伏特(V), 常用单位:千伏(kV) 毫伏(mV), 1 kV=103 V 1 mV=10-3 V,常见电压值:干电池 1.5 V, 家庭电路电压220 V,串联电池组电压:等于各电池电压之和))
电压表eq \b\lc\{(\a\vs4\al\c1(符号, 一不 (略),使用规则 二要, 二看清))
物
理
量
符
号
单位
测量
学生用表
仪表
符号
使用规则
量程
最小刻度
电压
U
伏特V
电压表
V
一不、
二要、
二看清
3 V
0.1 V
15 V
0.5 V
电流
I
安培A
电流表
A
二不、
二要、
二看清
0.6 A
0.02 A
3 A
0.1 A
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