教科版九年级物理上册 4.2 电压：电流产生的原因（教案）

电压：电流产生的原因
【课时安排】
2课时
【第一课时】
【教学目标】
1．初步认识电压，知道电压的作用，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、家庭电路及人体安全电压的电压值；
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。
【教学重点】
（1）建立电压的初步概念。
（2）通过实验观察理解电压的作用。
【教学难点】
电压表的正确选择、连接及读数。
【教学方法】
实验法、观察法
【教学准备】
干电池若干、灯座、小灯泡、开关、导线若干、电压表、电流表、投影仪、家用手电筒
【教学过程】
（一）引入新课
［师］电与我们的生活息息相关。“电压”这个词听起来也不陌生。同学们知道哪些知识与电压有关呢？
［生］手电筒里电池有电压，电压值是1.5V。
［生］电子表和电动玩具车里用的电池也有电压。
［生］高压线上有电压，人不能靠近。
……
［生］到底什么是电压？电压是哪来的？
［师］同学们说得都很好。下面我们一起来探究什么是电压。
（二）进行新课
1．认识电压。
［师］播放PPT，引导同学们观察水流，水流的形成原因。
［生］从水压类比电压。
［生］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。
［师］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。我们就把电源两极间的这种作用称为“电压”。
［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。
［师］电流的符号是I，哪位同学还知道电压的代表符号及单位是什么？
［生］电压的符号是“U”。
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：1kV=103V，1mV=10-3V，1μV=10-6V。
［师］请同学们打开课本，阅读书中小数据，了解常见电压值，记住干电池的电压值、人体安全电压值及家庭电路的电压值。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。
（同学们练习，教师巡视。）
2．用电压表测量电压。
［师］通过大家的努力，我们对电池及电压已有所了解。如果老师现在有几节不同的电池，由于不小心将电池上标的电压值磨掉了看不清楚，但必须知道其电压值是多少，大家可以帮助我吗？
［生］找到和老师的电池相同的电池，看看上面标的值是多少。
［生］用电压表测量电池的电压。
［师］大家的主意不错。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。但是，什么样的表是电压表呢？
出示几种电表，让同学们分辨。
［师］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。
［师］肯定学生的回答，并进一步向同学们介绍电压表的分类，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，电压表符号应该是。
［投影］“电压表”
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，认识电压表。
［生］
（1）该电压表的零刻度线在表盘的最左端。
（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。
（3）使用“-”和“3”两个接线柱时，量程是3V，刻度盘上每一大格表示“1V”，每一小格表示“0.1V”；使用“-”和“15”两个接线柱时，量程是15V，刻度盘上每一大格表示“5V”，每一小格表示“0.5V”。
（4）电压表中间的旋钮可以调零。
［师］同学们已经认识了电压表。该怎样用它来测量，如何使用电压表呢？请同学们仔细阅读教材“电压表使用说明”，总结出电压表使用的一般规则。
教师指导学生阅读“电压表使用说明”，提醒同学们不需要读懂说明书中的所有内容。
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？
［生］用直流电压表测量某元件两端电压时应与这个元件并联。具体的接法是：标有“+”号的接线柱应靠近电源的正极，标有“-”号的接线柱要靠近电源的负极。
教师通过引导应使学生明白：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。
问题（2）：如何确定电压表要使用的量程？
［生］电压表的量程必须大于被测电路两端的电压。
［生］如果能判定被测电压不超过15V，可以先用“0~15V”的量程测；如果测出的电压不超过3V，可以改接“0~3V”的量程，提高测量的准确性。
［师］同学们知道了怎样使用电压表。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。另两位同学一起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“+、-”接线端。
［投影］接入电压表后的电路。
全体同学认真检查。电路无误后合上开关，观察电压表的示数。
［师］电压表的示数是多少？如何读数呢？
［生］电压表的指针向右偏得越多，表示电压越高。
［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，看清测量时，指针停在哪个大格，哪个小格上，然后读出来。
［师］如果指针没有指在刻度线上，而是指在两刻线之间，该如何读数呢？
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。
（三）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：0~3V，0~15V。经判断选用0~3V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0~15V刻度盘上看到指针在12.5V处，从而判断出实验测得电压是_________V。
通过思考此题，引导学生总结得出：指针指在同一位置时，从0~15V刻度盘上读出的电压值是从0~3V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。
同学们一起归纳电压表的使用规则：
板书：二要、一不、二看清
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。
一不：被测电压不能超过电压表的量程。
二看清：读数时一要看清电压表所用的量程；二要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“+”接线柱通入，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，应怎样选择量程？
［生］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］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。
经过大家的讨论并结合演示（注意不允许学生效仿），肯定同学们的回答。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。
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。连接好电路后，在合上开关时轻轻接触一下就断开，同时观察电压表指针的偏转情况。如偏转过激，指针超出了表盘刻度线，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］
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。
［师］（结合学生画出的正确的电路及电路图）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。根据以前学过的知识，同学们可以探讨什么是电池的并联。
［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］这位同学的问题非常好。这种认真的态度很值得我们大家学习。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。
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1.5V，电池组电压为3V。
第二组：用三节电池，每节电池电压是1.5V，电池组电压是4.5V。
第三组：……
［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］同学们的表现非常棒。课后同学们还可以再比较电池的倒接和顺接究竟有什么不同，电池“并联”成电池组电压会怎样变.现在请同学们一起来小结本节内容。
（四）小结
利用投影仪投影如下的表格，请同学们填写。
物理量 表示符号 单位 测量 学生用表
仪表 元件符号 使用规则 量程 量小刻表
电压 U 伏特（V） 电压表 二要、一不、两看清 3V 0.1V
15V 0.5V
电流 I 安培（A） 电流表 二要、一不、两看清 0.6A 0.02A
3A 0.1A
（五）动手动脑学物理
1．连接图如下：
连接过程中要注意电压表的正、负接线柱以及量程的选择要正确。
也可以换用其他电器进行练习。
2．如下图，将图中连接正（或负）接线柱的导线松开，将电压表正（或负）接线柱的塑料帽扭下来露出接线的金属柱。用导线（线芯的金属丝）迅速碰撞电压表的金属柱，观察电压表指针偏转情况。若电压表反偏，说明电压表正接线柱接的是电源的负极，电压表负接线柱接的是电源的正极。若电压表正偏，说明电压表正负接线柱连着的分别是电源的正负极。这就是用“试触”法判电源极性，也可以用“试触”法来判断电表接入量程的大小是否合适，这种方法在实验中经常要用到。
3．如图：甲连接的是0~3V的量程，最小刻度是0.1V，所以甲的读数为2V；乙中连接的是0~15V的量程，最小刻度是0.5V，因此乙读数为12.5V；丙中连接着小量程，其读数为0.1V×6=0.6V。
4．这位同学连接的电路，测量的是两只灯泡的总电压，而不是左边灯泡的电压。正确的连接如下图：
【板书设计】
【第二课时】
【教学目标】
探究串、并联电路中电压的规律；训练连接电路和使用电压表的技能。
【教学重难点】
1．连接串联、并联电路，做出电路图。
2．能用电压表测出各导体两端的电压，找出规律。
【教学准备】
小灯泡、开关、电源、导线、电压表
【教学过程】
（一）前提测评
画出由两个灯泡组成的串、并联电路的电路图。
串联电路 并联电路
（二）引入课题
1．在串联电路中（如上图），（a）（b）两用电器及电源两端的电压有什么关系？
2．在并联电路中（如上图），（a）（b）两用电器及电源两端的电压有什么关系？
进行新课：
试：电路中的电压规律
3．串联电路中电压的规律
（1）学生猜想：
Ua=Ub=U总
Ua＋Ub=U总
（2）设计实验：把电压表分别接入（a）（b）电源两端，测量出两端的电压，就可以找出规律。
（3）做出对应的电路图（共三个）
（4）进行实验：把结果记录在下表
a两端的电压Ua b两端的电压Ub 电源两端的电压U总
第一次测量
第二次测量
（5）分析实验结果，寻求规律：
教师总结：串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和。
即U总＝Ua＋Ub＋……
（6）讨论结果，你还能得到什么结论？
（串联电路的电压分配规律。）
4．并联电路中电压的规律
（1）学生猜想：
U=Ua＋Ub
U>Ua>Ub
（2）设计实验：把电压表分别接入（a）（b）电源两端，测量出两端的电压，就可以找出规律。
（3）做出对应的电路图（共三个）。
（4）进行实验：把结果记录在下表。
a两端的电压Ua b两端的电压Ub 电源两端的电压U总
第一次测量
第二次测量
（5）分析实验结果，寻求规律：
教师总结：在并联电路中，各支路两端的电压相等。
即U总=Ua=Ub =……
（6）讨论结果，你还能得到什么结论？
3．实例：上两条规律在实际中的应用。
（三）小结
根据板书，总结本节内容，明确重、难点。
【教学反思】
1．如何连接电路，从课后操作看来似乎还有较大问题，应该示范部分电路的连接。
2．部分学生不会从实验结果中找规律，应加强分析引导。
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