14.5测量电压教案2023-2024学年度沪科版物理九年级上册

第五节　测量电压
第1课时　电压及其测量
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.知道电源的作用、电压的单位及其换算。了解一些常见电压及我国家庭电路的电压。
2.知道电压表的用途、符号,会正确地将电压表接入电路中,正确选择量程和读数。
重点:会正确地将电压表接入电路中,正确选择量程和读数。
难点:会正确地将电压表接入电路中。
【新课导入】
图片导入
如图所示,水塔为什么修建得很高 要使水持续地流动,需满足什么条件 如果我们想得到持续的电流,需要如何做呢 带着这个问题,开始本节课的学习吧。
提示:(1)需要有压力差,即有水压。
(2)需要有相通的水管连接。
实验导入
教师把一节干电池、小灯泡、开关在示教板上串成最简单的电路。闭合开关,小灯泡发光,然后取下电路中的干电池,闭合开关,灯泡不发光。
提出问题:为什么电路此时不能形成电流 电源的作用是什么
【课堂探究】
1.电压
(1)类比(甲)(乙)两图,思考以下问题,完成下列表格。
A.水流的形成需要一个抽水机,抽水机的作用是什么
B.电流的形成需要电源,电源相当于哪个部件 作用是什么
C.推动电荷做定向移动的是什么
原始模型 作用分析 类比的 电学量 作用分析
水流 水的流动 　电流 电荷的定向移动
水轮机 靠水的能 量工作 　电灯 靠电能工作
水位差 形成水流 的原因 　电压 形成电流的原因
抽水机 提供水位差 的装置 　电源 提供电压的装置
(2)类比结论
水的流动是因为有水压,电荷做定向移动是因为有电压。因此可知　电压　的作用是使自由电荷定向移动形成电流;　电压　是电路中形成电流的原因,　电源　是提供电压的装置。要在一段电路中产生电流,它的两端就要有　电压　。
2.电压表
与前面所学的电流表比较,请同学们观察如图所示电压表,讨论电压表的功能是什么 接线柱如何连接 量程分别是多少 应该如何使用 讨论完成下列问题。
(1)电压表的结构
①电压表是测量　电压　的仪表,电压表的符号是　○V　　,图中是一个电压表,仔细观察后发现电压表有　3　个接线柱,其中包含　1　个负接线柱(共用接线柱),　2　个正接线柱。
②电压表有两个量程:分别是　0~3 V　,　0~15 V　。
③分度值
量程为0~15 V时,分度值(每小格表示的电压)是　0.5　V;量程为0~3 V时,分度值(每小格表示的电压)是　0.1　V。
④表盘示数的单位是什么
　伏特(V)
⑤电压表上的三个接线柱和表盘上的两排示数有什么关系
　接“-”和3时,按0~3 V量程读数;接“-”和15时,按0~15 V量程读数。　
⑥请读出图中电压表的示数:　1.5 V　。
(2)电压表的使用说明
①实验前要检查指针是否对准零刻度线,如有偏差,需将指针调到　零刻度线上　。
②电压表要与被测用电器　并联　。
③电流要从电压表的“　+　”接线柱流入,从“　-　”接线柱流出。
④待测电压不能超过电压表的量程,测量前应先估计待测电压的大小,选择适当量程的电压表,如果不能估计电压的大小,可以先用较大量程进行快速　试触　。
⑤可以把电压表直接接到电源的　两极　上。
(3)电压表的使用示例
分析下列四个图中电压表的连接是否正确,如有错误请指出。
图一:正确。
图二:　不正确,电压表没有与被测用电器并联。
图三:　不正确,电流没有从正接线柱流入、从负接线柱流出。
图四:正确。
1.下列关于电压的叙述正确的是(D)
A.有电压就一定形成电流
B.无论在任何情况下,一节干电池的电压都是1.5 V
C.电压只能使自由电子发生定向移动
D.电压是使自由电荷发生定向移动形成电流的原因
2.有一位同学认为电压表应该这样使用:
①电压表使用时要先将表的指针调零;
②电压表测量电流时,必须与被测电路串联;
③电压表测量电压时,必须与被测电路串联;
④被测电压值可以超出电压表所选量程的最大测量值;
⑤电压表不能用来直接测量电源电压;
⑥将电压表接入电路时,注意电流必须从“+”接线柱流入。
你认为关于电压表的以上说法中,正确的是(D)
A.①④⑤⑥ B.③④⑤⑥
C.③⑤⑥ D.①⑥
3.如图用电压表测量灯泡L2两端电压正确的是(A)
4.小明按(甲)图所示的电路进行实验,当开关闭合后,V1和V2的指针位置完全一样,如(乙)图所示,造成这一现象的原因是(D)
A.可能L1开路
B.可能L2短路
C.可能V1和V2所选量程不相同,L1短路
D.可能V1和V2所选量程不相同,电路各处完好
5.关于如图电表的下列说法中,不正确的是(B)
A.它是一个电压表
B.它的示数一定是1.7 V
C.它的示数可能是8.5 V
D.它有一个负接线柱和两个正接线柱
6.在如图所示电路的里填上适当的电表符号。要求:闭合开关S,两灯均能发光。
　　答案:如图所示
　　
伏特与“伏特电堆”
伏特1745年2月18日出生于意大利科莫一个富有的家庭里。青年时期的伏特就开始了电学实验,他读了他能够找到的许多书,24岁时发表了静电学著作《论电的吸引》,引起了科学界的注意。29岁成为物理学教授,在电学等方面做出了许多重要的贡献。1791年被聘请为英国皇家学会国外会员,三年后还授予他科普利奖章,后来还被选为巴黎科学院的国外院士。
伏特所处的时代,人们只停留在静电现象的研究。1780年,意大利物理学家伽伐尼发现了“动物电”现象,在此启发下,伏特于1792年开始研究“动物电”及相关效应。他通过大量实验,否定了“动物电”是动物固有的说法,认为产生于两类导体(两种金属和液体)所组成的电路中,不同种类的金属接触时彼此都起电(叫接触电),这就是著名的电的接触学说。他以不同的金属联成环接触青蛙腿及其背,从而成功地使活的青蛙痉挛。这就证实了“动物电”产生于两种不同金属的接触。由实验他还观察到电不仅产生颤动,还影响视觉和味觉神经。为了取得较强的效应,伏特把若干种导体连接起来进行了长期实验,终于在1799年研制成第一个长时间的持续的电流源——伏特电堆。电堆能产生连续的电流,它的强度的数量级比从静电起电机能得到的电流大,因此开始了一场真正的科学革命。1827年3月5日,伏特去世,终年八十二岁。人们为了纪念这位最先为人类提供稳定电流的科学家伏特,将电势和电位差的单位以他的姓氏命名为“伏特”,简称“伏”。
第2课时　串、并联电路电压的规律
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.学会正确使用电压表测量串联电路和并联电路中的电压。
2.通过实验探究得出串联电路和并联电路的电压关系。
3.能选择实验探究需要的实验器材,经历从实验中探索科学规律的过程。
重点:通过实验探究得出串联电路和并联电路的电压关系。
难点:理解串联电路和并联电路的电压关系。
【新课导入】
复习导入
问题:(1)如何正确使用电压表
(2)串联电路的电流有什么特点
(3)并联电路的电流有什么特点
提出问题:那么串联电路和并联电路的电压有什么特点呢
情境导入
(利用实物投影)请同学们观察演示板的电路是如何连接 电流有什么特点 若闭合开关,两灯都能发光吗 发光亮度一样吗
老师闭合开关和同学们一起观察灯泡的发光情况,并提出问题:为什么两灯的发光情况会不一样
根据学生的回答,老师引出本节实验要探究的问题:串联电路电压有什么关系
【课堂探究】
1.串联电路中的电压特点
探究串联电路的电压。
(1)提出问题:串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系是什么
(2)猜想假设:　串联电路两端的电压等于各部分电路的电压之和　。
(3)实验器材:干电池两节、小灯泡四只(规格不同)、电压表一只、开关一个、导线若干。
(4)实验方案
①根据如图所示电路,用导线将电路元件连接起来;
②用电压表分别测出A,B之间,C,D之间,A,D之间的电压,并记录在表中;
③换用不同规格的小灯泡,分别测出A,B之间,C,D之间,A,D之间的电压,并记录在表中。
次数 AB间的 电压U1 CD间的 电压U2 AD间的 电压U3
第一次实验
第二次实验
(5)分析论证:实验结论:　串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和　。表达式　U=U1+U2+…+Un　。
2.并联电路中的电压特点
(1)提出问题:并联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系是什么
(2)猜想假设:　并联电路两端的电压与各部分电路的电压均相等　。
(3)实验器材:干电池两节、小灯泡四只(规格不同)、电压表一只、开关一个、导线若干。
(4)实验方案:①如图所示,用导线将电路元件连接起来;②用电压表分别测出A,B之间,C,D之间,A,D之间,B,C之间的电压,并记录在表中;③换用不同规格的小灯泡,分别测出A,B之间,C,D之间,A,D之间,B,C之间的电压,并记录在表中。
次数 AB间的 电压U1 CD间的 电压U2 AD间 电压U3 BC间 电压U4
第一次测量
第二次测量
(5)实验结论:　并联电路两端的电压与各支路两端的电压都相等　。表达式　U=U1=U2=…=Un　。
(6)讨论交流:如果两个用电器两端的电压相等,则这两个用电器一定是并联连接吗 　不一定,在串联电路中如果两用电器规格完全相同,则它们两端电压相等　。
1.电动自行车是我们常见的代步工具。有一款电动自行车的电源由四块电池组串联而成,每块电池组又是由6节蓄电池串联而成,每节蓄电池的电压是2 V,则这辆电动自行车的电源电压是(D)
A.9 V B.12 V C.36 V D.48 V
2.如图所示电路中,若电源电压为6 V,闭合开关后电压表的示数为1.5 V,则电灯L2两端的电压为(B)
A.1.5 V B.4.5 V
C.6 V D.7.5 V
3.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7.5 V,电压表V2的示数为9 V,若电源电压为12 V,则L2两端电压是(A)
A.4.5 V B.5.5 V
C.3 V D.2 V
4.某同学抽签试题:“测量串联电路电压”,他按如图(甲)所示连接电路,闭合开关后,用电压表分别测量UAB,UBC,UAC三处电压,关于在实验过程中出现的情况,下列说法正确的是(C)
A.只要实验操作、读数正确,三次测量结果一定不会出现UAC≠UAB+UBC
B.连接好电路,闭合开关后电压表示数出现如图(乙)所示的情况,必须将电压表校零
C.实验时电压表示数出现UAB=UAC,且不为0,可能是A,B之间发生了开路
D.测出A,B间电压UAB后,保持B接点不动,将电压表连线由A改接到C,即可测出UBC
5.如图(甲)是用电压表测量电压的实验电路图,电压表所用量程不明,电压表V1,V2的指针位置均指在如图(乙)所示位置,则电压表V1,V2的读数分别为　1.6 V　、　8 V　,L1,L2两端的电压分别为　1.6 V　、　6.4 V　。
6.在“探究串联电路电压的特点”实验中,某实验小组分别测量了串联电路两端的总电压U和灯泡L1,L2两端的电压U1,U2数据如表:
U/V U1/V U2/V
2.6 1.3 1.3
(1)该小组由此得出串联电路的总电压与各部分电路电压的关系是　U1+U2=U　(用题中物理量符号表示)。
(2)实验过程中,若L1灯丝断了,观察到电压表V1示数为　2.6 V　,电压表V2示数为　0　。
(3)该实验还有待改进,请写出其中一点:　换不同规格的小灯泡再进行多次实验　。
7.为探究并联电路中电压的规律,实验室提供的器材有:干电池组(电压为3 V)、电压表、多个不同规格的小灯泡、开关、导线若干。
(1)请用笔画线代替导线,在图(甲)中把电路连接完整,要求电压表测量灯L1两端的电压。
(2)电路连接正确后进行实验,某小组分别测出灯L1,L2两端的电压和并联电路的总电压,电压表示数均相同,如图(乙)所示,其值为　3　 V。根据这一组数据,该小组得出并联电路中电压的规律是并联电路两端的总电压和各支路两端的电压相等。你认为实验操作过程的疏漏之处是　只进行一次实验就得到结论具有偶然性　。
答案:(1)如图所示
　　
1.柠檬电钟
20世纪80年代初期,一家外国报纸登载了一条引人注目的消息:英国伦敦钟表修理匠东安尼·阿希尔先生做了一只新颖别致的电钟。
电钟本身没有什么特殊的地方,引人注目的是带动电钟的动力,昼夜不停地运转了5个月之久的动力,竟是一只由柠檬做成的电池。
柠檬,这是水果呀!它怎么能发电呢
柠檬电池之所以能够发电,它的道理和化学电池发电的道理一样,柠檬汁就好比是化学电池中一种带酸的液体罢了。不过,阿希尔发明的绝妙之处不在这一点。普通的化学电池只要参加化学反应的稀硫酸用完,电流就中止。而柠檬电池却是有生命的植物制作的,在它完全干瘪之前,由于植物细胞仍旧具有新陈代谢能力,能不断地和空气、阳光作用,能不断产生新的柠檬汁进行补充。
2.串联小彩灯工作原理
成串的小彩灯是串联的。但彩灯内部灯丝的结构与一般的灯不同,彩灯灯丝下边多并联了一段涂有氧化铜的细金属丝。一旦有一个彩灯灯丝熔断了,其他彩灯瞬间会熄灭,使这个灯泡两端的电压得到220 V,从而瞬间击穿那段细金属丝的氧化铜涂层,使这个彩灯重新形成通路,又使其他灯泡继续工作。这就是串联的小彩灯,为什么其中有的灯丝熔断了,其他的还能继续工作的原因。并且我们会发现,这时亮的彩灯也比原来更亮了。因为那几个彩灯熔断后击穿金属丝相当于短路了。留下的灯泡两端各自分担的电压就多了,所以会比原来更亮。
3.并联电路的电压处处相同
并联电路的两端存在着电势差,就如同二楼与一楼之间存在着高度差,而不同的支路就相当于从二楼到一楼有不同的楼梯,不管你走哪一个楼梯,都是从二楼降到了一楼,下降的高度是相同的,也就是说,不管走哪一条支路,两点间的电势差是相同的,所以说,并联电路各支路两端的电压处处相同。