苏科版九年级物理上册第十三章 第4节电压和电压表的使用 教学设计

第四节　　电压和电压表的使用
第1课时
核心素养
通过实验观察小灯泡亮度变化，获得电路中电流的强弱信息，培养学生的初步的观察能力和动手操作的实验能力
教学设想
本节设计的主导思想是重视实验探究，重视体现“从生活走向物理，从物理走向社会这一理念，发挥学生的主体作用，让学生积极参与探究活动．
本节的具体计如下：学生过类比、阅读等方法了解电压及其单位、电压表的读数及其使用方法，通过探究得出串联电路和并联电路中电压的规律，并辅以相关活动，加深学生对这些规律的认识
电压是电学中的又一个重要概念，如同电流的学习，课程标准中也没有要求讲述电压的概念，教材中借助插图13-25也用类比的方法进行了简化处理，用与水压类比，对电压做了简要的说明．电压与电流的教学处理相似，采用了水路和电路的类比来引入电压的概念，教学中要引导学生分析教材中图13-25，说明水压是水管中形成水流的原因，类似地，电压是电流形成的原因，不需要给出电压的定义．可引导学生对比、总结出如表1所示的内容，使学生对电路有较全面的、形象化的认识．
表1　　水路与电路的比较
水路 电路
组成 水泵（保持一足水压） 电源（保持一定电压）
水管（传输水流） 导线（传输电流）
水轮机（利用水能的设备） 电灯（用电器）
阀门（控制水流通断） 开关（控制电流通断）
要点 水泵提供水压，水压形成水流 电源提供电压，电压形成电流
在“活动13.7　　学习使用电压表”中：对电压表的认识可参照“活动13.6　观察电流表”的教学建议进行．指导学生认真阅读电压表说明书，通过比较、分析，总结出电压表和电流表在使用规则上的异同，在此基础上引导学生把权量程电流表使用的相关技能迁移到双量程电压表的使用上来，并提醒他们注意：电流表必须串联在电路中，而电压表必须并联在待测电路的两端．
教材安排了研究串联电池组的电压规律作为使用电压表的“热身”实验，可补充说明：把每个电池的正负极依次相连，组成的电池组称为串联电池组，这是实验室及日常生活中最常用的电池组合形式，它可满足用电器对直流电压的不同需求．因每个电池的电压U 相同，n个相同电池串联后，电池组的总电压U/=nU ．
教学目标
物理观念
（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．
科学思维
能正确使用电压表，读出数值．
科学拐究
通过与水压的类比了解电压的概念，初步学会用类比法研究物理问题
科学态度与责任
通过正确使用电压表技能的训练，使学生学会阅读说明书，并养成严谨的科学态度和工作作风
教学重难点及突破
重点
电压的概念，电压表的使用方法
难点
用类比法对电压概念的理解电压表的读数和使用方法．
教学突破
通过与水压的类比使学生认识电压，了解电源提供了电压、电压是形成电流的原因．通过对一些电压值的介绍，让学生了解电压的含义．通过学生实验和演示实验，以及多媒体教学手段来认识电压表的用途和使用方法
教学准备
教师准备
1．多媒体电脑、展台、自制PPT课件（电压类比水压的课件、电压表的用途读数和使用方法的flash课件）．
2．电路示教板一块、演示电压表一个、学生用电压表一个、小灯泡(1.5V)2个、小灯泡(2.5V)2个、小灯泡(3.8V)2个、开关一个、干电池(带盒)4节、蓄电池3节、导线若干根．
3．铁架台一个、U型管连通器一个、水一杯、铁夹一个．
学生准备
1．课前预习：课本中是怎样认识电压的 这种认识方法叫什么 回顾学习过的知识中有哪些认识与其一样 电压的表示符号是什么 主单位是什么 常用单位还有哪些 如何进行单位换算 阅读课本，了解常见的一些电压值有多大 测量工具是什么 回顾刚学习过的测量工具电流表的观察和使用是从哪些方面认识的 如何认识电压表 它的使用规则有哪些注意事项 初步了解串联电池组的电压与各节电池的电压的关系：
2．千电池4节、蓄电池3节、开关一个学生用电压表一个导线若干
教学过程
一、新课引入
出示：一节干电池、小灯泡、开关，并把它们放在示教板上，请一位同学按所画电路图，用导线将电路连接起来
闭合示教板上电路中的开关，灯泡亮了．
提问：说明了什么 （电路中产生了电流）
继续演示：从示教板上取下电池．闭合开关，灯泡不亮，电路中没有电流．
提问：在这种情况下，为什么电路中不能形成电流，电源的作用是什么 今天，我们就来解决这难题及其相关的问题．
点评：通过实验演示，点题．
二、电压
讲述：为了说明在什么情况下才能形成电流，我们仍用类比的方法进行探究，先用水流作比喻，看看水流是怎样形成的
演示：将装有水的U型管连通器的底部，用止水钳夹住，两管内水面相平，打开止水钳，两管内水会不会发生流动 (不会)
继续演示：再向U型管内加水，使左管水面高出右管水面，打开止水钳，将会看到水从左管流向右管．
课件播放动画：利用投影幻灯机表现出连通器水流的动态过程，反映出这一过程中水位的变化，使学生了解到水位差（又叫水压）是使水定向流动形成水流的原因．
讲述：现在，我们用一台抽水机不断地把水从乙处抽到甲处（见课本图13-25)，使甲处的水位总比乙处的水位高，由于水管两端总保持一定的水压，于是水管内就有持续水流．
类比：电路中电流的形成，是由于电路两端存在着电压，而电源的作用就维持正负极有一定的电压．
列表归纳：
水路 电路
组成 水泵（保持一足水压） 电源（保持一定电压）
水管（传输水流） 导线（传输电流）
水轮机（利用水能的设备） 电灯（用电器）
阀门（控制水流通断） 开关（控制电流通断）
要点 水泵提供水压，水压形成水流 电源提供电压，电压形成电流
过渡：回忆电流的学习，我们应如何学习电压，请阅读课本第71页，对比学习电压的相关知识点，请同学们归纳
学生阅读课本后归纳：
（1）电压的符号用U表不．
（2）电压的单位是：伏特简称伏（V），常用单位千伏(kV)、毫伏(mV)
单位换算：1kV=1 000V 1V=1 000mV
（3）常见的几种电压值：一节新干电池电压为1.5V、一节新蓄电池电压为2V、家庭照明电路的电压为220V
教师补充：科学家伏特的生平和他对人类的贡献、微伏(μV)及其与伏（V）的单位换算、对人体安全电压不高于36V，并要求记住这些电压值
点评：示教板、动画等媒体实验演示、学生分组科学探究，与水压类比学习电压的概念，与电流对比学习电压的符号，单位及单位符号和单位换算、常见电压值等知识，同时培养学生的自学能力．
三、活动13.7　　学习使用电压表
过渡：我们已经知道测量电流大小的工具是电流表，有没有测量电路中的电压大小的仪器呢 测量电压也要用专门的仪表叫电压表．
出示教学演示电压表学生电压表等，介绍电流表的分类，重点学习学生电压表．
展台展示：学生电压表．
提问：通过观察你能知道哪些 观察桌面上的电压表，并阅读课本第76页，把填空部分填写完整，并回答提问．
引导学生观察电压表：
（1）电压表的表盘上有一个字母V，用此表测量的电压值的单位是伏特（V）
（2）扇形刻度板面，且是双划度板面：0~3V,0~15V
（3）指针指在左侧零刻度线的位置，中间有调零螺母，使用之前要调零．
（4）共有三个接线柱：黑颜色“—”是公共接线柱，红颜色接线柱“3”或“15”是“+”接线柱，表示两个量程．当使用“-”和“3”接线柱时，从表盘的下排刻线读数，量程是0~3V，最小刻度值是0.1V；当使用“-”和“15”接线柱时，从表盘的上排刻度读数，量程是0~15v，最小刻度是0.5V。
课件展示：练习电压表的读数．
点评：通过阅读说明书，观察电压表的结构．并通过课件展示反复练习与纠正突破“电压表的读数”这一教学难点．
四、电流表的使用方法
阅读课本76页“信息快递”的内容，电压表的使用方法有几点 请同学们归纳．
学生阅读后归纳
（1）零点校正：检查电压表的指针是否对准零刻度线，若有偏差，用螺丝刀进行校正，调节表盘上的调零螺丝，将其调到零位置
（2）并联：电压表必须并联在电路中。
（3）使电流必须从标有“3”或“15”的“+”接线柱流入电压表，从“一”接线柱流出电压表。
（4）使被测电压不超出电压表量程：在已知电路中电压大小时，直接选择合适的量程；若不能判断，则先试用大量程，如果电压表示数在小量程范围内，再改接小量程
（5）可以把电压表直接连到电源的两端
学生进行实验体会其中的道理，并讨论
（1）为什么要进行零点校正 如果不校正，测量值会偏大还是偏小 （若指针偏在零刻线的左边，则测量值会偏小；反之偏小）
（2）为什么要并联 如果串联了后果会是怎样的 （如果串联了，电路中的电流很小，相当于断路。
（3）为什么要使电流必须从标有‘3’或‘15’的“+”接线柱流人电压表，从“-”接线柱流出电压” 如果使电流从标有“-”接线柱流入电压表，从“3”或“15”的“+”接线柱流出包压表，后果会怎样的 （如果“+”与“-”接反了，指针会向相反的方向偏转，会损坏电压表）
（4）如果被测电压超过了电压表的量程，会出现什么后果 （超量程会测不出电压的犬小，而且损坏电压表）为什么如果电压表示数在小量程范围内，再改接小量程 （便于准卖出电压表的示数）
（5）为什么可以把电压表直接连到电源的两端 （不会烧坏电压表此时测量的是电源，并演实验示）
教师边讲解，边演示分解重难点．学生体验上述（1）~（5）点
点评：通过教师演示，学生观察、讨论与实验，用归纳的方法学习电压表的使用规则；通过电表的使用规则的学习是电学的第一个测量工具的学习．方法是至关重要的，也为后续学习电压表打基础；通过阅读使用说明书教学形式，让学生了解使用说明书的作用，为他们在生活中能根据使用说明书操作家用电器打下基础．
提问：回忆电流表的学习，与测量电流工具电流表相比，有哪些相同之处和不同之处
学生归纳总结如下表所示．
电流表 电压表
用途 测电流大小 测电压大小
元件符号
量程 0-0.6A 0-3A 0-3V 0-15V
分度值 0.02A 1A 1V 5V
使用方法 相同点 ①使用之前要调零 ②电流从正接线柱；流入，负接线柱流出 ③不能抄过最大测量值
不同点 ①要串联在线路中 ①要并联在电路中
②不允许直接接在电源两极上 ②可以直接接在电源两极上
点评：对所学知识进行对比，归纳学习电流表和电压表，便于区别使用两个电表
五、用甩压表测量电源电压，探究串联而成的电池组的电压与每个电池的电压的关系
过渡：用电压表测量电压，阅读课本第77页“做一做”，按要求进行实验，将测出的电压值填入课本表格中
学生活动：取三只电池，用电压表测出每一只电池的电压，将三只电池串联起来，测出这个电池组的电压
U1/V U2/V U3/V U/V
讨论：串联电池组的电压和每个电池的电压有什么关系
归纳：串联电池组的电压和每个电池的电压之和相等．每个电池的电压U ，则n个相同电池串联后，电池组的总电压为：U/=nU
点评：经过这个热身实验为后续探究串联、并联电路中的电压关系埋下伏笔．
六、交流与小结
讲述：今天你有哪些收获
学生自由发言：我今天学到了电压……
七、布置作业
（1）阅读课本自主复习，并预习下一课时；探究串联电路中的电压关系
（2）自制一个水果电池，下节课学习
板书设计
第四节　　电压和电压表的使用（1）
1．电压是形成电流的原因，电源的作用就维持正负极有一定的电压
电压的符号用U表示
电压的国际单位：伏特，简称伏（V）
常用单位还有：千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV).
单位换算：1 kV=1000V,I V=1000mV,1mV=1000μV.
常见电压值：一节新干电池电压为1.5V，一节新蓄电池电压为2V．家庭照明电路的电压为220V，对人体安全电压不高于36V
2．测量电压大小的仪器，叫电压表．
3．电压表的便用：
（1）校零：检查电压表的指针是否对准零刻度线，如有偏差，进行校正
（2）并联：电压表必须并联在电路中
（3）使电流从标有“3”或“15”接线柱流入电压表，从“-”接线柱流出电压表．
（4）使被测电流不超出电压表量程：在已知电路中电压大小时，直接选择合适的量程；若不能判断，则先试用大量程，然后进行选择
（5）可以把电压表直接连到电源的两端
4．串联电池组的电压等于各节电池的电压之和，表达式为：U=nU
教学探讨与反思
对比电流和电流表学习电压和电压表，教学过程要注重知识的正迁移，使所学知识系统化，防止学生犯经验性错误，概念和使用方法不清，常把电流与电压的概念混淆、电流表与电压表混用．
第2课时
核心素养
通过自主探究“自制水果电池”和“串联电路中电压的规律”的活动，培养学生观察、实验、分析问题、解决问题的能力
教学设想
本节设计的主导思想也是重视实验探究，重视体现“从生活走向物理，从物理走向社会”这一理念，发挥学生的主体作用，让学生积极参与探究活动．通过探究得出串联电路和并联电路中电压的规律，并辅以相关活动，加深学生对这些规律的认识．
本节课通过“探究串联电路电压的特点”，让学生体验科学探究的过程，深化对串联电路中电压规律的理解；并巩固正确使用电压表．
1．关于“自制水果电池”的教学(P79第2题）
本活动主要是进一步提高学生使用电压表的技能，通过自制水果电池，激发学生的学习兴趣．课前要求学生自己准备活动材料，教师也应准备一些金属片（如铜片、锌片、白铁皮）、塑料片等，以方便学生做进一步的控制变量实验，并把金属片裁剪成1.5cm x 4cm大小，将一端剪成锐角，以便插入水果中．金属片事先要用砂纸打磨掉氧化层，然后平行地插人水果中。插入时不要使两金属片相接触．如用硬币做实验，应选用较新的，不要用砂纸打磨，不能损毁人民币，要养成爱护人民币的好习惯．本活动可探究的因素很多，如水果（或蔬菜）的种类、不同金属片的组合、金属片表面的清洁程度、金属片间的距离、插入水果（或蔬菜）的深度等，可引导学生提出合理的猜测，各小组就其中一个因素展开探究，在班上进行交流、讨论．教学中，不可统一研究模式
2．关于“探究串联电路中的电压”的教学．
活动要求学生自主完成探究的全过程，教学建议可参照“探究串联电路中的电流”进行。
在教学“生活·物理·社会”栏目时，废干电池污染和安全处理是与学生生活关系紧密的话题，可安排学生进行社会调查，了解市场销售的干电池的种类及含汞、含铅等情况，调查社会人士电池消费和处理废干电池的习惯，并向行政管理部门、消费者提出自己的建议，以养学生的社会责任感和保护环境、“绿色消费”的意识
教学目标
物理观念
掌握连接电路、正确识记、使用电压表的技能．
科学思维
科学探究串、并联电路中电压的规律．
科学探究
通过实验探究，理解串联电路中电压的特点．
科学态度与责任
（1）通过学生探究活动，激发学生学习兴趣，培养学生热爱科学、积极研究、探索科学知识的精神
（2）通过对“废干电池处理”的讨论，培养学生正确的消费观和增强他们的社会责任感，增强学生的“绿色消费”的意识．
教学重难点及突破
重点
通过自制水果电池培养学生的学习兴趣；会用电压表探究串联电路中电压的规律．
难点
1．探究串联电路中电压的规律的实验设计过程
2．对串联电路电压特点的理解．
教学突破
通过学生自带水果，自制水果电池，引导学生分析影响水果电池的正负极的因素．通过科学探究归纳得出串联电路中的电压关系，找出物理规律．以学生分组实验为主，教师有效地组织学生进行分析、讨论动手实验、交流合作．教师以合作者和引导者的身份参与到学习中来，适时地引导和点拨，有序地组织学生讨论、交流、合作，使学生在合作和竞争中获得知识．从而突破本节课的重点和难点．
教学准备
教师准备
1．多媒体电脑展台、自制PPT课件（深化电压表的用途、读数和使用方法的Flash课件
2．电路示教板一块、电压表3个、小灯泡(1.5V)3个、小灯泡(2.5V)3个、小灯泡(3.8V)3个、开关一个电池(带盒)4节导线若干根．
学生准备
1．课前预习：阅读课本，初步认识什么是水果电池 回顾串联电路中的电流关系是什么 对比学习串联电路中的电压关系是什么 如何探究
2．自带水果若干、金属物若干、塑料片若干、纸片若干；电压表3个，小灯泡(1.5V)3个，小灯泡(2.5V)3个，小灯泡(3.8V)3个，开关1个，电池(带盒)4节，导线若干根．
教学过程
一、复习引入课题
幻灯片展示：复习练习题（略）．
引入：今天我们用电压表测一测电路的电压，研究我们自制的水果电池，并探究串联电路中电压的关系．
点评：复习旧知，引出新课
二、活动　　第79页练习2　　自制水果电池
出示：取一个橙子，把铜片、铁片插入其中，就制成了一个水果电池．
提问：用电压表测-下它的电压值，并指出其中哪片是正极，哪片是负极 说出你判断的理由。
实验演示：用电压表测出制作的水果电池的电压值，并判断正负极．
学生观察后回答判断理由：若指针正偏，则与电压表正极相联的是水果电池的正极，与电压负极相联的是水果电池的负极；若指针反偏，则与电压表正极相联的是水果电池的负极，与电压表负极相联的是水果电池的正极．
讲述：还可以试用其他水果或蔬菜（如苹果、西红柿、土豆等）、金属物（如硬币、粗钢丝）、塑料片、纸片等进行实验（见课本图13-35)
提问：水果电池的正负极与选用的材料有关吗
学生实验：利用手边器材，器材不够的与其他小组的同学交换器材进行探究．
实验后学生根据实验现象相互交流回答所提问题．
实验演示：用小组自制的水果电池为发光二极管供电，并向全班同学展示成果．
课后请各小组相互合作，把水果电池串联起来，试一试使小电灯或计算器工作．
点评：通过此活动重在激发学生的学习兴趣，学会用电压表判断电源的正负极的方法，以及初步分析影响水果电池正负极的因素有哪些．
三、学生实验：探究串联电路中的电压关系
根据探究步骤逐步引导如下；
[提出问题]串联电路中的电压关系是怎样的呢
讨论并思考。
[猜想与假设]
猜想并说出猜想的依据（可能同串联电路的电流中的关系一样：处处相等），学生积极思考，设计实验
[设计实验]设计步骤如下：（要求：先在作业本上画出将电压表接入电路的3幅电路图，并标出电压表的“+”“_”接线柱）
（1）按图13-31组装实验电路．
（2）把电压表分别接到图中L 、L 、L 和L 两端，测出三处的电压大小，填入课本自己设计的表格中（提醒学生实验之前先设计好记录的表格）
（3）分析数据，找出串联电路中的电压规律．
[进行实验收集证据]
学生分为各小组合作、交流、讨论、分析、归纳、总结．
分析与论证　　实验表明：串联电路中的电压关系：总电压等于各部分电压之和，表达式：U=U +U
点评：1．教师点题学生思考，体现师主导，生主体，通过动手实验、观察、讨论、比较、归纳后找到物理规律．2．培养学生猜想、设计、动手、分析、归纳能力．3．教师的角色是合作者和引导者．4．体现新课标理念，以学生探究学习为主，教师创设情境，建构学习平台，将学置于探究学习的主体地位，在课堂上充分展示学生的聪明才智，使课堂成为学生的学习舞台．
四、废干电池的污染与安全处理
阅读课本第78页“生活　　物理·社会”，就干电池污染与安全处理问题谈谈自己的看法和见解。
学生阅读后发表自己的观点
点评：通过阅读和讨论，增强学生的环保意识和安全意识
五、交流与小结
教师引导学对本节课所学内容进行总结．
学生说出自己的收获：本节课我学习了……
六、布置作业
复习课本学习内容，想一想，如何探究并联电路中的电压关系，课后动手做一做
板书设计
第四节　　电压和电压表的使用（2）
1．练习2自制水果电池
2．学生实验：探究串联电路中的电压关系
串联中的电压关系：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=U +U ·
教学探讨与反思
关于“练习2中　　自制水果电池”的教学，可把它与“生活　　物理 社会”栏目的教学相结合处理,增加一课时，结合综合实践活动进行学习，激发学生的学习兴趣，培养学生的探究能力，以及节能环保意识．另外在探究“练习2　　自制水果电池”中，还可以讨论影响水果电池电压大小的因素有哪些 让学生议一议，然后动手做一做，或是改为课后探究实验。
关于“探究并卑电路中的电压关系”可设计如下：
[提出问题]并联电路中的电压关系是怎样的呢
学生讨论并思考．
[猜想与假设]
学生猜想及猜想的依据（可能同并联电路的电流中的关系一样：总电压等于各部分电压之和），学生积极思考，设计实验
[设计实验]设计步骤如下：
1．自行设计电路图和设计记录数据的表格，并按图组装实验
2．把电压表分别接到图中L 、L 、L 和L 两端，测出3处的电压大小，填入课本自己设计的表格中
3．分析数据，找出并联电路中的电压规律
[学生进行分组实验收集证据
学生分小组合作、交流、讨论、归纳、总结．
[分析与论证]实验表明：并联电路中的电压关系：各支路电压相等，与总电压相等．表达式：U=U +U
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