(共34张PPT)
第2节 电压
第四章 电流、电压和电阻
学习目标
01
02
03
04
物理观念
①初步认识电压的概念,知道电压的作用,了解电压与电流的关系;②知道电压的单位及换算关系,记住常见电压值;③会正确使用电压表测量电压。
科学思维
培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力,提高学生的逻辑思维和分析问题的能力。
科学探究
通过自主学习、合作交流,让学生掌握探究电压的方法,培养学生的实验操作能力和科学探究精神。
科学态度与责任
培养学生尊重科学、勇于实践的态度,增强学生的团队协作意识和社会责任感。引导学生运用所学知识进行创新性实验设计,培养学生的创新思维和实践能力。
重点难点
电压的概念、电压与电流的关系。
教学重点
电压的测量方法、电路中电压的分布规律。
教学难点
课堂导入
在公园里的假山旁,常常有一条人造瀑布从山顶流下,如果在瀑布下安装一台水轮机,水流会推动着水轮转动......
探究新知一 认识电压
让我们类比水流的情形来认识这个问题。
电流是怎么形成的呢?你能从水流的形成中得到一些启示吗?
抽水机不断地把水从低处抽到高处,保持水压,从而形成连续不断地水流。
电源类似抽水机,能推动电荷定向流动。电源的作用就是给用电器两端提供电压,从而能形成持续电流。
电源类似抽水机,电压类似水压。
抽水机提供水压,形成水流。
电源提供电压,形成电流。
什么是电压呢?
电流的形成
水流的形成
探究新知一 认识电压
电压
电压是形成电流的原因,能推动电荷定向流动。物理学中常用字母 U 表示。
电源是提供电压的装置。
电流的方向
有电压,有电流
没有电压,没有电流
1.电压的概念:
【学习任务一】电压的作用
电流、电压是电学中重要的物理量。下列说法中,正确的是( )
A.电路中有电压一定有电荷的定向移动
B.电路中有持续电流,两端一定有电压
C.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动方向相同
D.绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内没有电子
解:AB、电路中有电压且电路是通路时,电路中的电荷定向移动形成电流,故A错误,B正确;
C、自由电子带负电,自由电子定向移动方向与金属导体中电流的方向相反,故C错误;
D、绝缘体不容易导电,是因为绝缘体内几乎没有自由电荷,故D错误。
故选:B。
B
探究新知一 认识电压
探究新知一 认识电压
2.电压的单位:
伏特,简称伏,符号V。
3.单位的换算:
常用单位:千伏(kV) 毫伏(mV)。
1kV=_____V
103
1V=_____V
1mV=_____uV
103
103
例如:手机在待机状态下的电压约为4.2V
即:U=4.2V= ________mV=________uV
4.2×103
4.2×106
探究新知一 认识电压
4.生活中常见的电压
电脑USB接口的输出电压一般为5.0V
我们怎样测量电压的大小呢?
铅蓄电池2V
我国家庭用电器正常工作电压一般是220V
闪电时云层间电压可达106V
电子手表所用氧化银电池提供的电压是1.5V
一节干电池1.5V
探究新知一 认识电压
物理实验室配有学生电源,可将电压为220V的交流电转化成直流电。一般学生电源的输出电压是15~9V,每15V为一挡,最大电流是15A。
【学习任务二】电压的单位及其换算
如图所示,充电器向手机充电时提供的电压为( )
A.5伏
B.100伏
C.220伏
D.240伏
解:该充电器的输出电压为5V,所以用该充电器为手机充电时,该充电器向手机提供的电压为5V,故A正确;故选:A。
A
探究新知一 认识电压
探究新知一 认识电压
伏特
亚历山德罗·朱塞佩·安东尼奥·安纳塔西欧·伏特。
1745年2月18日-1827年3月5日,意大利物理学家,被称为“电源之父”。
伏特制造的仪器的一个杰出例子是起电盘。以后发展成为一系列静电起电机。1800年3月20日他宣布发明了伏打电池,这一神奇发明,对电学的研究具有划时代的意义。
探究新知二 电压表
电压表
1.认识电压表
①电压表的作用:测量电压的大小的仪器。
②电压表的电路符号:
v
③电流表的构造
刻度盘
正接线柱(有2个)
单位
调零螺母
指针
负接线柱
电压表的构造
探究新知二 电压表
2.电压表的使用
①使用前,观察电压表的指针是否对准零刻度线。(若没有,可以使用调零旋钮进行调零)。
②连接方式:电压表要与待测电路并联。
如果误将电压表和被测的用电器串联,则电压表相当于断路。
探究新知二 电压表
③电流方向:“﹢”接线柱流入,“﹣”接线柱流出。
L
+
-
V
否则电压表指针反向偏转,无法读数。
探究新知二 电压表
④估测:测量前,先估测待测电路电压。若无法估测,则先用大量程,并采用试触法。
探究新知二 电压表
与电流表相比,电压表是否可以可以直接并联在电源的两极上呢?
电压表可以直接并联在电源的两极上,测电源电压。
【学习任务三】电流表、电压表在判断电路故障中的应用
如图所示电路,闭合开关,L1、L2两灯均发光,两电表均有示数。过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,两只电表示数都增大。造成此现象的原因可能是( )
A.L1灯短路 B.L2灯短路
C.L1灯断路 D.L2灯断路
解:由电路图可知,L1、L2串联,电压表测L1两端的电压,电流表测电路中的电流;过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,电流表示数变大,这说明电路中出现了短路现象;电压表示数增大,这说明与电压表并联的灯泡L1是正常的,所以故障是L2短路。
故选:B。
B
探究新知二 电压表
【变式训练】判断电压表测量的对象
学习了电学知识后,爱动手的小李同学连接了如图所示的电路,闭合开关后,下列说法正确的是( )
A.R1与R2的连接方式是并联
B.该电压表指针会反向偏转
C.电压表测量电源两端电压
D.若R2被短路,电压表指针几乎不偏转
解:A、由图可知,两电阻依次连接,是串联关系,故A错误;
B、由图可知,电压表正负接线柱连接正确,指针不会反向偏转,故B错误;
CD、由图可知,电压表与电阻R2并联,测量的是电阻R2两端的电压,若R2被短路,电压表被短路,电压表指针几乎不偏转,故C错误、D正确。故选:D。
D
探究新知二 电压表
探究新知二 电压表
3.电压表的读数
①观察连入的接线柱。(确定所选量程)
a. 若选择量程为_____V,则读数时观察内侧表盘分度值为_____V。
b. 若选择量程为_____V,则读数时只观察外侧表盘,分度值为_____V。
0-3
0.1
0-15
0.5
探究新知二 电压表
②电压表不需要估读。
③同一个指针位置,若选择不同量程,选择大量程时候的读数是选择小量程时候的5倍。
读数:_____
2V
读数:________
12.5V
【学习任务四】电压表的读数
某同学在用电压表测电压时,选用了“+”“3”接线柱,读数时却误按照“+”“15”接线柱来读,得到电压值为13.5V.则实际值为( )
A.4.5 V
B.2.7 V
C.3.5 V
D.1.5 V
解:“+”“15”和“+”“3”使用同一表盘,“+”“15”每一大格是“+”“3”每一大格的5倍,“+”“15”每一小格是“+”“3”每一小格的5倍,所以选用了“+”“3”接线柱,读数时却误按照“+”“15”接线柱来读,得到电压值为13.5V,实际值是13.5V的1/5,即2.7V。
故选:B。
B
探究新知二 电压表
探究新知三 用电压表测量电压
【实验】用电压表测量电压
实验器材:
实验过程:
2.5V灯泡1只、电压表1只、电池2节、开关1个、导线若干。
根据电路图连接好电路元件,将电压表接在小灯泡两端,连接过程中,保持开关断开,观察电压表示数;闭合开关,接通电路,观察电压表示数。
演示实验
L
S
V
探究新知三 用电压表测量电压
探究新知三 用电压表测量电压
测量小灯泡两端电压
测量电源两端电压
电路\记录项
灯泡情况
电流大小(V)
开关断开
开关闭合
不亮
亮
3.0
3.0
在只有一个用电器的电路中,用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
探究新知三 用电压表测量电压
符号
用途
连接方式
与电源相连
分析电路时
相同点 电压表
电流表
①使用前要调零,弄清分度值、量程。
②使用时都要使电流从正接线柱流入,负接线柱流出;
③都要选择合适的量程,使指针稳定后再读数;
④不能估计出电流、电压值时,可用试触法判断选量程。
电流表看成一条导线
电压表可看做断路
绝对不允许不经过用电器直接接在电源两极上
能够直接并联在电源两极上
串联在被测电路中
并联在被测电路两端
测量电路中的电流
测量电路两端的电压
电压表与电流表的比较
课堂小结
电压
电压
电压表
电压(U):电压是形成电流的原因,能推动电荷定向流动。
电压的单位
其它单位有千伏(kV)、毫伏(mV)
单位换算:1kV=1000V 1mV=0.001V
伏特,简称伏,符号是V 。
认识电压表
电压表的使用
电压表的读数
实验:用电压表测量电压
课堂练习
1. (2022秋 成华区期末)关于电压,下列说法正确的是( )
A.不同电源提供的电压是相同的
B.只要有电压,就一定有电流产生
C.电压是使自由电荷定向移动形成电流的原因
D.电压是使自由电荷定向移动形成电流的一种压力
【解析】
解:A、不同电源提供的电压是不同的故A错误。
B、电路中有电流的必要条件:电路两端有电压,电路是闭合电路,两个条件缺一不可,故B错误。
CD、电压能使自由电荷发生定向移动形成电流,故C正确,D错误。
故选:C。
C
2.(2020 成都)如图甲所示电路,闭合开关S,
滑片P从a向b移动的过程中,小灯泡的亮度______;当P移动到b端时,电压表的指针位置如图乙所示,则此时灯泡两端的电压为_____V。
【解析】解:由图可知,该电路为串联电路,电压表测量灯泡两端的电压;闭合开关S,滑片P从a向b移动的过程中,滑动变阻器接入电路的电阻变大,总电阻变大,根据欧姆定律可知,电流会减小,根据P=I2R可知灯泡的实际功率变小,亮度变暗;
由图可知,电压表的量程为小量程,分度值为0.1V,示数为1.7V,即灯泡两端的电压为1.7V。
故答案为:变暗;1.7。
1.7
课堂练习
变暗
3. (2021 贵阳模拟)如图所示,当开关S闭合后,下列说法正确的是( )
A.灯L1与灯L2是串联
B.电压表可测出灯L2两端的电压
C.电流表A1测的是灯L1的电流
D.电流表A2测的是灯L2的电流
【解析】解:分析上图可知,电流从电源正极出发,经过开关S和A1后,分为两条路径,一条经过A2、L1回到负极;另一条经过L2回到负极,且电压表并联在L1或L2两端,故:
A、据上可知,灯L1与灯L2是并联的,故错误;
B、电压表并联在L1或L2两端,故电压表测量的是L1或L2的电压,故正确;
C、电流表A1在干路中,所以测量的是干路电流,故错误;
D、电流表A2在灯L1的支路中,所以测量的是灯L1的电流,故错误。故选:B。
B
课堂练习
4. (2025 白银区校级模拟)对于图所示的电路,如果两只灯泡有一只发生了故障,闭合开关S,以下描述正确的是( )
A.若L1断路,则电压表有示数,电流表无示数
B.若L1短路,则电压表无示数,电流表有示数
C.若L2断路,则电压表和电流表均无示数
D.若L2短路,则电压表无示数,电流表有示数
课堂练习
D
课堂练习
【解析】解:A、若L1断路,整个电路断路,电流表、电压表示数都为零,此选项错误;
B、若L1短路,电压表测量电源电压示数增大,电路电阻减小,电流表示数增大,此选项错误;
C、若L2断路,电流表无示数,电压表测量电源电压示数增大,此选项错误;
D、若L2短路,电压表相当于与导线并联示数为零,电路电阻减小电流表示数增大,此选项正确。
故选:D。路,则L2继续发光,因为电流表A2测灯泡L1的电流,所以其示数将减小为零,此时电流表A1测灯泡L2的电流,则电流表A1示数也减小,而电压表测电源电压,其示数不变,所以有两个电表示数减小,符合题意;
综上可知,故障可能是L1断路,故D正确;
故选:D。
布置作业
1.基础性作业:完成课件中的课堂练习。
2.拓展性作业:
请同学们制作一个水果电池并判断其中正负极。
电压表使用时,电流从电压表的正接线柱流入、负接线柱流出,即电压表的正接线柱与电源的正极相连接,因此铜电极为正极,铁片是电池的负极。
思路指导
谢谢聆听