資源簡介

第四節　　電壓和電壓表的使用
第1課時
核心素養
通過實驗觀察小燈泡亮度變化，獲得電路中電流的強弱信息，培養學生的初步的觀察能力和動手操作的實驗能力
教學設想
本節設計的主導思想是重視實驗探究，重視體現“從生活走向物理，從物理走向社會這一理念，發揮學生的主體作用，讓學生積極參與探究活動．
本節的具體計如下：學生過類比、閱讀等方法了解電壓及其單位、電壓表的讀數及其使用方法，通過探究得出串聯電路和并聯電路中電壓的規律，并輔以相關活動，加深學生對這些規律的認識
電壓是電學中的又一個重要概念，如同電流的學習，課程標準中也沒有要求講述電壓的概念，教材中借助插圖13-25也用類比的方法進行了簡化處理，用與水壓類比，對電壓做了簡要的說明．電壓與電流的教學處理相似，采用了水路和電路的類比來引入電壓的概念，教學中要引導學生分析教材中圖13-25，說明水壓是水管中形成水流的原因，類似地，電壓是電流形成的原因，不需要給出電壓的定義．可引導學生對比、總結出如表1所示的內容，使學生對電路有較全面的、形象化的認識．
表1　　水路與電路的比較
水路 電路
組成 水泵（保持一足水壓） 電源（保持一定電壓）
水管（傳輸水流） 導線（傳輸電流）
水輪機（利用水能的設備） 電燈（用電器）
閥門（控制水流通斷） 開關（控制電流通斷）
要點 水泵提供水壓，水壓形成水流 電源提供電壓，電壓形成電流
在“活動13.7　　學習使用電壓表”中：對電壓表的認識可參照“活動13.6　觀察電流表”的教學建議進行．指導學生認真閱讀電壓表說明書，通過比較、分析，總結出電壓表和電流表在使用規則上的異同，在此基礎上引導學生把權量程電流表使用的相關技能遷移到雙量程電壓表的使用上來，并提醒他們注意：電流表必須串聯在電路中，而電壓表必須并聯在待測電路的兩端．
教材安排了研究串聯電池組的電壓規律作為使用電壓表的“熱身”實驗，可補充說明：把每個電池的正負極依次相連，組成的電池組稱為串聯電池組，這是實驗室及日常生活中最常用的電池組合形式，它可滿足用電器對直流電壓的不同需求．因每個電池的電壓U 相同，n個相同電池串聯后，電池組的總電壓U/=nU ．
教學目標
物理觀念
（1）初步認識電壓，知道電壓的作用，知道電源是提供電壓的裝置．
（2）知道電壓的單位，能對電壓的不同單位進行換算．
（3）記住干電池，家庭電路的電壓值
（4）知道電壓表的用途及符號．
科學思維
能正確使用電壓表，讀出數值．
科學拐究
通過與水壓的類比了解電壓的概念，初步學會用類比法研究物理問題
科學態度與責任
通過正確使用電壓表技能的訓練，使學生學會閱讀說明書，并養成嚴謹的科學態度和工作作風
教學重難點及突破
重點
電壓的概念，電壓表的使用方法
難點
用類比法對電壓概念的理解電壓表的讀數和使用方法．
教學突破
通過與水壓的類比使學生認識電壓，了解電源提供了電壓、電壓是形成電流的原因．通過對一些電壓值的介紹，讓學生了解電壓的含義．通過學生實驗和演示實驗，以及多媒體教學手段來認識電壓表的用途和使用方法
教學準備
教師準備
1．多媒體電腦、展臺、自制PPT課件（電壓類比水壓的課件、電壓表的用途讀數和使用方法的flash課件）．
2．電路示教板一塊、演示電壓表一個、學生用電壓表一個、小燈泡(1.5V)2個、小燈泡(2.5V)2個、小燈泡(3.8V)2個、開關一個、干電池(帶盒)4節、蓄電池3節、導線若干根．
3．鐵架臺一個、U型管連通器一個、水一杯、鐵夾一個．
學生準備
1．課前預習：課本中是怎樣認識電壓的 這種認識方法叫什么 回顧學習過的知識中有哪些認識與其一樣 電壓的表示符號是什么 主單位是什么 常用單位還有哪些 如何進行單位換算 閱讀課本，了解常見的一些電壓值有多大 測量工具是什么 回顧剛學習過的測量工具電流表的觀察和使用是從哪些方面認識的 如何認識電壓表 它的使用規則有哪些注意事項 初步了解串聯電池組的電壓與各節電池的電壓的關系：
2．千電池4節、蓄電池3節、開關一個學生用電壓表一個導線若干
教學過程
一、新課引入
出示：一節干電池、小燈泡、開關，并把它們放在示教板上，請一位同學按所畫電路圖，用導線將電路連接起來
閉合示教板上電路中的開關，燈泡亮了．
提問：說明了什么 （電路中產生了電流）
繼續演示：從示教板上取下電池．閉合開關，燈泡不亮，電路中沒有電流．
提問：在這種情況下，為什么電路中不能形成電流，電源的作用是什么 今天，我們就來解決這難題及其相關的問題．
點評：通過實驗演示，點題．
二、電壓
講述：為了說明在什么情況下才能形成電流，我們仍用類比的方法進行探究，先用水流作比喻，看看水流是怎樣形成的
演示：將裝有水的U型管連通器的底部，用止水鉗夾住，兩管內水面相平，打開止水鉗，兩管內水會不會發生流動 (不會)
繼續演示：再向U型管內加水，使左管水面高出右管水面，打開止水鉗，將會看到水從左管流向右管．
課件播放動畫：利用投影幻燈機表現出連通器水流的動態過程，反映出這一過程中水位的變化，使學生了解到水位差（又叫水壓）是使水定向流動形成水流的原因．
講述：現在，我們用一臺抽水機不斷地把水從乙處抽到甲處（見課本圖13-25)，使甲處的水位總比乙處的水位高，由于水管兩端總保持一定的水壓，于是水管內就有持續水流．
類比：電路中電流的形成，是由于電路兩端存在著電壓，而電源的作用就維持正負極有一定的電壓．
列表歸納：
水路 電路
組成 水泵（保持一足水壓） 電源（保持一定電壓）
水管（傳輸水流） 導線（傳輸電流）
水輪機（利用水能的設備） 電燈（用電器）
閥門（控制水流通斷） 開關（控制電流通斷）
要點 水泵提供水壓，水壓形成水流 電源提供電壓，電壓形成電流
過渡：回憶電流的學習，我們應如何學習電壓，請閱讀課本第71頁，對比學習電壓的相關知識點，請同學們歸納
學生閱讀課本后歸納：
（1）電壓的符號用U表不．
（2）電壓的單位是：伏特簡稱伏（V），常用單位千伏(kV)、毫伏(mV)
單位換算：1kV=1 000V 1V=1 000mV
（3）常見的幾種電壓值：一節新干電池電壓為1.5V、一節新蓄電池電壓為2V、家庭照明電路的電壓為220V
教師補充：科學家伏特的生平和他對人類的貢獻、微伏(μV)及其與伏（V）的單位換算、對人體安全電壓不高于36V，并要求記住這些電壓值
點評：示教板、動畫等媒體實驗演示、學生分組科學探究，與水壓類比學習電壓的概念，與電流對比學習電壓的符號，單位及單位符號和單位換算、常見電壓值等知識，同時培養學生的自學能力．
三、活動13.7　　學習使用電壓表
過渡：我們已經知道測量電流大小的工具是電流表，有沒有測量電路中的電壓大小的儀器呢 測量電壓也要用專門的儀表叫電壓表．
出示教學演示電壓表學生電壓表等，介紹電流表的分類，重點學習學生電壓表．
展臺展示：學生電壓表．
提問：通過觀察你能知道哪些 觀察桌面上的電壓表，并閱讀課本第76頁，把填空部分填寫完整，并回答提問．
引導學生觀察電壓表：
（1）電壓表的表盤上有一個字母V，用此表測量的電壓值的單位是伏特（V）
（2）扇形刻度板面，且是雙劃度板面：0~3V,0~15V
（3）指針指在左側零刻度線的位置，中間有調零螺母，使用之前要調零．
（4）共有三個接線柱：黑顏色“—”是公共接線柱，紅顏色接線柱“3”或“15”是“+”接線柱，表示兩個量程．當使用“-”和“3”接線柱時，從表盤的下排刻線讀數，量程是0~3V，最小刻度值是0.1V；當使用“-”和“15”接線柱時，從表盤的上排刻度讀數，量程是0~15v，最小刻度是0.5V。
課件展示：練習電壓表的讀數．
點評：通過閱讀說明書，觀察電壓表的結構．并通過課件展示反復練習與糾正突破“電壓表的讀數”這一教學難點．
四、電流表的使用方法
閱讀課本76頁“信息快遞”的內容，電壓表的使用方法有幾點 請同學們歸納．
學生閱讀后歸納
（1）零點校正：檢查電壓表的指針是否對準零刻度線，若有偏差，用螺絲刀進行校正，調節表盤上的調零螺絲，將其調到零位置
（2）并聯：電壓表必須并聯在電路中。
（3）使電流必須從標有“3”或“15”的“+”接線柱流入電壓表，從“一”接線柱流出電壓表。
（4）使被測電壓不超出電壓表量程：在已知電路中電壓大小時，直接選擇合適的量程；若不能判斷，則先試用大量程，如果電壓表示數在小量程范圍內，再改接小量程
（5）可以把電壓表直接連到電源的兩端
學生進行實驗體會其中的道理，并討論
（1）為什么要進行零點校正 如果不校正，測量值會偏大還是偏小 （若指針偏在零刻線的左邊，則測量值會偏小；反之偏小）
（2）為什么要并聯 如果串聯了后果會是怎樣的 （如果串聯了，電路中的電流很小，相當于斷路。
（3）為什么要使電流必須從標有‘3’或‘15’的“+”接線柱流人電壓表，從“-”接線柱流出電壓” 如果使電流從標有“-”接線柱流入電壓表，從“3”或“15”的“+”接線柱流出包壓表，后果會怎樣的 （如果“+”與“-”接反了，指針會向相反的方向偏轉，會損壞電壓表）
（4）如果被測電壓超過了電壓表的量程，會出現什么后果 （超量程會測不出電壓的犬小，而且損壞電壓表）為什么如果電壓表示數在小量程范圍內，再改接小量程 （便于準賣出電壓表的示數）
（5）為什么可以把電壓表直接連到電源的兩端 （不會燒壞電壓表此時測量的是電源，并演實驗示）
教師邊講解，邊演示分解重難點．學生體驗上述（1）~（5）點
點評：通過教師演示，學生觀察、討論與實驗，用歸納的方法學習電壓表的使用規則；通過電表的使用規則的學習是電學的第一個測量工具的學習．方法是至關重要的，也為后續學習電壓表打基礎；通過閱讀使用說明書教學形式，讓學生了解使用說明書的作用，為他們在生活中能根據使用說明書操作家用電器打下基礎．
提問：回憶電流表的學習，與測量電流工具電流表相比，有哪些相同之處和不同之處
學生歸納總結如下表所示．
電流表 電壓表
用途 測電流大小 測電壓大小
元件符號
量程 0-0.6A 0-3A 0-3V 0-15V
分度值 0.02A 1A 1V 5V
使用方法 相同點 ①使用之前要調零 ②電流從正接線柱；流入，負接線柱流出 ③不能抄過最大測量值
不同點 ①要串聯在線路中 ①要并聯在電路中
②不允許直接接在電源兩極上 ②可以直接接在電源兩極上
點評：對所學知識進行對比，歸納學習電流表和電壓表，便于區別使用兩個電表
五、用甩壓表測量電源電壓，探究串聯而成的電池組的電壓與每個電池的電壓的關系
過渡：用電壓表測量電壓，閱讀課本第77頁“做一做”，按要求進行實驗，將測出的電壓值填入課本表格中
學生活動：取三只電池，用電壓表測出每一只電池的電壓，將三只電池串聯起來，測出這個電池組的電壓
U1/V U2/V U3/V U/V
討論：串聯電池組的電壓和每個電池的電壓有什么關系
歸納：串聯電池組的電壓和每個電池的電壓之和相等．每個電池的電壓U ，則n個相同電池串聯后，電池組的總電壓為：U/=nU
點評：經過這個熱身實驗為后續探究串聯、并聯電路中的電壓關系埋下伏筆．
六、交流與小結
講述：今天你有哪些收獲
學生自由發言：我今天學到了電壓……
七、布置作業
（1）閱讀課本自主復習，并預習下一課時；探究串聯電路中的電壓關系
（2）自制一個水果電池，下節課學習
板書設計
第四節　　電壓和電壓表的使用（1）
1．電壓是形成電流的原因，電源的作用就維持正負極有一定的電壓
電壓的符號用U表示
電壓的國際單位：伏特，簡稱伏（V）
常用單位還有：千伏(kV)，毫伏(mV)，微伏(μV).
單位換算：1 kV=1000V,I V=1000mV,1mV=1000μV.
常見電壓值：一節新干電池電壓為1.5V，一節新蓄電池電壓為2V．家庭照明電路的電壓為220V，對人體安全電壓不高于36V
2．測量電壓大小的儀器，叫電壓表．
3．電壓表的便用：
（1）校零：檢查電壓表的指針是否對準零刻度線，如有偏差，進行校正
（2）并聯：電壓表必須并聯在電路中
（3）使電流從標有“3”或“15”接線柱流入電壓表，從“-”接線柱流出電壓表．
（4）使被測電流不超出電壓表量程：在已知電路中電壓大小時，直接選擇合適的量程；若不能判斷，則先試用大量程，然后進行選擇
（5）可以把電壓表直接連到電源的兩端
4．串聯電池組的電壓等于各節電池的電壓之和，表達式為：U=nU
教學探討與反思
對比電流和電流表學習電壓和電壓表，教學過程要注重知識的正遷移，使所學知識系統化，防止學生犯經驗性錯誤，概念和使用方法不清，常把電流與電壓的概念混淆、電流表與電壓表混用．
第2課時
核心素養
通過自主探究“自制水果電池”和“串聯電路中電壓的規律”的活動，培養學生觀察、實驗、分析問題、解決問題的能力
教學設想
本節設計的主導思想也是重視實驗探究，重視體現“從生活走向物理，從物理走向社會”這一理念，發揮學生的主體作用，讓學生積極參與探究活動．通過探究得出串聯電路和并聯電路中電壓的規律，并輔以相關活動，加深學生對這些規律的認識．
本節課通過“探究串聯電路電壓的特點”，讓學生體驗科學探究的過程，深化對串聯電路中電壓規律的理解；并鞏固正確使用電壓表．
1．關于“自制水果電池”的教學(P79第2題）
本活動主要是進一步提高學生使用電壓表的技能，通過自制水果電池，激發學生的學習興趣．課前要求學生自己準備活動材料，教師也應準備一些金屬片（如銅片、鋅片、白鐵皮）、塑料片等，以方便學生做進一步的控制變量實驗，并把金屬片裁剪成1.5cm x 4cm大小，將一端剪成銳角，以便插入水果中．金屬片事先要用砂紙打磨掉氧化層，然后平行地插人水果中。插入時不要使兩金屬片相接觸．如用硬幣做實驗，應選用較新的，不要用砂紙打磨，不能損毀人民幣，要養成愛護人民幣的好習慣．本活動可探究的因素很多，如水果（或蔬菜）的種類、不同金屬片的組合、金屬片表面的清潔程度、金屬片間的距離、插入水果（或蔬菜）的深度等，可引導學生提出合理的猜測，各小組就其中一個因素展開探究，在班上進行交流、討論．教學中，不可統一研究模式
2．關于“探究串聯電路中的電壓”的教學．
活動要求學生自主完成探究的全過程，教學建議可參照“探究串聯電路中的電流”進行。
在教學“生活·物理·社會”欄目時，廢干電池污染和安全處理是與學生生活關系緊密的話題，可安排學生進行社會調查，了解市場銷售的干電池的種類及含汞、含鉛等情況，調查社會人士電池消費和處理廢干電池的習慣，并向行政管理部門、消費者提出自己的建議，以養學生的社會責任感和保護環境、“綠色消費”的意識
教學目標
物理觀念
掌握連接電路、正確識記、使用電壓表的技能．
科學思維
科學探究串、并聯電路中電壓的規律．
科學探究
通過實驗探究，理解串聯電路中電壓的特點．
科學態度與責任
（1）通過學生探究活動，激發學生學習興趣，培養學生熱愛科學、積極研究、探索科學知識的精神
（2）通過對“廢干電池處理”的討論，培養學生正確的消費觀和增強他們的社會責任感，增強學生的“綠色消費”的意識．
教學重難點及突破
重點
通過自制水果電池培養學生的學習興趣；會用電壓表探究串聯電路中電壓的規律．
難點
1．探究串聯電路中電壓的規律的實驗設計過程
2．對串聯電路電壓特點的理解．
教學突破
通過學生自帶水果，自制水果電池，引導學生分析影響水果電池的正負極的因素．通過科學探究歸納得出串聯電路中的電壓關系，找出物理規律．以學生分組實驗為主，教師有效地組織學生進行分析、討論動手實驗、交流合作．教師以合作者和引導者的身份參與到學習中來，適時地引導和點撥，有序地組織學生討論、交流、合作，使學生在合作和競爭中獲得知識．從而突破本節課的重點和難點．
教學準備
教師準備
1．多媒體電腦展臺、自制PPT課件（深化電壓表的用途、讀數和使用方法的Flash課件
2．電路示教板一塊、電壓表3個、小燈泡(1.5V)3個、小燈泡(2.5V)3個、小燈泡(3.8V)3個、開關一個電池(帶盒)4節導線若干根．
學生準備
1．課前預習：閱讀課本，初步認識什么是水果電池 回顧串聯電路中的電流關系是什么 對比學習串聯電路中的電壓關系是什么 如何探究
2．自帶水果若干、金屬物若干、塑料片若干、紙片若干；電壓表3個，小燈泡(1.5V)3個，小燈泡(2.5V)3個，小燈泡(3.8V)3個，開關1個，電池(帶盒)4節，導線若干根．
教學過程
一、復習引入課題
幻燈片展示：復習練習題（略）．
引入：今天我們用電壓表測一測電路的電壓，研究我們自制的水果電池，并探究串聯電路中電壓的關系．
點評：復習舊知，引出新課
二、活動　　第79頁練習2　　自制水果電池
出示：取一個橙子，把銅片、鐵片插入其中，就制成了一個水果電池．
提問：用電壓表測-下它的電壓值，并指出其中哪片是正極，哪片是負極 說出你判斷的理由。
實驗演示：用電壓表測出制作的水果電池的電壓值，并判斷正負極．
學生觀察后回答判斷理由：若指針正偏，則與電壓表正極相聯的是水果電池的正極，與電壓負極相聯的是水果電池的負極；若指針反偏，則與電壓表正極相聯的是水果電池的負極，與電壓表負極相聯的是水果電池的正極．
講述：還可以試用其他水果或蔬菜（如蘋果、西紅柿、土豆等）、金屬物（如硬幣、粗鋼絲）、塑料片、紙片等進行實驗（見課本圖13-35)
提問：水果電池的正負極與選用的材料有關嗎
學生實驗：利用手邊器材，器材不夠的與其他小組的同學交換器材進行探究．
實驗后學生根據實驗現象相互交流回答所提問題．
實驗演示：用小組自制的水果電池為發光二極管供電，并向全班同學展示成果．
課后請各小組相互合作，把水果電池串聯起來，試一試使小電燈或計算器工作．
點評：通過此活動重在激發學生的學習興趣，學會用電壓表判斷電源的正負極的方法，以及初步分析影響水果電池正負極的因素有哪些．
三、學生實驗：探究串聯電路中的電壓關系
根據探究步驟逐步引導如下；
[提出問題]串聯電路中的電壓關系是怎樣的呢
討論并思考。
[猜想與假設]
猜想并說出猜想的依據（可能同串聯電路的電流中的關系一樣：處處相等），學生積極思考，設計實驗
[設計實驗]設計步驟如下：（要求：先在作業本上畫出將電壓表接入電路的3幅電路圖，并標出電壓表的“+”“_”接線柱）
（1）按圖13-31組裝實驗電路．
（2）把電壓表分別接到圖中L 、L 、L 和L 兩端，測出三處的電壓大小，填入課本自己設計的表格中（提醒學生實驗之前先設計好記錄的表格）
（3）分析數據，找出串聯電路中的電壓規律．
[進行實驗收集證據]
學生分為各小組合作、交流、討論、分析、歸納、總結．
分析與論證　　實驗表明：串聯電路中的電壓關系：總電壓等于各部分電壓之和，表達式：U=U +U
點評：1．教師點題學生思考，體現師主導，生主體，通過動手實驗、觀察、討論、比較、歸納后找到物理規律．2．培養學生猜想、設計、動手、分析、歸納能力．3．教師的角色是合作者和引導者．4．體現新課標理念，以學生探究學習為主，教師創設情境，建構學習平臺，將學置于探究學習的主體地位，在課堂上充分展示學生的聰明才智，使課堂成為學生的學習舞臺．
四、廢干電池的污染與安全處理
閱讀課本第78頁“生活　　物理·社會”，就干電池污染與安全處理問題談談自己的看法和見解。
學生閱讀后發表自己的觀點
點評：通過閱讀和討論，增強學生的環保意識和安全意識
五、交流與小結
教師引導學對本節課所學內容進行總結．
學生說出自己的收獲：本節課我學習了……
六、布置作業
復習課本學習內容，想一想，如何探究并聯電路中的電壓關系，課后動手做一做
板書設計
第四節　　電壓和電壓表的使用（2）
1．練習2自制水果電池
2．學生實驗：探究串聯電路中的電壓關系
串聯中的電壓關系：電路兩端的總電壓等于各部分電路兩端的電壓之和
表達式：U=U +U ·
教學探討與反思
關于“練習2中　　自制水果電池”的教學，可把它與“生活　　物理 社會”欄目的教學相結合處理,增加一課時，結合綜合實踐活動進行學習，激發學生的學習興趣，培養學生的探究能力，以及節能環保意識．另外在探究“練習2　　自制水果電池”中，還可以討論影響水果電池電壓大小的因素有哪些 讓學生議一議，然后動手做一做，或是改為課后探究實驗。
關于“探究并卑電路中的電壓關系”可設計如下：
[提出問題]并聯電路中的電壓關系是怎樣的呢
學生討論并思考．
[猜想與假設]
學生猜想及猜想的依據（可能同并聯電路的電流中的關系一樣：總電壓等于各部分電壓之和），學生積極思考，設計實驗
[設計實驗]設計步驟如下：
1．自行設計電路圖和設計記錄數據的表格，并按圖組裝實驗
2．把電壓表分別接到圖中L 、L 、L 和L 兩端，測出3處的電壓大小，填入課本自己設計的表格中
3．分析數據，找出并聯電路中的電壓規律
[學生進行分組實驗收集證據
學生分小組合作、交流、討論、歸納、總結．
[分析與論證]實驗表明：并聯電路中的電壓關系：各支路電壓相等，與總電壓相等．表達式：U=U +U
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