第一节 电压

●教学目标
一、知识目标
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。
二、能力目标
1．通过实验观察小灯泡亮度的变化，获得电路中电流的强弱信息，使学生具有初步的观察能力、分析和推理的能力。
三、德育目标
1．通过对学生正确使用电压表技能的训练使学生学会阅读说明书，养成严谨的科学态度和工作作风。
●教学重点
建立电压的初步概念；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
●教具准备
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1.5 V。
［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
［探究］什么是电压？
［师］请两位同学在黑板上画出串联电路图并利用干电池、小灯泡及导线、开关连接串联电路。电路检查无误后，闭合开关，请同学们观察。
［生］小灯泡发光。
［师］取走干电池，补上一段导线，再闭合开关，请同学们观察。
［生］小灯泡不亮。
［师］导线和灯丝都是金属制成的，不是有大量自由移动的电子吗？为什么灯不发光呢？
［生］只有电子产生了定向移动，才能形成电流，小灯泡才会发光。
取走电源，换上导线，导线中虽然有大量的自由电子，但不发生“定向”移动，所以没有电流，小灯泡不亮。
［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。
［想想做做］
［师］改变电路中接入的电池的多少，请同学们仔细观察，灯泡的亮度相同吗？
［生］接入电路中的电池不同时，灯泡的亮度不同。
［生］接入两节电池时比用一节电池时灯亮。
［师］这样的现象说明了什么问题呢？
［生］用一节电池做电源和两节电池做电源的电压不同，不同的电压产生的效果不同。
［生］电源的电压越大，电路中的电流就越大，灯泡就越亮。
［师］同学们精彩的回答，说明大家对电压的概念已有所掌握。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：1 kV=103 V 1 mV=10-3 V 1 μV=10-6 V。
［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］
［师］同学们已经知道电池有电压，在闪电的云层间也会有很高的电压，以前的学习中大家还了解过“生物电”，生物体内也会产生电压吗？
［投影］
●电鳐
●电鳗
［师］同学们在课后也可以查阅有关的资料了解相关的内容。
［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称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3 V，刻度盘上每一大格表示“1 V”，每一小格表示“0.1 V”；使用“-”和“15”两个接线柱时，量程是15 V，刻度盘上每一大格表示“5 V”，每一小格表示“0.5 V”。
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“使用说明书”，回答书中提出的问题，总结出电压表使用的一般规则。
教师指导学生阅读“使用说明书”，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15 V，可以先用“0~15 V”的量程测；如果测出的电压不超过3 V，可以改接“0~3 V”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。
［投影］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：0~3 V，0~15 V。经判断选用0~3 V这一量程连入电路。但是0~3 V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0~15 V刻度盘上看到指针在12.5 V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0~15 V刻度盘上读出的电压值是从0~3 V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1.5 V，电池组电压为3 V.
第二组：用三节电池，每节电池电压是1.5 V,电池组电压是4.5 V.
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。
三、小结
利用投影仪投影如下的表格，请同学们填写.


四、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0~3 V的量程，最小刻度是0.1 V，所以甲的读数为2 V；乙中连接的是0~15 V的量程，最小刻度是0.5 V，因此乙读数为12.5 V；丙中连接着小量程，其读数为0.1 V×6=0.6 V。


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：



五、板书设计