教學設計

課程基本信息課例編號2020QJ09WLRJ017學科物理年級9年級學期第1學期課題電壓教科書書名：物理九年級全一冊出版社：人教版出版日期：教學目標1、初步認識電壓，知道電壓的作用及電源是提供電壓的裝置。2、知道電壓的單位及其換算關系，記住干電池及家庭電路電壓值3、認識電壓表，了解電壓表的用途與符號，會正確使用電壓表測量電壓。教學重點：電壓的相關概念，會用電壓表測量電壓教學難點：電壓和電流的關系教學過程時間教學環節主要師生活動2分鐘6分鐘12分鐘2分鐘1分鐘引入電壓電壓的測量拓展知識課堂小結+布置作業同學們，在上一章中我們已經學習了電路的知識，老師這有一個電路，如何讓小燈泡發光呢？我們知道，閉合開關，有電流通過，小燈泡才會發光。我們來做做看。（播視頻）閉合開關，小燈泡亮了，確實，有電流通過小燈泡，小燈泡就會發光。現在我再加入一節電池，閉合開關，請大家觀察小燈泡的亮度變化”。（播視頻）我們發現小燈泡變得更亮了，說明了什么呢？說明電流變大了。那么，是什么引起了電流的變化呢？同學們一定觀察到了，是因為老師增加了一節電池。為什么增加了一節電池，電路中的電流就會有所不同呢？我們來仔細觀察一下，這個電池的上面標有“1.5V”的字樣，這個字樣所表示的物理量，它叫做電壓。電壓這個詞聽起來并不陌生，我們一起來了解一下身邊的電壓吧（播視頻）。那么，電壓與電流之間存在什么關系呢？我們來看一看（播視頻）。我們把電流和水流放在一起類比，要形成水流，就要有水壓，提供水壓的裝置是抽水機。而電流的形成需要電壓，提供電壓的裝置是電源。所以，電源是提供電壓的裝置，電壓是形成電流的原因。在電路中，我們描述電壓時，要說清楚是“某某兩端的電壓”。例如，電源兩端的電壓，或者，小燈泡兩端的電壓。電壓的符號用大寫字母“U”表示，電壓的單位是伏特，簡稱伏，用大寫字母V表示。常用的單位還有千伏、毫伏。它們的換算關系是1kV=1000V=103V，1mV=0.001V=10-3V。伏特是意大利物理學家，1800年發明了伏打電堆。為了紀念他對物理學的貢獻，用他的名字作為電壓的單位。在我們生活中，常見的電壓都有多大呢？同學們可以閱讀課本第56頁的小資料了解一下。維持人體的生物電約10-3V，一節干電池電壓1.5V，一節鉛蓄電池電壓2V，我們身邊的家庭電路電壓是220V，無軌電車電源約600V，而雷電的電壓就更高了，可達106V。我們知道電流有大小，測量電流可以使用電流表。電壓有高低，測量電壓要使用電壓表。電壓表的符號是圈V。下面我們一起來認識一下實驗室中常用的電壓表吧。在上一章中，我們學習了電流表的使用，現在，我們可以仿照研究電流表的方法來研究電壓表。首先我們來觀察一下電壓表的構造，它外觀上和電流表很像，它們都有三個接線柱，兩個量程。同學們，請仔細觀察，它們有什么不同？我們發現，兩塊表中間的字母不同，電流表是A，電壓表是V。而且，它們的量程和分度值也不同。你能根據電流表的學習經驗，說出電壓表的量程和分度值嗎？試試看吧，當接入0-3V量程時，分度值為0.1V，當接入0-15V量程時，分度值為0.5V，你說對了嗎？大量程能測更高的電壓，而小量程的精確度更高，同學們要根據實際情況，選擇合適的量程。認識了電壓表的結構，那么電壓表要如何連入電路呢？課本第57頁給大家準備了一份電壓表的使用說明書，請大家認真閱讀說明書，了解電壓表的連接方法。讀完了說明書，現在你知道怎么連接電壓表了嗎？跟著老師一起總結一下吧。首先，電壓表要與被測用電器……,并聯。那么下面這兩種連接方式，哪種能正確的測出小燈泡兩端電壓呢？對了，是左邊這種。因為我們測的是小燈泡兩端的電壓，就要將電壓表并聯在小燈泡的兩端。有同學說，在學習電流表的使用時，我們知道要將電流表與用電器串聯，為什么電壓表不能串聯呢？我們來看這個實驗：（播視頻）閉合開關，小燈泡亮了。再將電壓表與小燈泡串聯，閉合開關，電壓表有示數，但是小燈泡卻不亮了，此時有電流經過小燈泡嗎？我們可以再接入一個塊電流表檢驗一下，電流表示數為零，電路如同被斷開了一樣，所以電壓表與小燈泡串聯后，就幾乎沒有電流經過小燈泡了。這時如果在電壓表兩端并聯一根導線，又會有什么現象呢？我們發現小燈泡又亮了，電流表也有示數了，說明導線將電壓表相當于斷路的位置接通了。再去掉電壓表，燈泡亮度和電流表示數不變，說明剛才電壓表的位置確實相當于斷路。所以，電壓表只能與用電器并聯使用。第二點，必須使電流從……正接線柱，流入電壓表。從……負接線柱，流出。所以，我們連接電路的時候，可以先將這部分電路連好，判斷好電流流向之后，再將電壓表并聯在用電器兩端。如果正負接線柱接反了，那么就會出現指針向反方向偏轉的情況，容易損壞電壓表。大家在閉合開關前，可以通過試觸，及時發現電壓表反接情況，及時更正。第三點，被測電壓不能超過電壓表的……最大測量值。像這種情況，我們就要更換大量程或者更換其他規格的電壓表。那么，我們應該如何選擇合適的量程呢？首先，我們要先觀察所使用的電源，查看電壓標識，或者根據我們的經驗，估計電壓值。例如，我們使用兩節1.5V的干電池串聯供電，那么，電路中用電器兩端的電壓就不會高于3V。可以直接接入0-3V的量程。如果無法查到電源電壓標識，無法估計電壓，就要先接入大量程。通過試觸，觀察指針偏轉的幅度，如果指針偏轉幅度在小量程范圍內，我們就可以改接小量程。第四點，當我們需要測量電源電壓時，可以將電壓表直接并聯在電源的兩極上。那么電壓表有了示數之后，應該如何正確讀數呢？我們之前學習了電流表，請大家仿照電流表的讀數方法讀出這塊電壓表的示數吧。我們先確定所選的量程，是0-3V，再確定分度值，每一小格是0.1V，最后數出指針偏轉的格數，這塊電壓表中，指針超過2V之后又偏轉了8個小格，所以此時的電壓U=2.8V。下面請同學們來練一練，這三塊電壓表的讀數各是多少呢？U甲=2V，U乙=12.5V，U丙=1V。你都讀對了嗎？了解了電壓表的使用方法，下面我們就用電壓表來測一測電路中的電壓吧。我們就以這個電路為例，如何用電壓表測量小燈泡兩端的電壓呢？首先，我們應該畫出實驗電路圖，要測量小燈泡兩端的電壓，我們需要將電壓表并聯在小燈泡的兩端，所以畫出的實驗電路圖是這樣的之后我們就可以按照電路圖來進行實驗了。（播視頻）：首先，我們可以按照電路圖擺放好元器件；連線時，從電源正極出發，依次連接開關，小燈泡，之后連接電源的負極。最后再將電壓表并聯在小燈泡的兩端。我們先觀察電源的標識，兩節干電池串聯，兩端的電壓不超過3V，所以電壓表可以直接接入0-3V的量程。閉合開關前要試觸，目的是觀察電壓表指針的偏轉情況以及電路的連接是否有誤。閉合開關，待指針穩定后進行讀數。此時小燈泡兩端的電壓為2.5V。斷開開關，記錄數據。我們將小燈泡兩端電壓記錄下來，UL=2.5V。第二個實驗，還是這個電路，你能測出這個電路中電源兩端的電壓嗎？有了剛才的實驗經驗，你知道應該怎么操作嗎？對了，第一步先畫出實驗電路圖，這次要測電源兩端的電壓，我們可以把電壓表并聯在電源和開關的兩端。下面就可以進行實驗了。將電壓表并聯在電源和開關的兩端。（播視頻）：試觸之后閉合開關，待指針穩定后讀數，電源電壓為2.5V。斷開開關，記錄數據。我們將電源兩端電壓記錄下來,U=2.5V。在剛才的兩個實驗中，我們發現電源電壓和小燈泡兩端電壓都是2.5V。這是巧合嗎？我們再看兩次實驗的電路圖，同學們發現了嗎？這兩個電路其實是一樣的。大家看，在兩幅圖中，電壓表其實都是接在了小燈泡的兩端。換個角度再看，電壓表也都是接在了電源的兩端。其實啊，在只有一個用電器的電路中，當用電器工作時，用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓是相等的。同學們，這節課我們學習了電壓的相關知識，請大家思考這個問題：①有電流通過用電器，用電器的兩端一定有電壓嗎？我們已經知道了電壓是形成電流的原因，所以如果已經形成電流了，那么就一定有電壓了。我們還可以通過實驗來驗證一下。（播視頻）：我們將電源、開關、小燈泡、電流表依次串聯，將電壓表并聯在小燈泡兩端。試觸后閉合開關，小燈泡發光，電流表有示數，說明有電流經過小燈泡，電壓表也有示數，說明小燈泡兩端有電壓，所以有電流通過用電器時，用電器兩端一定有電壓，因為電壓是形成電流的原因。再來想一想，②用電器兩端有電壓，一定有電流通過用電器嗎？也就是說，要形成電流，除了有電壓之外，還有什么別的條件嗎？我們來看看下面的實驗吧。（播視頻）：斷開開關，將小燈泡取下，閉合開關，我們發現電流表沒有示數，說明沒有電流經過燈座，而電壓表有示數，說明燈座兩端有電壓。所以用電器兩端有電壓時，不一定有電流通過用電器，還得滿足的條件是電路必須是通路。下面我們還可以把