第1節(jié)電壓（導(dǎo)學(xué)案）

第十六章電壓電阻三環(huán)：自學(xué)展示反饋我們的生活和生產(chǎn)建設(shè)都離不開電，這已是學(xué)生非常熟悉的事情了，但對電壓、電阻卻是不曾了解過.本章的教學(xué)內(nèi)容就是以電壓、電阻為出發(fā)點，學(xué)習(xí)電壓的概念、電壓的測量以及串、并聯(lián)電路電壓的關(guān)系，進(jìn)一步利用控制變量法學(xué)習(xí)影響電阻大小的因素，最后學(xué)習(xí)了滑動變阻器的工作原理和使用方法.本章共分4節(jié)：“電壓”，本節(jié)教學(xué)可分成三部分：①初步認(rèn)識電壓的概念；②介紹電壓的單位和符號并掌握它們的換算；③學(xué)習(xí)電壓表的使用.要求學(xué)生明確電壓的作用以及電壓與電流的關(guān)系，并掌握電壓表的使用方法.“串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律”，本節(jié)教學(xué)可分成兩部分：①串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律；②并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律.教學(xué)時，要求學(xué)生在掌握前面第十五章“探究串、并聯(lián)電路中電流的規(guī)律”的基礎(chǔ)上，設(shè)計實驗方案，利用電壓表進(jìn)行實驗，并分析實驗數(shù)據(jù)得出結(jié)論.最后通過比較，明確串、并聯(lián)電路中電流規(guī)律與電壓規(guī)律的區(qū)別和聯(lián)系.“電阻”，本節(jié)是在學(xué)生了解導(dǎo)體與絕緣體概念的基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)電阻的概念，探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素，即導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度.本節(jié)課的重點是掌握實驗探究的方法，發(fā)揮學(xué)生的自主性，認(rèn)真地從提出問題開始，制定解決問題的計劃，認(rèn)真細(xì)致地操作實驗、收集證據(jù)，經(jīng)過分析總結(jié)得出結(jié)論，然后交流和評估實驗過程和研究結(jié)果.“變阻器”，變阻器是電學(xué)中最常用的重要電路元件，是本章的教學(xué)重點.要求學(xué)生知道變阻器的原理和構(gòu)造，會正確地連入電路，知道它在電路中的作用.本節(jié)教學(xué)內(nèi)容包括兩部分，一是變阻器的學(xué)習(xí)，二是電阻箱的學(xué)習(xí)，對于電阻箱，要求學(xué)生會把電阻箱正確地接入電路并能正確讀出接入電路的電阻值.【教學(xué)目標(biāo)】1.在知識與技能方面：①知道電壓的作用，能正確使用電壓表進(jìn)行測量和讀數(shù)，能使用電流表和電壓表探究電路.②利用實驗探究串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律：串聯(lián)電路中電源兩端電壓等于各用電器兩端電壓之和，并聯(lián)電路中電源兩端電壓與各支路用電器兩端的電壓相等；③初步學(xué)習(xí)電阻的概念、單位及其單位換算關(guān)系，理解電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，利用實驗探究電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系；④掌握變阻器的構(gòu)造、工作原理和使用方法.2.在過程與方法方面：①通過閱讀電壓表說明書，從中收集有關(guān)電壓表連接方法和讀數(shù)方法的一些信息，總結(jié)出電壓表的使用方法；②在探究串、并聯(lián)電路中電壓規(guī)律的過程中，學(xué)習(xí)運用科學(xué)研究的方法和科學(xué)探究的步驟；③探究決定電阻大小的因素，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、比較和概括的能力；④通過理解滑動變阻器的設(shè)計和制作過程，了解科學(xué)發(fā)明創(chuàng)造、科技革新的過程，通過探究滑動變阻器的使用方法，培養(yǎng)學(xué)生的概括、歸納能力.3.在情感、態(tài)度與價值觀方面：明確實驗探究目的，在探究實驗中培養(yǎng)實事求是、尊重自然規(guī)律的科學(xué)態(tài)度.在教學(xué)活動中，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生參與、交流、合作的意識.【課時建議】本章共有4節(jié)，建議7課時：第1節(jié)電壓……1課時第2節(jié)串、并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律…………2課時第1課時探究串聯(lián)電路中電壓的規(guī)律第2課時探究并聯(lián)電路中電壓的規(guī)律第3節(jié)電阻…………………第4節(jié)變阻器………………本章復(fù)習(xí)訓(xùn)練………………1課時1.比較法：通過列表比較電流表、電壓表的使用異同點，鞏固對兩表使用要求的掌握.2.實驗歸納法：通過實驗探究串、并聯(lián)電路的電壓規(guī)律時，通過多次實驗，歸納得出結(jié)論.3.控制變量法：例如：在探究電阻影響因素的實驗中，具體說就是在材料、長度、橫截面積三個變量中讓其中的兩個保持不變，研究電阻值隨另外一個量的變化情況.第1節(jié)電壓課題電壓課型新授課教學(xué)目標(biāo)知識與技能1.初步認(rèn)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(jìn)行換算.3.能記住干電池、家庭電路以及人體安全的電壓值.4.知道電壓表的用途和符號，會在電路中正確連接電壓表，能正確讀出電壓表的示數(shù).過程與方法1.通過實驗觀察小燈泡亮度的變化，獲得電路中電流的強弱、電壓大小的信息.2.通過閱讀電壓表說明書，從中收集有關(guān)電壓表連接方法和讀數(shù)方法的一些信息，然后利用這些信息進(jìn)行實驗探究，并用自己的語言進(jìn)行概括，總結(jié)出電壓表的使用方法.情感、態(tài)度與價值觀1.通過對學(xué)生正確使用電壓表技能的訓(xùn)練，使學(xué)生學(xué)會閱讀說明書，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度.2.通過實驗探究，打破學(xué)生對電壓的神秘感，增強實踐能力，感受學(xué)習(xí)物理的愉悅，從而樹立足夠的學(xué)習(xí)物理的信心.在教學(xué)活動中，尤其注重培養(yǎng)學(xué)生參與、交流、合作的意識.教學(xué)重點建立電壓的初步概念;通過實驗觀察理解電壓的作用教具準(zhǔn)備干電池若干、燈座、小燈泡、開關(guān)、導(dǎo)線若干、電壓表、電流表、家用手電筒、多媒體課件等教學(xué)難點電壓表量程的正確選擇，電壓表的連接及讀數(shù)教學(xué)課時1課時課前預(yù)習(xí)（1）電壓是形成電流的原因，用符號U表示.（2）電壓的單位是伏特，簡稱伏，用符號V表示.常用的電壓單位還有kV和mV，單位換算為1kV=103V=106mV.（3）電源是提供電壓的裝置，它可以將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能.（4）常見電壓：一節(jié)干電池是1.5V，手機電池是3.7V，人體安全電壓是不高于36V，家庭電路電壓是220V.（1）作用：測量電路兩點之間的電壓，在電路圖中的符號是.（2）電壓的使用規(guī)則：①電壓表必須和被測的元件或用電器并聯(lián)；②電壓表有“-”“3”“15”三個接線柱，其中“3”“15”是正接線柱，應(yīng)該與電源的正極相連接，“-”表示負(fù)接線柱，應(yīng)該與電源的負(fù)極相連接；③被測電壓不得超過電壓表的量程.備課筆記課外拓展：電源的作用電源在把其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能的時候，使電源的正極上聚集大量的正電荷，負(fù)極上聚集大量的負(fù)電荷，如果某一電路與電源相連接，電壓就會加在電路的兩端，使導(dǎo)體中的自由電荷定向移動形成電流，因此電源是提供電壓的裝置，它把其他形式的能轉(zhuǎn)化成了電能，而在對外提供電時，卻又能把電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能.鞏固復(fù)習(xí)教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一章內(nèi)容，并講解學(xué)生所做的習(xí)題（教師可針對性地挑選部分難題講解），加強學(xué)生對知識的鞏固.新課導(dǎo)入師電與我們的生活息息相關(guān)，“電壓”這個詞聽起來也不陌生.同學(xué)們知道哪些與電壓有關(guān)的知識呢？生：（踴躍地交流著自己的生活感受）：雷電很厲害，可以擊死人和牲畜；高壓危險，不能靠近；照明電路的電壓是220V；一節(jié)干電池的電壓是1.5V；秋冬的晚上脫毛衣時可以看到摩擦產(chǎn)生的靜電；有些生物體內(nèi)可以產(chǎn)生較高的電壓——生物電；自然課中，我們做了摩擦起電的實驗……師非常不錯.看來，學(xué)習(xí)“電壓”之前，大家就具備了相關(guān)知識.其實，很多電現(xiàn)象，都是電壓在起作用.到底什么是電壓？電壓是從哪里來的？下面我們一起來探究什么是電壓.進(jìn)行新課電壓師請兩位同學(xué)在黑板上畫出串聯(lián)電路圖，并利用干電池、小燈泡及導(dǎo)線、開關(guān)連接串聯(lián)電路.電路檢查無誤后，閉合開關(guān)，請同學(xué)們觀察小燈泡的工作情況.生：開關(guān)閉合后，小燈光發(fā)光.師如果取走干電池，補上一段導(dǎo)線，再閉合開關(guān)，請同學(xué)們觀察，會發(fā)生什么現(xiàn)象？生：小燈泡不亮了.師請同學(xué)們思考：導(dǎo)線和燈絲都是由金屬制成的，金屬中不是有大量自由移動的電子嗎？為什么小燈泡不亮了呢？教師組織學(xué)生自由討論，并積極發(fā)言回答問題.教師總結(jié)：只有電子產(chǎn)生了定向移動，才能形成電流，小燈泡才會發(fā)光.取走電源，換上導(dǎo)線，導(dǎo)線中雖然有大量的自由電子，但不發(fā)生“定向”移動，所以沒有電流，小燈泡不亮.教師引出電壓的概念“力量”“電壓”.（注：電壓作用在某電路或用電器的兩端）教學(xué)提示：對于電壓概念的引出，由于它很抽象，教師在教學(xué)時可以用水壓是形成水流的原因類比電壓是形成電流的原因，幫助學(xué)生進(jìn)行理解．板書：“U”.【例1】下列說法中正確的是（）A.電路中只要有電壓，就會有電流C.電路中有電流，電路兩端一定有電壓備課筆記規(guī)律總結(jié)：電源、電壓、電流三者之間的關(guān)系：電壓是使電路中形成電流的原因；電源是提供電壓的裝置.電路中有電流通過時，電流兩端一定有電壓，但電路兩端有電壓時，電路中并不一定就有電流通過，這與電路是否是通路有關(guān).進(jìn)行新課解析：A.電路中有電壓，但是不構(gòu)成通路，就不會有電流；B.電路中有電壓，但是不構(gòu)成通路，就不會使電子運動；D.電壓是形成電流的原因，而電流不是形成電壓的原因，故應(yīng)選C.答案：C師請同學(xué)們看教材P56“想想做做”，改變電路中接入的電池的多少，燈泡的亮度相同嗎？生：接入電路中的電池不同時，燈泡的亮度不同.接入兩節(jié)電池時比用一節(jié)電池時燈亮.師這樣的現(xiàn)象說明了什么問題呢？生：用一節(jié)電池做電源和兩節(jié)電池做電源的電壓不同，不同的電壓產(chǎn)生的效果不同.電源的電壓越大，電路中的電流就越大，燈泡就越亮.師哪位同學(xué)還知道電壓的表示符號及單位是什么？板書：電壓的符號是U.電壓的單位是伏特，簡稱為伏，單位符號是V.電壓常用的單位還有：毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV），它們之間的換算關(guān)系是：1kV=103V，1mV=10-3V，1μV=10-6V.師請同學(xué)們翻開教材，閱讀P56“小資料”，了解常見電壓值，記住干電池的電壓值、我國家庭電路的電壓值.將表中數(shù)據(jù)換算成以千伏或毫伏為單位的數(shù)值，選用合適的單位進(jìn)行換算.（注意：人體的安全電壓值為不高于36V）【例2】下列單位換算的過程和結(jié)果都正確的是（）A.36V=36V÷1000V=3.6×10-2kVB.100V=100V×1000mV=105V·mVD.3V=3×kV=3×10-3kV解析：單位換算的過程就是對數(shù)據(jù)后所帶的單位變更的過程，正確的解答為：A.36V=36×1V=36×kV=3.6×10-2kV;B.100V=100×1V=100×1000mV=105mV;C.150mV=150×1mV=150×V=0.15V;D.3V=3×1V=3×kV=3×10-3kV.答案：D電壓表的連接師請一位同學(xué)從這兩個電表中選出電壓表（如圖），并說出選擇的依據(jù).生：觀察表盤上標(biāo)有的字母，可知左邊的電表是電流表，右邊的電表是電壓表.因為電流的單位是安培（A），標(biāo)有“A”的是電流表.而電壓的單位是伏特（V），標(biāo)有“V”的就是電壓表.備課筆記進(jìn)行新課師同學(xué)們一定還記得電流表在電路圖中的符號，電路中電壓表又該如何表示呢？生：電路中電流表符號是eq\o\ac(○,A)，電壓表符號應(yīng)該是eq\o\ac(○,V.).師教師用多媒體播放圖片“電壓表”，引導(dǎo)學(xué)生觀察如投影所示的電壓表，并根據(jù)以前學(xué)過的電流表的知識，說出電壓表的結(jié)構(gòu)特點.師同學(xué)們已經(jīng)認(rèn)識了電壓表，那我們應(yīng)該如何使用電壓表呢？請同學(xué)們帶著以下兩個問題去閱讀P57的電壓表說明書，并在“使用說明書”中找出關(guān)鍵詞.教師提出以下問題，并請學(xué)生積極回答：問題1：電壓表應(yīng)該與被測用電器怎樣連接？具體接法是什么？生：用直流電壓表測量某元件兩端電壓時應(yīng)與這個元件并聯(lián).具體的接法是：標(biāo)有“+”號的接線柱要靠近電源的正極，標(biāo)有“-”號的接線柱要靠近電源的負(fù)極.問題2：如何確定電壓表要使用的量程？生1：電壓表的量程必須大于被測電路兩端的電壓.生2：如果能判定被測電壓不超過15V，可以先用“0~15V”的量程測；如果測出的電壓不超過3V，可以改接“0~3V”的量程，從而提高測量的精確性.師現(xiàn)在請兩位同學(xué)，一位同學(xué)將電壓表接入我們開始連接的串聯(lián)電路中，讓電壓表測量小燈泡兩端的電壓.另一位同學(xué)在原來畫出的電路圖（如圖）上加入電壓表，并在圖中標(biāo)出電壓表的“+”“-”接線端.師學(xué)生在電路中接入電壓表，認(rèn)真檢查電路無誤后合上開關(guān)，觀察電壓表的示數(shù).師請同學(xué)們再思考以下問題：問題1：如果正、負(fù)接線柱接反了，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？問題2：如果被測電壓超過了電壓表的量程會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？生1：如果正、負(fù)接線柱接反了，指針會反向偏轉(zhuǎn)，即向沒有刻度的方向偏轉(zhuǎn).生2：如果被測電壓超過了電壓表的量程，電壓表的指針會超出刻度盤上的刻度線，測不出電壓值.教師引導(dǎo)學(xué)生討論后進(jìn)行實驗演示（注意不允許學(xué)生效仿），并肯定學(xué)生的回答.強調(diào)問題1、2兩種情況的后果是不僅測不出電壓值，而且電壓表指針還會被打彎甚至損壞電壓表.師請同學(xué)們思考：如果事先不能估計被測電壓的大小，應(yīng)怎樣選擇量程？學(xué)生思考并積極發(fā)言.【例3】如圖所示的電路，能用電壓表測出燈泡L1兩端電壓的是（）解析：當(dāng)開關(guān)S閉合后，A中電壓表與電源并聯(lián)，所以電壓表測的是電源兩端的電壓（或者說是兩只燈泡兩端的總電壓）；B中電壓表與L1并聯(lián)，正負(fù)接線柱的接法也正確；C中電壓表與L2并聯(lián)，測的是L2兩端的電壓；D中電壓表雖然與L1備課筆記課外拓展：1.在事先不能估計被測電壓的情況下，可以用“試觸”的辦法來選擇量程（連接好電路后，在合上開關(guān)時輕輕接觸一下就斷開），同時觀察電壓表指針的偏轉(zhuǎn)情況.如偏轉(zhuǎn)過激，指針超出了表盤刻度線，則電壓表量程太小，應(yīng)換用較大量程；如果電壓表指針偏轉(zhuǎn)角度太小，則電壓表量程太大，應(yīng)換用小量程.2.“試觸”的方法在電學(xué)中很重要，利用試觸的方法不僅可以選擇電壓表的量程，還可以判斷電源的正負(fù)極；判斷電壓表正、負(fù)接線柱的連接是否正確.進(jìn)行新課并聯(lián)，但電流從電壓表的負(fù)接線柱流入電壓表，這樣電壓表的指針會反向偏轉(zhuǎn)，不能測出L1兩端的電壓.答案：B教師總結(jié)并板書電壓表的使用規(guī)則.板書：電壓表的使用規(guī)則——二看、二要、一不準(zhǔn)（1）二看：讀數(shù)時一要看清電壓表所用的量程；二要看清每一小格所表示的數(shù)值.（2）二要：電壓表要并聯(lián)在被測電路的兩端，要使電流從電壓表的“+”接線柱流入，從電壓表的“-”接線柱流出.（3）一不準(zhǔn)：被測電壓不能超過電壓表的量程.電壓表的讀數(shù)請大家回顧電流表的讀數(shù)方法.生：①明確電流表可以測量的最大電流，明確電流表所使用的量程；②確定電流表的一個小格代表多大的電流；③接通電路后，看看表針向右總共偏轉(zhuǎn)了多少個小格.教學(xué)板書課堂小結(jié)繼學(xué)習(xí)了電流概念之后，為了能揭示出電路中電流產(chǎn)生的原因，本課我們引入了電壓的概念，知道其符號為U，單位為伏特，符號為V；電壓的大小用電壓表來測量，電壓表使用時要并聯(lián)在電路中，讓電流從它的正接線柱流入，從它的負(fù)接線柱流出，被測電壓值不能超過它的量程，如何才能判斷出被測電壓有沒有超出其量程呢？一是估測，二是試觸.讀數(shù)時一定要先看電壓表所接量程，明確每一小格是多少，視線與刻度盤是否垂直等，否則讀數(shù)可能有錯誤.教材習(xí)題解答想想做做(P56)小燈泡發(fā)光時，電路中一定有電流通過.試試看，電路中先后接入一節(jié)和兩節(jié)干電池時，小燈泡的亮度一樣嗎？你看到的現(xiàn)象對我們有什么啟示？解：小燈泡的亮度不一樣，電路中接入兩節(jié)干電池時小燈泡的亮度比接入一節(jié)干電池時要亮，這個現(xiàn)象給我們的啟示是電路中串聯(lián)接入的干電池節(jié)數(shù)越多，燈泡越亮，燈泡越亮，說明燈泡兩端的電壓越高，即電壓有高低.備課筆記規(guī)律總結(jié)：電壓表的讀數(shù)方法①明確所使用電壓表的量程.②認(rèn)清所使用量程的分度值.③由指針?biāo)傅奈恢茫x出電壓表的示數(shù)，必要時，要進(jìn)行估讀.（如果指針沒有指在刻度線上，而是指在兩刻度線之間，測量時，指針更靠近哪個刻度線就以這根刻度線為準(zhǔn)）例如，觀察下列兩個電壓表，圖甲所示電壓表使用的量程為0~15V，刻度盤上每大格表示5V，每小格表示0.5V，指針示數(shù)為11.5V（即2×5V+3×0.5V=11.5V）.圖乙所示電壓表使用的量程為0~3V，刻度盤上每大格表示1V，每小格表示0.1V，指針示數(shù)為2.3V.教材習(xí)題解答想想議議(P58)如圖，電壓表已與被測電阻并聯(lián).如果要把這三個串聯(lián)著的電阻與電源連接，哪端應(yīng)該接電源的正極？哪端應(yīng)該接電源的負(fù)極？請在圖上標(biāo)出電流的方向.解：解：右端接電源的正極，左端接電源的負(fù)極，電流方向是從右到左.動手動腦學(xué)物理(P59)1.在圖中，請用筆畫線表示導(dǎo)線來連接實物圖，使小燈泡能夠發(fā)光并且電壓表能夠測出燈泡兩端的電壓（估計在2~3V之間）.解：線路的連接如圖所示.2.在燒杯中加入鹽水，將銅片和鋅片放在鹽水中，這就是一個電池.試著用電壓表測量這個自制電池的電壓，其現(xiàn)象如圖所示.這個電池的電壓是多少？哪個金屬片是電池的正極？解：電池的電壓是0.5V，銅片是電池的正極.3.圖中，三個電壓表的示數(shù)各是多少？解：甲電壓表的讀數(shù)為2V，乙電壓表的讀數(shù)為12.5V，丙電壓表的讀數(shù)為1V.4.如圖是一位同學(xué)所連的電路，他要測量小燈泡L2兩端的電壓.圖中有一根導(dǎo)線接錯了.（1）請你找出這根接錯的導(dǎo)線，在這根導(dǎo)線上打“×”（表示不要），并用筆重新畫一根正確連接的導(dǎo)線.（2）畫出正確接線的電路圖.備課筆記特別提醒：為了使測量更準(zhǔn)確，在被測電壓不超過量程的前提下，盡量使用小量程.小組問題探究：1.若不慎將電壓表串聯(lián)在電路中會出現(xiàn)什么情況？2.若電壓表的指針在兩個刻度之間時應(yīng)當(dāng)如何讀數(shù)？小組問題探討：將銅片和鋅片放入鹽水中形成的簡易電池，為什么鋅片是正極？是否可以用其他金屬片和溶液來代替呢？教材習(xí)題解答解：（1）（2）難題解答【例4】如圖所示電壓表，若選用“-”和“15”兩個接線柱，它的量程是_______，表盤上每一大格表示_______，每一小格表示_______，指針?biāo)傅氖緮?shù)是_______；若選用“-”和“3”兩個接線柱，它的量程是_______，表盤上每一大格表示_______，每一小格表示，電壓表的示數(shù)是_______.