第五節 測量電壓
建議
⒈時安排：1時
⒉重點、難點：
實驗探究得出串、并聯電路中電壓的關系，學會電壓表的使用及其讀數。讓學生經歷從物理實驗中分析、歸納出物理規律的過程，從中體驗科學探究的研究方法。
⒊教材分析：
本節包括三個部分：電壓、電壓表和用電壓表測電壓。
“電壓”部分是通過水壓形成水流類比導出電壓形成電流，電提供電壓展開的。同時介紹了常見的幾種電壓值。
“電壓表”部分是通過引導學生仔細觀察電壓表和閱讀電壓表的使用說明，讓學生總結出電壓表的連接方法和電壓表的讀數方法。
“用電壓表測電壓”是一項實驗探究，在技能方面要學會用電壓表測電壓，在知識方面要總結出串、并聯電路的電壓關系。這項探究雖然難度稍大，但教材編排上作了適當處理，按照從易到難的三個層次設置臺階：先測一節干電池兩端電壓，串聯電流組兩端電壓，以獲得初步的測量技能，然后再連接電路進行測量。
⒋標要求：
知道電的作用、電壓的單位及其換算。了解一些常見電壓及我國家庭電路電壓。知道電壓表的用途、符號，會正確將電壓表接入電路中，并能正確選擇量程和讀數。
通過實驗探究，總結出串聯電路和并聯電路中的電壓關系，在探究過程中，能選擇實驗探需要的器材，經歷以物理實驗中探索科學規律的過程，培養學生的觀察、分析、歸納能力和語言表達信息的能力。
⒌措施與建議：
關于“電壓”部分的：講授電壓作用時，可以用投影儀或多媒體展示“水流形成的原因——水壓”，類比引出電流形成的原因——電壓，而電路中的電正是提供電壓的裝置。對于電壓，重在讓學生了解怎樣“用”電壓，而不是著重去解釋電壓是什么。由水壓有大小導出電壓也應有大�。ǜ叩停⿻r，為幫助學生的理解，可進行如下實驗：用不同的電，如干電池或鉛蓄電池，給同一個小燈泡通電，觀察小燈泡的亮度不同，說明不同電產生的電壓不同。
關于“電壓表”部分的教學：該部分內容主要包括電壓表的連接和電壓表的讀數兩個方面。而這兩個方面的知識均需要通過仔細觀察和閱讀獲得，為此，教師必須結合實物或掛圖進行教學，注意培養學生的觀察能力和良好的閱讀習慣。
最后，組織學生將電壓表的使用跟電流表的使用進行對比，作出小結。它們的共同之點：①都要選擇量程；②都要在弄清分度值后再讀；③都要使電流從“+”接線柱流進，從負接線柱流出。它們的不同點：①電流表是串聯在被測電路中，電壓表要與被測電路并聯；②電流表的兩個接線柱不允許直接連到電的兩極上，而電壓表可作這樣的連接（只要電電壓不超過電壓表的量程）。
關于“用電壓表測電壓”部分教學：由于這部分內容是探究性實驗，要求學生自己動手，用電壓表測串聯電路和并聯電路中的電壓，并注意引導學生理解，測電壓是霜指明是測哪段電路兩端電壓。常說的“電路上的電壓，指的是這段電路兩端的電壓”。其教法可類比上了節用電流表測串聯和并聯電路的電流。便要注意強調讓學生領會；：電壓表的使用規則；連接電路時開關要斷開；每次經檢查無誤后再閉合開關。每次讀數后都應及時斷開開關。同時要注意引導學生分析歸納實驗結論，對實驗誤差要正確對待，尋找原因。
時教案
教學目標：
⒈知道電的作用、電壓的單位及其換算。了解一些常見電壓及我國家庭電路電壓。
⒉知道電壓表的用途、符號，會正確將電壓表接入電路中，并能正確選擇量程和讀數。
⒊通過實驗探究，總結出串聯電路和并聯電路中的電壓關系，在探究過程中，能選擇實驗探究需要的器材，經歷從物理實驗中探索出科學規律的過程，培養學生的觀察、分析、歸納能力和語言表達的能力。
重點、難點：
重點是實驗探究得出串、并聯電路中的電壓關系，學會電壓表的使用及其讀數。難點是電壓表的使用。
教學準備：
演示用器材：教學電壓表一只，電一個，開關一個，實驗室用電壓表一只，小燈泡兩只，1號電池三節，5號、7號電池各一節，紐扣電池一個，導線若干，學生用電流表。
學生用器材：1號干電池三節，小燈泡兩只，5號、7號電池各一節，實驗室用電壓表一只、開關一個，導線若干，紐扣電池一個，學生用電流表。
教學設計：
教師活動學生活動說明
一、電壓
演示：教師把一節干電池、小燈泡、開關在示教板上串成最簡單的電路。閉合開關，小燈泡發光，然后取下電路中的干電池，閉合開關，燈泡不發光。
①提出問題：為什么電路此時不能形成電流？電的作用是什么？
②上節引入電流時用水流進行類比，這節我們還用類比的方法研究電流的形成。
演示：向U形管左管內加水，使左管水面高出右管（圖096）。打開止水鉗，水從左管向右管流動。
③提問：為什么在連通器里的水面相平時，水不發生流動，而在左管水面高時，水從左管流向右管呢？U形管中的水能不能持續流動？
④組織學生討論，發表各自的見解，教師歸納。
水壓（又叫水位差）是使水定向移動形成水流的原因。
⑤教師利用電腦設計程序（如圖097）表示水流動的動態過程。
如果用一臺抽水機不斷地把水從B處抽到A處，使A處的水總比B處水位高，由于水管兩端總保持一定的水壓，于是水管內有持續的水流。
抽水機 提供 → 水壓 形成 → 水流。
⑥指導學生看圖098所示的電路（示教板上接好的簡單電路）的情況。
教師講解：電正極聚集大量的正電荷，在電正負極之間就產生了電壓。這個電壓使電路中電荷發生定向移動形成了電流，而電流是提供電壓的裝置。
電 提供 → 電壓 形成 → 電流。
板書：
1、電壓
⑦指導學生閱讀“信息窗”，了解幾種常見的電壓值。
觀察
思考
仔細觀察
思考回答
討論回答
觀察領會
認真聽講
閱讀、識記
用水流類比電壓，一定結合實驗和圖形展示，增強直觀性類比的過程中一定要注意邏輯性。
二、電壓表
①教師展示電壓表，說明是用測量電壓大小的儀表，在電路中的圖形符號是○V。與電流表盤對比不同點。
②指導學生閱讀本“電壓表使用說明”和觀察電壓表，總結電壓表的連接方法和讀數方法。
③讓學生看本圖13—45，然后完成相應練習題。
讀數方法：①明確所使用電壓表的量程；②認清所使用量程的分度值；③由指針所指的位置，讀出電壓表的示數。
閱讀、歸納
練習電壓表讀數
三、用電壓表測電壓
①提出問題：如何用電壓表測電池兩端電壓？
②讓學生根據教材圖13—47測一節1號干電池電壓、1節5號電池電壓、1節7號電池和一個電子表上用的紐扣電池的電壓，填在下表中：
電池1號5號7號鈕扣電池
電壓/V
③讓學生再分別測兩節干電池串聯，3節干電池串聯后的總電壓，填入下表：
電池1節干電池兩節串聯三節串聯
電壓/V
④組織學生進行討論，歸納結論。
結論：串聯電池組的電壓等于各節干電池電壓之和。
測串聯電路的電壓：
①提出問題：串聯電路兩端的電壓和它的各部分電路的電壓之間的關系是什么？
②組織學生猜想，并歸納猜想。
③讓學生根據教材圖13—48實物國家連接圖進行實驗，用電壓表分別沒出UAB、UCD、UAD，填入下表中：
UAB/VUCD/VUAD/V
④組織學生討論，歸納實驗結論。
結論：串聯電路兩端電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2+……+Un
測并聯電路的電壓：
①提出問題：并聯電路中各支路兩端電壓之間是什么關系？
②組織學生猜想，并歸納猜想。
③讓學生根據教材圖13—49進行實驗，并把實驗數據填入下表中：
UAB/VUCD/VUAD/V
④分析測量數據，得出結論。
結論：并聯電路中各支路兩端電壓相等。U=U1=U2=U3=……=Un
讓學生比較電流與電壓，列表小結：
動手實驗，記錄數據
進行實驗，記錄數據
大膽猜想
進行實驗
討論、回答
大膽猜想
進行實驗
對比、識記
測電池兩端電壓時注意量程的選擇
加強前后知識總結。
鞏固練習：
完成《同步學習與探究》P82開放性作業。完成練習，校正答案
作業：后練習
板書設計： 第五節 測量電壓
一、電壓
⒈電→電壓→電流
⒉單位：V、V、mV
⒊常見電壓值二、電壓表
⒈量程
⒉符號
⒊使用規則三、電壓表測電壓
⒈串聯電路電壓特點：U=U1+U2+……+Un
⒉并聯電路電壓特點：U=U1=U2=U3=……=Un
教學反思：
教學參考：
⒈伏打（1745—1827），意大利物理學家，對電流的早期研究作出了重要貢獻。伏打從1765年開始從事靜電實驗研究。1775年他發明了起電盤（靜電起電機），1787年他發明了靈敏的麥秸靜電計。他的最大功績是發現了兩咱不同金屬接觸時產生電勢差的現象，發明了伏打電池。
1780年，博洛尼亞大學的解剖學和生理學教授伽伐尼在解剖青蛙時偶然地發現蛙腿的痙攣，伽伐尼將這一現象歸因于“動物電”。伏打注意到伽伐尼的發現，做了許多動物電實驗。1793年他全然否定了動物電的存在，提出了聞名的電的接觸學說。他以不同金屬聯成的環接觸蛙腿及其背，從而成功地使活青蛙痙攣。他還觀察到由兩種金屬聯成的彎桿，一端入到眼睛里，當另一端與嘴接觸的瞬間有光亮感等。伏打由此猜想，這些實驗中最根本的是不同金屬的接觸。并且通過進一步的實驗斷言，伽伐尼電池產生于兩種不同金屬的接觸。
伏打將導體分為第一類導體（金屬）和第二類導體（潮濕導體）。他證實，只能通過不同類導體的接觸才可能產生“電動勢”（指伏打用語）。他又發現產生電循環的本質條是必須由兩種不同的第一類導體和第二類導體組成回路。1799年，他發明了一種直接倍增伽伐尼電的兩類導體的組合接觸法，這就是一片片潮濕的紙板隔開的一對對鋅板和銅板組成的伏打電堆。他還發明了第一個伏打電池組。伏打電堆和伏打電池在此后的一段時間中成為產生電流的唯一手段，它們發明和運用開拓了電學的研究領域。
后人為了記念伏打在電學上的貢獻，將電動勢和電勢差的單位以他的姓氏命名為伏特。
⒉有關電壓的一些數據
名 稱電 壓/V
日光燈220
電風扇220
無軌電車550~600
列車上的電燈（直流）110
煉鋼電爐120~150
汽車發電機12
直流電力機車3300
電視機中高壓（1~3）×104
第五節 測量電壓學案
學習目標：
⒈知道電的作用，電壓的單位及其換算。了解一些電壓及我國家庭電路電壓。
⒉知道電壓表的用途、符號，會正確將電壓表連入電路中，并能正確的選擇量程的讀數。
⒊通過實驗探究，總結出串聯電路和并聯電路電壓的關系。
⒋經歷科學探究過程，在探究過程中，能培養自己的觀察、分析、歸納和語言表達能力。
學法指導：
本節與上一節在構安排上是一致的。在學習中要加深對“類比”物理方法的理解，同時要注重學科內綜合，電流表與電壓表的對比，串聯電路和并聯電路中電流關系與電壓關系的對比。
知識網絡：
電壓
釋疑解難：
⑴電壓表與電流表的使用主要有哪些相同點和不同點？
電壓表與電流表的使用有兩點相同：都必須使用電流從“+”接線柱流入，從“—”接線柱流出；被測量的電壓或電流都不能超過量程。
電壓表與電流表的使用有兩點不同：一是電壓表是被測用電器并聯，而電流表是與被測用電器串聯；二是電壓表可以直接接到電的兩極上，而電流表不能直接接到電的兩極上。
⑵電表未接入電路時，指針不指零怎么辦？
不管是電壓表還是電流表，未接入電路時指針不指零，都要先用螺釘旋具調節表上的調零螺釘，使指針指到零。如果還不能調到零，可在讀數時用電流表的示數減去原指針所指的示數。
自我檢測：
⒈如圖099所示的電路中，開關S閉合時，電壓表所測得的電壓是（ ）
A、電燈L1兩端的電壓 B、電燈L2兩端的電壓
C、電燈L1和L2兩端的電壓 D、電電壓
⒉如圖100所示電路中，甲、乙是兩只電表，閉合開關S后，兩燈泡都能發光，則（ ） 圖099
A、甲是電流表，乙是電壓表 B、甲是電壓表，乙是電流表
C、甲、乙都是電流表 D、甲、乙都是電壓表
⒊在如圖101所示的電路中，如果電壓表V1的示數為4.5，則V2的示數為 V，V3的示數為 V。
圖101
交流園地：
外空間
⒈燃料電池
據專家介紹，燃料電池是舉世公認的高效、便捷及有益于環境的綠色能裝置，它利用物質發生化學反應時釋放的能量直接將其變換為電能，工作時需要連續不斷地向其供給活物質——燃料與氧化劑。因為，是將燃料通過化學反應釋放出能量變為電能輸出，所以被稱為“燃料電池”。燃料電池是利用水電解逆反應的“發電機”，由正極、負極和夾在中間的電解質構成，其中負極供給燃料，正極提供氧化劑。中間是電解質，如果電解質是固體，就被稱為固體氧化物燃料電池，即SOFC。
普通的干電池的化學反應物是事先存在電池內部的，電池向外供電時，反應物質被消耗卻得不到補充，反應特質一但消耗空，電池就不能再繼續供電；對于蓄電池而言，則必須充入反向電流使其反應物質得到恢復，才能繼續工作。燃料電池則不同，因為氧化劑是從外部輸入的，只要它們得到了不斷供給物，燃料電池就可以不斷地向外供電。
高溫固體氧化物燃料電池直接把化學能轉化為電能，不經過中間環節，減少能量的損失，發電效率達45%以上，總發電率可達到85%以上。燃料使用面廣，余熱利用率高。這種電池由于電解質電導率不高，必須在高溫下操作，連接密封材料必須使用鉑等稀貴金屬，電池成本隨之大大增加。
目前我國已經研制成功的新型中溫陶瓷膜燃料電池，是一種以陶瓷膜作為電解質的燃料電池。電池部薄膜化以后，降低了電池的內阻，提高了有用功率的輸出，從而不需要高溫的條實現了中溫化，操作溫度降到700~500℃。這種新型燃料電池繼承了高溫SOFC的優點，同時降低了成本。
⒉有一個蓄電池的正、負極標志已模糊不清，但仍能正常向外供電，一同學用電壓表判斷它的正負極。方法是：將電壓表與蓄電池 ，觀察電壓表指針偏轉方向，若指針反方向偏轉，則與電壓表“+”接線柱相連的蓄電池一端為蓄電池的 極；若指針正向偏轉，則與電壓表“+”正接線柱相連的蓄電池一端為蓄電池的 極。
⒊有28只小燈泡串聯后接在220V電路里，做節日彩燈用。使用中，由于某一燈泡的燈絲燒斷而使全部小燈泡熄滅。因為彩燈上染著顏料，致使無法辨別哪一只小燈泡內部斷路。⑴現在給你一只電壓表，如何查找故障？⑵如果給你一只電流表，如何查找故障？⑶如果只有一根導線，如何查找故障？
自測題答案：
第五節 測量電壓
⒈B ⒉A ⒊ 4.5 4.5
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