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2019-2020年九年級(jí)物理 測(cè)量電壓 第十三章 第五節(jié) 教案 上科版 ⒈課時(shí)安排：1課時(shí) ⒉重點(diǎn)、難點(diǎn)： 實(shí)驗(yàn)探究得出串、并聯(lián)電路中電壓的關(guān)系，學(xué)會(huì)電壓表的使用及其讀數(shù)。讓學(xué)生經(jīng)歷從物理實(shí)驗(yàn)中分析、歸納出物理規(guī)律的過(guò)程，從中體驗(yàn)科學(xué)探究的研究方法。 ⒊教材分析： 本節(jié)包括三個(gè)部分：電壓、電壓表和用電壓表測(cè)電壓。 “電壓”部分是通過(guò)水壓形成水流類(lèi)比導(dǎo)出電壓形成電流，電源提供電壓來(lái)展開(kāi)的。同時(shí)介紹了常見(jiàn)的幾種電壓值。 “電壓表”部分是通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察電壓表和閱讀電壓表的使用說(shuō)明，來(lái)讓學(xué)生總結(jié)出電壓表的連接方法和電壓表的讀數(shù)方法。 “用電壓表測(cè)電壓”是一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)探究，在技能方面要學(xué)會(huì)用電壓表測(cè)電壓，在知識(shí)方面要總結(jié)出串、并聯(lián)電路的電壓關(guān)系。這項(xiàng)探究雖然難度稍大，但教材編排上作了適當(dāng)處理，按照從易到難的三個(gè)層次設(shè)置臺(tái)階：先測(cè)一節(jié)干電池兩端電壓，串聯(lián)電流組兩端電壓，以獲得初步的測(cè)量技能，然后再連接電路進(jìn)行測(cè)量。 ⒋課標(biāo)要求： 知道電源的作用、電壓的單位及其換算。了解一些常見(jiàn)電壓及我國(guó)家庭電路電壓。知道電壓表的用途、符號(hào)，會(huì)正確將電壓表接入電路中，并能正確選擇量程和讀數(shù)。 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系，在探究過(guò)程中，能選擇實(shí)驗(yàn)探需要的器材，經(jīng)歷以物理實(shí)驗(yàn)中探索科學(xué)規(guī)律的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、歸納能力和語(yǔ)言表達(dá)信息的能力。 ⒌措施與建議： 關(guān)于“電壓”部分的教學(xué)：講授電壓作用時(shí)，可以用投影儀或多媒體展示“水流形成的原因——水壓”，類(lèi)比引出電流形成的原因——電壓，而電路中的電源正是提供電壓的裝置。對(duì)于電壓，重在讓學(xué)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(dǎo)出電壓也應(yīng)有大?。ǜ叩停r(shí)，為幫助學(xué)生的理解，可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：用不同的電源，如干電池或鉛蓄電池，給同一個(gè)小燈泡通電，觀察小燈泡的亮度不同，說(shuō)明不同電源產(chǎn)生的電壓不同。 關(guān)于“電壓表”部分的教學(xué)：該部分內(nèi)容主要包括電壓表的連接和電壓表的讀數(shù)兩個(gè)方面。而這兩個(gè)方面的知識(shí)均需要通過(guò)仔細(xì)觀察和閱讀來(lái)獲得，為此，教師必須結(jié)合實(shí)物或掛圖進(jìn)行教學(xué)，注意培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和良好的閱讀習(xí)慣。 最后，組織學(xué)生將電壓表的使用跟電流表的使用進(jìn)行對(duì)比，作出小結(jié)。它們的共同之點(diǎn)：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(jìn)，從負(fù)接線柱流出。它們的不同點(diǎn)：①電流表是串聯(lián)在被測(cè)電路中，電壓表要與被測(cè)電路并聯(lián)；②電流表的兩個(gè)接線柱不允許直接連到電源的兩極上，而電壓表可作這樣的連接（只要電源電壓不超過(guò)電壓表的量程）。 關(guān)于“用電壓表測(cè)電壓”部分教學(xué)：由于這部分內(nèi)容是探究性實(shí)驗(yàn)，要求學(xué)生自己動(dòng)手，用電壓表測(cè)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的電壓，并注意引導(dǎo)學(xué)生理解，測(cè)電壓是霜指明是測(cè)哪段電路兩端電壓。常說(shuō)的“電路上的電壓，指的是這段電路兩端的電壓”。其教法可類(lèi)比上了節(jié)用電流表測(cè)串聯(lián)和并聯(lián)電路的電流。便要注意強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)；：電壓表的使用規(guī)則；連接電路時(shí)開(kāi)關(guān)要斷開(kāi)；每次經(jīng)檢查無(wú)誤后再閉合開(kāi)關(guān)。每次讀數(shù)后都應(yīng)及時(shí)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)。同時(shí)要注意引導(dǎo)學(xué)生分析歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論，對(duì)實(shí)驗(yàn)誤差要正確對(duì)待，尋找原因。 課時(shí)教案 教學(xué)目標(biāo)： ⒈知道電源的作用、電壓的單位及其換算。了解一些常見(jiàn)電壓及我國(guó)家庭電路電壓。 ⒉知道電壓表的用途、符號(hào)，會(huì)正確將電壓表接入電路中，并能正確選擇量程和讀數(shù)。 ⒊通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系，在探究過(guò)程中，能選擇實(shí)驗(yàn)探究需要的器材，經(jīng)歷從物理實(shí)驗(yàn)中探索出科學(xué)規(guī)律的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的觀察、分析、歸納能力和語(yǔ)言表達(dá)的能力。 重點(diǎn)、難點(diǎn)： 重點(diǎn)是實(shí)驗(yàn)探究得出串、并聯(lián)電路中的電壓關(guān)系，學(xué)會(huì)電壓表的使用及其讀數(shù)。難點(diǎn)是電壓表的使用。 教學(xué)準(zhǔn)備： 演示用器材：教學(xué)電壓表一只，電源一個(gè)，開(kāi)關(guān)一個(gè)，實(shí)驗(yàn)室用電壓表一只，小燈泡兩只，1號(hào)電池三節(jié)，5號(hào)、7號(hào)電池各一節(jié)，紐扣電池一個(gè)，導(dǎo)線若干，學(xué)生用電流表。 學(xué)生用器材：1號(hào)干電池三節(jié)，小燈泡兩只，5號(hào)、7號(hào)電池各一節(jié)，實(shí)驗(yàn)室用電壓表一只、開(kāi)關(guān)一個(gè)，導(dǎo)線若干，紐扣電池一個(gè)，學(xué)生用電流表。 教學(xué)設(shè)計(jì)： 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 說(shuō)明 一、電壓 演示：教師把一節(jié)干電池、小燈泡、開(kāi)關(guān)在示教板上串成最簡(jiǎn)單的電路。閉合開(kāi)關(guān)，小燈泡發(fā)光，然后取下電路中的干電池，閉合開(kāi)關(guān)，燈泡不發(fā)光。 ①提出問(wèn)題：為什么電路此時(shí)不能形成電流？電源的作用是什么？ ②上節(jié)課引入電流時(shí)用水流進(jìn)行類(lèi)比，這節(jié)課我們還用類(lèi)比的方法來(lái)研究電流的形成。 演示：向U形管左管內(nèi)加水，使左管水面高出右管（圖096）。打開(kāi)止水鉗，水從左管向右管流動(dòng)。 ③提問(wèn)：為什么在連通器里的水面相平時(shí)，水不發(fā)生流動(dòng)，而在左管水面高時(shí)，水從左管流向右管呢？U形管中的水能不能持續(xù)流動(dòng)？ ④組織學(xué)生討論，發(fā)表各自的見(jiàn)解，教師歸納。 水壓（又叫水位差）是使水定向移動(dòng)形成水流的原因。 ⑤教師利用電腦設(shè)計(jì)程序（如圖097）表示水流動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程。 如果用一臺(tái)抽水機(jī)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(nèi)有持續(xù)的水流。 抽水機(jī) 提供 → 水壓 形成 → 水流。 ⑥指導(dǎo)學(xué)生看圖098所示的電路（示教板上接好的簡(jiǎn)單電路）的情況。 教師講解：電源正極聚集大量的正電荷，在電源正負(fù)極之間就產(chǎn)生了電壓。這個(gè)電壓使電路中電荷發(fā)生定向移動(dòng)形成了電流，而電流是提供電壓的裝置。 電源 提供 → 電壓 形成 → 電流。 板書(shū)： 1、電壓 ⑦指導(dǎo)學(xué)生閱讀“信息窗”，了解幾種常見(jiàn)的電壓值。 觀察 思考 仔細(xì)觀察 思考回答 討論回答 觀察領(lǐng)會(huì) 認(rèn)真聽(tīng)講 閱讀、識(shí)記 用水流來(lái)類(lèi)比電壓，一定結(jié)合實(shí)驗(yàn)和圖形展示，增強(qiáng)直觀性類(lèi)比的過(guò)程中一定要注意邏輯性。 二、電壓表 ①教師展示電壓表，說(shuō)明是用來(lái)測(cè)量電壓大小的儀表，在電路中的圖形符號(hào)是。與電流表盤(pán)對(duì)比不同點(diǎn)。 ②指導(dǎo)學(xué)生閱讀課本“電壓表使用說(shuō)明”和觀察電壓表，總結(jié)電壓表的連接方法和讀數(shù)方法。 ③讓學(xué)生看課本圖13—45，然后完成相應(yīng)練習(xí)題。 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)。 閱讀、歸納 練習(xí)電壓表讀數(shù) 三、用電壓表測(cè)電壓 ①提出問(wèn)題：如何用電壓表測(cè)電池兩端電壓？ ②讓學(xué)生根據(jù)教材圖13—47測(cè)一節(jié)1號(hào)干電池電壓、1節(jié)5號(hào)電池電壓、1節(jié)7號(hào)電池和一個(gè)電子表上用的紐扣電池的電壓，填在下表中： 電池 1號(hào) 5號(hào) 7號(hào) 鈕扣電池 電壓/V ③讓學(xué)生再分別測(cè)兩節(jié)干電池串聯(lián)，3節(jié)干電池串聯(lián)后的總電壓，填入下表： 電池 1節(jié)干電池 兩節(jié)串聯(lián) 三節(jié)串聯(lián) 電壓/V ④組織學(xué)生進(jìn)行討論，歸納結(jié)論。 結(jié)論：串聯(lián)電池組的電壓等于各節(jié)干電池電壓之和。 測(cè)串聯(lián)電路的電壓： ①提出問(wèn)題：串聯(lián)電路兩端的電壓和它的各部分電路的電壓之間的關(guān)系是什么？ ②組織學(xué)生猜想，并歸納猜想。 ③讓學(xué)生根據(jù)教材圖13—48實(shí)物國(guó)家連接圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，用電壓表分別沒(méi)出UAB、UCD、UAD，填入下表中： UAB/V UCD/V UAD/V ④組織學(xué)生討論，歸納實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 結(jié)論：串聯(lián)電路兩端電壓等于各部分電路兩端電壓之和。U=U1+U2+……+Un 測(cè)并聯(lián)電路的電壓： ①提出問(wèn)題：并聯(lián)電路中各支路兩端電壓之間是什么關(guān)系？ ②組織學(xué)生猜想，并歸納猜想。 ③讓學(xué)生根據(jù)教材圖13—49進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入下表中： UAB/V UCD/V UAD/V ④分析測(cè)量數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。 結(jié)論：并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等。U=U1=U2=U3=……=Un 讓學(xué)生比較電流與電壓，列表小結(jié)： 動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù) 進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，記錄數(shù)據(jù) 大膽猜想 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 討論、回答 大膽猜想 進(jìn)行實(shí)驗(yàn) 對(duì)比、識(shí)記 測(cè)電池兩端電壓時(shí)注意量程的選擇 加強(qiáng)前后知識(shí)總結(jié)。 鞏固練習(xí)： 完成《同步學(xué)習(xí)與探究》P82開(kāi)放性作業(yè)。 完成練習(xí)，校正答案 作業(yè)：課后練習(xí) 板書(shū)設(shè)計(jì)： 第五節(jié) 測(cè)量電壓 一、電壓 ⒈電源→電壓→電流 ⒉單位：V、KV、mV ⒊常見(jiàn)電壓值 二、電壓表 ⒈量程 ⒉符號(hào) ⒊使用規(guī)則 三、電壓表測(cè)電壓 ⒈串聯(lián)電路電壓特點(diǎn)：U=U1+U2+……+Un ⒉并聯(lián)電路電壓特點(diǎn)：U=U1=U2=U3=……=Un 教學(xué)反思： 教學(xué)參考： ⒈伏打（1745—1827），意大利物理學(xué)家，對(duì)電流的早期研究作出了重要貢獻(xiàn)。伏打從1765年開(kāi)始從事靜電實(shí)驗(yàn)研究。1775年他發(fā)明了起電盤(pán)（靜電起電機(jī)），1787年他發(fā)明了靈敏的麥秸靜電計(jì)。他的最大功績(jī)是發(fā)現(xiàn)了兩咱不同金屬接觸時(shí)產(chǎn)生電勢(shì)差的現(xiàn)象，發(fā)明了伏打電池。 1780年，博洛尼亞大學(xué)的解剖學(xué)和生理學(xué)教授伽伐尼在解剖青蛙時(shí)偶然地發(fā)現(xiàn)蛙腿的痙攣，伽伐尼將這一現(xiàn)象歸因于“動(dòng)物電”。伏打注意到伽伐尼的發(fā)現(xiàn)，做了許多動(dòng)物電實(shí)驗(yàn)。1793年他全然否定了動(dòng)物電的存在，提出了聞名的電的接觸學(xué)說(shuō)。他以不同金屬聯(lián)成的環(huán)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(lián)成的彎桿，一端入到眼睛里，當(dāng)另一端與嘴接觸的瞬間有光亮感等。伏打由此猜想，這些實(shí)驗(yàn)中最根本的是不同金屬的接觸。并且通過(guò)進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)斷言，伽伐尼電池產(chǎn)生于兩種不同金屬的接觸。 伏打?qū)?dǎo)體分為第一類(lèi)導(dǎo)體（金屬）和第二類(lèi)導(dǎo)體（潮濕導(dǎo)體）。他證實(shí)，只能通過(guò)不同類(lèi)導(dǎo)體的接觸才可能產(chǎn)生“電動(dòng)勢(shì)”（指伏打用語(yǔ)）。他又發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生電循環(huán)的本質(zhì)條件是必須由兩種不同的第一類(lèi)導(dǎo)體和第二類(lèi)導(dǎo)體組成回路。1799年，他發(fā)明了一種直接倍增伽伐尼電的兩類(lèi)導(dǎo)體的組合接觸法，這就是一片片潮濕的紙板隔開(kāi)的一對(duì)對(duì)鋅板和銅板組成的伏打電堆。他還發(fā)明了第一個(gè)伏打電池組。伏打電堆和伏打電池在此后的一段時(shí)間中成為產(chǎn)生電流的唯一手段，它們發(fā)明和運(yùn)用開(kāi)拓了電學(xué)的研究領(lǐng)域。 后人為了記念伏打在電學(xué)上的貢獻(xiàn)，將電動(dòng)勢(shì)和電勢(shì)差的單位以他的姓氏命名為伏特。 ⒉有關(guān)電壓的一些數(shù)據(jù) 名 稱(chēng) 電 壓/V 日光燈 220 電風(fēng)扇 220 無(wú)軌電車(chē) 550~600 列車(chē)上的電燈（直流） 110 煉鋼電爐 120~150 汽車(chē)發(fā)電機(jī) 12 直流電力機(jī)車(chē) 3300 電視機(jī)中高壓 （1~3）104 第五節(jié) 測(cè)量電壓學(xué)案 學(xué)習(xí)目標(biāo)： ⒈知道電源的作用，電壓的單位及其換算。了解一些電壓及我國(guó)家庭電路電壓。 ⒉知道電壓表的用途、符號(hào)，會(huì)正確將電壓表連入電路中，并能正確的選擇量程的讀數(shù)。 ⒊通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，總結(jié)出串聯(lián)電路和并聯(lián)電路電壓的關(guān)系。 ⒋經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，在探究過(guò)程中，能培養(yǎng)自己的觀察、分析、歸納和語(yǔ)言表達(dá)能力。 學(xué)法指導(dǎo)： 本節(jié)課與上一節(jié)課在課構(gòu)安排上是一致的。在學(xué)習(xí)中要加深對(duì)“類(lèi)比”物理方法的理解，同時(shí)要注重學(xué)科內(nèi)綜合，電流表與電壓表的對(duì)比，串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中電流關(guān)系與電壓關(guān)系的對(duì)比。 知識(shí)網(wǎng)絡(luò)： 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(diǎn)和不同點(diǎn)？ 電壓表與電流表的使用有兩點(diǎn)相同：都必須使用電流從“+”接線柱流入，從“—”接線柱流出；被測(cè)量的電壓或電流都不能超過(guò)量程。 電壓表與電流表的使用有兩點(diǎn)不同：一是電壓表是被測(cè)用電器并聯(lián)，而電流表是與被測(cè)用電器串聯(lián)；二是電壓表可以直接接到電源的兩極上，而電流表不能直接接到電源的兩極上。 ⑵電表未接入電路時(shí)，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(shí)指針不指零，都要先用螺釘旋具調(diào)節(jié)表上的調(diào)零螺釘，使指針指到零。如果還不能調(diào)到零，可在讀數(shù)時(shí)用電流表的示數(shù)減去原來(lái)指針?biāo)傅氖緮?shù)。 自我檢測(cè)： ⒈如圖099所示的電路中，開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電壓表所測(cè)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、電源電壓 ⒉如圖100所示電路中，甲、乙是兩只電表，閉合開(kāi)關(guān)S后，兩燈泡都能發(fā)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(shù)為4.5，則V2的示數(shù)為 V，V3的示數(shù)為 V。 圖101 交流園地： 課外空間 ⒈燃料電池 據(jù)專(zhuān)家介紹，燃料電池是舉世公認(rèn)的高效、便捷及有益于環(huán)境的綠色能源裝置，它利用物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放的能量直接將其變換為電能，工作時(shí)需要連續(xù)不斷地向其供給活物質(zhì)——燃料與氧化劑。因?yàn)?，是將燃料通過(guò)化學(xué)反應(yīng)釋放出能量變?yōu)殡娔茌敵?，所以被稱(chēng)為“燃料電池”。燃料電池是利用水電解逆反應(yīng)的“發(fā)電機(jī)”，由正極、負(fù)極和夾在中間的電解質(zhì)構(gòu)成，其中負(fù)極供給燃料，正極提供氧化劑。中間是電解質(zhì)，如果電解質(zhì)是固體，就被稱(chēng)為固體氧化物燃料電池，即SOFC。 普通的干電池的化學(xué)反應(yīng)物是事先存在電池內(nèi)部的，電池向外供電時(shí)，反應(yīng)物質(zhì)被消耗卻得不到補(bǔ)充，反應(yīng)特質(zhì)一但消耗空，電池就不能再繼續(xù)供電；對(duì)于蓄電池而言，則必須充入反向電流使其反應(yīng)物質(zhì)得到恢復(fù)，才能繼續(xù)工作。燃料電池則不同，因?yàn)檠趸瘎┦菑耐獠枯斎氲?，只要它們得到了不斷供給物，燃料電池就可以源源不斷地向外供電。 高溫固體氧化物燃料電池直接把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，不經(jīng)過(guò)中間環(huán)節(jié)，減少能量的損失，發(fā)電效率達(dá)45%以上，總發(fā)電率可達(dá)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(zhì)電導(dǎo)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(guó)已經(jīng)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(zhì)的燃料電池。電池部件薄膜化以后，降低了電池的內(nèi)阻，提高了有用功率的輸出，從而不需要高溫的條件實(shí)現(xiàn)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(yōu)點(diǎn)，同時(shí)降低了成本。 ⒉有一個(gè)蓄電池的正、負(fù)極標(biāo)志已模糊不清，但仍能正常向外供電，一同學(xué)用電壓表來(lái)判斷它的正負(fù)極。方法是：將電壓表與蓄電池 ，觀察電壓表指針偏轉(zhuǎn)方向，若指針?lè)捶较蚱D(zhuǎn)，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(zhuǎn)，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(lián)后接在220V電路里，做節(jié)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?yàn)椴薀羯先局伭希率篃o(wú)法辨別哪一只小燈泡內(nèi)部斷路。⑴現(xiàn)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(dǎo)線，如何查找故障？ 自測(cè)題答案： 第五節(jié) 測(cè)量電壓 ⒈B ⒉A ⒊ 4.5 4.5