逍遥学能 2013-05-26 14:31
第五节 测量电压
建议
⒈时安排：1时
⒉重点、难点：
实验探究得出串、并联电路中电压的关系，学会电压表的使用及其读数。让学生经历从物理实验中分析、归纳出物理规律的过程，从中体验科学探究的研究方法。
⒊教材分析：
本节包括三个部分：电压、电压表和用电压表测电压。
“电压”部分是通过水压形成水流类比导出电压形成电流，电提供电压展开的。同时介绍了常见的几种电压值。
“电压表”部分是通过引导学生仔细观察电压表和阅读电压表的使用说明，让学生总结出电压表的连接方法和电压表的读数方法。
“用电压表测电压”是一项实验探究，在技能方面要学会用电压表测电压，在知识方面要总结出串、并联电路的电压关系。这项探究虽然难度稍大，但教材编排上作了适当处理，按照从易到难的三个层次设置台阶：先测一节干电池两端电压，串联电流组两端电压，以获得初步的测量技能，然后再连接电路进行测量。
⒋标要求：
知道电的作用、电压的单位及其换算。了解一些常见电压及我国家庭电路电压。知道电压表的用途、符号，会正确将电压表接入电路中，并能正确选择量程和读数。
通过实验探究，总结出串联电路和并联电路中的电压关系，在探究过程中，能选择实验探需要的器材，经历以物理实验中探索科学规律的过程，培养学生的观察、分析、归纳能力和语言表达信息的能力。
⒌措施与建议：
关于“电压”部分的：讲授电压作用时，可以用投影仪或多媒体展示“水流形成的原因——水压”，类比引出电流形成的原因——电压，而电路中的电正是提供电压的装置。对于电压，重在让学生了解怎样“用”电压，而不是着重去解释电压是什么。由水压有大小导出电压也应有大小（高低）时，为帮助学生的理解，可进行如下实验：用不同的电，如干电池或铅蓄电池，给同一个小灯泡通电，观察小灯泡的亮度不同，说明不同电产生的电压不同。
关于“电压表”部分的教学：该部分内容主要包括电压表的连接和电压表的读数两个方面。而这两个方面的知识均需要通过仔细观察和阅读获得，为此，教师必须结合实物或挂图进行教学，注意培养学生的观察能力和良好的阅读习惯。
最后，组织学生将电压表的使用跟电流表的使用进行对比，作出小结。它们的共同之点：①都要选择量程；②都要在弄清分度值后再读；③都要使电流从“+”接线柱流进，从负接线柱流出。它们的不同点：①电流表是串联在被测电路中，电压表要与被测电路并联；②电流表的两个接线柱不允许直接连到电的两极上，而电压表可作这样的连接（只要电电压不超过电压表的量程）。
关于“用电压表测电压”部分教学：由于这部分内容是探究性实验，要求学生自己动手，用电压表测串联电路和并联电路中的电压，并注意引导学生理解，测电压是霜指明是测哪段电路两端电压。常说的“电路上的电压，指的是这段电路两端的电压”。其教法可类比上了节用电流表测串联和并联电路的电流。便要注意强调让学生领会；：电压表的使用规则；连接电路时开关要断开；每次经检查无误后再闭合开关。每次读数后都应及时断开开关。同时要注意引导学生分析归纳实验结论，对实验误差要正确对待，寻找原因。
时教案
教学目标：
⒈知道电的作用、电压的单位及其换算。了解一些常见电压及我国家庭电路电压。
⒉知道电压表的用途、符号，会正确将电压表接入电路中，并能正确选择量程和读数。
⒊通过实验探究，总结出串联电路和并联电路中的电压关系，在探究过程中，能选择实验探究需要的器材，经历从物理实验中探索出科学规律的过程，培养学生的观察、分析、归纳能力和语言表达的能力。
重点、难点：
重点是实验探究得出串、并联电路中的电压关系，学会电压表的使用及其读数。难点是电压表的使用。
教学准备：
演示用器材：教学电压表一只，电一个，开关一个，实验室用电压表一只，小灯泡两只，1号电池三节，5号、7号电池各一节，纽扣电池一个，导线若干，学生用电流表。
学生用器材：1号干电池三节，小灯泡两只，5号、7号电池各一节，实验室用电压表一只、开关一个，导线若干，纽扣电池一个，学生用电流表。
教学设计：
教师活动学生活动说明
一、电压
演示：教师把一节干电池、小灯泡、开关在示教板上串成最简单的电路。闭合开关，小灯泡发光，然后取下电路中的干电池，闭合开关，灯泡不发光。
①提出问题：为什么电路此时不能形成电流？电的作用是什么？
②上节引入电流时用水流进行类比，这节我们还用类比的方法研究电流的形成。
演示：向U形管左管内加水，使左管水面高出右管（图096）。打开止水钳，水从左管向右管流动。
③提问：为什么在连通器里的水面相平时，水不发生流动，而在左管水面高时，水从左管流向右管呢？U形管中的水能不能持续流动？
④组织学生讨论，发表各自的见解，教师归纳。
水压（又叫水位差）是使水定向移动形成水流的原因。
⑤教师利用电脑设计程序（如图097）表示水流动的动态过程。
如果用一台抽水机不断地把水从B处抽到A处，使A处的水总比B处水位高，由于水管两端总保持一定的水压，于是水管内有持续的水流。
抽水机 提供 → 水压 形成 → 水流。
⑥指导学生看图098所示的电路（示教板上接好的简单电路）的情况。
教师讲解：电正极聚集大量的正电荷，在电正负极之间就产生了电压。这个电压使电路中电荷发生定向移动形成了电流，而电流是提供电压的装置。
电 提供 → 电压 形成 → 电流。
板书：
1、电压
⑦指导学生阅读“信息窗”，了解几种常见的电压值。
观察
思考
仔细观察
思考回答
讨论回答
观察领会
认真听讲
阅读、识记
用水流类比电压，一定结合实验和图形展示，增强直观性类比的过程中一定要注意逻辑性。
二、电压表
①教师展示电压表，说明是用测量电压大小的仪表，在电路中的图形符号是○V。与电流表盘对比不同点。
②指导学生阅读本“电压表使用说明”和观察电压表，总结电压表的连接方法和读数方法。
③让学生看本图13—45，然后完成相应练习题。
读数方法：①明确所使用电压表的量程；②认清所使用量程的分度值；③由指针所指的位置，读出电压表的示数。
阅读、归纳
练习电压表读数
三、用电压表测电压
①提出问题：如何用电压表测电池两端电压？
②让学生根据教材图13—47测一节1号干电池电压、1节5号电池电压、1节7号电池和一个电子表上用的纽扣电池的电压，填在下表中：
电池1号5号7号钮扣电池
电压/V
③让学生再分别测两节干电池串联，3节干电池串联后的总电压，填入下表：
电池1节干电池两节串联三节串联
电压/V
④组织学生进行讨论，归纳结论。
结论：串联电池组的电压等于各节干电池电压之和。
测串联电路的电压：
①提出问题：串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系是什么？
②组织学生猜想，并归纳猜想。
③让学生根据教材图13—48实物国家连接图进行实验，用电压表分别没出UAB、UCD、UAD，填入下表中：
UAB/VUCD/VUAD/V
④组织学生讨论，归纳实验结论。
结论：串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2+……+Un
测并联电路的电压：
①提出问题：并联电路中各支路两端电压之间是什么关系？
②组织学生猜想，并归纳猜想。
③让学生根据教材图13—49进行实验，并把实验数据填入下表中：
UAB/VUCD/VUAD/V
④分析测量数据，得出结论。
结论：并联电路中各支路两端电压相等。U=U1=U2=U3=……=Un
让学生比较电流与电压，列表小结：
动手实验，记录数据
进行实验，记录数据
大胆猜想
进行实验
讨论、回答
大胆猜想
进行实验
对比、识记
测电池两端电压时注意量程的选择
加强前后知识总结。
巩固练习：
完成《同步学习与探究》P82开放性作业。完成练习，校正答案
作业：后练习
板书设计： 第五节 测量电压
一、电压
⒈电→电压→电流
⒉单位：V、V、mV
⒊常见电压值二、电压表
⒈量程
⒉符号
⒊使用规则三、电压表测电压
⒈串联电路电压特点：U=U1+U2+……+Un
⒉并联电路电压特点：U=U1=U2=U3=……=Un
教学反思：
教学参考：
⒈伏打（1745—1827），意大利物理学家，对电流的早期研究作出了重要贡献。伏打从1765年开始从事静电实验研究。1775年他发明了起电盘（静电起电机），1787年他发明了灵敏的麦秸静电计。他的最大功绩是发现了两咱不同金属接触时产生电势差的现象，发明了伏打电池。
1780年，博洛尼亚大学的解剖学和生理学教授伽伐尼在解剖青蛙时偶然地发现蛙腿的痉挛，伽伐尼将这一现象归因于“动物电”。伏打注意到伽伐尼的发现，做了许多动物电实验。1793年他全然否定了动物电的存在，提出了闻名的电的接触学说。他以不同金属联成的环接触蛙腿及其背，从而成功地使活青蛙痉挛。他还观察到由两种金属联成的弯杆，一端入到眼睛里，当另一端与嘴接触的瞬间有光亮感等。伏打由此猜想，这些实验中最根本的是不同金属的接触。并且通过进一步的实验断言，伽伐尼电池产生于两种不同金属的接触。
伏打将导体分为第一类导体（金属）和第二类导体（潮湿导体）。他证实，只能通过不同类导体的接触才可能产生“电动势”（指伏打用语）。他又发现产生电循环的本质条是必须由两种不同的第一类导体和第二类导体组成回路。1799年，他发明了一种直接倍增伽伐尼电的两类导体的组合接触法，这就是一片片潮湿的纸板隔开的一对对锌板和铜板组成的伏打电堆。他还发明了第一个伏打电池组。伏打电堆和伏打电池在此后的一段时间中成为产生电流的唯一手段，它们发明和运用开拓了电学的研究领域。
后人为了记念伏打在电学上的贡献，将电动势和电势差的单位以他的姓氏命名为伏特。
⒉有关电压的一些数据
名 称电 压/V
日光灯220
电风扇220
无轨电车550~600
列车上的电灯（直流）110
炼钢电炉120~150
汽车发电机12
直流电力机车3300
电视机中高压（1~3）×104
第五节 测量电压学案
学习目标：
⒈知道电的作用，电压的单位及其换算。了解一些电压及我国家庭电路电压。
⒉知道电压表的用途、符号，会正确将电压表连入电路中，并能正确的选择量程的读数。
⒊通过实验探究，总结出串联电路和并联电路电压的关系。
⒋经历科学探究过程，在探究过程中，能培养自己的观察、分析、归纳和语言表达能力。
学法指导：
本节与上一节在构安排上是一致的。在学习中要加深对“类比”物理方法的理解，同时要注重学科内综合，电流表与电压表的对比，串联电路和并联电路中电流关系与电压关系的对比。
知识网络：
电压
释疑解难：
⑴电压表与电流表的使用主要有哪些相同点和不同点？
电压表与电流表的使用有两点相同：都必须使用电流从“+”接线柱流入，从“—”接线柱流出；被测量的电压或电流都不能超过量程。
电压表与电流表的使用有两点不同：一是电压表是被测用电器并联，而电流表是与被测用电器串联；二是电压表可以直接接到电的两极上，而电流表不能直接接到电的两极上。
⑵电表未接入电路时，指针不指零怎么办？
不管是电压表还是电流表，未接入电路时指针不指零，都要先用螺钉旋具调节表上的调零螺钉，使指针指到零。如果还不能调到零，可在读数时用电流表的示数减去原指针所指的示数。
自我检测：
⒈如图099所示的电路中，开关S闭合时，电压表所测得的电压是（ ）
A、电灯L1两端的电压 B、电灯L2两端的电压
C、电灯L1和L2两端的电压 D、电电压
⒉如图100所示电路中，甲、乙是两只电表，闭合开关S后，两灯泡都能发光，则（ ） 图099
A、甲是电流表，乙是电压表 B、甲是电压表，乙是电流表
C、甲、乙都是电流表 D、甲、乙都是电压表
⒊在如图101所示的电路中，如果电压表V1的示数为4.5，则V2的示数为 V，V3的示数为 V。
图101
交流园地：
外空间
⒈燃料电池
据专家介绍，燃料电池是举世公认的高效、便捷及有益于环境的绿色能装置，它利用物质发生化学反应时释放的能量直接将其变换为电能，工作时需要连续不断地向其供给活物质——燃料与氧化剂。因为，是将燃料通过化学反应释放出能量变为电能输出，所以被称为“燃料电池”。燃料电池是利用水电解逆反应的“发电机”，由正极、负极和夹在中间的电解质构成，其中负极供给燃料，正极提供氧化剂。中间是电解质，如果电解质是固体，就被称为固体氧化物燃料电池，即SOFC。
普通的干电池的化学反应物是事先存在电池内部的，电池向外供电时，反应物质被消耗却得不到补充，反应特质一但消耗空，电池就不能再继续供电；对于蓄电池而言，则必须充入反向电流使其反应物质得到恢复，才能继续工作。燃料电池则不同，因为氧化剂是从外部输入的，只要它们得到了不断供给物，燃料电池就可以不断地向外供电。
高温固体氧化物燃料电池直接把化学能转化为电能，不经过中间环节，减少能量的损失，发电效率达45%以上，总发电率可达到85%以上。燃料使用面广，余热利用率高。这种电池由于电解质电导率不高，必须在高温下操作，连接密封材料必须使用铂等稀贵金属，电池成本随之大大增加。
目前我国已经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池，是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部薄膜化以后，降低了电池的内阻，提高了有用功率的输出，从而不需要高温的条实现了中温化，操作温度降到700~500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点，同时降低了成本。
⒉有一个蓄电池的正、负极标志已模糊不清，但仍能正常向外供电，一同学用电压表判断它的正负极。方法是：将电压表与蓄电池 ，观察电压表指针偏转方向，若指针反方向偏转，则与电压表“+”接线柱相连的蓄电池一端为蓄电池的 极；若指针正向偏转，则与电压表“+”正接线柱相连的蓄电池一端为蓄电池的 极。
⒊有28只小灯泡串联后接在220V电路里，做节日彩灯用。使用中，由于某一灯泡的灯丝烧断而使全部小灯泡熄灭。因为彩灯上染着颜料，致使无法辨别哪一只小灯泡内部断路。⑴现在给你一只电压表，如何查找故障？⑵如果给你一只电流表，如何查找故障？⑶如果只有一根导线，如何查找故障？
自测题答案：
第五节 测量电压
⒈B ⒉A ⒊ 4.5 4.5