初中物理第1節(jié) 電壓導(dǎo)學(xué)案

這是一份初中物理第1節(jié) 電壓導(dǎo)學(xué)案，共9頁。學(xué)案主要包含了學(xué)習目標，學(xué)習重點，學(xué)習難點，自主預(yù)習，合作探究，分析論證，用類比法分析，學(xué)生實驗等內(nèi)容，歡迎下載使用。
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(guān)系，記住干電池及家庭電路的電壓值。
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。
【學(xué)習重點】電壓表的正確使用。
【學(xué)習難點】對電壓概念的理解。
【自主預(yù)習】閱讀教材，完成以下問題：
1. 電壓
（1）電壓是形成電流的原因，用符號 U 表示。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.
（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 1V=103mV.
（3）一些常見的電壓：一節(jié)干電池是1.5 V，手機電池是3.7V，人體安全電壓是不高于36 V，家庭電路電壓是220V.
2. 電壓表的使用
（1）作用：測量電壓的高低，在電路圖中的符號是 .
（2）電壓表的量程：電壓表有“-”、“3”、“15”三個接線柱， 2 個量程。小量程為0～3 V，分度值是0.1 V；大量程為0～15 V，分度值是0.5V。
（3）電壓表的使用規(guī)則：
①電壓表必須和被測的元件或用電器并聯(lián)；
②電壓表的“+”接線柱靠近電源正極， “-”接線柱靠近電源負極；
③被測電壓不得超過電壓表的量程.
【合作探究】
探究一、電壓
1. 電壓
【做一做】實驗探究電流的形成原因
（1）實驗器材：兩節(jié)干電池、一個小燈泡、一個開關(guān)和一些導(dǎo)線。
（2）實驗過程：把實驗器材連接為圖所示形式，進行探究。第一次用一節(jié)干電池做電源，第二次用二節(jié)干電池做電源，觀察小燈泡的亮度。
（3）實驗現(xiàn)象：小燈泡用一節(jié)電池時發(fā)光暗，兩節(jié)電池時發(fā)光亮。
【分析論證】沒有電池時，導(dǎo)線中雖然有大量的自由電子，但不發(fā)生“定向”移動，沒有電流，所以小燈泡不亮。當接上電池時，小燈泡發(fā)光，表明金屬導(dǎo)體中的自由電子發(fā)生了定向移動形成電流。也就是電源的兩極間存在著某種“力量”迫使整個電路中的電子產(chǎn)生了定向移動。電源兩極間的這種作用稱為“電壓”。
【歸納】
①電壓的作用：電壓是使自由電荷定向移動形成電流。物理學(xué)中常用字母U表示電壓。
②電源的作用：是給用電器兩端提供電壓。
【用類比法分析】可將電壓與水壓進行對比來理解電壓的作用
①水流的形成過程：抽水機提供水壓（水位差）→水管產(chǎn)生水流→水輪機利用水能→閥門控制水流。
②電流的形成過程：電源提供電壓（電位差）→電路形成電流→電燈利用電能→開關(guān)控制電流。
【讀一讀】課本P56“電壓單位及其常見的電壓”。
2. 電壓的單位
國際單位制：伏特，簡稱伏，符號是V ；常用單位：千伏（kV）、 毫伏（mV）；
換算關(guān)系：1kV＝103V 1V＝103mV
（3）常見的電壓/V
維持人體生物電流
約10-3
手機電池
3.7
干電池
1.5
我國的家庭電路
220
電子手表用氧化銀電池
1.5
無軌電車電源
550～600
鉛蓄電池
2
閃電時云層間
可達106

【例題1】下列常見的電壓，電壓值最大的是（ ）
A．一節(jié)干電池 B．無軌電車電源 C．手機電池 D．閃電時云層間
【答案】D。
【解析】一節(jié)干電池的電壓為1.5V，無軌電車的電源的電壓為600V，手機電池的電壓為3.7V，發(fā)生閃電時云層間的電壓可達到106V，故ABC不符合題意，D符合題意。故選D。
【例題2】在學(xué)習電學(xué)時，小明結(jié)合圖甲和乙作出了以下類比，其中不合理的是（ ）
A．電流類似于水流，方向從電池負極經(jīng)用電器到正極
B．燈泡的作用類似于水輪機，有電流流過會發(fā)光
C．電源的作用類似于水泵，使電路兩端形成電壓
D．開關(guān)類似于閥門，可以控制電路通斷
【答案】A.
【解析】A．電流類似于水流，方向從電池正極經(jīng)用電器到負極 ，故A符合題意；B．水輪機有水流過就會轉(zhuǎn)動，燈泡的作用類似于水輪機，有電流流過會發(fā)光，故B不符合題意；C．水泵使兩邊水出現(xiàn)水壓，電源的作用類似于水泵，使電路兩端形成電壓 ，故C不符合題意；D．閥門可以控制水的流動，開關(guān)類似于閥門，可以控制電路通斷，故D不符合題意。故選A。
探究二、電壓的測量
1. 認識電壓表
【觀察電壓表，進行以下歸納】
（1）作用：測量電壓的高低。
（2）電壓表的電路符號： 。
（3）電壓表的構(gòu)造：三個接線柱（兩個紅色的為正接線柱、一個黑色的為負接線柱）、表盤、指針、調(diào)零螺絲等。
2. 電壓表的量程與分度值
有三個接線柱，兩個量程：①使用“-”與“3”接線柱時，量程為0～3V，分度值為0.1V。②使用“-”與“15”接線柱時，量程為0～15V，分度值為0.5V。
電壓表的構(gòu)造 電壓表的示數(shù)
3. 電壓表的讀數(shù)
明確所選電壓表的量程；確定電壓表的分度值；由指針位置讀出示數(shù)，先大格后小格。如圖所示，電壓表的量程：0~15V；分度值：0.5V；示數(shù)為：2.5V。
4. 電壓表的使用
【閱讀】 “直流電壓表使用說明書”。
【歸納】（1）使用前進行調(diào)零。使用電壓表前應(yīng)該先觀察指針，是否指在零刻度線上，若不指在零刻度線，則調(diào)零旋鈕使指針指在零刻度線。
（2）電壓表與被測用電器并聯(lián)。
（3）電壓表的“+”接線柱靠近電源的正極，“-”接線柱靠近電源的負極。
（4）被測電壓不能超過電壓表的最大量程。
【學(xué)生實驗】 用電壓表測量電壓

（1）實驗過程：如圖，先將電壓表接在小燈泡兩端，接通電路，讀取電壓表的示數(shù)；再將電壓表接在電源兩端，接通電路，讀取電壓表的示數(shù)。
（2）實驗現(xiàn)象：電壓表兩次的讀數(shù)相等。
（3）實驗結(jié)論：在只有一個用電器的電路中，用電器兩端的電壓與電源兩端的電壓相等。
6. 電壓表與電流表的異同



電壓表
電流表
用途
測量電路兩端的電壓
測量電路中的電流
連接
方式
并聯(lián)在被測電路兩端
串聯(lián)在被測電路中
相同點
①使用前要調(diào)零，弄清分度值、量程。
②使用時都要使電流從正接線柱流入，負接線柱流出；
③都要選擇合適的量程，使指針穩(wěn)定后再讀數(shù)；
④不能估計出電流、電壓值時，可用試觸法判斷選量程。

7. 干電池的串聯(lián)
幾節(jié)干電池串聯(lián)后組成新的電源，其電源電壓為U=1.5V×n（n為電池節(jié)數(shù)）
【例題3】下列電路中電壓表測量R2兩端電壓，且電路連接正確的是（ ）
【答案】D.
【解析】A．圖中電流表并聯(lián)在電路中，把R2、電壓表短路，故A錯誤；B．圖中電壓表串聯(lián)在電路中，電流表并聯(lián)在了電路中，故B錯誤；C．圖中R1、R2兩電阻串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，故C錯誤；D．圖中R1、R2兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓，故D正確。
【例題4】在圖示電路中，用筆畫線代替導(dǎo)線把電壓表接入電路，使電壓表測小燈泡L2兩端的電壓。
【答案】見右圖。
【解析】電壓表測小燈泡L2兩端電壓時，電壓表并在L2兩端，電源電壓為兩節(jié)干電池的電壓即3V，所以電壓表量程選0~3V。電流從正接線柱流入，負接線柱流出。
【例題5】如圖，在燒杯中加入鹽水，然后將連在電壓表上的銅片和鋁片插入鹽水中，這樣就制成了一個電池．觀察電壓表指針的偏轉(zhuǎn)與接線可知，這個電池的電壓是_____V；，其中_____片是它的電池正極（選填“鋁”、“銅”）。
【答案】0.3，銅。
【解析】因為電壓表將“﹣”和“3”兩個接線柱接入電路，所以電壓表的量程為3V，且電壓表的示數(shù)為0.3V，因此這塊電池的電源為0.3V；因為與電壓表正接線柱相連的為電源的正極，所以銅片是電源正極。
【精講點撥】
1. 在理解電壓的概念時，可將電壓與水壓進行對比來理解電壓的作用。電壓的作用是使自由電荷定向移動形成電流。
2. 知道電源的作用是給用電器兩端提供電壓。
3．電壓表的使用可以和電流表對照，比較電流表和電壓表的異同。
【歸納整理】
第1節(jié) 電壓
電壓表
的使用
①電壓的作用：電壓是使自由電荷定向移動形成電流。
②電源的作用：是給用電器兩端提供電壓。
③電壓的單位
Ⅰ. 國際單位制單位：伏特，簡稱伏，符號是V
Ⅱ. 常用單位：千伏（kV）、 毫伏（mV）、微伏（μV）
Ⅲ. 換算關(guān)系：1kV=103V 1V=103mV 1mV=103μV
①電壓表與被測用電器并聯(lián)。
②電壓表的“+”接線柱靠近電源正極，
“-”接線柱靠近電源負極。
③被測電壓不能超過電壓表的最大測量值。
電壓
電壓
【課堂練習】
1. 下列關(guān)于電壓的敘述正確的是（ ）
A．手機電池的電壓是220V
B．在任何情況下，一節(jié)干電池的電壓都是1.5V
C．電壓只能使自由電子發(fā)生定向移動
D．電壓是使導(dǎo)體中的自由電荷發(fā)生定向移動形成電流的原因
【答案】D.
【解析】A．家庭電路的電壓是220V，手機電池的電壓約3.7V，故A錯誤；
B．一節(jié)新干電池的電壓為1.5V，用久之后電壓會下降。故B錯誤；
CD．電壓能使自由電荷發(fā)生定向運動，而不僅僅是自由電子發(fā)生定向移動，如：酸、堿、鹽水溶液中的正負離子。故C錯誤，D正確。
2. 恰當運用“類比法”可深刻理解物理現(xiàn)象。如圖所示，我們可以將電路中_____類比為水路中的水流，電路中_____類比為水路中的水壓，而抽水機在“水路”中的作用相當于電路中的______。

【答案】電流，電壓，電源。
【解析】水的定向移動形成水流，電荷的定向移動形成電流，通過這種相似性將無形的電流類比于有形的水流，理解就容易了。
水之所以能定向移動，是因為有水壓，電荷之所以定向移動是因為有電壓，因此將電壓類比于水壓就容易理解電壓和電流之間的關(guān)系了。
水壓是抽水機不斷抽水形成水位差即產(chǎn)生水壓，而電壓則是由電源提供，所以抽水機在水路中的作用相當于電路中的電源。
3. 同學(xué)們在實驗室中利用電壓表測量小燈泡電壓時，下面的幾種電路圖，正確的是（ ）
【答案】C。
【解析】電壓表在測量電壓時，應(yīng)并聯(lián)接入電路中；電流要從電壓表的正接線柱流入，從負接線柱流出，故C正確，ABD錯誤。所以選C.
4．如圖所示電路，①、②是電壓表或電流表。閉合開關(guān)S，下列判斷正確的是（ ）
A．若①、②是電流表，則燈L1、L2并聯(lián)
B．若①、②是電壓表，則燈L1、L2串聯(lián)
C．若①是電流表，②是電壓表，則只有燈L1發(fā)光
D．若①是電壓表，②是電流表，則只有燈L2發(fā)光
【答案】B.
【解析】A．若①、②是電流表，閉合開關(guān)后，電源被短路，故A錯誤；
B．若①、②是電壓表，電路的路徑只有一條，燈L1、L2串聯(lián)，故B正確；
C．若①是電流表，②是電壓表，電源會被短路，故C錯誤；
D．若①是電壓表，②是電流表，燈L2被短路，只有燈L1發(fā)光，故D錯誤。
5. 小明同學(xué)用燈泡L1和L2組成了串聯(lián)電路，他連接的電路如圖所示．
（1）閉合開關(guān)，觀察到的現(xiàn)象是________；出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是_______．
（2）請你在實物圖上只改動一根導(dǎo)線，使電壓表能夠測出L1兩端的電壓．（要求：在需要改動的導(dǎo)線上畫“×”，用筆將改動后的導(dǎo)線畫出，導(dǎo)線不許交叉）

【答案】（1）電壓表的指針向分度盤的左邊偏轉(zhuǎn)；（2）電壓表的正、負接線柱接反；（3）見右圖。
【解析】由圖可知，電壓表的“-”接線柱接靠近電源正極，而“3”接線柱靠近電源負極．此時閉合開關(guān)將會出現(xiàn)電壓表指針反偏的現(xiàn)象（電壓表的指針向分度盤的左邊偏轉(zhuǎn)）．電壓表指針反偏是因為其正、負極接線柱接反．要使電壓表能夠測出L1兩端的電壓，則電壓表要與L2并聯(lián)，并注意“正進負出”．所以應(yīng)將原來L2右端到電壓表“-”的導(dǎo)線打“×”，將電壓表“-”接線柱連接到L1右端．如圖。
6. 在如圖所示的a、b兩個圓圈內(nèi)填上電流表或電壓表的符號，使開關(guān)閉合后兩盞燈并聯(lián)。電壓表用字母V表示，電流表用字母A表示。
【答案】見右圖.
【解析】根據(jù)圖示可知，使閉合開關(guān)后，兩燈并聯(lián)，b與燈泡L2并聯(lián)，為電壓表；a與燈泡L2串聯(lián)，為電流表，如圖所示。
7．根據(jù)實物圖畫出電路圖。
【答案】見右圖。
【解析】實物圖中兩燈泡串聯(lián)，電流從正極出發(fā)，經(jīng)開關(guān)S、燈泡L1和L2后回到電源負極，電壓表并聯(lián)在L2兩端，測L2兩端電壓，由此畫出電路圖如圖所示。
8. 按照圖甲的電路圖，在圖乙中連接實物電路，要求選擇正確量程，導(dǎo)線不得交叉。

【答案】見右圖。
【解析】由電路圖可知，兩燈泡串聯(lián)，電壓表測量燈泡L1兩端的電壓；根據(jù)電路圖連接實物圖如右圖所示。
【課后反思】本節(jié)課學(xué)習中，你有哪些收獲，還有哪些問題？