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16.1 电压 教案
课题 16.1 电压 课型 新授课
课时 1课时 教材版本 人教版（2024）九年级全一册
教学方法 类比法、实验探究、讲练结合 教学用具 电源、小灯泡、开关、导线、电压表、多媒体课件
一、核心素养目标
物理观念
（1）理解电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置，能用“水压”类比“电压”。
（2）知道电压的符号、单位及单位换算关系，记住常见电压值。
（3）认识电压表的构造、量程和分度值，会正确读数。
（4）会按照规则使用电压表测量电路中的电压。
科学思维
（1）能运用类比法比较水流和电流、水压和电压、抽水机和电源，体会类比法在物理学习中的作用。
（2）能区分“有电压”和“有电流”的条件关系，培养逻辑推理能力。
（3）能根据量程和分度值规范读取电压表示数。
（4）能用规则判断电压表的连接是否正确。
科学探究
（1）通过观察电压表实物或结构图，提出测量前应关注的问题。
（2）通过实验测量小灯泡和电源两端电压，经历设计、连接、读数、记录的完整探究过程。
（3）能用试触法选择合适量程，形成安全测量意识。
（4）能根据实验数据归纳单用电器电路中电压关系。
科学态度与责任
（1）在电学测量中养成先观察、再连接、后读数的严谨习惯。
（2）了解伏特与电池发展史，感受科学家勇于探索的精神。
（3）认识家庭电路电压和安全电压差异，增强安全用电意识。
（4）能在实验中分工协作、相互检查接线。
二、教学重难点
教学重点：电压的作用、单位及换算；电压表的读数和正确使用。
教学难点：用类比法理解电压与电流的关系，并能依据量程和分度值正确读数。
三、教学过程
（一）情境导入（5分钟）
【设计意图】通过回顾已学知识引出新问题，激发学生学习兴趣。
【教师活动】提问：通过上一章的学习，我们知道用电器正常工作需要什么条件？
【学生活动】回答：需要电源和闭合的电路，有电流持续流过用电器。
【教师活动】追问：电源是如何使电流持续流过用电器的呢？这就是我们今天要研究的问题——电压。
图1 情境导入：电源与闭合电路
【过渡语】电源为什么能驱动电荷定向移动呢？让我们借助一个重要的方法——类比法来探究。
（二）新知探究（25分钟）
探究1：类比法认识电压（7分钟）
【知识点】电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。
【环节1：观察视频，引出类比】
【教师活动】播放“水压与电压”视频。提问：水流的形成与电流的形成有什么相似之处？请同学们小组讨论。
【学生活动】小组讨论后回答：水管中水流动形成水流，电路中电荷定向移动形成电流；两者都是某种物质的“流动”。
图2 水流形成与电流形成对比
图3 电路中电荷定向移动形成电流
【环节2：类比法对应关系】
【教师活动】展示类比图，请学生完成对应关系：抽水机对应什么？水压对应什么？水流对应什么？阀门对应什么？
【学生活动】回答：抽水机→电源，水压→电压，水流→电流，阀门→开关。
图4 类比法：水压与电压对应关系
【环节3：深入分析】
【教师活动】分析水管模型：水管中之所以可以形成水流，是因为A、B两容器中存在水位差，即水压。抽水机的作用是什么？
【学生活动】回答：抽水机用来保持A、B两容器中有水位差，得到持续水流。
【教师活动】同理，电路中之所以有电流，是因为电源两端存在电压。电源的作用是什么？
【学生活动】回答：电源是保持电路两端存在持续电压，得到持续电流的装置。
图5 分析：水管中水流形成条件
【环节4：归纳结论】
【教师活动】展示归纳图，引导学生归纳：电源的作用是什么？电压的作用是什么？
【学生活动】归纳回答：电源的作用是给用电器两端提供电压；电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流。
理解要点｜电压与电源的作用：电压是形成电流的原因，电源是提供电压的装置。可用口诀记忆：“电源提供电压，电压形成电流”。
【环节5：教材拓展】
【教师活动】展示“教材拓展”内容。提出两个关键问题：①某段电路中有电流，该电路两端就一定有电压吗？②某段电路两端有电压，电路中一定有电流吗？
【学生活动】讨论后回答：有电流一定有电压；有电压不一定有电流，还要看电路是否为通路。
【教师活动】补充强调：表述电压时必须指明“哪一部分电路两端的电压”或“哪两点间的电压”，不能说“电路中哪一点存在电压”。
易错提示｜电压与电流的关系：有电流→一定有电压；有电压→不一定有电流（还要看电路是否闭合成通路）。这是本节课学生最容易混淆的知识点。
【过渡语】我们已经知道了电压的作用。那么电压用什么符号表示？单位又是什么？让我们继续探究。
探究2：电压的符号、单位和常见电压（4分钟）
【知识点】电压的符号为U，单位为伏特（V），常用单位有千伏（kV）、毫伏（mV）。
【环节1：符号和单位】
【教师活动】请学生阅读课本对应内容并回答：电压的符号是什么？单位是什么？常用单位有哪些？单位换算关系是什么？
【学生活动】回答：电压符号U，单位伏特（V），常用单位千伏（kV）、毫伏（mV）。
【教师活动】在黑板上板书单位换算关系，强调进率均为10 ：
判断技巧｜单位换算技巧：从大单位到小单位乘以10 ，从小单位到大单位除以10 。例如：；。
【环节2：常见电压】
【教师活动】展示常见电压实例图片，请学生识记并归纳：一节新干电池多少伏？铅蓄电池呢？家庭电路呢？手机电池呢？无轨电车电源呢？闪电时云层间电压呢？维持人体生物电流的电压呢？
【学生活动】识记并回答：一节新干电池1.5 V，铅蓄电池2 V，家庭电路220 V，手机电池3.7 V，无轨电车电源550～600 V，闪电时云层间电压约10 V，维持人体生物电流的电压约10 V。
图6 常见电压实例（干电池、铅蓄电池、家庭电路等）
重点强调｜常见电压记忆要点：一节干电池1.5 V，一个蓄电池2 V，家庭电路220 V，手机电池3.7 V。这些是常考值，必须熟记。特别注意：安全电压不高于36 V，不是等于36 V。
【环节3：伏特人物介绍】
【教师活动】简要介绍伏特的生平和贡献：意大利物理学家，1800年发明伏打电堆（第一个电池组），被称为“电源之父”。人们为纪念他，把电压的单位规定为伏特。
图7 伏特人物介绍
【过渡语】知道了电压的概念和单位，那我们如何测量电压呢？这就需要用到一种重要的仪器——电压表。
探究3：认识电压表——构造、量程和读数（6分钟）
【知识点】电压表是测量电压的仪器，在电路中的符号为 。有两个量程：0～3 V和0～15 V，分度值分别为0.1 V和0.5 V。
【环节1：阅读课文，认识电压表】
【教师活动】请学生带着问题阅读课本有关电压表的部分：电压表有哪些结构？有几个接线柱？各标有什么符号？表盘上有几排刻度？电压表怎么连接？电压表在电路中的符号是什么？
【学生活动】带着问题阅读课本，找出答案。回答：电压表是测量电压的仪器，电路符号为 。
图8 电压表外观及电路符号
【环节2：电压表的构造】
【教师活动】展示电压表结构图，引导学生识别各部分名称：负接线柱、正接线柱、刻度盘、单位、指针、调零螺母。追问：电压表有几个接线柱？分别标有什么符号？这说明什么？
【学生活动】观察回答：三个接线柱——一个“-”接线柱（负接线柱），两个“+”接线柱（正接线柱），分别标有“3”和“15”，说明有两个量程。
图9 电压表的构造
【环节3：量程和分度值——】
【教师活动】引导学生明确电压表的两个量程：0～3 V和0～15 V。然后让学生计算每个量程的分度值：表盘上从0到最右端共有30个小格，0～3 V量程每个小格代表多少V？0～15 V量程呢？
【学生活动】计算回答：0～3 V量程，每小格0.1 V；0～15 V量程，每小格0.5 V。
【教师活动】以指针偏转7个小格为例演示读数：接0～3 V量程时读数为多少？接0～15 V量程时呢？
【学生活动】计算回答：
图10 电压表量程与分度值示意图
判断技巧｜读数方法三步走：一看接线柱确定量程，二看分度值（每小格代表多少V），三看指针偏转格数计算读数。千万不要忘记带单位。
【过渡语】现在我们已经认识了电压表的构造和读数方法，那么电压表应该怎样正确使用呢？
探究4：电压表的正确使用规则（5分钟）
【知识点】电压表使用规则：①使用前应调零；②与被测用电器并联；③正进负出；④被测电压不能超过量程；⑤不能事先估算电压时，先用最大量程试触。
【环节1：阅读规则】
【教师活动】展示电压表使用规则，请学生逐条阅读并用自己的话解释每条规则的含义。追问：电压表能不能直接接在电源两端？为什么？能不能与被测电路串联？为什么？
【学生活动】小组讨论后回答：电压表可以直接接在电源两端测电源电压，但被测电压不能超过量程；电压表不能与被测电路串联，否则电路中电流几乎为零（电压表内阻很大）。
重点强调｜电压表与电流表用法对比：电流表——串联用电器、不能直接接电源；电压表——并联用电器、可以直接接电源。两者完全相反，切勿混淆！
【环节2：试触法——】
【教师活动】说明试触法的操作方法：用电压表探针轻触电路中的两个待测点，观察指针状态。展示试触三种情况，请学生分析每种情况说明什么问题，应如何处理？
【学生活动】讨论后回答：①指针迅速稳定在合理范围内→连接正确，可固定测量；②指针偏转超过最大值→量程过小，应换更大量程电压表；③指针偏转非常小→量程过大，应换小量程。
图11 试触法示意图
实验注意｜试触法口诀：“先大后小”——先用大量程试触，指针偏转太小再换小量程。这是保护电压表的重要操作规范。
【过渡语】掌握了电压表的使用规则，让我们动手实验，用电压表测量电路中的电压。
探究5：用电压表测量电路中的电压（3分钟）
【知识点】在只有一个用电器的电路中，用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
【环节1：设计实验、连接电路】
【教师活动】展示实验电路图，请学生先画出电路图，然后完成实物连接。强调：电压表与小灯泡并联。分别把电压表接在小灯泡两端和电源两端，换不同节数电池重复实验。
【学生活动】分组实验：画电路图→连接实物电路→闭合开关读数→记录数据→换不同节数电池重复实验。
图12 用电压表测量电路中的电压——实验电路图
【环节2：实验记录与分析】
【教师活动】展示实验记录表，引导学生分析数据：一节干电池时，电源电压和小灯泡电压分别是多少？两节呢？你能得出什么结论？
【学生活动】分析数据回答：一节电池时电源电压约1.5 V，小灯泡电压约1.5 V；两节电池时电源电压约3.0 V，小灯泡电压约3.0 V。结论：在只有一个用电器的电路中，用电器两端的电压与电源两端的电压相等。
实验记录表
电池节数 电源两端电压U/V 小灯泡两端电压U/V 实验现象
一节干电池 约1.5 约1.5 小灯泡较暗
两节干电池 约3.0 约3.0 小灯泡较亮
【环节3：想想议议】
【教师活动】展示“想想议议”，提问：电压表已经和小灯泡并联，哪端应该接电源的正极？哪端应该接电源的负极？为什么？
【学生活动】回答：电压表的“+”接线柱应接靠近电源正极的一端，“-”接线柱应接靠近电源负极的一端。这样电流才能从“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出。
图13 想想议议：电压表接线极性判断
（三）例题精讲（7分钟）
例题1：电压作用的判断
题目：小灯泡接在有电源但开关断开的电路中，电源两端能提供电压，小灯泡中是否一定有电流？说明理由。
【思路分析】本题考查"有电流一定有电压，有电压不一定有电流"。判断是否有电流，除看有无电压，还要看电路是否闭合。
【规范解答】不一定有电流。开关断开时电路不是通路，即使电源提供电压，电荷也不能持续定向移动形成电流。
例题2：电压表量程与读数
题目：某电压表接0~3 V量程，指针偏过7个小格；若接0~15 V量程并偏过相同小格，读数分别是多少？
【思路分析】先确定量程，再确定分度值。0~3 V量程每小格0.1 V，0~15 V量程每小格0.5 V。
【规范解答】0~3 V量程分度值为0.1 V，读数为0.7 V；0~15 V量程分度值为0.5 V，读数为3.5 V。
（四）课堂练习（5分钟）
练习1
1. 下列关于电压和电流的说法，正确的是( )
A. 电路中只要接有电源，就一定能形成电流
B. 只要有导线，电路中就一定会有电流
C. 电路两端没有电压，电路中也会有电流
D. 电路中有电流，电路两端就一定有电压
答案：D
解析：电路中接有电源，若电路断开就不会形成电流，A错误；电压是形成电流的原因，只要电路两端无电压就不会形成电流，有电流说明必定有电压，B、C错误，D正确。
练习2
2. 下列是关于电压的几种估值，其中符合实际情况的是( )
A. 一节铅蓄电池的电压为3.7 V
B. 对人体安全的电压为36 V
C. 我国家庭电路的电压是220 V
D. 无轨电车电源的电压是380 V
答案：C
解析：一节铅蓄电池的电压为2 V；对人体安全的电压不高于36 V；我国家庭电路电压是220 V；无轨电车电源电压是500~600 V。
练习3
3. 在番茄上相隔一定距离分别插入铜片和锌片，即番茄电池。将铜片、锌片与电压表相连，如图所示。下列说法正确的是( )
A. 锌片是番茄电池的正极
B. 电压表直接接在番茄电池上，会损坏电压表
C. 组成电路后，电流将从锌片流出番茄电池
D. 番茄电池可将化学能转化为电能
练习3配图
答案：D
解析：番茄电池中锌片为负极，铜片为正极；番茄电池电压较低，电压表可直接接在两极；电流从正极(铜片)流出；番茄电池通过化学反应产生电能，将化学能转化为电能。
练习4
4. 有一位同学认为电压表应该这样使用：
①电压表使用时再将表的指针调零；
②电压表测量电流时，必须与被测电路串联；
③电压表测量电压时，必须与被测电路串联；
④被测电压值可以超出电压表所选测量范围的最大测量值；
⑤电压表不能用来直接测量电源电压；
⑥将电压表接入电路时，注意电流必须从"+"接线柱流入。
你认为关于电压表的以上说法中，正确的是( )
A. ①④⑤⑥ B. ③④⑤⑥ C. ③⑤⑥ D. ⑥
答案：D
解析：①电压表使用前要先将表的指针调零，故①错误；②电压表只能测量电压，不能测量电流，故②错误；③电压表测量电压时，必须与被测电路并联，故③错误；④被测电压值不能超出电压表所选测量范围的最大测量值，④错误；⑤电压表能用来直接测量电源电压，故⑤错误；⑥将电压表接入电路时，注意电流必须从"+"接线柱流入，⑥正确。故D正确。
练习5
5. 读一读：三个表的读数各是多少？
练习5配图
答案：2 V；12.5 V；1 V。
解析：先看所接量程，再确定分度值，最后按指针位置读数。三个电压表读数依次为2 V、12.5 V、1 V。
（五）课堂小结（3分钟）
【设计意图】对应知识框架图。引导学生按知识框架图回顾整节课内容。
【教师活动】展示知识框架图，引导学生按框架图逐层回顾本节课内容：电压的概念→符号和单位→常见电压→电压表的构造→读数→使用规则→实验结论。
【学生活动】口头完成知识链回顾：电源提供电压，电压形成电流；电压表并联测电压、正进负出、试触选量程；单个用电器电路中用电器两端电压等于电源两端电压。
【知识点】知识框架：电压→符号U、单位伏特V、单位换算、；电压表→量程0～3 V/0～15 V、分度值0.1 V/0.5 V、使用规则——调零、并联、正进负出、不超量程、试触。
四、板书设计
16.1 电压
一、电压的概念与作用
电压：形成电流的原因
电源：提供电压的装置
关系：有电流→一定有电压；有电压→不一定有电流
二、电压的符号和单位
符号：U 单位：伏特（V）
常见电压：干电池1.5 V、蓄电池2 V、家庭电路220 V
三、电压表
用途：测量电压 符号：
量程：0～3 V、0～15 V
分度值：0.1 V、0.5 V
四、电压表使用规则
①调零 ②并联 ③正进负出 ④不超量程 ⑤试触
五、实验结论
一个用电器电路中，用电器两端电压等于电源两端电压。
五、教学反思
（1）学生是否真正理解“有电压不一定有电流，有电流一定有电压”？课堂检测中对应题目的正确率如何？
（2）水压类比是否帮助学生建立电压概念？是否存在把电压理解成“电流”的混淆？
（3）学生是否能独立完成电压表量程和分度值判断？读数练习的正确率如何？
（4）实验环节中学生是否能做到电压表并联、正进负出、不超量程？连接错误主要集中在哪个环节？
（5）课堂练习中错误主要集中在哪类题？是否需要追加读数训练或规则判断题？
（6）下节课学习串、并联电路电压规律前，学生对电压表的使用是否已经熟练？是否需要课前复习？

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