浙教版(2024)八年级上册第5节 电压的测量第2课时教案
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八年级
授课时间
课题
4.5 电压的测量(第2课时)
教学
目标
科学观念:初步学会使用电压表测电压;了解串联电路和并联电路各部分电压的关系。
科学思维:学会发现问题并设计实验验证的思路,掌握科学问题的解决方案。
探究实践:通过对串联电路和并联电路的电压规律的探究,训练学生实验方案设计、实验操作技巧、电压表的使用等技能。
态度责任:通过实验探究养成严谨和实事求是的科学态度;关心电的技术改变生产生活的典型案例,体验科学技术对社会和人类生活的影响,注意生产生活中的安全用电。
教学
重难点
重点:探究串、并联电路的电压规律
难点:实验方案的设计及实验操作注意要点
学情
分析
本节内容选自浙教版八上第四章第5节,本节主要内容:电压、电压的测量。教材直接从学生身边情景入手,降低对电压概念理解上的难度使学生对电压有比较形象和感性的认识,同时又激发学生学习电压的兴趣。在学生初步知道电源、电压、电流的作用后,介绍了电压有高低、电压的单位,介绍了生产、生活中的用电器的电压值,是学生感觉到“电压”就在我们身边电压的连接方法和读数方法的建立过程都是通过类比电流表使用和读数,把新学的知识和已有的知识联系归纳比较使学生更容易理解。
本节内容拟用2课时完成。第1课时主要内容是电压和电压的测量;第2课时主要内容是探究串、并联电路电压规律。
教学
准备
课件、课本、活动器材等
教学过程
教师活动
学生活动
新
课
导
入
知识回顾:串联电路电流规律?并联电路电流规律?
串、并联电路电压之间有什么规律呢?
回顾串并联电路的电流规律,思考其电压规律
新 知 讲 授
一、探究串联电路的电压规律
探究串联电路的电流规律
【提出问题】
串联电路中各处的电压有什么关系?
【实验猜想】
串联电路中,各部分电路两端的电压之和可能等于总电压(电源电压),即U=U1+U2 。
【实验设计及电路图】
将两个规格不同的灯泡串联,再使用电压表分别测量两个灯的电压和两灯串联后的总电压,分析数据得出结论 ;
【实验器材】
干电池2节,小灯泡2个,开关1个,电压表1个,导线若干 ;
【实验步骤】
(1)调节电压表指针指零;
(2)按照电路图连接好电路,并检查电路连接是否正确,注意在连接电路时开关应断开;
(3)用电压表分别测出灯L1和灯L2两端的电压U1、U2及L1、L2串联后的总电压U。并记录数据;
(4)为了避免电路中电压过大而损坏电压表,测量时应先选用较大的量程,如果发现指针偏转过小,不易读数,再改用较小的量程。一般实验中,可根据电源的电压估计待测电压,从而确定电压表的量程。
本实验2节干电池电压为3V,故电压表可选用小量程。
(5)换用不同规格的灯泡,重复上述操作,并将每次实验的数据记录在下表中。
【实验数据】
实验次数
L1电压U1/V
L2电压U2/V
总电压U/V
1
1.5
1.5
3
2
1.2
1.8
3
3
1.0
2.0
3
【实验结论】
串联电路电源两端的电压等于各部分电路两端电压的总和。表达式为U=U1+U2。
【实验注意事项】
(1)连接电路时,开关应断开,防止电路中有短路的地方而损坏用电器及电源,任何电学实验均要遵守;连接电路时,要按照一定顺序连接,一般按照电流路径连接。
(2)电压表应符合使用规则,如量程的选择,正负接线柱的连接,本实验使用一个电压表分别测量不同电压,故换接时不能只改接一个接线柱,应将两个接线均改接,否则会出现正负接线柱接反的情况;
(3)实验时,每次读完电表示数,都应及时断开开关;
(4)本实验是归纳性实验,换用不同规格的灯泡的目的是避免实验结论的偶然性,找到普遍规律。
二、探究并联电路的电流规律
探究并联电路的电流规律
【提出问题】
如果两个或两个以上的用电器并联,那么各支路用电器两端的电压与电源电压的关系如何? ;
【实验猜想】
在并联电路中,各支路用电器两端的电压可能都相等,且等于电源电压。
【实验设计】
将两个规格不同的灯泡并联,再使用电压表分别测量L1、L2和电源的电压,分析数据得出结论 ;
【电路图】
【实验器材】
干电池2节,小灯泡2个,开关1个,电压表1个,导线若干 ;
【实验步骤】
(1)调节电压表指针指零,连接电路并检查电路连接是否正确,注意在连接电路时开关S应断开。
(2)用电压表分别测出图中小灯泡L1、L2两端的电压U1、U2及电源两端的电压U;
(3)换用不同规格的灯泡,重复上述步骤,并将实验数据记录在下表中。
【实验数据】
实验次数
L1电压U1/V
L2电压U2/V
电源电压U/V
1
3
3
3
2
3
3
3
3
3
3
3
【实验结论】
比较上面实验中所得的数据,你可得出的结论是
并联电路中各并联支路两端的电压都相等,且等于电源电压,表达式为U=U1=U2 。
思考与讨论
(1)右图是电压表,某次实验时的电压为2.25伏,请在右图上标出指针所指的位置和应接入电路的两个接线柱。
(2)试解释:为什么并联电路的支路两端电压与总电压相等?
并联电路中每条支路两端都与电源相连,所以各支路两端电压与总电压相等。
总结归纳
电路
串联电路
并联电路
电流规律
串联电路中各处电流均相等,
即I1=I2=I3=…=In
并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,
即I=I1+I2+I3+…+In
电压规律
串联电路电源两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2+…+Un
在并联电路里,各支路两端的电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2=…=Un
探究串联电路电压规律,设计实验并分析结论
分析实验数据,得出结论
了解实验注意事项。
探究并联电路电压规律,设计实验方案及电路图
分析实验数据,得出结论。
课
堂
练
习
典例1 如图所示,在探究串联电路的电压关系时,闭合开关后用电压表分别测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏、UBC=2伏、UBC=4伏。在表格中记录数据后,接着应该做的是( )
A.整理器材,结束实验
B.分析数据,得出结论
C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值
D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值
【答案】C
【解析】用电压表测出AB、BC、AC两端的电压分别为UAB=2伏、UBC=2伏、UBC=4伏,说明两个小灯泡是同一规格的但一组数据具有很大的偶然性,因此为了得到普遍规律,接下来的操作应是换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值,然后分析数据,这样的结论才具有科学性。故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
典例2 如图所示,当图甲电路中的开关S闭合时,两个电压表的指针位置均如图乙所示。则电阻R1和R2两端的电压分别为( )
6V
B.6V 1.2V
1.2V
4.8V
【答案】C
【解析】由电路图可知,R1与R2串联,电压表V1测电源的电压,电压表V2测R2两端的电压,因串联电路中总电压等于各分电压之和,且两个电压表指针偏转角度相同,所以,电压表的量程为0~15V,分度值为0.5V,则电源的电压U=6V;电压表V2的量程为0~3V,对应的分度值为0.1V,则电阻R2两端的电压U2=1.2V,电阻R1两端电压U1=U-U2=6V-1.2V=4.8V,故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
典例3 如图甲所示是小方“探究串联电路的电压规律”的实验电路图。
(1)闭合开关后,电压表的指针如图乙所示,其原因可能是 ;
(2)闭合开关后,小方发现两个小灯泡都不亮,于是分别把电压表接在如图甲中的AB两点、BC两点及AC两点,得到的电压值分别为UAB=0V、UBC = 3V、UAC = 3V;经过检査发现只有灯泡L1和L2中一盏灯出现故障,那么故障可能是 ;
(3)处理好故障后,小方把电压表接在A、B之间重新测量,电压表示数如图丙,一旁的小雨认为小方的操作有待改进,应该 ;
(4)排除故障后,两个小组进行实验并分别测量出实验数据如表,通过这些数据可得出的结论是 。
AB之间电压U1/V
BC之间电压U2/V
AC之间电压U3/V
1.2
1.8
3.0
1.5
1.5
3.0
0.8
2.1
3.0
【答案】(1)电压表正负极接反(2)L2断路(3)电改用0-3V的量程(4)在串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电压
【解析】(1)根据乙图可知,闭合开关后,电压表的指针向左偏转,那么原因可能是:电压表正负极接反。
(2)根据题意可知,AB电压为0V,说明A与负极,B与正极之间可能存在断路;BC电压为3V,说明B到负极正常,C到负极正常,故只能是BC之间的L2发生断路。(3)处理好故障后,小方把电压表接在A、B之间重新测量,由图丙可知电压表示数很小,说明选择的量程太大,应该改用0-3V的量程。
(4)由表中数据将AB电压和BC电压相加,再与AC电压比较可知,二者之和等于AC电压,故可得出结论为在串联电路中,各用电器两端电压之和等于电源电压。
典例4 小徐和小静探究“并联电路电压的关系”时,小徐先按图甲所示电路图连接图乙所示的实物图(电压表尚未连接)。
(1)小静一眼就看出了小徐连接的错误,并指出如果直接闭合开关将出现 (选填“断路”或“短路”)现象,小灯泡L1、L2都不会亮,还可能造成滑动变阻器被损坏。
(2)小静只更改跟L1、L2的四个接线柱A、B、C、D相连的某根导线的一端,就使电路连接正确了。她的做法可能是 (合理即可)
(3)在电路中串联滑动变阻器的作用是 ,闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应置于 端(选填“左”或“右”)该实验的结论是
。
【答案】(1)短路(2)可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B(3)移动滑动变阻器滑片,改变灯泡两端电压;左;并联电路各支路电压相同且等于电源电压
【解析】(1)由图知道,电流未通过两灯泡直接形成了回路,可知两灯泡被短路,此时两灯泡都不会亮;滑动变阻器的阻值不是最大,电路中的电流会较大,有可能损坏滑动变阻器或电源。
(2)由图知道,可将①的一端从接线柱C改接到D或将导线②的一端从接线柱A改接到B,能使电流分别通过两灯泡各自形成回路。
(3)滑动变阻器在电路中的基本作用是保护电路,还可以改变灯泡两端电压或电路中的电流;滑动变阻器的下面接了右边的接线柱,所以在闭合开关前,应将滑片移至最左端,使其阻值最大;该实验的结论是并联电路各支路电压相同且等于电源电压。
课
堂
小
结
电路
串联电路
并联电路
电流规律
串联电路中各处电流均相等,
即I1=I2=I3=…=In
并联电路干路中的电流等于各支路中的电流之和,
即I=I1+I2+I3+…+In
电压规律
串联电路电源两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2+…+Un
在并联电路里,各支路两端的电压相等,且等于电源电压,即U=U1=U2=…=Un
板
书
设
计
作
业
设
计
反
思
评
价
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