电压
“电压、电阻”是初中电学的重要内容，是深入学习电学基本规律的必备知识。本章是在学习“电流和电路”知识的基础上对电学知识学习的深入，是进一步落实课程标准，培养学生科学素质的必然要求。
“电压”是电学三大基本概念之一，是学习欧姆定律的前提和基础，“电压表的使用”和“变阻器的使用”又是学生探究电学基本规律，进行后续电学知识学习的保障。学好本章，将会使学生能较顺利地进行第七章欧姆定律的学习，并为初中电学学习的终极目标——电功率的学习作好准备。
在基本技能方面，本章要让学生在会用电流表的基础上，进一步学会电压表和滑动变阻器的使用。本章通过“探究串、并联电路电压的规律”和“怎样用变阻器改变灯泡的亮度”两个探究实验来强化电学基本技能的训练。
在过程和方法方面，通过阅读“直流电压表使用说明书”来培养学生的自主探究和交流能力；通过第2节和第4节的两个探究实验，让学生亲身体验科学探究的全过程；通过“探究影响电阻大小的因素”，使学生初步体验研究物理问题常用的控制变量的方法。在实验探究教学时，探究前教师要注意对探究器材作好充分的准备，收集好实验数据，对实验中可能出现的故障作好预测；实验中要调动学生参与探究的热情，对表现优秀的和有创新的小组成员及时进行表扬与鼓励，不断激发学生的学习兴趣；要注意培养学生严谨的科学探究态度和实事求是的科学精神。
本章的一些科技小资料也不容忽视。“常见的电压”能使学生认识到什么是安全电压；“电鳐”可用来激发学生学习兴趣，进行知识拓展；“防止废电池对环境的危害”可对学生进行环保教育；“半导体”和“超导体”可使学生关注当今科技发展，了解科技与社会的关系。
另外，每一节的“动手动脑学物理”中都有一些实践性、开放性和应用性很强的问题，如制作“盐水电池”和“水果电池”就是很好的培养学生科学素养的小实验，教学中要注意落实好这些小实验，使其能真正发挥其在物理学习中应有的作用。
2．课时建议
本章共分四节，建议用5课时，各课时安排如下：
一、电压
1课时
二、探究串、并联电路电压的规律
1课时
三、电阻
1课时
四、变阻器
1课时
复习与总结
1课时
一、电压
整体设计
电压的概念是电学中的重点概念之一，历来是初中物理教学的重点与难点。初中物理学习的电学知识体系中，欧姆定律是核心，电功率是电学的终极目标，而掌握电压、电阻的概念是理解欧姆定律和进一步学习电功率的前提和基础，因此处理好电压的教学显得非常重要。而电压是反映电场能的性质的物理量，因初中阶段不学电场和电势，电压的单位“伏特”又要利用电流做功来规定。“场”“能”“功”都是比较抽象的概念，与此相联系的电压及其单位的规定使得初中学生难以理解，所以根据课程标准要求，在进行教学时要结合学生的实际情况，从学生生活中熟悉的一些电压值入手，引出电压的初步概念。并通过对小灯泡发光亮度和电压关系的探究实验，让学生在动手操作中进一步了解电压的作用。
“电鳐”是生活在海洋中，可以产生电的一种动物。鼓励学生利用网络或图书室查阅有关的科普读物，了解电鳐等动物如何产生电，从而激发兴趣，开阔眼界。“常见的电压”使学生对电压的大小有一定的感性认识，体会到物理学就在自己的身边。
“怎样连接电压表”是本节的重点，也是难点。要通过组织指导学生对“直流电压表的使用说明书”的阅读，使学生不但达到会连接和使用电压表，而且学会看及使用说明书，注意对学生综合能力和实际应用物理知识的能力的培养。
“怎样在电压表上读数”的篇幅不大，但给学生留出了自主学习的空间，在学生探究的过程中，不但要完成动手能力和实验能力的培养，而且还要通过学生的交流、合作、争论及自主总结电压表读数的步骤，可以培养学生的参与意识和团队精神。
“想想做做”注重了知识的应用，体现了物理知识来源于生活、应用于生活的学科特点。要让学生动手操作，获得感性认识后总结出电池串联后的电压关系。
教学重点：
1．建立电压的初步概念；通过实验观察电压的作用。
2．学会使用电压表，学会读数。
教学难点：会使用电压表，会读数。
教学方法：
1．创设情景，进行实验探究式学习。
2．以学生自学为主，结合教师提问和点评的自主性学习。
课时安排：1课时
三维目标
一、知识与技能
1．了解要在一段电路中产生电流，它的两端就要有电压；
2．知道电压的单位及单位换算，记住干电池及家庭电路电压值；
3．知道电压表的用途与符号，知道正确使用电压表的规则，能识别和选择电压表量程，会正确读数。
二、过程与方法
1．在初步认识电源、电压、电流关系的过程中，感受推理方法；
2．通过阅读说明书，从中收集到有关电压表连接方法和在电压表上读数的方法的一些信息，然后利用这些信息进行实验探究，并用自己的语言进行概括，得到电压表的一般使用方法。
三、情感态度与价值观
通过正确使用电压表技能的训练，学会阅读说明书，增强实践能力，并养成严谨的科学态度和工作作风。[来源:Zxxk.Com]
课前准备
多媒体课件、电池组(三节)、小灯泡(两个)、开关、导线若干、电压表、演示电压表、盐水、铜丝和铝丝、电流表、电压表使用说明书(也可用教材上的)。
教学设计
[导入新课]
方案1：情境导入：
自然界的现象千奇百怪，无所不有，很多动物也有发电的本领，像电鳐，简直可以说是“水中的发电机”。
播放视频：“电鳐的捕食过程”视频(http：//www.zhyh.org/？action＝resource！show&id＝145)。
提出问题：电鳐是怎样捕食的？它有什么秘密武器？
学生思考后回答。
教师在总结学生回答的基础上引出本节要研究的问题。
总结：电鳐的身体装备有特殊的“电棍”，它身体的六分之一是由变形的肌肉组成，就像许多微型的电池，电池的总电压足以让其他水中的动物昏厥。电鳐攻击其他鱼类时就是使用它的这种能放电的秘密武器。
(教学说明：利用播放视频来创设学习的情境，很容易就能集中学生的注意力，引发学生的学习兴趣，顺利引出课题。)
方案2：实验导入
实验：(教师出示实验器材，请一位学生来演示怎样能让小灯泡发光的实验)利用干电池、一只灯泡、开关、导线连接简单电路，使灯泡发光，并画出电路图。
问题：小灯泡为什么能发光？(小灯泡中通过了电流)没有了电源电路中还有电流吗？
引入新课：为什么电路中必须有电源才会有电流？电流是怎样形成的？这些问题都和电源的作用有关。
[推进新课]
一、电压
1．探究实验，感受新知
两节电池在灯泡两端产生较高的电压
组织学生进行实验：各小组按照右图(用课件展示电路图)进行实验，看看能观察到什么现象，并通过合作找出发生这种现象的原因是什么。
结论：要想使小灯泡发光，必须把小灯泡接入电路中，小灯泡发光时一定有电流通过。当分别连入1节和2节干电池时，小灯泡的亮度不一样，连入2节干电池时小灯泡较亮。原因：电源给用电器两端提供电压，2节干电池比1节干电池产生的电压高，电压高时产生的电流大。
2．小组合作，阅读探究电压相关知识
组织学生以小组为单位，阅读教材中电压部分的材料，解决如下问题：
设问：(用课件展示)
①我知道的生活中存在电压的例子有________、________、________等。
②电源的作用是________________，电压的作用是______________。
③电压的符号是____；电压单位有______、______、______，你掌握这些单位之间的转换了么？
④你知道了生活中哪些常见的电压呢？
教师活动：
①组织学生进行解答问题、质疑。
②教师到各个小组当中，以小组成员的身份参加讨论。
③板书电压相关知识，并纠正学生回答中的错误和不足。
学生活动：
①阅读教材及资料，学习电压的相关知识并初步解答问题。
②将自己没有掌握准确的知识交给小组，进行合作、交流，互相解答问题。
③小组代表发言，为全班同学解答问题。
④小组内解决不了的疑问提出来，其他小组答疑(如果没有，则该步骤不用进行)。
总结：(用课件展示)
(1)知识学习方面：①生活中存在电压的例子有：一节干电池的电压一般是1.5 V、家庭电路中的电压是220 V等。[来源:学*科*网]
②电源的作用是提供电压，电压的作用是使电路中产生电流。
③电压的符号是U；电压单位有伏特(V)、千伏(kV)、毫伏(mV)，它们之间的转换关系为：
1 kV＝103 V 1 mV＝10－3 V
④生活中常见的电压，要记住：一节干电池两端的电压为1.5 V，对人体安全的电压不高于36 V，家庭电路的电压为220 V。
(2)学生小组合作交流方面。
3．即学即练(课件展示问题)
(1)500 mV＝______ V 200 V＝______ kV。
(2)通过人体的电流决定于外加电压和人体电阻，经验证明：不高于______伏的电压对人体是安全的。
(3)我国照明电路的电压为________伏，家用电器之间是________(选填“并联”或“串联”)的。
(4)下列说法正确的是( )
A．电路中有电源，电路中就一定有电流 B．电路中有电源，电路两端一定有电压
C．电源的正极可能有多余的负电荷 D．以上说法均不正确
答案：(1)0.5 0.2 (2)36 (3)220 并联 (4)B
二、怎样连接电压表
1．创设情境，引出电压表
展示材料：教师拿出几节不同的干电池让学生观察，干电池上的电压值已被磨掉，看不清楚。
设问：大家对电压和电池已有所了解，能否通过什么方式确定这几节干电池的电压？
因为学生前面学习过用电流表测电流的知识，所以会联想到测电压应该用电压表。
展示材料：出示几种电表，让学生分辨。
教师请一位学生从这几块电表中选出电压表，并说出选择的依据。
总结：表盘上标有“A”的是电流表，表盘上标有“V”的是电压表。
教师活动：对学生的回答作出评价，并介绍电压表的分类(并出示实物让学生观察)，如演示用电压表、学生用电压表等，同时介绍电压表的符号(电路图中电压表的符号是)。观察各小组实验器材中的学生电压表，让学生说出它由哪些部分构成。
(学生观察电压表，说出电压表的构成。)
总结：电压表的构成：接线柱、刻度盘、量程、分度值。
2．阅读电压表使用说明书，类比电流表的使用，学会正确使用电压表
教师活动：组织学生阅读电压表的说明书，然后回答下面的问题。
问题展示：(用课件展示问题)
①电压表应该怎样跟被测用电器连接？
②电压表的红接线柱(或标有“＋”号的接线柱)应该连接在什么位置？黑接线柱(或标有“－”号的接线柱)应该连接在什么位置？
③什么情况下使用标有“3”字样的接线柱？什么情况下使用标有“15”字样的接线柱？
④在预先不知道被测电压大小时，为了保护电压表，应先选择大量程还是小量程？
⑤电压表和电流表的使用有什么不同？
⑥从说明书中你还看懂了什么？请你和同学们交流一下。
(学生观察电压表并阅读电压表说明书，回答老师提出的问题。)
教师活动：学生自学过程中，教师巡回指导，注意纠正学生的偏差和错误，引导学生类比电流表的使用方法掌握电压表的使用方法。对于说明书中的其他问题，教师注意参与学生们的讨论，鼓励学生发表自己的见解。对见解新颖的同学注意让他在全班同学中发表自己的观点。
自学结束后，找四名学生分别回答提出的前四个问题，(学生进行回答的同时进行板书)学生在回答每个问题之后，由其他小组的学生进行补充订正。教师板书并及时指出学生回答的不足和错误，对回答精彩的同学及时进行表扬。最后由1～2名学生起来谈他从说明书中还看懂了什么。
总结：(用课件展示)①电压表应该和被测用电器并联；②红接线柱(“＋”接线柱)接正极，黑接线柱(“－”接线柱)接负极；③根据实际需要选择合适的量程；④不知道被测电压大小时要选择大量程。
用口诀来帮助记忆：“二要、一不、二看清”。
说明：“二要”：电压表要并联在被测电路的两端，要使电流从电压表的“＋”接线柱流入，从电压表的“－”接线柱流出。
“一不”：被测电压不能超过电压表的量程。
“二看清”：读数时一要看清电压表所用的量程；二要看清每一小格所表示的数值。
3．即学即练(课件展示问题)
一只电压表有3 V和15 V两个量程，在测电压时，先用15 V量程试触，结果表盘上显示1.6 V，则( )[来源:学科网ZXXK]
A．直接读数即可 B．应改用一只量程更大的电压表来测
C．应改用一只量程小于3 V的电压表来测 D．应改用此表的3 V量程来测
答案：D
三、怎样在电压表上读数
1．组内合作，学习电压表的读数
设问：电压的大小需要用电压表来测量，那么如何对电压表进行读数呢？请同学们类比电流表的读数方法，小组进行讨论，一人执笔，其他同学补充写出电压表读数的步骤。
(学生进行组内讨论)
教师巡回指导，帮助学生总结得出电压表读数的步骤。
学生在完成自学任务后，教师选取一组同学总结的读数步骤，投影出来，学生互评，教师最后总结点评。
总结：(用课件展示)电压表的读数步骤：①根据接线柱确定电压表的量程；②认清电压表每一个小格代表的电压是多大(分度值)；③待指针稳定后看表针向右偏转的格数，读出正确的电压。
2．动手实践，练习电压表的使用
(学生利用桌上的器材，完成“想想做做”中测量电池组的电压的探究实验，并在探究中了解电池组的电压和每节电池的电压的关系。)
电压表的作用
教师活动：教师巡回指导，及时帮助学生纠正操作中出现的问题。
(教学说明：帮助学生时要注意不要直接告诉学生方法，要点拨，用启发性的问题提示学生，使学生尽量通过自己的努力和思考来解决问题。)
在学生成功完成实验后，教师作简单点评和总结，然后用两个例题培养学生应用所学知识解决问题的能力。
总结：串联电池组电压等于各电池电压之和。
3．播放视频：如何正确使用电压表，加深学生对电压表的理解和应用。
4．典例精析(用课件展示例题和练习题)
例题 在实验中，小星同学连接完实验电路，闭合开关，此时的电压表指针位置如右图所示，则电压表的示数是 V。
解析：正确读出电压表的示数，首先要明确电压表可以测量的最大电压，也就是表针指到最右端时电压是3 V还是15 V；其次要确定电压表的一个小格代表多大的电压；最后看电压表指针向右偏了多少格，得出电压值。本题从接线情况可知选用的是0～3 V的量程，那么每一个小格应为0.1 V，所以电压表示数为2.7 V。
答案：2.7
点评：本题考查的是电压表的读数方法。解此类题必须注意两条：①电压表使用的量程；②相应量程刻度盘上每一小格表示的电压值的大小。
5．即学即练
在用电压表测某用电器两端的电压时，若选用0～3 V的量程，测得的电压值为2.2 V；若使用0～15 V量程，测得的电压值为2.0 V，那么该电阻两端电压的大小应是( )
A．2.2 V B．2.0 V C．2.1 V D．无法确定
答案：A
解析：本题考查如何选择电压表的量程。使用电压表时，应遵循两个原则：一是不能超过电压表的量程；二是如果能够用小量程测量则应该用小量程，这样会使测量结果更准确，使测量的误差最小。因此题目中应该选择小量程来测量，用小量程来测得的值应作为测量值，故该电阻两端电压大小应为2.2 V。
拓展深化：
(若时间允许，可进行以下内容的学习)
1．实验：测量灯泡两端的电压
各小组利用现有的器材按照图甲和图乙的电路图进行连接并测量出两只灯泡两端的电压各是多少伏。看哪一组做得最好。
(学生按照电路图进行连接电路并测量)
图甲 图乙
教师活动：教师巡回指导，学生测量完成后组织学生进行小组交流。
2．演示“盐水电池”
演示盐水电池，使学生认识到插入铜片和铝片的盐水变成电池。
盐水电池
[课堂总结]
用课件展示表格，学生填写内容：
物理量
表示符号
单位
测 量[来源:学科网]
学生用表
仪表
元件符号
使用规则
量程
最小刻度
电压
U
伏特(V)
电压表
二要、一不、两看清
3 V
0.1 V
15 V
0.5 V
电流
I
安培(A)
电流表
Ⓐ
二要、一不、两看清
0.6 A
0.02 A
3 A
0.1 A
[布置作业]
1．巩固复习本节内容；了解家中各种用电器的电压值，观察家里的可调亮度的台灯是怎样调节亮度的。
2．“动手动脑学物理”1、3题。
板书设计
一、电压
电压
电压表
活动与探究
课题：探究水果电池
目的：通过观察和实验，初步了解水果电池的规律；同时也巩固对电压表的使用。
材料：电压表、各种水果、导线、不同种类的金属片、刻度尺，剪刀等。
水果电池
方案1：水果电池的电压与电极之间的距离是否有关？
水果电池种类：西红柿电池
实验次数
电极
电极面积和距离
电极间距
水果电池电压
1
铜片和锌片
不变
1 cm
2
铜片和锌片
不变
2 cm
3
铜片和锌片
不变
3 cm
方案2：水果电池的电压与水果的种类是否有关？
实验次数
电极
电极面积
水果种类
水果电池的电压
1
铜片和锌片
不变
苹果
2
铜片和锌片
不变
西红柿
3
铜片和锌片
不变
柑橘
结论：1.水果电池产生的电压大小与电极间距有关，在其他因素不变的情况下，电极间距离不同，水果电池产生的电压不同。
2．水果电池的电压与水果的种类有关，在其他因素不变情况下，只改变水果的种类，水果电池的电压发生了变化。
设计反思
本节重点是电压表的使用，由于本节是下学期开学第一节课，部分学生可能遗忘了上学期的内容，教学时可引导学生复习回顾电流表的使用，通过将电压表与电流表进行比较来加深对电压表使用的学习。在进行测量前，教师可先画出电路图，然后让学生动手连接并测量。在学生进行连接测量的过程中教师必须要加强对各小组的指导，发现学生存在的问题马上纠正，读数可以在学生动手测量后进行，应多测几遍，培养学生科学严谨的态度，并使学生体会使用的电压表量程不同，读数也会不同。
参考资料
一、水中高压电——电鲶
学名：malapterurus eletricus，原产地非洲刚果河，鲶科。体长50～60 cm，圆筒形，尖头小眼，嘴部有三对须。全身粉红色，体裸露无鳞。当受到刺激时可瞬间发电。饲养水温22～28 ℃，水质喜弱酸性软水，饵料有鱼肉、小活鱼等。在水族箱中很难繁殖。一般体长2米左右，体重20千克左右，身体表面无鳞片，没有背鳞。
电鲶的发电器官很特别，它是由体内许多电板组成的，这些电板分布在身体皮肤和肌肉之间，头部为正极，尾部为负极，电流流向是从头部流向尾部。当电鲶在水中活动时，身体的任何一部分触及到敌人或其他物体，马上就产生一种强大的电流，击倒对方。
电鲶放出的电一般在150伏左右，最高电压为200多伏，它的有效范围的半径为6米左右。电鲶放电的主要目的有两种，一种是为了捕获食物，以便自己生存下去；另一种是为了防御敌人，保护自己。它的强大电流不仅能击死小的动物，甚至能击死比它大得多的水生动物，难怪人们称它为“水中高压电”。
二、水果电池的原理
水果电池就是说在水果里面插入化学活性不同的金属，这样由于水果里面有酸性电解质，可以形成一个原电池。
水果电池
水果电池的发电原理是：两种金属片的电化学活性是不一样的，其中更活泼的那边的金属片能置换出水果中的酸性物质的氢离子，由于产生了正电荷，整个系统需要保持稳定(或者说是产生了电场，电场造成下列结果)，所以在组成原电池的情况下，由电子从回路中保持系统的稳定，这样的话理论上来说电流大小直接和果酸浓度相关(如果是要表达为一个函数关系的话，那么这个函数其实是和离子强度有关的，而且还是定量关系，和离子浓度有定性的关系)，在此情况下，如果回路的长度改变，势必造成回路的改变，所以也会造成电压的改变。
三、太阳能电池简介
一种太阳能电池
有一种电池，叫“硅光电池”，就是电子计算器上的那几小片棕褐色的薄膜。它是用硅材料制成的，利用光电效应的原理来工作的，特别是可以利用取之不竭的太阳光能，转化成电能，因此，通常也称作太阳能电池。每片太阳能电池产生的电压和提供的电流都是很小的，但人们把许多片这样的电池串联又并联起来，就可以得到较高的电压和较大的电流了。在太阳光很充沛的地方，如沙漠、草原和海上，人们广泛使用太阳能电池供电。把一片片硅光电池片连接起来，足有一张报纸大。太阳能电池和一个铅蓄电池连接起来，白天产生的电能储存在蓄电池中，晚上再用它给电视机、日光灯供电。
人们试着把它安装在电动汽车上，制成一个大大的顶盖，安在汽车顶上，以便接收更多的太阳能辐射，它提供的电能可以取代汽油燃烧的热能，干净又无废气污染，所以被认为是大有前途的环保“汽车”。而它的最大用途是在人造卫星上，在浩瀚无垠的宇宙中，卫星可以尽情地伸展开它的翅膀去“享受”太阳的辐射，把硅光电池产生的电能供给卫星中的仪器。
四、盐水电池的原理
在盐溶液中，电极物质都有挣脱到溶液中的倾向，电池的两极因为吸引电子能力不同，倾向大小也不一样；其中一极的正离子更容易挣脱到盐溶液中，在该极上剩下更多的电子，使得电势出现差值，电子流动到电子少的极上便出现了电流，于是产生了电池。归根结底是由于它们的原子吸引电子的能力不同。不同的电极物质产生的电压也是不同的，每种电极都有它特有的电极电势(电极电位)，可以通过查表得到。
