专题9　实验探究(串、并联电路中电压的特点　影响电阻大小的因素) 课件(共35张PPT) 2023-2024学年物理人教版九年级全一册

(共35张PPT)
实验探究(串、并联电路中电压的特点　影响电阻大小的因素)
专题9
第十六章　电压　电阻
一、探究串联电路中电压的特点
【实验器材】
电池、电压表、小灯泡、开关、导线若干
【实验步骤】
1.选两个规格不同的小灯泡，按电路图连接电路。
2.将电压表连接在A、B之间，闭合开关，测出A、B之间的电压并记录。
3.断开开关，将电压表连接在B、C之间，测出B、C之间电压并记录。
4.断开开关，将电压表连接在A、C之间，测出A、C之间电压并记录。
5.改变两个小灯泡的规格，重做上述实验，目的是使结论更具有普遍性和可靠性。
次序 L1两端电压UAB L2两端电压UBC 电源两端电压UAC
1
2
【实验结论】
串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和；表达式UAC＝UAB＋UBC。
【注意事项】
1.连接电路时，开关应断开。
2.电压表应并联在被测用电器两端。电压表能直接接在电池两端，测电源电压。
3.应从电源的正极(或负极)起按电路图将元件逐个连接起来。
4.连接好电路后应先用开关试触，观察电压表的指针偏转情况，确认连接无误后再闭合开关，观察示数。
5.读数时要客观、准确，视线与刻度盘垂直，读数完毕将开关断开，再整理仪器。
6.接入电路时，发现电压表的指针反偏，则原因是正、负接线柱接反了。
一题闯关1
例1　小明和小华在做“探究串联电路中电压的特点”实验，连接的实物电路图如图甲。
【设计与进行实验】
(1)在虚线框内画出与图甲对应的电路图，并在电路图中标上灯L1、L2。
答案　如图所示
(2)为了探究得出的结论具有普遍规律，L1、L2应选择规格 (“相同”或“不同”)的小灯泡。
(3)在连接电路的过程中，开关必须 ，在串联电路中，开关可以控制所有用电器，开关位置的改变 (选填“影响”或“不影响”)它对用电器的控制。
不同
断开
不影响
(4)小明连接好电路后，用开关“试触”，观察到电压表指针迅速偏转到零刻度线左侧，如图乙所示，则他连接的电路存在的问题是___________
_____________。
(5)在某次测量时，电压表的示数如图丙所示，此时灯L1两端的电压为
V。
电压表正、
1.9
负接线柱接反
(6)闭合开关后，小华发现灯L1、L2均不发光，电压表有示数且大小接近3 V，则电路中出现的故障可能是灯L1发生了 (填“短路”或“断路”)。
断路
【分析与论证】
(7)排除故障后，小明完成了实验，如表是实验测量的数据，进行小组交流讨论，有同学认为测第3组数据时电路出现故障，电路可能存在的故障是 。
灯L2短路
实验次序 灯L1两端电压U1/V 灯L2两端电压U2/V 电路两端电压U/V
1 2.0 1.0 3.0
2 1.1 1.9 3.0
3 3.0 0 3.0
(8)排除故障重新实验后，可以得出：串联电路两端的电压等于________
_______。
各部分电
压之和
【交流与反思】
(9)小明和小华还进行了深入交流。为了节省时间，他们利用原来的电路图，在测灯L2两端的电压时，电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并把接线改接到D接点上，这个方法 (选填“能”或“不能”)测出灯L2两端的电压。闭合开关，会出现电压表 (填序号)。
A.正确测出灯泡L2两端的电压
B.指针偏转超过电压表量程
C.指针反偏
不能
C
二、探究并联电路中电压的特点
【实验器材】
电池、电压表、小灯泡、开关、导线若干
【实验步骤】
1.选两个规格不同的小灯泡，按电路图连接电路。
2.闭合开关，测出L1两端的电压并记录。
3.断开开关，将电压表连接在L2两端，测出L2两端的电压并记录。
4.断开开关，将电压表连接在电源两端，测出电源两端电压并记录。
5.更换小灯泡，多次测量三处的电压，目的是使结论更具有普遍性和可靠性。
次序 L1两端电压U1 L2两端电压U2 电源两端电压U
1
2
【实验结论】
并联电路两端的电压与各支路两端的电压都相等；表达式U＝U1＝U2。
一题闯关2
例2　小明和小萌分别展开“探究并联电路中电压的特点”的实验探究。
【设计与进行实验】
(1)探究并联电路中电压的特点，需要将 表和被测电路 联进行测量，连接电路时开关应处于 状态。
电压
并
断开
(2)小明连接的电路如图甲所示，此电路闭合开关后，电压表 示数，L2
(选填“亮”或“不亮”)，小明想在电路中添加一根导线就可以排除故障继续进行实验，请你在图中画出这根导线。
有
不亮
答案　如图所示
(3)连接好电路后，小萌说小明可能组成了一个串联电路。小明拧掉了其中的一个小灯泡，发现闭合开关后另一个小灯泡 (选填“亮”或“不亮”)，说明它们是并联的。
(4)闭合开关，观察到小灯泡L1发光、L2不发光，故障可能是 。
(5)如图乙所示电路，将电压表正确接在a、b两点，闭合开关后，电压表的示数如图丙所示，则电压表示数为 V。
亮
L2断路
3
(6)依次将电压表改接到c、d两点和e、f两点，发现电压表示数与(5)中电压表示数相同。由此他得出结论：在并联电路中，各支路两端的电压相等且等于电源电压。此实验 (选填“科学”或“不科学”)，接下来应该进行的操作是_________________________
_____。
不科学
更换不同规格的灯泡，多次
测量
【分析与论证】
(7)通过多次测量，小明完成了实验，并把数据记录在表中；分析实验数据得出两个实验结论，其中正确的是 (填序号)。
①并联电路两端的电压等于各部分电路两端电压之和；
②并联电路中，各部分电路两端电压相等。
次序 Uab/V Ucd/V Uef/V
1 3 3 3
2 3 3 3
②
【交流与反思】
(8)小萌在做实验时，用电压表测量小灯泡两端的电压，发现指针向表盘左侧没有刻度的方向偏转，这是因为将电压表的 ；改接过来后，闭合开关发现指针又向表盘右侧无刻度处偏转，这是因为 ，应该 。
(9)实验结束后，小萌认为用电器两端的电压若相等，则用电器之间一定是并联的。请用所学知识帮助小分萌析她的错误之处_________________
_____________________________________。
正、负接线柱接反了
量程选小了
换用大量程
串联电路中，用电
器规格相同时，各用电器两端电压也相等
(10)做完实验后，小明联想到家中客厅的灯比卧室的灯亮，这两盏灯两端的电压关系U客厅___(选填“>”“<”或“＝”)U卧室。
(11)拓展：串联电池组两端的电压等于每节电池两端的电压 ；并联电池组两端的电压 每节电池两端的电压。
＝
之和
等于
三、探究影响导体电阻大小的因素
【实验器材】
电池、电流表、开关、导线若干、几种导体
【实验步骤】
实验电路装置如图所示。
金属丝序号 材料 长度L(m) 横截面积S(mm2)
a 锰铜 1 m 1.0
b 镍铬合金 1 m 1.0
c 镍铬合金 1 m 2.0
d 镍铬合金 0.5 m 1.0
(1)探究电阻的大小跟导体材料的关系，应选择序号为a和b的两根金属丝。
结论1：导体电阻大小与导体的材料有关。
金属丝序号 材料 长度L(m) 横截面积S(mm2)
a 锰铜 1 m 1.0
b 镍铬合金 1 m 1.0
c 镍铬合金 1 m 2.0
d 镍铬合金 0.5 m 1.0
(2)若探究电阻的大小跟导体长度的关系，应选择序号为b和d的两根金属丝。
结论2：导体电阻大小与导体的长度有关。
相同情况下，导体的长度越长，电阻越大。
金属丝序号 材料 长度L(m) 横截面积S(mm2)
a 锰铜 1 m 1.0
b 镍铬合金 1 m 1.0
c 镍铬合金 1 m 2.0
d 镍铬合金 0.5 m 1.0
(3)若探究电阻的大小跟导体横截面积的关系，应选择序号为b和c的两根金属丝。
结论3：导体电阻大小与导体的横截面积有关。
相同情况下，导体的横截面积越大，电阻越小。
金属丝序号 材料 长度L(m) 横截面积S(mm2)
a 锰铜 1 m 1.0
b 镍铬合金 1 m 1.0
c 镍铬合金 1 m 2.0
d 镍铬合金 0.5 m 1.0
(4)除以上因素外，导体的电阻还与温度有关。
【实验结论】
综上所述，导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定与导体的材料、长度、横截面积、温度。
一题闯关3
例3　小明、小红和小亮在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，作出了如下猜想：
猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关。
猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。
猜想三：导体的电阻可能与导体的材料有关。
实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如下表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
A 镍铬合金 0.25 1.0
B 镍铬合金 0.50 1.0
C 镍铬合金 0.25 2.0
D 锰铜 0.25 1.0
(1)如图甲所示电路，在M、N之间分别接上不同导体，闭合开关，通过观察相关现象来比较导体电阻的大小。小明、小红和小亮对图中的电路设计提出了自己的观点。
小明认为：电流表是多余的，观察灯泡的亮度就可以判断导体电阻的大小。
小红认为：灯泡是多余的，根据电流表示数的变化就可以判断导体电阻的大小。
小亮认为：灯泡和电流表同时使用更好，因为灯泡可以保护电路，从而防止烧坏电流表。
你赞同 (选填“小明”“小红”或“小亮”)的观点。
小亮
(2)实验中，为验证猜想，可通过观察 来判断接入电路中导体电阻的大小，这种研究方法叫做 (选填“等效替代法”或“转换法”)。
灯泡的亮暗和电流表的示数变化
转换法
(3)为了验证猜想二，可依次把M、N跟编号为 、 的电阻丝两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小(均选填“A”“B”“C”或“D”)。由该探究得出的结论可用来解释的是 (填序号)。
A.选用铜质材料做导线而不用铁质材料
B.通过电流较大的用电器要用较粗的导线
C.选用金属做导线芯，用橡胶做导线的绝缘层
A
C
B
(4)依次把M、N跟编号为A、B的电阻丝两端连接，闭合开关，电流表的示数不同，分析比较两次电流表示数的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是_______________________________________________________
_______。其得到的实验结论被实际应用到了 的工作原理中。(选填字母)
A.电压表 B.电流表 C.滑动变阻器
长度
当导体的材料和横截面积相同时，电阻的长度越大，导体的电
阻越大
C
(5)为了验证猜想三，可依次把M、N跟编号为 、 的电阻丝两端相连，闭合开关，记下电流表的示数，分析比较这两根电阻丝电阻的大小。生活中，通常选用铜芯线、铝芯线作为输电线，而不选择铁芯线，是因为导体的电阻与导体的 (选填“长度”“材料”或“横截面积”)有关。
(6)除(2)中研究方法外，该实验主要用到的物理研究方法是 。
A
D
材料
控制变量法
探究以下问题：
(7)小丽在探究同样的课题时，手边只有一根电阻丝，那么，她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想 (选填“一”“二”或“三”)的实验验证。
(8)小丽还想探究导体的电阻是否受其他因素的影响。她进行了如下操作：将图乙所示的热敏电阻连接在图甲电路中的M、N之间，先后将热敏电阻放在冷水和热水中进行实验。则小丽的实验探究的是 对导体电阻的影响。
三
温度