第五节 测量电压
教学建议
⒈课时安排:1课时
⒉重点、难点:
实验探究得出串、并联电路中电压的关系,学会电压表的使用及其读数。让学生经历从物理实验中分析、归纳出物理规律的过程,从中体验科学探究的研究方法。
⒊教材分析:
本节包括三个部分:电压、电压表和用电压表测电压。
“电压”部分是通过水压形成水流类比导出电压形成电流,电源提供电压来展开的。同时介绍了常见的几种电压值。
“电压表”部分是通过引导学生仔细观察电压表和阅读电压表的使用说明,来让学生总结出电压表的连接方法和电压表的读数方法。
“用电压表测电压”是一项实验探究,在技能方面要学会用电压表测电压,在知识方面要总结出串、并联电路的电压关系。这项探究虽然难度稍大,但教材编排上作了适当处理,按照从易到难的三个层次设置台阶:先测一节干电池两端电压,串联电流组两端电压,以获得初步的测量技能,然后再连接电路进行测量。
⒋课标要求:
知道电源的作用、电压的单位及其换算。了解一些常见电压及我国家庭电路电压。知道电压表的用途、符号,会正确将电压表接入电路中,并能正确选择量程和读数。
通过实验探究,总结出串联电路和并联电路中的电压关系,在探究过程中,能选择实验探需要的器材,经历以物理实验中探索科学规律的过程,培养学生的观察、分析、归纳能力和语言表达信息的能力。
⒌措施与建议:
关于“电压”部分的教学:讲授电压作用时,可以用投影仪或多媒体展示“水流形成的原因——水压”,类比引出电流形成的原因——电压,而电路中的电源正是提供电压的装置。对于电压,重在让学生了解怎样“用”电压,而不是着重去解释电压是什么。由水压有大小导出电压也应有大小(高低)时,为帮助学生的理解,可进行如下实验:用不同的电源,如干电池或铅蓄电池,给同一个小灯泡通电,观察小灯泡的亮度不同,说明不同电源产生的电压不同。
关于“电压表”部分的教学:该部分内容主要包括电压表的连接和电压表的读数两个方面。而这两个方面的知识均需要通过仔细观察和阅读来获得,为此,教师必须结合实物或挂图进行教学,注意培养学生的观察能力和良好的阅读习惯。
最后,组织学生将电压表的使用跟电流表的使用进行对比,作出小结。它们的共同之点:①都要选择量程;②都要在弄清分度值后再读;③都要使电流从“+”接线柱流进,从负接线柱流出。它们的不同点:①电流表是串联在被测电路中,电压表要与被测电路并联;②电流表的两个接线柱不允许直接连到电源的两极上,而电压表可作这样的连接(只要电源电压不超过电压表的量程)。
关于“用电压表测电压”部分教学:由于这部分内容是探究性实验,要求学生自己动手,用电压表测串联电路和并联电路中的电压,并注意引导学生理解,测电压是霜指明是测哪段电路两端电压。常说的“电路上的电压,指的是这段电路两端的电压”。其教法可类比上了节用电流表测串联和并联电路的电流。便要注意强调让学生领会;:电压表的使用规则;连接电路时开关要断开;每次经检查无误后再闭合开关。每次读数后都应及时断开开关。同时要注意引导学生分析归纳实验结论,对实验误差要正确对待,寻找原因。
课时教案
教学目标:
⒈知道电源的作用、电压的单位及其换算。了解一些常见电压及我国家庭电路电压。
⒉知道电压表的用途、符号,会正确将电压表接入电路中,并能正确选择量程和读数。
⒊通过实验探究,总结出串联电路和并联电路中的电压关系,在探究过程中,能选择实验探究需要的器材,经历从物理实验中探索出科学规律的过程,培养学生的观察、分析、归纳能力和语言表达的能力。
重点、难点:
重点是实验探究得出串、并联电路中的电压关系,学会电压表的使用及其读数。难点是电压表的使用。
教学准备:
演示用器材:教学电压表一只,电源一个,开关一个,实验室用电压表一只,小灯泡两只,1号电池三节,5号、7号电池各一节,纽扣电池一个,导线若干,学生用电流表。
学生用器材:1号干电池三节,小灯泡两只,5号、7号电池各一节,实验室用电压表一只、开关一个,导线若干,纽扣电池一个,学生用电流表。
教学设计:
教师活动 学生活动 说明
一、电压演示:教师把一节干电池、小灯泡、开关在示教板上串成最简单的电路。闭合开关,小灯泡发光,然后取下电路中的干电池,闭合开关,灯泡不发光。①提出问题:为什么电路此时不能形成电流?电源的作用是什么?②上节课引入电流时用水流进行类比,这节课我们还用类比的方法来研究电流的形成。演示:向U形管左管内加水,使左管水面高出右管(图096)。打开止水钳,水从左管向右管流动。③提问:为什么在连通器里的水面相平时,水不发生流动,而在左管水面高时,水从左管流向右管呢?U形管中的水能不能持续流动?④组织学生讨论,发表各自的见解,教师归纳。水压(又叫水位差)是使水定向移动形成水流的原因。⑤教师利用电脑设计程序(如图097)表示水流动的动态过程。如果用一台抽水机不断地把水从B处抽到A处,使A处的水总比B处水位高,由于水管两端总保持一定的水压,于是水管内有持续的水流。抽水机 提供 → 水压 形成 → 水流。⑥指导学生看图098所示的电路(示教板上接好的简单电路)的情况。教师讲解:电源正极聚集大量的正电荷,在电源正负极之间就产生了电压。这个电压使电路中电荷发生定向移动形成了电流,而电流是提供电压的装置。电源 提供 → 电压 形成 → 电流。板书:1、电压⑦指导学生阅读“信息窗”,了解几种常见的电压值。 观察思考仔细观察思考回答讨论回答观察领会认真听讲阅读、识记 用水流来类比电压,一定结合实验和图形展示,增强直观性类比的过程中一定要注意逻辑性。
二、电压表①教师展示电压表,说明是用来测量电压大小的仪表,在电路中的图形符号是。与电流表盘对比不同点。②指导学生阅读课本“电压表使用说明”和观察电压表,总结电压表的连接方法和读数方法。③让学生看课本图13—45,然后完成相应练习题。读数方法:①明确所使用电压表的量程;②认清所使用量程的分度值;③由指针所指的位置,读出电压表的示数。 阅读、归纳练习电压表读数
三、用电压表测电压①提出问题:如何用电压表测电池两端电压?②让学生根据教材图13—47测一节1号干电池电压、1节5号电池电压、1节7号电池和一个电子表上用的纽扣电池的电压,填在下表中:电池1号5号7号钮扣电池电压/V③让学生再分别测两节干电池串联,3节干电池串联后的总电压,填入下表:电池1节干电池两节串联三节串联电压/V④组织学生进行讨论,归纳结论。结论:串联电池组的电压等于各节干电池电压之和。测串联电路的电压:①提出问题:串联电路两端的电压和它的各部分电路的电压之间的关系是什么?②组织学生猜想,并归纳猜想。③让学生根据教材图13—48实物国家连接图进行实验,用电压表分别没出UAB、UCD、UAD,填入下表中:UAB/VUCD/VUAD/V④组织学生讨论,归纳实验结论。结论:串联电路两端电压等于各部分电路两端电压之和。U=U1+U2+……+Un测并联电路的电压:①提出问题:并联电路中各支路两端电压之间是什么关系?②组织学生猜想,并归纳猜想。③让学生根据教材图13—49进行实验,并把实验数据填入下表中:UAB/VUCD/VUAD/V④分析测量数据,得出结论。结论:并联电路中各支路两端电压相等。U=U1=U2=U3=……=Un让学生比较电流与电压,列表小结: 动手实验,记录数据进行实验,记录数据大胆猜想进行实验讨论、回答大胆猜想进行实验对比、识记 测电池两端电压时注意量程的选择加强前后知识总结。
巩固练习: 完成《同步学习与探究》P82开放性作业。 完成练习,校正答案
作业:课后练习
板书设计: 第五节 测量电压
一、电压⒈电源→电压→电流⒉单位:V、KV、mV⒊常见电压值 二、电压表⒈量程⒉符号⒊使用规则 三、电压表测电压⒈串联电路电压特点:U=U1+U2+……+Un⒉并联电路电压特点:U=U1=U2=U3=……=Un
教学反思:
教学参考:
⒈伏打(1745—1827),意大利物理学家,对电流的早期研究作出了重要贡献。伏打从1765年开始从事静电实验研究。1775年他发明了起电盘(静电起电机),1787年他发明了灵敏的麦秸静电计。他的最大功绩是发现了两咱不同金属接触时产生电势差的现象,发明了伏打电池。
1780年,博洛尼亚大学的解剖学和生理学教授伽伐尼在解剖青蛙时偶然地发现蛙腿的痉挛,伽伐尼将这一现象归因于“动物电”。伏打注意到伽伐尼的发现,做了许多动物电实验。1793年他全然否定了动物电的存在,提出了闻名的电的接触学说。他以不同金属联成的环接触蛙腿及其背,从而成功地使活青蛙痉挛。他还观察到由两种金属联成的弯杆,一端入到眼睛里,当另一端与嘴接触的瞬间有光亮感等。伏打由此猜想,这些实验中最根本的是不同金属的接触。并且通过进一步的实验断言,伽伐尼电池产生于两种不同金属的接触。
伏打将导体分为第一类导体(金属)和第二类导体(潮湿导体)。他证实,只能通过不同类导体的接触才可能产生“电动势”(指伏打用语)。他又发现产生电循环的本质条件是必须由两种不同的第一类导体和第二类导体组成回路。1799年,他发明了一种直接倍增伽伐尼电的两类导体的组合接触法,这就是一片片潮湿的纸板隔开的一对对锌板和铜板组成的伏打电堆。他还发明了第一个伏打电池组。伏打电堆和伏打电池在此后的一段时间中成为产生电流的唯一手段,它们发明和运用开拓了电学的研究领域。
后人为了记念伏打在电学上的贡献,将电动势和电势差的单位以他的姓氏命名为伏特。
⒉有关电压的一些数据
名 称 电 压/V
日光灯 220
电风扇 220
无轨电车 550~600
列车上的电灯(直流) 110
炼钢电炉 120~150
汽车发电机 12
直流电力机车 3300
电视机中高压 (1~3)×104
第五节 测量电压学案
学习目标:
⒈知道电源的作用,电压的单位及其换算。了解一些电压及我国家庭电路电压。
⒉知道电压表的用途、符号,会正确将电压表连入电路中,并能正确的选择量程的读数。
⒊通过实验探究,总结出串联电路和并联电路电压的关系。
⒋经历科学探究过程,在探究过程中,能培养自己的观察、分析、归纳和语言表达能力。
学法指导:
本节课与上一节课在课构安排上是一致的。在学习中要加深对“类比”物理方法的理解,同时要注重学科内综合,电流表与电压表的对比,串联电路和并联电路中电流关系与电压关系的对比。
知识网络:
电压
释疑解难:
⑴电压表与电流表的使用主要有哪些相同点和不同点?
电压表与电流表的使用有两点相同:都必须使用电流从“+”接线柱流入,从“—”接线柱流出;被测量的电压或电流都不能超过量程。
电压表与电流表的使用有两点不同:一是电压表是被测用电器并联,而电流表是与被测用电器串联;二是电压表可以直接接到电源的两极上,而电流表不能直接接到电源的两极上。
⑵电表未接入电路时,指针不指零怎么办?
不管是电压表还是电流表,未接入电路时指针不指零,都要先用螺钉旋具调节表上的调零螺钉,使指针指到零。如果还不能调到零,可在读数时用电流表的示数减去原来指针所指的示数。
自我检测:
⒈如图099所示的电路中,开关S闭合时,电压表所测得的电压是( )
A、电灯L1两端的电压 B、电灯L2两端的电压
C、电灯L1和L2两端的电压 D、电源电压
⒉如图100所示电路中,甲、乙是两只电表,闭合开关S后,两灯泡都能发光,则( ) 图099
A、甲是电流表,乙是电压表 B、甲是电压表,乙是电流表
C、甲、乙都是电流表 D、甲、乙都是电压表
⒊在如图101所示的电路中,如果电压表V1的示数为4.5,则V2的示数为 V,V3的示数为 V。
图101
交流园地:
课外空间
⒈燃料电池
据专家介绍,燃料电池是举世公认的高效、便捷及有益于环境的绿色能源装置,它利用物质发生化学反应时释放的能量直接将其变换为电能,工作时需要连续不断地向其供给活物质——燃料与氧化剂。因为,是将燃料通过化学反应释放出能量变为电能输出,所以被称为“燃料电池”。燃料电池是利用水电解逆反应的“发电机”,由正极、负极和夹在中间的电解质构成,其中负极供给燃料,正极提供氧化剂。中间是电解质,如果电解质是固体,就被称为固体氧化物燃料电池,即SOFC。
普通的干电池的化学反应物是事先存在电池内部的,电池向外供电时,反应物质被消耗却得不到补充,反应特质一但消耗空,电池就不能再继续供电;对于蓄电池而言,则必须充入反向电流使其反应物质得到恢复,才能继续工作。燃料电池则不同,因为氧化剂是从外部输入的,只要它们得到了不断供给物,燃料电池就可以源源不断地向外供电。
高温固体氧化物燃料电池直接把化学能转化为电能,不经过中间环节,减少能量的损失,发电效率达45%以上,总发电率可达到85%以上。燃料使用面广,余热利用率高。这种电池由于电解质电导率不高,必须在高温下操作,连接密封材料必须使用铂等稀贵金属,电池成本随之大大增加。
目前我国已经研制成功的新型中温陶瓷膜燃料电池,是一种以陶瓷膜作为电解质的燃料电池。电池部件薄膜化以后,降低了电池的内阻,提高了有用功率的输出,从而不需要高温的条件实现了中温化,操作温度降到700~500℃。这种新型燃料电池继承了高温SOFC的优点,同时降低了成本。
⒉有一个蓄电池的正、负极标志已模糊不清,但仍能正常向外供电,一同学用电压表来判断它的正负极。方法是:将电压表与蓄电池 ,观察电压表指针偏转方向,若指针反方向偏转,则与电压表“+”接线柱相连的蓄电池一端为蓄电池的 极;若指针正向偏转,则与电压表“+”正接线柱相连的蓄电池一端为蓄电池的 极。
⒊有28只小灯泡串联后接在220V电路里,做节日彩灯用。使用中,由于某一灯泡的灯丝烧断而使全部小灯泡熄灭。因为彩灯上染着颜料,致使无法辨别哪一只小灯泡内部断路。⑴现在给你一只电压表,如何查找故障?⑵如果给你一只电流表,如何查找故障?⑶如果只有一根导线,如何查找故障?
自测题答案:
第五节 测量电压
⒈B ⒉A ⒊ 4.5 4.5第3节 连接串联电路和并联电路
教学建议
1课时安排:1课时
2 重点、难点:
本节的重点是认识串联、并联电路,会画串联、并联电路图。本节难点是根
据要求或根据电路图,画出实物图或连接实际电路,尤其是连并联电路。
3教材分析:
本节包括两部分:第一部分简介串联、并联电路及其各自的特点,会画它们的电路图;第二部分是连接串联、并联电路,探究开关在串、并联电路中的作用。
在编写第一部分时,让学生思考用电器的连接方式可能有所不同,作为讨论
两种最基本电路的出发点。通过观察课本图13—22和13—23,并画出其电路图,给出串联、并联电路的定义,进一步分析其特征。这样设计的目的就是让学生通过自己的观察、实验、分析、比较、交流与合作来得出结论。
第二部分则是让学生动手连接由两三只带灯座的小灯泡,装有两节干电池的电池盒,几个开关和若干导线来组成的不同电路,通过学生亲自动手操作,进一步认识串联电路和并联电路,同时探究开关在串联、并联电路中可以发挥不同的作用,培养学生探究的能力、交流与合作能力。
4课标要求
知道什么是串联电路和并联电路;会画简单的串、并联电路;理解串、并联电路连接特点;学会连接简单的串联电路和并联电路。
尝试根据已有知识和经验,设计简单的串、并联电路,选择实验器材根据电路图连接好电路。
在解决问题的过程中,能与同学交流与合作,有克服困难的信心和决心,能体验战胜困难、解决物理问题的喜悦,体会科学知识在实际生活中的应用。
5 措施与建议
教学中应充分利用教材的插图、思考题以及学生亲自动手探究,逐步掌握画电路图和根据电路图连接电路这些技能。连接电路时,要注意教给学生连接电路的方法,加强示范与校正,提高演示实验的可见度,让学生观察,教师边讲、边操作,起到示范作用。
教学中不宜引入混联电路,对串联电路和并联的定义不必追求严谨,只需要指出电路元 的连接特点。教师要多举例介绍判断串联或并联的方法,教师的讲述和学生的动手紧密结合起来。建议教师用投影仪展示分析,帮助学生对其连接方式的领会和理解。
探究串联、并联电路实验后,应注意让学生交流与讨论,得出开关在串联、并联电路中的作用与位置关系。同时对于学生观察到,在不同的接法中灯泡的亮度不一样,应给予鼓励,至于原因可告诉学生在以后的学习中去解释。
课时教案
教学目标
1知道什么是串联电路和并联电路;会画简单的串、并联电路图;理解串、并联电路连接特点;学会连接简单的串、并联电路。
2 会根据要求设计简单的串、并联电路;会选择实验器材根据电路图连接电路
3在解决问题的过程中,学会与同学交流与合作。
重点、难点:
重点是认识串、并联电路,会画串、并联电路;难点是根据要求或根据电路图,画出实物图或连接实际电路。
教学准备:
演示用器材:三只带灯座的小灯泡、电路板、装有两节干电池的电池盒、几个开关、若干段导线
学生用器材:三只带灯座的小灯泡、装有两节干电池的电池盒、几个开关、若干段导线
教学设计:
教 师 活 动 学 生 活 动 说 明
教师展示串、并联电路实物连接图。(教材插图)1提出问题:在实际电路中,用电器常常不止一个,用电器之间的连接方式也不尽相同,请同学们比较一下这两种连接方式各有什么特点?2组织学生讨论、归纳总结。3教师检查各组讨论结果,进行归纳。然后引出串、并联电路的初步概念。串联:把电路元件逐个顺次连接起来的电路叫串联电路并联:把电路元件并列连接起来的电路叫并联电路(板书课题,引入新课) 观察思考 回答识记 思考 充分让学生发表自己的见解
4让学生根据展示的实物连接图画出其相应电路图。教师巡视指导。5教师选三个有代表性的电路图,进行讲评,并示范正确画法,强调注意事项。6教师指导学生根据所画电路图连接实物图,教师巡视指导。7教师示范连接电路图,并强调注意事项:连接过程中开关要断开;连接时,要按照一定的顺序;注意避免电源短路。特别是对并联电路要重点讲解、示范8 提出问题:哪种电路电流只有一条路径?哪种电路电流有多条路径? 观察 作图认真听讲 辨别认真观察思考 归纳 教师要做好示范,及时矫正出现的错误
实验探究:连接串联和并联电路1 实验探究的目的:用你想到的各种连接方式把灯泡和开关接入电路,使灯泡都可以发光,让开关可以用不同的方式控制电灯泡的工作。2 组织学生分组讨论,进行实验。先让学生画电路图,然后在连接实际电路。3 教师把学生设计的可行电路图进行汇总,分成三类:第一类:1只开关同时控制两盏电灯的通断。第二类:电路中有两只开关,每只开关控制一盏灯的通断而不影响另一盏灯的通断。第三类:其他设计电路。 第一类和第二类电路图如图084所示。4组织学生讨论回答教材“交流与讨论”问题。引导学生总结串、并联电路特点。串联电路特点:电流路径只有一条,开关只需一个,开关的作用与位置无关。并联电路特点:电流路径有多条,干路开关控制整个电路,支路开关只控制本支路,用电器可以独立工作,互不影响。5教师投影教室的照明灯泡连接方式,让学生先判断连接方式,再画出其相应电路图。 思考 讨论 画图 连接思考 回答 归纳 要让每个学生都有动手的机会
出示目标,让学生小结 依据目标小结
巩固练习:完成《同步学习与探究》P73—74开放性作业 完成练习,反馈矫正
作业:课后练习
板书设计:
第三节 连接串联电路和并联电路
一 、串联电路 二 、串、并联电路的特点
并联电路
教学反思:
教学参考:
1 电路连接的基本方式是串联电路和并联电路,复杂的是混联电路。有的电路串联中并联,如图085所示;有的电路并联中有串联,如图086所示,从而构成复杂电路。只要我们掌握了简单的识别,就能分辨一些复杂的电路。
2 识别电路的常见方法:
(1) 元件连接法:分析电路中各元件的连接方式,逐个顺次连接的是串联,并列接在电路两点间的是并联。
(2) 电流法:凡是同一电流所流经的所有元件,电路无分支,则一定是串联。如果电路出现分支,电流从正极流出后有“分”、有“合”,“并排”流过各支路上的元件,再回到电源负极,则各支路上的元件是并联。
(3) 元件开路法:去掉电路中一元件出现断路是串联;去掉电路中某一元件,其他仍能正常工作则是并联。
3 本节小结
连接方式项目 串 联 电 路 并 联 电 路
定 义 把元件逐个顺次连接起来 把元件并列地连接起来
电流流动特点 电流只有一条通路 电流有多条通路
元件连接特点 逐个顺次连接 并列的连接在电路上
开关作用 控制整个电路 干路开关控制整个电路;只路开关控制本只路的通断
第3节 《连接串联电路和并联电路》学案
学习目标:
1能知道什么是串联电路和并联电路;会画简单的串、并联电路图;理解串联、并联电路连接特点;学会连接简单的串联、并联电路。
2会设计简单的串、并联电路,能选择器材根据电路图连接好电路。
3在解决问题的过程中,能与同学们交流与合作,有克服困难的信心和决心。
学法指导: 在连接实物图与画电路图时,都要按照一定的顺序进行,要多进行由实物图画电路图或由电路图连接实物图的练习。
知识网络总结:
串联电路
电路连接方式
并联电路
连接串联电路
和并联电路 串联电路
电路特点
并联电路
释疑解难:
1 怎样确定电路是串联还是并联?
对于比较复杂的电路,我们可以根据串联电路和并联电路电流的特点,去确定电路的连接方式。由课本图13—22的串联电路和图13—23的并联电路可知:串联电路中,经过一个用电器的电流全部经过另一个用电器;而在并联电路中,经过一个用电器的电流不会经过另外一个用电器。也就是说,电流经过用电器时,如果分成了几部分,分别流过用电器,这种电路是并联电路。如果不出现分流现象,则是串联。
根据电流的分合去确定电路的方式,是确定电路是串联还是并联常用的方法。同学们要注意掌握。
2 实验时应怎样连接电路?
连接电路时,可先将实验器材摆放在与电路图中元件符号相对应的位置上。若是连接串联电路,可从电源的正极开始依次连接各元件,一直接到负极;若是并联电路,可先把并联部分连接好,然后在按照连接串联电路的方法进行连接。
自我检测:
1 根据图087所示,回答下列问题。
-若只使灯L1亮, 应闭合开关--------,断开开关-------
(1) 若只使灯L2亮, 应闭合开关--------,断开开关---------
(2) 若使灯L1、L2组成串联电路, 应闭合开关--------,断开开关---------
(3) 若使灯L1、L2组成并联电路, 应闭合开关--------,断开开关---------
(4) 若将开关K1、K2、K3同时闭合,则L1、L2将--------(填“亮”或“不亮”)此时电路发生----------。
2 如图088所示,四个电路中,开关闭合后,三个电阻并联的电路是( )
3、如图089所示,在桌面上有两个小灯泡和一个开关,它们的连接电路在桌面下,无法看到,某同学是了一下,闭合开关时两灯均亮,断开开关时两灯均熄灭,这两个小灯泡究竟是串联连接,还是并联连接,请写出你的判断方法。
交流园地、课外空间:
1 木板上装着电铃、小红灯各一个和一个电池组,另有两只开关置于前、后门处。将木板装在学校的传达室里,值班人员要从铃响判断是后门来客;从铃响且红灯亮知道是前门来客。请你设计一个符合要求的电路,并画出电路图。
简答:后门来客闭合后门开关,只是铃响,说明后门开关、电铃、电源组成一条电流的通路。前门来客闭合前门开关,灯亮,铃响,说明前门开关、小灯泡、电铃、电源组成另一条电流的通路。故本电路有两条支路,并且支路电流都通过电铃。电路如图090所示
2 、在家长的指导下,观察节日彩灯
(1) 课本“图13—32”上画的是只有一串的节日彩灯,观察小彩灯之间是怎样连接的?共有多少只小彩灯?思考如果其中一只灯泡坏了,将会出现什么现象?如果取一部分彩灯下来(仍保持电路是通路),可能出现什么现象?
(2) “满天星”也是节日彩灯的一种,它是由多串小彩灯组成的,观察每一串彩灯之间的连接方式?思考为什么不亮时是一串而不是一个灯泡?
3 国外新型灯具
模拟阳光的灯:美国一家公司研制成一种与阳光一样的人工照明光源——分子弧光灯。它是靠电弧通过氯化锡分子雾化而发光,可相当均匀的让所有颜色发出的连续光谱成为可见光。这种灯的售命约5000小时,可用于井下作业,以改善矿工的生活条件。
热感应灯:日本一家公司推出一种热感应灯。在漆黑的晚上,人踏入房间,这种灯感应到人体的温度,便会自动亮起来。这种热感应灯不仅使用方便,而且可以防盗,比如夜晚窃贼摸入房中,感应灯突然发亮,就会使盗贼大吃一惊,立即逃走。
节电冷光灯:美国一公司生产了一种节电冷光灯,其表面玻璃镀有一层银膜,银膜上又镀一层二氧化钛膜。这两层膜结合在一起,可把红外线反射回去加热灯丝,而让可见光透过, 从而大大减少了热损耗。一只100瓦的这种灯的耗电量 ,只相当于40瓦普通白炽灯。
塑料荧光灯:日本一家公司研究成用塑料生产荧光灯的技术,它是在透明塑料中加入荧光化合物质制成塑料管,在管内侧涂上荧光涂料,同时在管的外侧使之等离子体发生聚合反应,形成一层特殊的薄膜,然后制成塑料荧光灯。与传统的玻璃管荧光灯相比,塑料荧光灯具有重量轻、不易碎、节电等特点。
无极灯:美国加利福尼亚一家公司发明了一种不用灯饰或电极的新型灯。该灯与传统的白炽灯或荧光灯截然不同,不用灯丝和电极,而是灯泡玻璃内表涂上荧光粉,用一个高频的感应系统来激发其内部的水银蒸气放电,产生出大量的紫外线后,再照射在荧光粉上,从而使灯泡发光。由于灯内没有易损部件,因而使用寿命长达6万小时,而且比普通白炽灯节电四分之三,适用于更换灯泡困难的地方,如高空、水下等。
磁性灯:法国一专家发明了一种使用方便、安全可靠的磁性灯。这种灯的构造简单,底座是一块金属盘。在与之配套的电源上有两个嵌在塑料包里的磁体,当磁体将灯座吸定后,电流便通过这两个磁体间灯的两极送电,从而使灯发光。使用这种灯,只要用一只手就可以毫不费力的把它安装到电源上去,而且绝无触电的危险。
微波灯:美国一家灯具公司推出了一种直径仅几厘米的小型灯泡。它没有灯丝、电极、外面也没有电路相连,它是利用微波能使灯泡的硫磺蒸汽加热而发光的,具有很高的照明度,约为普通白炽灯的150倍。
答案:1、(1)K2,K1、K3 (2)K1,K2、K3 (3)K3,K1、K2 (4)K1、K2,K3 (5)不亮,短路
2、D
3、把其中任何一个灯泡取下来,再闭合开关,若另一只灯泡还发光,则说明是并联;若另一只灯泡不发光,则说明是串联。
图084第四节 科学探究:串联和并联电路的电流
教学建议
①课时安排:2课时
②重点、难点:
本节重点是会正确使用电流表和串、并联电路中的电流关系。本节难点是关于串、并联电路的电流特点的实验探究。
③教材分析:
本节主要内容有:电流及其单位、电流表的使用、串联和并联电路中电流的关系。
教材从学生熟悉的水流的形成,而类比到电流的形成,列举生活事例说明电流强弱是不一样的,从而得出电流的定义、单位以及列举常见电器电流值的大小,让学生对电流的大小形成具体的感性认识。电流表,教材首先介绍电流表的使用说明,然后用实验探究电流表的使用方法。这样便于学生接受和记忆、理解。
探究串联、并联电路中电流的关系,是学生第一次遇到的定量的电学探究实验,学生操作的步骤较多,并且要正确对待和分析实验数据,这是培养学生实事求是的科学态度和数据分析方法的良好素材。
本节特点一是教材具有很强的基础性,二是学生对本节有一定的感性基础,三是科学探究的技能要求比较明显。
④课标要求:
通过类比理解电流的概念,知道电流的单位。
知道电流表的用途和符号,会将电流表正确接入电路,会正确选择电流表的量程和正确读数。
理解串联电路各处电流关系和并联电路的干路和支路电流间的关系。
在实验探究中,培养学生提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验,进行实验与收集数据、分析与论证、交流与合作的探究能力,学习拟定简单的科学探究计划与实验方案,有初步信息处理能力。
⑤措施与建议:
本节建议分两课时完成,第一课时完成“电流”和“电流表的使用”这两部分内容的教学,第二课时完成“探究串联和并联电路中电流关系”的教学。
关于电流如教材所述,水向一个方向流动形成水流,电荷向一个方向移动,就会形成电流。这样引入很自然,然后列举电子表中的电流和晶体管收音机中的电流大小强弱是不一样的,从而得出电流的概念,就更加合乎情理。I表示电流的符号,A是表示电流单位安培的符号,初学者易混淆,应提醒学生区别它们。
关于电流表,教材简要介绍了课本图13—34两种电流表的外形和电流表的符号,这部分内容只需利用实物可挂图作一般性介绍即可。读电流表的示数,是电学实验中学生必须具备的基本技能,除进行训练外,首先需要讲清关于读数的基本知识。
探究怎样对能把电流表正确接入电路,应对照电流表的使用说明的课本图13—36进行讨论,从而归纳出电流表正确接入电路和要领“三要、一不”即:要把电流表串联在电流中;要使用电流从正接线柱流进,负接线柱流出;要使用被测电流不超过量程;不准把电流表的两接线柱直接连到电源两极上,最后通过实例分析提高使用电流表的能力。
在归纳后,要记住电流表的使用规则,这并不难。但学生在具体操作时,却经常出现各式各样的错误,其中一个原因就是电路图和实物图之间有差异,学生对实物图的识别能力很差。
探究串联电路中电流关系时,可让学生按教材提示进行,重在让学生学习其科学探究的方法、步骤、策略,探究并联电路的电流关系时,就让学生仿照探究串联电路电流关系的探究程序,以及教材提示逐一进行。
实验编组不能太小,应该让每个学生有尽可能多的机会动手,若学生实验有困难,教师可进行一次本实验的示范操作,以减少学生实验的盲目性。
课时教案(一)
教学目标:
⒈通过类比理解电流的概念,知道电流的单位。
⒉知道电流表的用途的符号,会将电流表正确接入电路,会正确选择电流表的量程和正确读数。
⒊在实验探究中,培养学生实事求是的科学态度,认识交流与合作的重要性。
重点、难点:
本节课重点是电流的概念、单位、电流表的使用;难点是将电流表正确接入电路。
教学准备:
演示用器材:教学电流表一只、学生电流表一只、小灯泡两只、电源一个、开关一个、导线若干、电流表活动挂图。
学生用器材:学生电流表一只、小灯泡一个、电源一个、开关一个、导线若干。
教学设计:
教师活动 学生活动 说明
一、电流①复习提问:电流是如何形成的?电流的方向是怎样规定的?②引入新课:电流不但有方向,而且有大小,这节课我们就来探究电流的大小。(板书课题) ③教师提问:电流看不见、摸不着,怎样判断导体中电流的大小?④教师讲解:水管中的水,向一定方向流动,形成“水流”,与此类似,导体中的电荷向一定方向移动,就会形成电流。电流同水流一样也有大小,物理学中用每秒通过导体任一横截面的电荷的量来表示电流的强弱。板书:电流⑤指导学生阅读“信息窗”,了解常见电器的电流大小,并选择其中几个进行单位换算。 回忆,回答思考、回答认真听讲、领会阅读、思考 电流定义的引出不必太复杂,用水流类比的方法学生很容易接受。
二、怎样使用电流表①教师展示电流表实物,告知学生通常用电流表测量电流的大小,电流表在电路图中的符号是。②让学生观察学生用电流表,进行分组讨论,然后回答教材P72探究电流表的使用方法⑴—⑸条。③教师检查探究结果,然后利用电流表活动挂图再次演示电流表的读数。④提出问题:怎样才能把电流表正确接入电路呢?⑤指导学生阅读教材中的“电流表使用说明”和观察教材P73图13—36,了解电流表的使用规则。⑥组织学生以组为单位进行电流表的连接,并画出相应的电流图,教师巡视指导。⑦教师组织学生归纳总结电流表的连接然后进行示范,强调注意事项。 观察、讨论、回答观察、回答阅读、思考动手实验观察 鼓励学生多动手连接电路,提高实验操作能力。
出示目标,让学生小结 依据目标小结
巩固练习:完成同步学习与探究P77,开放性作业1—3题。 完成练习,矫对答案
作业:课后练习
板书设计:第四节 科学探究:串联和并联电路的电流(一)一、电流 二、电流表
教学反思:
课时教案(二)
教学目标:
⒈理解串联电路各处电流关系和并联电路的干路和支中电流间的关系。
⒉学会电流表测串联电路和并联电路中电流的连接。
⒊在实验探究中,培养学生提出问题、猜想与假设、制订计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、交流与合作的探究能力。
重点、难点:
重点是串联电路和并联电路电流的关系,难点是电流表在并联电路中的连接。
教学准备:
演示用器材:两只带灯座的小灯泡、装有两节干电池的电池盒、一个开关、若干条导线、教学电流表
学生用器材:两只带灯座的小灯泡、装有两节干电池的电池盒、一个开关、若干条导线、学生用电流表
教学设计:
教师活动 学生活动 说明
一、串联电路中各处的电流有什么关系?①提出问题:如图091所示,a、b、c三处的电流大小是什么关系?②组织学生猜想,并归纳猜想。③让学生按电路图进行实验,分别测出a、b、c三点的电流,然后进行比较。④将电流表分别串联在a、b、c三处,合上开关后,将电流表的示数记录在下表中电流表的位置电流表的示数I/Aa处b处c处⑤让学生根据自己测得的实验数据归纳得出结论。⑥让不同组之间互相比较,如果发现某小组实验结论与其他小组相关较大,要共同查找大原因。教师板书结论:串联电路中各处电流都相等。即I1=I2=I3=……=In 观察、思考大胆猜想、回答分组实验、记录数据思考、归纳交流、讨论 让学生经历科学探究的全过程,培养学生科学探究能力。
二、并联电路的干路和支路电流间的关系。①提出问题:请猜想一下在并联电路中,干路电流和支路电流有什么关系?②组织学生猜想,并归纳猜想结果。③制定计划与设计实验。让学生设计出实验探究电路图。例如图092所示。④进行实验与收集数据。让学生按设计的电路图进行实验,并把实验数据记录在表格中。电流表的位置电流表的示数I/Aa处(干路中)b处(支路中)c处(支路中)⑤指导学生分析实验数据,归纳结论,不同组间进行交流。⑥教师板书结论:在并联电流中,干路中的电流等于各支路电流之和。即I=I1+I2+……+In 大胆猜想思考、设计并联电路图进行实验,记录数据分析归纳结论 设计电路图教师不要包办代替,要让学生真正自己动脑、动手。
教师总结实验中出现的问题,为以后电学实验打下坚实基础。 认真听讲
巩固练习:完成《同步学习与探究》P78开放性作业4—11题 完成练习,校正答案
板书设计:第四节 科学探究:串联和并联电路的电流(二)实验探究(一) 实验探究(二)串联电路中各处电流关系 并联电路中干路和支路电流间关系⒈电路图 ⒈电路图⒉实验结论:I1=I2=I3=……=In ⒉实验结论:I=I1+I2+……+In
教学反思:
教学参考:
⒈对电流表认识和使用。可归纳为“四清”、“四会”。认识电流表做到“四清”,即清楚标记、标尺、接线柱、调零器。使用电流表做到“四会”,即会连接(必须与被测电路串联,电流从“+”接线柱流进、“—”接线柱流出,不能直接接在电源正、负极);会选量程(所测电流不能超过电流的量值,大于0.6A选0~3A量程,小于0.6A选0~0.6A量程);会试触(即使电流的一接线柱接好,用导线瞬时碰接另一接线柱,通过试触达到:①判断电路是否接通,若指针动,则电路接通,否则未接通;②判断正负接线柱是否接反,若顺时针偏传,则接正确,否则接反;③判断量程是否选对,先用大量程试触,指针偏转角度小,则量程选大,应改接小量程);会读数(先看清电流表所用量程,根据量程明确刻度盘上每大格和每小格所代表的量值,由指针所指的位置读取数值)。
⒉安培——刻苦学习、专心致志的科学家
安培(1775~1836)是法国科学家。在少年时期,安培酷爱学习,但不幸因家境困难而失学了。可是,他并没有消沉,通过自学燃起了对科学的热情。他振奋精神,刻苦学习,终于在物理学、化学和数学等方面达到了很深的造诣。
安培在科学研究上非常专心。一天,他在路上边走边思考,猛一抬头,发现前面有一块黑板,不由喜上心头。马上掏出随身携带的粉笔,把脑中思索的问题写下,计算起来。这块黑板向前移动了,安培一边跟着前移,一边继续计算着。渐渐黑板移动的更快了,这位专心的计算者也跟着跑了起来。路上的行人看到这种情形,不禁拍手大笑。当他实在跑不动而停下来时,发现这并不是什么黑板,而是马车的后背。他望着车背上的数学分工渐渐远去,懊丧地叹了一口气:“唉!可惜还没有算完。”
安培在电学方面的研究成果十分突出,被后人誉为“电学中的牛顿”。为了记念安培,物理学界用他的名字作为电流的单位名称。
⒊有关电流的一些数据
名 称 电 流/A
电子手表 (1.5~2)×10-6
普通家用白炽电灯 约(1~3)×10-1
汽车上的发电机 约20
大型发电机 (0.8~11)×103
220V100W电炉 约4.5
闪电 (2~20)×104
⒋实验室电表表盘常见的符号意义
第四节 科学探究:串联和并联电路的电流学案
学习目标:
⒈能理解电流的概念,知道电流的单位。
⒉能知道电流表的用途和符号,会将电流表正确接入电路,会正确选择电流表的量程和正确读数。
⒊能理解串联电流各处电流关系和并联电路干路和支路电流间的关系。
⒋体验科学探究的全过程,在实验探究中养成实事求是、尊重自然规律的科学态度,认识交流与使用的重要性。
学法指导:
在电流定义得出的过程中,要学会“类比”的物理方法。在实验探究中,增强设计电路图和连接实物图的能力,养成实事求是的科学态度。
⒈知识网络总结:
电流
I1=I2=I3=……=In
I=I1+I2+……+In
⒉类比法:
根据两个研究对象在某些属性或特征上的相似或相同,从而推断出这两个研究对在其他属性或特征上也可能相类似地研究方法。自然界中事物和现象尽管是千差万别的,但在一些事物可现象之间,往往具有某些相类似的事物和现象提供类似的说明。
⒈有人认为:“靠近电源正极的地方,电流强;离电源负极越近,电流越弱”,这种观点对吗?
有人认为:“由于电流是由电源的正析流向负极的,所以在靠近电源正极的地方,电流强;离电源负极越近,电流越弱”。这种看法错在把电源当作电荷之源来看的。事实是,在电流稳定流动的情况下,导体内部某处任意两个横截面,那么单位时间内,从甲横截面通过(流入)的电量,一定等于从乙横截面通过(流出)的电量,即甲、乙两横截面处的电流相等,绝不会因为甲截面更靠近电源正极而电流大些。
⒉怎样选择电流表的量程?
可以采用试触的方法。即在接好电路后,让开关迅速闭合再断开,同时观察电流表指针的偏转情况,看指针的偏转是否在最大测量值范围内。如果超过最大测量值,就改用更大量程的电流表。如果没超过最大的测量值,指针偏转角度又比较大,就选用该量程。若指针偏转角度很小,则应选择较小的量程。例如,用0.6A和3A两个量程的电流表测电流时,先用3A的量程试触,看到指针所指示数只有0.4A左右,这时就应选择0.6A的量程。因为电流表指针偏转角度很小,测出的电流值与实际的电流值相差较大。
⒊为什么电流表必须与用电器串联,不允许与用电器并联?
用电流表测电流必须使用通过被测用电器的电流全部通过电流表。因此,必须串联。如果电流表与被测用电器并联,不但测不出通过被测用电器的电流,有时还会造成电流过大,以致损坏电流表或电源。如课本图13—34中的一个错误连接,相当于把电流表直接接到了电源的两极上,就可能产生这样的后果。
⒋在连接电路的过程中,要求开头处于断开状态,这项要求对于保护电流表有何特殊意义?
在电路连接过程中,开关必须是断开的,这是一项重要的实验操作要求,由于并关是断开的,要接通电路可以采取“试触”措施(即将开关闭合后很快又断开,同时观察电流表或其他电学仪器能否正确工作,以便发现故障,及时排除),若发现电流表指针反向偏转,表明接线柱接反了;若指针正向偏转超过试触量程,则是量程不合适,这就需要选取新的量程或更大的电流表,这样发现问题及时纠正,可以保护电流表不受损坏。
自我检测:
⒈图093所示为用电流表测量同一串联电路的电流的三种接法,以下说法正确的是( )
A、甲测法的电流最大 B、乙测法的电流最大
C、丙测法的电流最大 D、三种测法的电流一样大
图093
⒉某同学在按图094所示a的电路测灯泡L的电流的实验中闭合开关S时,发现电流表指针偏转到如图b所示的位置,于是立即断了开关,问:
①测量时产生这种现象的原因是: 。
②为了完成实验,应采取的措施是: 。
图094
⒊如图095所示电路中,电流表A和A1的示数分别为I=3A,I1=0.25A,则通过小灯泡L2的电流大小为 。
交流园地
课外空间:
⒈有个同学提出这样的想法:“手电筒电路中,电流从电池的正极流出,经灯丝再流向负极,所以与正极相连的导线中通过的电流一定比负级相连的导线中通过的电流要大”。他的想法是错误的。请你设计一个电路,用实验的方法向他介绍正确的结论,并用电流的形成和电流强度的概念加以说明。
⒉冰箱中的物理知识:
⑴冰箱门缝外表面为什么有水珠?
冰箱门缝附近出现水珠的现象叫做凝露,凝露需同时具备两个条件,即温度和湿度。当冰箱表面的温度低于室内空气温度时,其表面就会凝露。这是室内空气中的水蒸气遇冷液化后附着在冰箱表面形成的。室内空气湿度越大、冰箱表面温度越低,越易凝露。我国南方的夏季,因温度高、湿度大,可经常看到凝露现象。
凝露将影响冰箱和制冷效果。故应将没有除露装置的电冰箱放在通风良好的地方,减少凝露现象发生。遇有凝露时最好用干毛巾把露珠擦干净。
⑵为何要及时除掉冰箱的霜?
冰箱是靠制冷物质氟里昂的汽化制冷的。氟里昂在蒸发器内汽化时,要从冰箱的冷冻室内吸收大量的热,从而使其内部的温度降低,达到制冷的目的。
由于冷冻室内的温度很低,开启冰箱门时进去的空气中的水蒸气在冷冻室内直接凝华而成为霜。室内空气湿度越大、开门次数越多,结霜就会越多。
霜是冰晶,是热的不良导体,冰箱内壁积霜太厚会影响冷冻室内的空气与蒸发器内氟里昂之间的热交换。要达到相同的制冷效果,就必须处长压缩机的工作时间,既费电又损耗机器。所以当冰箱内壁的积霜达到5毫米时,就应设法进行除霜。
⑶冰箱表面为何大多是白色的?
国际上对冰箱外壳的颜色并没有统一的规定,但市场上的冰箱以白色居多。这是因为白色给人以“冷”的感觉,且易与房间主体的颜色协调。从热学角度看,白色更有利于冰箱外壳的隔热,可使环境中的热尽可能少地传递到冰箱的内部。
大家知道,白亮光滑的表面吸收外界国辐射热的效果差,粗糙,颜色深的物体表面吸收辐射热的能力强。为了养活辐射热传入冰箱内部,冰箱表面应尽量做得光滑些,并涂以白色的漆层。这样既可降低耗电量,又可处长使用年限。
⑷冰箱停机后为何不宜立即启动?
正常进行中的冰箱,其制冷系统内的压强相差极为悬殊,压缩机吸气侧的压强略高于一个大气压,而排气侧的压强则高达12~13个大气压。刚停机时,系统两侧仍保持着这个压强,若再次启动,就必须有一个较大的启动力矩(力矩=力×办臂)来克服这个较大的压差,从而使电机的启动电流剧增。由Q=I2Rt可知,电流在短时间内即可产生较多的热量,使电机的温度迅速升高,造成烧毁。
一般情况下,当冰箱停止运行3~5分钟后,系统中的制冷剂,通过毛细管便能连续地从高压侧的冷凝器流入支压强较低的蒸发器内,从而使冷凝器内的压强降低,系统内的压强便趋于平衡,即压缩机吸气侧与排气侧的压强趋于一致。此时再启动电机就容易多了。
⑸冰箱巧节电
①冰箱周围的气温每增加5℃,其耗电量就要增加25%。所以,冰箱应尽可能放置在远离热源且通风背阴处为好。②冰箱的开门次数要少,每次开门的时间要短;如遇停电,最好不要打开冰箱门。③冷冻室内的温度不要太低,如常用—18℃代替—24℃,可节电30%左右。④当冷冻室内的积霜达到5毫米时,要及时除霜,除霜后应等冰箱干燥后再通电制冷,以免立即结霜。
⑹冰箱最怕什么?
①冰箱怕高温,故不要将其放置在靠近热源和阳光直射的地方。②怕电压波动,冰箱宜在(220±5%)伏的电压下工作,电压过高或过低均会使其工作失调,反之将会影响其寿命。③最怕倾斜,用三根弹簧装在密封容器内的压缩机一倾斜就有脱钩的危险,所以在搬运、安放冰箱时,就严格防止箱体倾斜的角度超过30度。
自测题答案:
第四节 科学探究:串联和并联电路的电流
⒈D ⒉①选0.6A的量程太小;②换用3A的大量程。⒊ 2.75A。第二节让电灯发光
教学建议
⑴课时安排:1课时
⑵重点、难点:
本节课的重点是认识简单电路,并能动手连接简单电路和学会画电路图。在科学探究能力方面,重点是经历从实验中归纳结论的过程,形成安全操作的初步意识。让学生较规范的画出电路图是难点。
⑶教材分析:
本节包括三部分知识:电路的组成:通路、开路和短路;电路图
电路的组成主要包括电路的组成部分有哪些和各部分元件的作用,通路、开路和短路部分,主要是认识这三种电路的状态和短路的危害。
电路图部分,要首先认识几种常用的电路元件及其符号,知道什么叫电路图,并根据实物画电路图。
⑷课标要求:
通过实验探究了解电路的组成 ,形成电路的概念,通过实验探究培养学生的分析归纳能力,竞争与合作精神,安全操作意识。
了解通路、开路和短路,认识短路和危害。
通过实物认识电路元件及其符号,会读、会画简单的电路图。
⑸措施与建议:
首先通过实验探究引出了电路的组成,学生会根据他的生活经验,选择使灯发光的器材,并连接,这样可 激发学生的学习兴趣。组织学生交流与讨论得出电路的组成。通过“加油站”,了解电池的正、负极,以及电流的形成和方向。
通路、开路和短路部分,柯让学生通过实物连接加深认识,特别是短路的危害。
电路图部分,一定要让学生会学生会画电路元件符号,强调规范电路图的 注意事项,让学生练习,根据实物图,画出电路图。
课时教案
教学目标:
1、了解电路的组成,形成电路的概念。
2、了解通路、开路、短路,认识短路的危害。
3、认识电路元件及其符号,会读、会画简单的电路图。。
4、通过实验探究培养学生的分析归纳能力,竞争意识与合作精神,安全操作意识。
重点、难点?
让学生会连接简单电路图和学会画电路图,在实验探究 学生经历以实验中归纳结论的过程,形成 安全操作的初步意识。
教学准备:
演示用器材:两节干电池、电路板、灯座,两个小灯泡、开关、导线若干、蓄电池、电路图符号挂图。
学生用器材:一节干电池、电路板、灯座、小灯泡、开关、导线若干。
教 师 活 动 学生活动 说明
一、电路①提出问题:利用你手中的器材,怎样可以使小 灯泡发光?②组织学生进行猜想,发表看法。③鼓励学生动手实验,验证自己的猜想④组织学生进行讨论,要使灯泡发光需要哪些条件。教师进行归纳。●结论:用导线把电源,用电器、开关连结起来组成的电流通路就称为电路。板书课题: 第二节 让电灯发光⑤提出问题:你见过的电源、用电器、开关、导线还有哪些?(电源:蓄电池、发电机等;用电器:电风扇、电视机等;开关:声控开关、光控开关等;导线:铅、合金、铝等)⑥指导学生阅读“加油站”然后归纳电流与电流方向的定义。(展示蓄电池)◆结论:电流是电荷的定向移动。电流的方向为正电荷定向移动的方向。⑦指导学生阅读教材的“信息窗”,拓宽学生的视野。通路、开路和短路①教师通过教材插图讲解电路的三种状态:通路、开路和短路及短路的危害性。②让学生依据教材插图连接实物图,去操作通路、开路和短路。对于短路现象,可让学生去摸导线发热来体会电流过大。教师强调:短路是非常危险的,容易把电源烧坏,是不允许的,以后连接电路定要注意。③课下思考题:短路时电路中电流为什么会很大?三、电路图①教师引导:在设计、安装、修理各种实际电路的时候,常常需要画出表示电路连接情况的图,为了简单,通常不画实物图, 猜想动手做实验思考、回答识记思考、回答阅读思考动手做实验体会短路现象,认识短路危害 鼓励学生 大胆猜想,积极实验
教学设计:
而用国家统一现定的符号来代表电路中的各种无件出示示教版或画有各电路元件符号的投影片,并作说明。 ②每组挑出一名学生到黑板前进行画电路元件符号比赛,看谁画的准确,规范,及时给予表扬。其他学生在下边画。③教师演示电路图的画法。然后让学生根据电路板上的实物图画出电路图。④组织学生讨论电路图的画法,纠正错误的画法,总结画电路图应注意的问题:元件位置安排要适当,分布要均匀,元件不要画在拐角处,整个电路最好呈长方形,有棱有角,导线横平竖直。 识记电路元件符号积极动手画图画图思考、回答 培养学生从认识实物到画出电路 图的能力
出示目标,让学生小结 依据目标小结
巩固练习:完成同步学习与探究P68-69练习 完成练习,反馈矫正
作业:课后作业
板书设计:第二节让电灯发光实验探究:电路的组成 二、电路三状态 三、电路图1、电路2、电路各元件的作用 开路、通路、短路 1、电路元件符号3、电流 2、电路图4、电流的方向:
教学反思:
教学参考:
1、金属中的电流和电流方向
一切固态金属都是晶体,在它的空间点阵的结点上有不断做无规则振动的原子正离子,自由电子则在空间点阵间做无规则的热运动,不断地和空间点阵相碰撞。
金属导体两端没有电压时,也就是金属中没有电场时,自由电子的运动完全是杂乱的,正像气体分子的热运动一样,在任何一个方向上的平均速度都等于零,因此在 平常情况下金属中没有电流。
给金属两端加上电压,使金属中产生电场。这时每个自由电子都将受到电场力的作用,而发生与电场方向相反的定向运动。所以金属中有电场存在时,自由电子降了无规则的热运动外,还多了一个定向运动,就是这个定向运动形成了金属导体中的电流。
需要指出的是,自由电子热运动的速度、自由电子定向运动的速度、电流传导的速度是 完全不同的。在通常温度下,电子 热运动的速度大约是一百千米每秒;在一般铜导线中,自由电子定向运动的速度不超过十分之几毫米每秒;电流的传导速度跟电子定向运动的速度毫无关系,它是电场的 传播速度,这个速度等于光速―――300000km/s。
关于电流的方向,为什么科学上一直沿用旧的规定,而不改用电子定向移动的方向作为电流方向呢?原因是旧的规定对正确研究现象并无妨碍。至于旧的规定与实际不符的问题,只是在金属等靠负电荷导电的导体中不存在,在导电的液体中,同时有正、负离子向相反方向移动,哪个规定都不尽符合实际。在某些情况下,电流确实由带正电的微粒如射线形成的,则旧的规定与实际相符。
2、干电池的构造
日常使用的干电池是一种锌锰电池,也叫碳锌电池。
它的构造是:负极为锌做的圆筒,做成筒状的目的是用来储存电解液等化学药品。正极是一根碳棒,它的周围被二氧化锰、碳粉和氯化铵水的混合剂所包围,总称为“碳包”。碳包和锌筒之间充填着氯化铵、氯化锌的水溶液和淀粉等组成的糊状物,称为电糊。电池口上用沥青、松香等酿成的封口剂封牢。
干电池的锌筒、碳包和氯化铵溶液的作用,分别相当于伏打电池的锌片、铜片和稀硫酸溶液。干电池工作时,锌和氯化铵发生变化,产生氢气,附着在碳棒上面。由于氢的电阻很大,电池工作时,在电极附近产生相当大的电压降,使路两端电压降低(这种现象称作“极化”。
所以在干电池中加入二氧化锰为“退极化剂”。二氧化锰是不良导体,如果用得太多,电池的内电阻就要增大,用得太少,退极化作用太慢。为了解决这 个问题,通常就加入了一些导电本领较好的碳粉,它的作用主要是导电,其次是吸收反应过程中生成的部分气体。
电糊中的主要成分是氯化铵,它相当于伏打电池的稀硫酸溶液。电糊中的氯化锌的作用是增加溶液中的锌离子浓度,缓和氯化铵以锌筒的腐蚀,延长电池的使用时间。
封口的目的是防止电池内部的水分散发和外部水分侵入,避免电液外流,使干电池便于携带,以及防止碳包和锌筒短路。
3、铅蓄电池的构造
铅蓄电池也叫酸蓄电池(铁镍蓄电池叫碱蓄电池)。目前我国学校的实验室中,铅蓄电池常用来作为直流电源。
铅蓄电池的两个电极,封镜 以铅板为骨架。在充好电的正极铅 是二氧化铅,呈好褐色,在负极负板上是海绵状铅,呈灰黑色。每个电极都是由数块并联组成,用合金焊接为一个整体,以便增大极板面积,使它们不 接触。负极铅板的块娄常比正极多一个。这样做的目的有两个,第一, 使正极铅板两面的化学物质都可以与负极起作用;第二,当放电后,正极板上的二氧化铅变成硫酸铅,体积发生变化时,极板不致弯曲。负极上的铅,在放电后虽然也变成硫酸铅,但因为是海绵状,体积变化小,极板不致弯曲。隔离板通常为带有细孔的硬橡胶板、玻璃丝和木板
铅蓄电池的电液,是由硫酸与蒸馏水按照1:2的比例配成的稀硫酸溶液,密度为1.28g/cm3。电注必须纯净,切忌有杂质混入。
铅蓄电池的外壳由不跟电液起化学作用的材料如玻璃或硬塑料制成。电池上面用硬橡胶或灌沥青的盖子封固。盖上开一个小圆口中,以便向电池内注入电液和排出充 电时产生的气体。
蓄电池容量的大小以安时数来表示。容量为1.5A·h的蓄电池,用1A的电流可持续放电15h,或2A的电流持续放电7.5h。
4、新型电池
自第二次世界大战以来,为了适应工业以及宇宙航行等新技术的发展需要,先后制成了多种新型电池。
研制型电池都 遵循这 栗一个方向,即自重小,体积小、容量大、温度适应范围宽、使用安全、储存期长、维护方便。应用于空间技术方面的 电池还特别 注意性能可靠、密封性好,能经受得住各种严酷的空间环境和发射环境的考验。
下面简单介绍几种新型电池:
⑴锌银电池
锌银电池通称为银锌电池,采用氢氧化钠为电解液,由银作正极材料,锌作负极材料。由银制成的正极上的活性物质是多孔性银,由锌制成的负极上的活性物质主要是氧化锌。灌入电解液,经充电后,正极的银变成二价的氧化银负极的氧化锌变成锌。锌银电池一般装在塑料内或装在铝合金、不锈钢的外壳内。
锌银电池主要优点是比能量高,适宜于大电流放电的锌银电池应用于军事、航空、移动的通信设备、电子仪器和人造卫星、宇宙航行等方面。制成钮扣式微型的锌银电池应用于手表、助听器、计算机和心脏起搏器等。
⑵锂电池
锂在自然界是最轻的金属元素。以锂为负极,与适当的正极匹配。以锂作为负极的电池都叫锂电池。目前试用的一种是以高氯酸锂为电解质,由聚氟化碳作正极材料的锂电池,另一种以溴化锂为电解质由二氧化硫为正极材料的锂电池。
锂电池的主要优点是在较小的体积或自重下,能放出圈套的电能(比能量比锌银电池大得多),放电时电压 十分平稳,储存寿命长,能在很宽广温度范围内有效工作。应用和锌银电池相同。从发展趋势看,锂电池的竞争能力将超过锌银电池。
⑶太阳电池
目前常用的太阳电池是由硅制成的;一般是在电子型单晶硅 小片上用扩散法渗进一薄层硼,以得到结,然后再加上电极。当日光直射到渗了硼的薄层面上时,两极间就产生电动势。这种电池可作人造卫星上仪器的电源。除硅外,砷化镓也是制作太阳电池的好材料。
5、生物电池有什么妙用
随着科学技术的发展,人们利用树叶、核桃壳、玉米芯、垃圾、锯末等废物为“燃料”,用来制造电池,这类电池叫生物电池。和普通电池相比,生物电池有很多优点,它不仅结构简单,工作可靠,不放热,不损坏电路板,成本低,而且无噪声,不污染环境,也不易失火和爆炸。
现在,一些海上信号灯、航标灯和海上无线电设备已经使用由细菌、海水等有机物发电的生物电池。用生物电池作动力的模型船,也已经在大海中航行了。有人设想把整个海洋作为 一个巨大的生物电池,在海洋上建立起电力工业基地。
还有人设想,将生物电池作为一种电力来源,在宇宙飞船上使用。大家知道,载入宇宙飞船在太空中航行时,宇航员代谢排出的二氧化碳、尿粪转化成可以利用的氧气、水和食物,要实现飞船内的物质循环,生物电池是必不可少的。美国科学家经过实验,已在发射的“双子星座”和“阿波罗”号宇宙飞船上使用了生物电池。生物电池放出电能,用来通信和控制宇宙飞船,使飞船内实现物质循环。飞船没有什么废物可丢弃,就可以轻装前进,飞向神秘的太空深处。
第二节 让电灯发光 学案
学习目标:1、能通过实验探究了解电路的组成,形成电路的概念。
2、能了解通路、开路、短路,认识短路的危害。
3、通过实物认识电路元件及其符号,会读、会画简单的电路图。
学法指导:本节一定要做好探究实验,大胆猜想、动手操作,增强分析归纳能力,同时要具有安全操作的意识。对于画电路图,一定要规范,认真,要学会由实物图画出电路图。
知识网络总结:
组成: 电源:
用电器:
电路 各元件的作用: 开关:
导线:
电流:
让电灯发光 通路:
电路的状态 开路:
短路:
电路图:
释疑解难:
1、开关一闭合,离电源很远地方的电灯马上就亮了,这是否说明导线中电荷定向移动得很快呢?
不能说明电荷定向移动的很快,电荷定向移动的速度是很小的。开关一闭合,离电源很 电灯马上就亮了,不是因为电源处的电荷定向移动到了灯泡处,而是因为开关闭合时,电路中各处的电荷同时开始定向移动的缘故。
2、物理中规定,正电荷定向移动的方向为电流的方向。负电荷会定向移动吗?
会,金属导线中的电流就是由带负电荷的电子定向移动形成的。因此,金属导线中电流的方向是跟电子定向移动方向相反的。
电流既可能是正电荷定向移动形成的,也可能是负电荷定向移动形成的。还可能是正、负电荷定向移动形成的。例如我们在化学里学到的酸、碱、盐水溶液,它们中的电流就是由正负电荷向相反方向定向移动形成的。
3、怎样正确理解短路?
通常的短路有两种情况,一种是电源短路,另一种是局部短路。
电源短路:用导线直接将电源两极连起来如图079所示,当S1闭合时,发生这样的情况,电路中会有很大的电流,电源将会被烧坏是绝对不允许的。
局部短路:用一根导线将某用电器的两端连接起来,这时没有电流通过该用电器,如图中当S1断开,S2、S闭合时,L1被局部短路,这时没有电流经过L1。
自我检测:
1、在如图080,所示的电路中,正确的是()
2、如图081所示,找出下列电路连接图中的错误与不足。
3、请根据图082实物图画出电路图。
答案:
1、C
2、(a)图中闭合开关发生短路。(b)图中电池连接错误。(C)图中导线有交叉现象。
3、
交流园地:
课外空间:
1、 太阳能电池板为什么能够发电?
屋顶上排满太阳能电池板,就可以实现家中用电的自给。太阳能电池板也同晶体管一样,是由半导体组成的。它的主要材料是硅,也有一些其他合金。
太阳能电池板的表面由两个性质各异的部分组成。当太阳能电池板受到光的照射时,能够把光能转变为电能,使电流从一方流向另一方。太阳能电池板就是根据辽种原理设计的。
太阳能电池只是受到阳光或灯光的照射,一般就可发出相当于所接收光能的1/10的电来。为了使太阳能电池板最大限度地减少光反向,使光能转变为电能,一般在它的上面都蒙色。不久前,科学家研制成功了一种高效的太阳能电池板。它不仅白天能提供电能,而且在夜间也可提供电力呢。
2、 自制水果电池
找一根5cm长的铜片或粗铜丝(也可以用绞在一起的几根细铜丝来代替),再从废干电池上剪一条2cm宽的锌皮,刮净。把铜线和锌皮插入苹果或别的水果(也可以用番茄或土豆)里,就做成了一个水果电池。将耳机线一根的末端接到一个电极上,当另一根的末端跟另一个电极断续接触时,从耳机里能听到电流引起的喀拉喀拉的声音。也可以取两根导线,把它们的一端分别接到水果电池的两极,另一端和舌头断续接触,注意两根导线不要碰着,这时舌头上有什么样的感觉?
3、开展电路连接的竞赛活动,让学生知道电路连接的方法,如:连接时从电源的正极开顺着电流的方向,依照电路图把一个个元件连接起来,最后连到电源的负极。还可以逆着电流的方向连接等。通过这样的活动,可以增强学生的动手、动脑能力,还可以增强学生的竞争意识和探索精神。
4、调查生活中的用电器、开关、导线、电源。培养学生调查、考证的能力,调查常用用电器的结构、发展、用途,根据观察、探索提出改进的方法。把物理运用于生活之中。
5、查阅新型电池的资料,关注能源的开发和利用,增强历史责任感和使命感。
6、5号电池选用常识
同是5号电池,外观都很精致,价格却相关数倍,在不了解其性能的情况下,选用时往往使人感到踌躇。
电池的价格是与它的用途,技术参数分不开的。仅5号电池,就有普通性电池、高容量电池,高功率电池,碱性高能电池等。还可从其外露宿风餐的标记,如R6S、R6C、R6P、LR6等来区别。无论哪种干电池,放电时从能量转化的角度来看,都是将化学能转化为电能的。
“R”代表电池为圆柱体。“6”为电池序号,表示为5号电池。
“S”表示普通型电池发,适用于间断性小电流用电的电器,如半导体收音机,石英钟等。
“C”表示高容量电池,又称铵型纸板电池。因它用很薄的纸板代替子原来的糊状电解质,多了MnO2正极材料,因此,容量比普通电池大。
“P”表示主功率电池。适用于强电流和继续放电使用,随身听中,使用“R6S”电池用了1h音色就差了,而用“R6P”电池可听3 ~ 4h,音色依然优美。
“L”表示碱性电池,该电池电极反应面积大,内阻大,重负荷放电能力是以上几种电池的数倍。
还有一种可充电镉镍电池。由于它可反复充电使用,因此使用寿命很长。
若用剃刀,录放机等大电流场合,可用“R6P”“LR6”或镉镍电池,价格虽高,使用时间长,一个这样的电池可顶几个甚至数十个其它型号电池,反而更要经济些。若用收音机,手电筒间断性小电池放电的场合,则不防选择“R6S”“R6C”型的电池。因为,在轻负载间隙性使用时,这类电池的性能与其它电池相差无几,价格便宜得多。
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1第十三章 了解电路 .
第一节 电是什么
教学目标:
1、 知道什么叫物体带电和磨擦起电。
2、 知道 自然界有两种电荷及电荷间的相互作用。
3、 知道验电器的构造和原理,会用验电器判断物体是否带电。
4、 在实验探究过程中发展学生的观察能力、分析能力、归纳能力和表述信息的能力。
5、 在探究过程中,注意教育学生学会与别人合作。
重点难点:
在实验过程中,学习观察记录实验现象,并能从实验现象中归纳简单的物理规律。
教学准备:
玻璃棒两根、橡胶棒两根、丝绸一块、毛皮一块、支架两个、验电器一个、验电羽一个、碎屑若干、气球两个、塑料棒一根。
学生实验:塑料梳子一反、直尺、铅笔、圆珠笔、毛皮、玻璃棒两根|橡胶棒两根、丝绸一块、支架两上、验电器。
教学设计
教师活动 学生活动 说明
提出问题:在我们的生活中,哪些地方用到电?教师指导学生观察课本上图13-1至图13-5,加深学生对电和我们生活的认识。延伸提问:假设一座城市完全断电,同学们想像一下可能会出现哪些现象?引出课题:既然电对我们来说是不可缺少的,那么什么是电呢?板书课题:第十三章 了解电路第一节 电是什么 观察课本彩图,思考电的用途 积极思考回答 联系实际使学生在头脑中对“电”有初步认识
一、磨擦起电(1) 提出问题:电是什么?通常我们可以采取什么办法使物体带电?(2) 教师引导:请同学们利用手中的器材探究磨擦起电现象(3) 教师巡视观察指导(4) 教师归纳总结各小组实验情况,并引导学生总结结论。结论:一些物体被磨擦后,能够吸引轻小物体。人们把这种现象称为物体带了“电”,或者说带了电荷。(5) 教师提问:在日常生活中,你体会到磨擦起电现象吗?请举例说明。 学生思考、回答 学生以组为单位,动手做实验 回答实验情况,并归纳结论 思考回答
二、电荷的种类和相互作用规律(1) 提出问题:自然界中有几咱电荷?毛皮磨擦过的橡胶棒与绸子磨擦过的玻璃棒带的电荷是否相同?(2) 指导学生依据教材图13-7进行实验探究(3) 教师巡视指导学生按照实验顺序进行实验,并归纳实验结论。(4) 教师归纳各小组实验情况,并引导学生总结结论结论:被毛皮磨擦过的橡胶棒和被丝绸磨擦过的玻璃棒所带的民荷不同。(5) 指导学生阅读教材,明确正、负电荷的规定和电茶间相互作用规律。同时演示“迷你实验室”的实验(6) 教师指导学生阅读信息窗并介绍磨擦起电的原因和实质:磨擦起民不是产生了电,而是电子在物体之间的转移。三、验电器:(1) 提出问题:验电器的构造有哪些?依据什么原理构成的?怎样检验物体是否带电?(2) 让学生观察实物、组织学生交流、讨论,回答提出问题。(3) 然后让学生动手实验如何检验物体是否带电和粗略比较物体带电的多少。(4) 教师通过“加油站”介绍静电感应现象。(5) 指导学生阅读“信息窗”,了解人们对电的最初认识。 猜想 动手实验、认真观察 思考归纳实验现象 阅读课本、明确概念、观察实验、加深认识。 思考 讨论、思考、回答 进行实验 实验探究中要教育学生与别人合作,分析归纳结论时要分步骤 注重实验操作的效果
?求目标,让学生小结 依据目标小结 可以投投影目标
巩固练习:完成《同步学习与探究》P64-P65开放性作业。 完成练习,反馈矫正
作业:课后练习
板书设计:
第十三章 了解电路
第一节 电是什么
一、实验探究(一) 二、实验探究(二) 验电器
1、磨擦起电 1、两种电荷:正电荷 1、原理
2物体带电 负电荷 2、构造
2、电荷间作用规律 3、使用
教学反思