人教版九年级全册第16章 电压电阻（全章教案）

第十六章　电压　电阻
1.认识电压,知道电源是提供电压的装置以及电压的作用,知道电压的单位.
2.会使用电压表测电压.
3.通过实验探究知道串、并联电路电压的关系.
4.知道电阻及其单位.
5.通过实验探究知道决定电阻大小的因素.
6.知道滑动变阻器的构造,会把滑动变阻器连入电路来改变电流.
1.通过实验探究串并联电路的电压规律使学生具有初步的观察、分析和推理能力.
2.通过学生探究活动,研究电阻大小与材料种类、长度、横截面积的关系,渗透研究问题的一种方法——控制变量法.
1.通过对学生正确使用电压表技能的训练使学生学会阅读说明书,养成严谨的科学态度和工作作风.
2.通过了解半导体及超导在现代科技中的应用,开阔视野,激发学生求知欲.
在上一章“电流和电路”的基础上,本章继续学习电压和电阻两部分知识,本章教材的主要内容有:电压的基本知识、电压表的使用、串、并联电路中各部分的电压与总电压的关系;电阻的概念、决定电阻大小的因素、滑动变阻器的使用.电压、电阻和前一章学习的电流一样,都是中学物理电学知识的重要部分,是学习电路问题的基本物理量,是进一步学习欧姆定律必备的基础知识.本章知识的特点有如下几个方面:一是与日常生活紧密相连,二是实验操作多.因此在教学时,一是从日常生活出发,联系实际给出电压和电阻的概念,降低教学难度;二是尽可能创造条件让学生进行实验操作,培养学生的实验操作技能,经历规律建立的实验探究过程,达到掌握知识、提高技能的目的.
在基本物理量测量方面,要让学生在会用电流表的基础上,学会使用电压表和滑动变阻器,并会把滑动变阻器连入电路来改变电流.在实验探究方面,通过上学期的物理学习,学生已经学会连接串、并联电路,具备一定的实验探究能力,掌握了正确使用电流表及正确读数的技能,也初步养成了严谨的科学态度.所以“探究串、并联电路中电压的规律”和“决定电阻大小的因素”等内容,教学中要抓住时机,类比教学,善于引导,明确串、并联电路中电流规律与电压规律的区别与联系.在实际应用方面,各节中的“动手动脑学物理”栏目设计了许多实践性、开放性、应用性很强的问题,能使学生通过训练掌握知识和规律,以及实验操作技能.
【重点】　电压表的使用、变阻器的使用规则.
【难点】　设计实验探究串、并联电路的电压规律.
一、电压
建议利用好教材,通过生活中学生的感知认识直接点出电压的概念,降低教学难度.学生已有电流表的连接和读数基础,电压表的连接和读数可以以学生自学为主,通过与电流表的类比,来掌握电压表的使用.“想想议议”、“想想做做”和“动手动脑学物理”中为学生设置的小实验做好了,会让学生体验到电学实验的趣味性,激发学生实验探究的欲望.
二、串、并联电路中电压的规律
本节课应达到以下要求:一是学生继续体验科学探究的方法,对于串、并联电路中电压的关系,最好让学生自己探究得到结论,以培养学生动手动脑和分析总结的能力;二是这节课的评价重点要放在过程评价上,即学生是否认真经历了各个环节,直至最后写出科学探究报告,对于结论不做重点评价.
三、电阻
电阻的概念比较抽象,教学中应该通过演示实验,最好串联接入一个电流表以增强效果,让学生观察、比较、分析,确认导体对电流有阻碍作用,把电阻概念的教学变得直观、生动、具体.
四、变阻器
建议通过演示收音机控制音量的旋钮、调光台灯的控光旋钮,创设良好的学习情景,为变阻器的学习做好铺垫.“动手动脑学物理”继续训练学生连接电路的能力,同时学会用滑动变阻器控制小灯泡亮度的连接方法.不仅要求学生会在纸面上连接电路、画电路图,还要在实际中进行操作练习.
第1节　电压
1课时
第2节　串、并联电路中电压的规律
1课时
第3节　电阻
1课时
第4节　变阻器
1课时
本章复习教案
1课时
第1节　电　压
1.初步认识电压,知道电压的作用,电源是提供电压的装置.
2.知道电压的单位:伏、千伏、毫伏.
3.会连接电压表,会读电压表.
1.通过观察小灯泡亮度的变化,获得电路中电流的强弱.
2.通过阅读仪器的“说明书”,学会在实践中探索使用电压表.
3.尝试应用已知的科学知识去解决具体的问题.
1.通过对学生正确使用电压表技能的训练,使学生会阅读说明书,并养成严谨的科学态度和工作作风.
2.通过教师、学生的双边教学活动,激发学生的学习兴趣,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
【重点】　正确使用电压表,并能准确读数.
【难点】　正确连接电压表,并用电压表测量电压.
【教师准备】　蓄电池、小发电机、教学用电压表、多媒体课件、电路板等
【学生准备】　干电池、开关、灯泡、电压表、导线等.
导入一:问题导入
【演示实验】　利用两节干电池、两只灯泡、一个开关、导线若干连接简单电路,使灯泡发光,并画出电路图(如图所示).
问题1:小灯泡为什么能发光?
回答1:电路中有电流.
问题2:没有了电源电路中还有电流吗?(去掉电源,重新连接,观察小灯泡是否发光)
回答2:没有.
　　[过渡语]　为什么电路里必须有电源才会有电流?电流是怎样形成的?从这节课开始,我们就来学习有关电压的知识.
导入二:情景导入
师:电与我们的生活息息相关.“电压”这个词听起来也很熟悉,生活中经常接触.同学们你们还知道哪些知识与电压有关呢?
生甲:我见过爸爸更换遥控器里的干电池时,干电池外壳上标有电压,电压值是1.5 V(如图所示).
生乙:我戴的电子表里用的电池也有电压(如图所示).
生丙:我以前玩的电动玩具汽车里用的电池也有电压(如图所示).
　　[过渡语]　同学们说得很好!那么到底什么是电压?电压是从哪来的?在这一节课里,我们将一起来探究什么是电压.
一、电压
思路一
一、电压是电路中形成电流的原因.
师:为了说明在什么情况下才能形成电流,我们先用水流作比喻,看看水流是怎样形成的?
问题:如图所示,将装有水的U形管连通器的底部用止水钳夹住,两管内水面相平.打开止水钳,两管内水会不会发生流动?
生:不会.
演示:用止水钳夹住U形管,再向U形管内加水,使左管水面高出右管.
问题:打开止水钳,两管内的水会不会发生流动,如果发生流动,水怎样流动呢?
生:根据水往低处流的现象,水从左管向右管流动.
问题:为什么在连通器里的水面相平时,水不会流动,而在左管水面高时,水从左管流向右管?U形管中的水能不能持续不断地流动呢?
师:利用多媒体展示出连通器水流的动态过程,反映这一过程中水位的变化和连通器底部液片受到的压强变化.请同学们认真观察.
问题:由此可见,水位差(又叫水压)是使水定向流动形成水流的原因.那么怎样才能使水位时刻都有一定的水位差呢?
解决办法:如图所示,我们用一台抽水机不断地把水从右边抽到左边,使左边的水位总比右边的水位高,由于水管两端总保持一定的水位差(水压),于是水管内就有持续的水流.
类比分析总结:电源的正极聚集有大量的正电荷,负极聚集有大量的负电荷,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,使正电荷从正极流向负极,或
者使负电荷从负极流向正极,于是在电路中产生了电流(如图所示).
师:请同学们用一句话概括电路中形成电流的原因.
生:电压是使电路中形成电流的原因.
二、电源是提供电压的装置.
师:同学们很聪明啊,概括得很好!在电路中,电源在工作时不断地使正极聚集正电荷,负极聚集负电荷,保持电路两端有一定的电压,使电路中有持续的电流,因此电源是提供电压的装置.
板书:
1.电压是使电路中形成电流的原因.
2.电源是提供电压的装置.
　　[过渡语]　通过前面学习水流的形成演示中,如果不断改变抽水机抽水的快慢,发现水流的快慢也不同,由此可以得出结论,水压是有大小的.既然电压与水压相似,那么电压也应该有大小.那么我们先来确定电压的符号和单位.
三、电压的符号及单位
师:我们规定,电压的符号是U.在国际单位制中,电压单位是伏特,简称伏,符号是V.
常用到的单位还有:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV).
问题:根据前面我们学过的电流的单位换算关系,同学们想一想,电压单位之间的换算关系是怎样的呢?
生:它们的换算关系是:1 kV=103 V、1 V=103 mV、1 mV=103 μV.
板书:
3.电压的符号:U.
4.电压的单位:
国际单位:电压单位为伏特,符号(V).
常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)、微伏(μV).
换算关系:1 kV=103 V、1 V=103 mV、1 mV=103μV
师:为了方便以后的学习以及应用,我们应该记住课本给出的常见电压值表,特别要牢记的是:一节干电池的电压值为1.5伏;家庭电路的电压值为220伏;对人体安全电压不高于36伏;一节铅蓄电池的电压为2伏.
板书:
5.应记住的电压值.
【拓展延伸】　伏特是意大利物理学家.善于思考、喜欢探求、勇于实践的他在青少年时期就开始了电学实验,他读了很多电学的书,他的实验超出了当时已知的一切电学知识.1800年3月20日他宣布发明了伏打电堆,这一神奇发明,对电学的研究具有划时代的意义,伏特被称为“电源之父”.后人为纪念这位著名的物理学家,把电压的单位规定为伏特.
　　[过渡语]　既然电压有大小,那么应该有测量其大小的仪器.接下来我们来学习测量电压大小的仪器——电压表.
思路二
一、交流生活感受
师:生活中的“电压”在你心中是什么印象?
生:雷电(如图甲所示)很厉害,可以击死人和牲畜;高压危险,不能靠近;照明电路的电压是220 V;有些生物体内可以产生较高的电压(如图乙所示)──生物电……
师:非常不错.看来学习“电压”之前,大家知道了很多相关知识.其实很多电现象,都是电压在起作用.
二、探究灯泡发光、分析原因
师:同学们猜一猜,一节干电池和2节干电池使灯泡发光一样亮吗?
生:肯定不一样,当然是2节干电池使灯泡发光要亮.
师:你是怎么知道的?
生:我家里有一个手电筒,用三节干电池时,灯泡发光非常亮,只用2节时,灯泡要暗一些.我经常用,体会太深了.
师:你们知道是什么原因吗?
生:电池越多,灯泡越亮.
进行不完全探究活动,得出结论.
师:大家通过实验发现:连入2节干电池比连入1节干电池时要亮.这给我们什么启示呢?
生:电压越高,灯泡越亮.
师:电源的作用就是给用电器两端提供电压.
板书:
电压:
(1)电压:要在一段电路中产生电流,它的两端就要有电压.
(2)电压的单位:千伏(kV),伏特(V),毫伏(mV)
1 kV=1×103 V;1 V=1×103 mV.
　　[过渡语]　那么电压的大小如何测量呢?请同学们阅读教材P57的电压表使用说明书,并在“使用”中找出关键词.
思路三
自主学习
任务:认识电压的概念、单位和记住常见电压值(阅读教材P55~56页内容,完成下列问题)
活动1:教师演示教材图16.1-2实验(如图所示)
分析总结:
1.要在一段电路产生电流,它的两端就要有电压.
2.同一段电路,电压越高,小灯泡越亮,说明电路中的电流越大.因此电源的作用就是给用电器两端提供电压.
3.电压单位:伏特(V)、千伏(kV)、毫伏(mV).
4.换算关系:1 kV=1000 V;1 V=1000 mV.
注意:说电压时,要说“???”两端的电压,说电流时,要说通过“???”的电流.
活动2:阅读P56小资料:记住常见电压值.
常见的电压/V
维持人体生物电流
约10-3
手机电池
3.7
干电池
1.5
家庭电路
220
电子手表用
氧化银电池
1.5
无轨电车电源
550~600
铅蓄电池
2
闪电时云层间
可达106
　　【拓展延伸】　新旧电池不能混用:旧电池的性能比新电池差很多,混用时,新电池首先会向旧电池供电,两者之间达到平衡之后才一起向用电器供电.另外旧电池一般都会先于新电池放完电,此时即使新电池带电,也不能向用电器供电.如果把新旧电池混在一起用,旧电池就成了电路中的一个用电器,会把新电池的电能白白消耗掉,而且要消耗到新旧电池的电压相等时才停止,所以新旧电池不能混在一起用,混用时两种电池都将无法达到最佳效果.
　　[过渡语]　我们已经知道了电压的单位和常见电压的大小,那么电压的高低用什么仪器测量?应该如何测量呢?
二、电压的测量
一、电压表的构造
1.电压表符号是 .如果看到表盘上标有字母“V”的就是电压表.
2.电压表结构(如图所示):
(1)电压表的零刻度线在表盘的最左端.
(2)电压表有三个接线柱,两个量程.一个公共的“-”接线柱和两个“+”接线柱.
(3)使用“-”和“3”两个接线柱时,量程是3 V,刻度盘上每一大格表示“1 V”,每一小格表示“0.1 V”;使用“-”和“15”两个接线柱时,量程是15 V,刻度盘上每一大格表示“5 V”,每一小格表示“0.5 V”.电压表中间的旋钮可以调零.
二、电压表的使用
1.电压表要与被测电路并联.要测哪部分电路的电压,电压表就和哪部分电路并联.
2.注意观察电压表的量程.要使被测电压不超过电压表的量程(先选用较大量程),明确分度值,零刻度线.
3.电压表接进电路时,要使电流从其“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出.
4.电压表可以直接接在电池的两极上,这时它测的是电池的电压.
【拓展延伸】　用电压表测量电压时,一要确保被测电压不能超过电压表的最大测量值;二要确保电压表安全的前提下尽量提高测量的准确程度,因此要根据被测电压的大小选择电压表的量程.一般情况下,要通过试触来选择量程.试触的作用有二:一是检查电压表的连接是否正确;二是确定选用的电压表的量程是否合适.
1.电压
作用:电压是形成电流的原因.
符号:U.
单位:伏特,简称伏,符号V.
2.电压表
结构:接线柱、指针等.
使用:(1)电压表必须和用电器并联;(2)红色接线柱接正极,黑色接线柱接负极;(3)选择合适的量程.
3.电压表读数
(1)确定量程;(2)确定分度值;(3)看指针偏转的格数.
1.下列电源的电压为2 V的是 (　　)
A.一节干电池两端的电压
B.三节蓄电池串联成蓄电池组的电压
C.一节蓄电池的电压
D.照明电路的电压
解析:一节干电池两端的电压是1.5 V,A错误;一节蓄电池的电压是2 V,所以当三节串联时电池组的电压为6 V,B错误;一节蓄电池的电压是2 V,C正确;我国家庭照明电路电压是220 V,D错误.故选C.
2.如图所示,当开关S闭合后,下列说法正确的是(　　)
A.灯L1与灯L2是串联,且灯L1被短路
B.电压表可测出灯L1两端的电压
C.电流表A1测的是灯L1的电流
D.电流表A2测的是干路电流
解析:开关S闭合后,灯L1与灯L2并联,电流表A1测量干路电流,电流表A2测量通过电灯L2的电流,电压表既测量灯L1两端的电压,又测量灯L2两端的电压,还测量电源电压,所以A,C,D错误,B正确.故选B.
3.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;若选用0~15 V量程,测得的电压值为2.0 V,那么该用电器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
解析:当选择大量程时,分度值是0.5 V,读数读成2.0 V,最后一位是不准确的,选小量程读数2.2 V,最后一位是准确的.故选A.
4.小明按图甲所示的电路进行实验,当闭合开关用电器正常工作时,电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则L2两端的电压为　　　　V,L1两端的电压为　　　　V.?
解析:从图甲中可以看出V1测电源电压,V2测L2两端电压,两表指针一样,说明V1选的是大量程,V2选的是小量程,则V1示数为10 V,V2示数为2 V;又因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,则灯L2两端电压为2 V,灯L1两端电压为10 V-2 V=8 V.
【答案】　2　8
1.电压
(1)电压作用:使电路中形成电流的原因.
(2)电压的单位和换算:千伏(kV),伏特(V),毫伏(mV).1 kV=103 V,1 V=103 mV.
2.电压表的使用:(1)并联连接;(2)“+”进“-”出;(3)不超量程.
3.电压表的读数.
一、教材作业
【必做题】　
教材第59页动手动脑学物理的1,3,4题
【选做题】　
教材第59页动手动脑学物理的2题
二、课后作业
【基础巩固】
1.一节干电池的电压为 (　　)
A.1.5 V　　　　　　　B.24 V
C.36 V D.220 V
2.如图所示电路中,当开关S闭合时,电压表测的是谁的电压 (　　)
A.L1　　　　　B.L2
C.L1,L2总电压 D.电源和L1
3.如图所示是电压表的表盘,下面读数中正确的是 (　　)
A.若量程为3 V,示数为1.7 V
B.若量程为15 V,示数为9.7 V
C.若量程是3 V,示数为1.35 V
D.若量程为15 V,示数为5.7 V
4.在如图所示的电路图中,能用电压表正确测出灯L1两端电压的是 (　　)
A.
B.
C.
D.
【能力提升】
5.下图是小明同学在某次测量中连接的实物图,以实物图为根据画出的电路图,其中正确的是(　　)
6.如图甲所示是小贺同学制作的土豆电池,将电池两极接在电压表的正负接线柱上时,表盘指针偏转情况如图乙所示,则金属片　　　　(选填“A”或“B”)为电池的负极,该电池提供的电压为　　　　V.要给用四节干电池供电的手电筒提供电量,则需要　　　　个这样的土豆电池串联.?
7.图中圆圈a,b为连接正确的电表,闭合开关后,两灯都发光,a应是　　　　表,b应是　　　　表.?
【拓展探究】
8.果汁也能做电池.先向杯中倒入芭乐汁,再把分别接有导线的铜棒和铝棒插入芭乐汁中,作为电池的正负极,如图所示,一个芭乐电池就做成了.那么芭乐电池的正极是铜棒还是铝棒呢?给你电流表、电压表、低压发光二极管、开关各一个,导线若干,请选择其中合适的器材设计-个实验方案进行探究.
【答案与解析】
1.A[解析:一节干电池的电压为1.5 V.故选A.]
2.B[解析:从电路图可以看出,当S闭合时,电压表并联在L2两端,因此电压表测量L2两端的电压.故选B.]
3.A[解析:若电压表所选量程为0~15 V,对应分度值为0.5 V;根据指针所指位置读出电压值为8.5 V.若电压表所选量程为0~3 V,对应分度值为0.1 V;根据指针所指位置读出电压值为1.7 V.故选A.]
4.D[解析:电压表串联在干路中,A错误;电压表与L1串联,B错误;灯泡L1,L2并联,电压表并联在灯泡L1两端,但是电流从电压表的负接线柱流入,正接线柱流出,C错误;灯泡L1,L2并联,电压表并联在灯泡L1两端,正负接线柱接法正确,D正确.故选D.]
5.B[解析:A图电压表V1测量L1两端的电压表,电压表V2测量电源两端的电压,但是开关不能控制电压表,A错误;B图电压表V1测量L1两端的电压表,电压表V2测量电源两端的电压,开关控制整个电路,B正确;C图电压表V1测量L1两端的电压,电压表V2测量L2两端的电压,C错误;D图电压表V1测量电源两端的电压,电压表V2测量L1两端的电压,D错误.故选B.]
6.B　0.4　15[解析:由图可知,电压表指针向右偏转,说明“+”接线柱连接电池正极,“-”接线柱连接电池负极,故金属片B为电池负极.此时该电压表量程是0~3 V,分度值是0.1 V,所以电池电压是0.4 V.串联电路中,各部分电压之和等于总电压,所以需要这种电池的个数是:n=6 V0.4 V=15个.]
7.电压　电流[解析:由图可知,a与电路并联,该处电表是电压表;b与小灯泡串联,该处电表是电流表.该电路为串联电路,电压表测量灯泡L2的电压.]
8.解析:电流从电源正极流出,经过外电路回到电源
负极.因此要确定电源的正负极要从能够明确电流方向的器材考虑.电流表和电压表的使用规则中都涉及到电流的方向,因此都可用来确定电源的正负极,再将其与给定的器材联系起来即可解决.
方案一:按如图甲所示连接电路,再利用开关试触,若电压表指针正向偏转,说明与电压表正接线柱连接的铜棒是芭乐电池的正极;若电压表指针反向偏转,则铝棒是电池正极.
方案二:将芭乐电池的铝棒用导线和电流表负接线柱连接,然后用与铜棒连接的导线跟电流表正接线柱试触.如果电流表指针正向偏转,说明铜棒是电池正极;若电流表指针反向偏转,则铝棒是电池的正极.
方案三:按如图乙所示连接电路,闭合开关,若低压二极管发光,说明铜棒是电池的正极;若二极管不发光,则铝棒是正极.
　　本节重点是电压表的正确使用以及读数,连接电路时部分学生容易将串、并联电路混淆,教师可先组织学生画出电路图,然后让学生动手连接再测量.在学生进行连接测量的过程中,教师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,应该多测几遍,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,读数也会有差异.
动手动脑学物理(教材第59页)
1.如图所示.
3.甲:2 V;乙:12.5 V;丙:1 V.
4.(1)如图甲所示.　(2)如图乙所示.
　　1.电压表使用“一不二要三看清”:
一不:不能超过电压表的量程;
二要:电压表要并联在被测电路两端;电流要从“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出;
三看清:看清所用的量程;看清分度值;看清指针所指的位置.
2.如何试触
(1)在连接电路时,一般应先预留一根与电压表接线柱相连的导线.这根导线先不要连接,待连好电路后,闭合开关,用这根预留的导线头迅速与接线柱接触,并迅速离开,同时观察电压表指针的偏转情况,以判定指针的偏转是否正确.若发现指针反偏,则应调换电压表的“+”“-”接线柱.
(2)如果不能确定或估计被测电压的大小,连好电路后要先用电压表的大量程进行试触,即手持预留的导线头迅速地接触电压表大量程的接线柱,同时观察电压表的指针.若发现指针偏转角度过小,应换用小量程;若发现指针超过量程,则要改用更大量程的电压表.
(3)试触的速度要快.如果过慢,指针反偏时极易碰弯或损坏指针;选用的量程过小时,有可能损坏指针,甚至烧坏电压表.电压表的指针只有正偏和选用合适的量程,才能确保电压表安全,才能精确测量电压值.
第2节　串、并联电路中电压的规律
1.通过探究实验,得出串、并联电路中电压的规律,学习科学探究的方法.
2.在实验过程中,训练学生连接电路、正确使用电压表的基本技能.
1.通过观察和实验,探究串、并联电路中电压的规律,提高学生的探究能力.
2.通过学生实验,培养初步的观察能力、动手操作的实验能力和实验结论的归纳总结概括能力.
1.通过学生探究活动,激发学习兴趣,培养学生热爱科学、积极研究和探索科学知识的精神.
2.通过小组共同探究的实验过程,培养学生严谨的科学态度和协作精神.
【重点】　通过实验探究串、并联电路中电压的规律.
【难点】　在探究过程中认真观察,仔细分析,归纳得出恰当的结论.
【教师准备】　电路板一块、多媒体课件等.
【学生准备】　导线若干、电池组、小灯泡(带灯座)、开关、电压表等.
导入一:情景导入
情景1:用课件播放几种家用电器并联在家庭电路中的视频动画.引导学生注意观察家用电器是并联在电路中的(如图所示).
情景2:出示一串小彩灯,将其接入教室(或实验室)的电路中.引导学生注意观察小彩灯是串联在电路中的(如图所示).
问题:小彩灯为什么不能像家用电器一样并联在电路中呢?
回答:小彩灯和一般的家用电器所需要的电压是不同的.
　　[过渡语]　要想知道为什么家用电器要并联、小彩灯要串联,需要探究串联电路和并联电路电压的规律.也就是说,如果两个用电器分别以串联和并联的形式连接在电路中,在相同电压的情况下,每个用电器上的电压相同吗?要想知道答案,下面让我们先来研究串联电路电压的规律吧.
导入二:问题导入
师:请同学们在纸上画出你熟悉的串、并联电路图.
生:分组讨论画图.
师:巡视并且选出画的较好的图,用投影仪放大展示并表扬.
问题:你们已经了解了串、并联电路的哪些知识,还想知道哪些内容,还有什么问题?
生:①串联电路电流处处相等;②并联电路干路总电流等于各支路电流之和;③电流表必须串联在电路中.
　　[过渡语]　1.串联电路中的电压有什么样的关系?也和电流一样,处处相等吗?2.并联电路中的电压有什么样的关系?也和电流一样,干路中的总电压等于各支路电压之和吗?学习完本节课,你的疑问会迎刃而解.
一、串联电路中的电压规律
思路一
一、探究串联电路中电压的规律
1.提出问题:
在图中所示的串联电路中,L1两端电压U1、L2两端电压U2、L2和L1组成的串联电路两端的总电压U之间有什么关系?
2.猜想或假设:猜测上面问题的可能答案,并把它写下来.
(1)我们认为串联电路中电压的关系应该和电流的关系相同,也是处处相等.
(2)我们认为电压应该从电源正极出发,沿着电流的方向越来越小.因为电压是使电路中形成电流的某种“力量”,力量会越用越小.
(3)我们认为灯泡大的地方电压大,灯泡小的地方电压就小.
(4)我们认为串联电池组的电压等于各个电池的电压之和,那么串联电路的总电压等于各部分电路两端电压之和.
3.设计实验:
分别把电压表并联连接在电路中的L1两端、L2两端、L1和L2组成的串联电路两端,依次测出电压U1,U2和U,看看它们之间有什么关系.换上另外两个小灯泡,再次测量,看看是否还有同样的关系.画出三次测量的电路图如图所示.
根据设计的实验电路图,本实验所需的器材是:电池组、电压表和开关各一个,小灯泡四个,导线若干.
4.进行实验:
分别按图甲、乙、丙的电路图连接实验电路.每次检查无误后再闭合开关,读出实验中电压表的示数U1,U2,U.每次读数后都要及时断开开关,把所测得的数据填入下表中.
灯泡L1两端的电压U1
灯泡L2两端的电压U2
L1,L2串联两端的总电压U
第一次测量
第二次测量
　　5.实验完毕后,要整理好仪器.
6.分析和论证:
分别对两次测量记录的实验数据进行分析归纳,得出结论,并验证实验前提出的猜想是否正确.本探究实验的结论是:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和,即U=U1+U2.
7.评估:
实验完毕后,要对自己的探究过程进行回顾和分析,并且思考在探究过程中,哪些问题理解了,哪些问题还不清楚,实验设计有没有不足之处,操作步骤是否合理,有没有失误,测量结果是不是可靠等等.
8.交流:
在探究实验过程中,要及时把自己的探究过程及得出的实验结论告诉老师和同学,征求别人的意见,提出自己的见解,互相交流,进行合作,并把交流的情况简要记录下来.
9.完成科学探究的实验报告.
二、串联电路中的电压关系
实验表明:串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和.即U=U1+U2.
推论:在串联电路中,总电压比电路中任何一部分电路两端的电压都大,即U>U1,U>U2.
【拓展延伸】　实验时电流表示数正常而电压表无示数的故障分析:“电流表示数正常”表明主电路为通路,“电压表无示数”表明无电流通过电压表,则故障原因可能是:①电压表损坏;②电压表接触不良;③与电压表并联的用电器短路.
　　[过渡语]　我们通过探究实验,已经知道了串联电路的电压规律,那么并联电路的电压特点又是怎样的呢?
思路二
串联电路电压有什么关系
1.请同学们讨论,做这个实验我们需要哪些实验器材?然后再画出实验电路图.
实验器材:干电池两节、开关一个、小灯泡两个、导线若干.
电路图:如图所示.
2.实验时要测出哪些数据?怎样正确使用电压表?
回答:把电压表分别并联在电路AB两点、BC两点、AC两点,测量电压值.电压表要与被测电路并联,使电流从正接线柱流入,负接线柱流出.
3.实验时还应该注意哪些事项?
回答:换用不同规格的小灯泡连接电路,测量电压值.连接实物过程中开关要断开,检查好电路再进行实验.
4.教师根据本实验的要求引导学生设计表格.
实验表格:
次数
UAB/V
UBC/V
UAC/V
1
2
3
　　5.教师示范操作,让学生认真观察,准确读数,正确记录实验数据.
(1)巡视并指导学生做实验.将实物连接投影在屏幕上供实验连接有困难的小组参考.
(2)将学生实验记录数据投影到屏幕上.对实验进行点评,表扬实验中学生的闪光点.
6.教师提问:表格中记录的数据有什么规律?你能得到什么结论?
总结规律:综合各组的实验数据得出串联电路电压关系:串联电路两端的总电压等于串联电路中各用电器两端的电压之和.字母表达式:U=U1+U2.
7.同学们还有什么发现?
回答:串联时,当两灯型号相同时,灯两端的电压相同;两灯型号不同,灯两端的电压不同.
【拓展延伸】　电压表有示数而电流表无示数的故障分析:“电压表有示数”表明电路中有电流通过;“电流表无示数”说明没有或几乎没有电流流过电流表,则故障原因可能是①电流表短路;②和电压表并联的用电器开路,此时电路中电流太小,电流表无明显示数.
　　[过渡语]　我们一起对串联电路中电压的规律进行了探究,大家都迫不及待想动手实验,找出并联电路中电压的规律,我们就开始吧!
二、并联电路的电压规律
【猜想和假设】
师:同学们都知道,串联电路只有一条路径,并联电路有多条路径.我们把并联电路的各分支叫支路,总路径叫干路,实际上我们是要探究干路和支路电压间的关系,如图所示.
接下来,同学们猜想一下干路和支路电压的关系吧!
生甲:我猜想,干路和支路电压相等.
生乙:因为干路电压分配给两条支路,两支路电压之和应该等于干路电压.
生丙:我猜想如果灯泡不一样,两支路电压的和会超过干路电压.
【设计实验】
师:同学们仿照探究串联电路中电压的设计,对以上猜想设计实验探究过程.
甲组:用电池、导线、一个开关、两个灯泡组成并联电路,然后在干路上电源两端并联电压表,测出电源的电压;再在两条支路上分别并联接入电压表,测出两条支路中各自的电压,这样就可得出干路电压与支路电压的关系了,我们组设计的电路图如图所示.只要按照设计的电路图实验一下,就会得出结果了.
乙组:我们组设计的电路和甲组一样,电源的电压等于支路的电压.
丙组:我们组设计的电路和别的组一样.
【进行实验】
师:大家的电路设计大致相同,只是猜想的结论不同.现在大家根据设计好的电路图动手实验.
学生动手实验,教师给予指导.
【归纳总结】
师:同学们都做完了实验.我相信结果已经出来了,请几位同学说一下你们组的结论吧!
甲组:我们的结论是:电源电压约等于各支路的电压.数据在如下的表格内.我们发现并联电路中电压和串联电路中电压关系不同.
电源电压
支路1的电压
支路2的电压
甲组
2.9 V
2.8 V
2.9 V
乙组
2.9 V
2.9 V
2.9 V
丙组
2.9 V
2.9 V
2.9 V
　　师:你们分析得有道理,说明你们不只做了实验,还对数据进行了分析,你们这种探究的精神值得大家学习,同学们用掌声给予鼓励!
乙组:我们组的结论和刚才的结论一样,也和我们猜想的结果相同.数据出入很小,并列的各支路两端的电压都相等.
师:你们组的猜想是正确的,同学们也为你们的成功表示祝贺!
丙组:我们组用的灯泡比他们的都大一些,我们的数据也在表格内.我们发现灯泡换成大的,但是规律没变.干路两端电压等于各支路两端电压.
师:你们组的结论和别的组相同,也就是说,我们得到了统一的结论.
师:大家从实验探索中都明白了我们的结论.我们的探究算是成功完成!
1.串联电路中电压的规律:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.
2.并联电路中干路和支路之间的电压关系:并联电路并列的各支路两端的电压都相等.
1.如图所示,电源电压为9 V保持不变,当开关闭合时,灯泡L1,L2均正常发光,电压表示数为3 V,则灯泡L1两端的电压是 (　　)
A.3 V　　　B.6 V
C.4.5 V D.9 V
解析:图中L1与L2串联,电压表测L2两端的电压,因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯泡L1两端的电压:U1=U-U2=9 V-3 V=6 V.故选B.
2.小红家卫生间安装了换气扇和照明灯,换气扇和照明灯的电路连接如图所示.下列说法中正确的是 (　　)
A.换气扇和照明灯不能同时工作
B.换气扇和照明灯只能同时工作
C.换气扇和照明灯工作时,通过它们的电流一定相等
D.换气扇和照明灯工作时,它们两端的电压一定相等
解析:两电器并联并且都有单独开关控制,所以两用电器可以单独工作,也可以同时工作,故A,B错误;由于两电器并联,电流不一定相同,C错误;由并联电路的特点可知工作时两端电压一定相等,D正确.故选D.
3.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S,电压表V1的示数为3 V,电压表V2的示数为8 V,灯L1两端的电压为　　　　V,则灯L2两端的电压为　　　　V.?
解析:电压表V1测灯L1两端的电压,电压表V2测量电源电压.串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以灯L2两端的电压为U2=8 V-3 V=5 V.
【答案】　3　5
4.如图所示,若电源电压为6 V,电压表的示数为3.8 V,则灯L1两端的电压U1=　　　　V,灯L2两端的电压U2=　　　　V,若S断开,电压表的示数为　　　　V.?
解析:开关闭合时,电压表测量L1两端的电压,则灯L1两端的电压U1=3.8 V;由串联电路中电压关系可知,灯L2两端的电压:U2=U-U1=6 V-3.8 V=2.2 V;若S断开,电压表通过灯泡L2并联在电源上,测量电源电压,所以电压表示数为6 V.
【答案】　3.8　2.2　6
串联电路中电压的规律:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和.
并联电路中电压的规律:并联电路并列的各支路两端的电压都相等.
一、教材作业
【必做题】　
教材第62页动手动脑学物理的1,2,3题
【选做题】　
教材第62页动手动脑学物理的4题
二、课后作业
【基础巩固】
1.在探究串联电路电压关系实验中,物理实验小组按如图所示的电路测得V的示数是3.8 V,V1的示数是2.3 V,V2的示数应为(　　)
A.1.5 V　　B.3.8 V
C.2.3 V 　　　　D.6.1 V
2.如图甲乙两电路,已知甲图V1的读数是3 V,V2的读数是　　　　V;若乙图V1的读数是4 V,V2的读数是5 V,则V的读数是　　　　V.?
3.如图所示的电路,电压表V1的示数为4.5 V,则灯L1两端的电压为　　　　,电压表V2的示数是　　　　,电源电压是　　　　.?
4.小华同学将两只电压表接入由两只小灯泡组成的串联电路中,如图所示.闭合开关后,电压表V1的示数为0.5 V,V2的示数为1.8 V.则小灯泡L1两端的电压是　　　　V,L2两端的电压是　　　　V,电源电压是　　　　V.?
【能力提升】
5.如图所示的电路图,开关S接到a时,电压表示数为9 V,开关S接到b时,电压表示数为4 V,下列说法不正确的是 (　　)
A.电源电压为9 V
B.灯L1两端的电压为4 V
C.灯L2两端的电压为4 V
D.灯L1和灯L2的总电压为9 V
6.如图所示的电路中,闭合开关,电压表V1的示数是7.5 V,电压表V2的示数为9 V,若电源电压为12 V,则L2两端电压是 (　　)
A.4.5 V　　　　　　　B.5.5 V
C.3 V D.2 V
7.如图所示,闭合开关S,V1,V2,V3的示数分别为8 V,9 V,4 V,则L1,L2,L3两端的电压分别是　　　　、　　　　、　　　　.?
【拓展探究】
8.一串小彩灯,规格都是“4 V　0.2 A”,每个小彩灯的结构如图所示.在正常情况下,细金属丝由于表面有一层氧化铜而与灯丝支架不导通,若加上200 V以上电压时,氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通.若将这种规格的小彩灯接入220 V电路中,为使小彩灯正常发光,请通过计算说明:
(1)应串联多少个小彩灯?
(2)若其中一个小彩灯的灯丝被烧断,其他小彩灯是否还能发光?为什么?
【答案与解析】
1.A[解析:根据电路图可知,电压表V1测灯L1两端电压,V2测灯L2两端电压,V测电源两端电压,根据串联电路电压特点,因此V2示数为:3.8 V-2.3 V=1.5 V.故选A.]
2.3　9[解析:因为并联电路两端电压相等,所以电压表V2示数等于电压表V1示数,为3 V;因为串联电路两端电压等于各部分电压之和,所以电压表V的示数等于电压表V1,V2的示数之和,即4 V+5 V=9 V.]
3.4.5 V　4.5 V　4.5 V[解析:根据电路图可知,两灯泡并联,电压表V1,V2都测电源电压.并联电路两端电压相等,并且电压表V1示数为4.5 V,所以灯L1两端的电压为4.5 V,电压表V2的示数是4.5 V,电源电压是4.5 V.]
4.0.5　1.3　1.8[解析:分析电路图可知,L1两端电压U1=0.5 V;电压表V2测电源电压,U=1.8 V.
因为L1与L2串联,则L2两端的电压:U2=U-U1=1.8 V-0.5 V=1.3 V.]
5.B[解析:当开关S接到a时,两灯泡串联,电压表测电源电压,为U=9 V,A,D正确;当开关接到b时,两灯泡串联,电压表测L2两端电压,灯L2两端电压U2=4 V,C正确;根据串联电路的电压特点,灯L1两端的电压:U1=U-U2=9 V-4 V=5 V,B错误.故选B.]
6.A[解析:由电路图可知,三灯泡串联,V1测L1,L2两端的电压,V2测L2,L3两端的电压,根据串联电路中总电压等于各部分电路电压之和,则U1+U2=7.5 V　①;U2+U3=9 V　②;U=U1+U2+U3=12 V　③.解得U2=4.5 V.故选A.]
7.3 V　5 V　4 V[解析:根据题意可知,灯泡L1,L2两端的电压为U1+U2=8 V,灯泡L2,L3两端的电压为U2+U3=9 V,L3两端的电压为U3=4 V;因为串联电路的总电压等于各分电压之和,所以L2两端的电压为:U2=9 V-4 V=5 V;L1两端的电压为:U1=8 V-5 V=3 V.]
8.解:(1)要使灯泡正常发光应将灯泡串联,让小彩灯串联后的总电压为220 V,由串联电路的特点知串联个数:n=220 V4 V=55个.　(2)如图所示,当某个小彩灯L的灯丝烧断时,AB间形成断路,220 V电压直接加到细金属丝与灯丝支架AB之间.氧化铜被击穿,细金属丝与灯丝支架导通,此时烧坏的这个灯相当于一段导线,起到连接作用,这样220 V的电压又重新加在其他未烧坏的彩灯上,使它们能继续工作.但是每个灯上的电压有一点儿升高,不至于烧毁灯丝.当烧毁的小彩灯太多时,其余小彩灯会因电压过高而被烧毁.[解析:小彩灯上标有“4 V　0.2 A”可知,小彩灯正常发光时的电压为4 V,家庭电路的电压为220 V,所以小彩灯连接方式应为串联,再根据串联电路的电压关系求灯的个数.灯丝烧断后,220 V的电压会加在这个彩灯上,使细金属丝表面上的氧化铜被击穿,电路导通,其他小彩灯能发光.]
　　本节课探究实验的流程这样做比较好,先引导学生探究“串联电压规律”,边探究边熟悉各环节,然后再给学生时间,自主探究“并联电压规律”,这样学生过渡自然,不至于没有基础,盲目而混乱.教学时利用白板连接实物图,直观生动,便于理解,效果较好.
在学生进行实验的过程中,应让做得快的小组帮助慢的小组,并在小组间交流数据,得到更客观的结论.对实验操作要有时间限制,学生做完实验进行点评.对实验中的误差进行分析,体现尊重事实的科学态度.实验结束后,留给学生充足的展示机会,多让几个小组汇报得出的结论,然后再汇总.有时教师与学生交流不够充分,实验探究课应重点培养学生的科学思维与探究能力,对实验的过程和结果都应重视,才能更好地体现新课标的要求.
动手动脑学物理(教材第62页)
1.4节干电池串联,3个铅蓄电池串联.
2.2.5　2.5　6.3 V
3.如图所示.
4.如下表所示
　　电流表和电压表的异同点:
电流表
电压表
异
符号
连接方式
串联
并联
直接连接电源
不能
能
量程
0~0.6 A和0~3 A
0~3 V和0~15 V
分度值
0.02 A和0.1 A
0.1 V和0.5 V
内阻
很小,几乎为零,相当于短路　　　　
很大,相当于开路
同
①使用前调零;②读数时看清量程和分度值;③电流从正接线柱流入负接线柱流出;④不能超过量程.
第3节　电　阻
1.知道什么是电阻,理解电阻是导体本身的一种性质.
2.知道电阻的单位及其换算关系.
3.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关.
1.探究影响电阻大小的因素,培养学生观察、分析、比较、概括的能力.
2.进一步学习体会研究问题的一种方法──控制变量法.
1.激发学生对电阻大小与哪些因素有关产生兴趣,积极动手进行实验和观察实验.
2.在实验探究中,学习科学家研究问题的方法,培养严谨的习惯和实事求是的态度.
【重点】　影响电阻大小的因素.
【难点】　电阻的概念.
【教师准备】　多媒体课件、视频、电学磁性元件一套、接线板、演示用电流表、酒精灯等.
【学生准备】　干电池组、开关、导线若干、小灯泡、长短粗细相同的铁丝、铜丝及镍铬合金丝各一段等.
导入一:实验导入
演示实验:用电池、灯泡、开关、导线组成一个简单电路(如图所示),闭合开关,观察灯泡亮度;换一个规格不同的灯泡,再次观察灯泡的亮度,发现灯泡变暗了.
　　[过渡语]　为什么电压一样,换个灯泡却变暗了呢?看来同样是灯丝,有的灯丝容易导电,有的却不容易导电,这节课我们就来研究导体的这种差异.
导入二:情景导入
出示预先准备好的几种电线:比如家庭用导线、电缆线、电话线、闭路电视线等(如图所示).
提问:这些是什么?有什么用途?
请大家从导线的截面观察.电线芯是用容易导电的金属来做的,是导体.电线芯的外面包了一层橡胶或塑料,是不容易导电的绝缘体(如图所示).
问题:现在请同学们剥开导线的绝缘外皮,看一下导线的芯到底是用什么材料做成的?
观察并回答:如图所示,常用的导线通常是用铜或铝做芯,特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的银来做芯.
　　[过渡语]　大家见过用钢、铁做芯的导线吗?我们已经知道,钢、铁也是导体,又多又便宜,那么为什么不用钢、铁来做导线呢?这节课我们就动手做实验找找其中的原因.
一、电阻
思路一
一、电阻是导体本身的一种性质
情景1:如图所示,将一只灯泡、一个演示电流表、两节干电池、一个开关和一段镍铬合金线连接电路,并读出电流表的示数.可以让一位学生到前面来演示连接电路,其他同学帮助检查连接过程是否正确.
情景2:如图所示,把和情景1相同的一只灯泡、一个演示电流表、两节干电池、一个开关,只是把一段镍铬合金线换成一段铜导线连接电路,并读出电流表的示数.提示学生观察灯泡亮度和电流表示数有什么变化.
现象:接入铜丝比接入镍铬合金丝时灯泡亮.接镍铬合金丝时的电流比接铜丝时的电流小.
问题1:比较两次电流表的示数,实验中用的是相同的电池,也就是说电压相同,为什么两条导线中的电流不同呢?
分析总结1:导体能导电,但同时对电流又有阻碍作用.相同电压下,导线中电流不同,说明两条导线对电流的阻碍作用不同.在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小.
板书:导体对电流的阻碍作用叫电阻.符号:R,单位:欧姆,简称欧,符号Ω.
问题2:相同电压下,接入铜丝的电流大,说明了什么问题?
分析总结2:铜对电流的阻碍作用小,也就是铜丝的电阻小.相同电压下,接入等长、等粗的镍铬合金丝电流小,说明了等长、等粗的镍铬合金丝比铜丝的电阻大.
【拓展延伸】　导线的电阻值和导线的材料有关.不同材料的导线其电阻值不同.电阻是导体本身的一种性质.常见的几种材料中银的电阻最小,除镍铬合金外,铁的电阻较大,铜的电阻和银差不多,但铜比银便宜.所以不用铁做导线,而常用铝或铜.
二、电阻的单位换算
1.常用单位及换算关系:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ).1 kΩ=103Ω、1 MΩ=106Ω.
2.同学们对于电阻这个物理量已经有了一定的了解.在电子技术中经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器.这些电阻器,无论它们是否被连入电路,通过它们电流是多少,其阻值一般是不变的,即电阻是导体本身的一种性质.电阻器也叫定值电阻,它在电路图中的符号是“”.
3.在电工材料中,除了同学们已了解的导体和绝缘体外,还有一种很重要的材料就是半导体.通过介绍半导体及超导的相关内容(或让学生自己阅读课文内容),进一步提高学生的学习兴趣.
思路二
问题:铜导线与铁导线同是导体,它们的导电能力有什么不同呢?
实验:把铁丝和铜丝分别接入电路(如图所示),观察一下灯泡的亮度有什么不同?
(1)先将铁丝接入电路,合上开关,观察小灯泡的亮度.
(2)将铁丝换成长短、粗细相同的铜丝,合上开关,观察小灯泡的亮度.
现象:接铜丝时灯泡亮,接铁丝时灯泡暗.
分析:实验中用的是相同的电池,也就是说电压相同,为什么两条导线中的电流不同呢?
原来导体能导电,但同时对电流又有阻碍作用.相同电压下,导线中电流不同,说明两条导线对电流的阻碍作用不同.在物理学中用“电阻”来表示导体对电流阻碍作用的大小.
电阻的单位和换算:
1.电阻的符号:R;电路图中的符号是: .
2.电阻的单位:欧姆,简称欧,符号“Ω”.常用单位:千欧(kΩ),兆欧(MΩ)
3.换算关系:1 MΩ=103kΩ;1 kΩ=103Ω.
【拓展延伸】　实验室用的连接导线的电阻很小,常用的1 m长的铜导线,通常可以忽略不计.电流表的电阻很小,近似情况下可看作等于零.电压表的电阻很大,近似情况下可看作无限大.
　　[过渡语]　我们已经知道不同导体对电流的阻碍作用不同,除此以外,电阻还受哪些因素的影响?
二、影响电阻大小的因素
导体能够通过电流,但同时对电流有阻碍作用,在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小.不同导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质.
问题:导体的电阻既然是导体本身的一种性质,你们猜一猜它跟哪些因素有关?你们能不能设计一组实验来证明你的猜想是否正确?
提示:电阻是否跟材料、长度、导线的粗细有关?在学生提出猜想的基础上加以归纳,做下面三组演示实验.
一、研究导体的电阻跟它的材料是否有关
实验所用的导线是锰铜线A和镍铬合金线D(如图所示),将电流表示数填入表1内.
表1:研究导体的电阻跟材料的关系
导线
材料
长度
横截面积
电压
电流
A
锰铜
相同
相同
相同
D
镍铬合金
　　提问:分析实验数据,可以得到什么结论?
结论:导体的长度、横截面积都相同时,导体的电阻跟导体的材料有关.
【归纳总结】　如何类比电阻与材料有关系呢?用人的流动类比电阻:把某条公路比喻成电阻,把路上朝一个方向运动的行人比喻成电流.如果道路本身状况良好,通过就容易;道路本身坑坑洼洼,通过它就困难,即电阻与材料有关.
二、研究导体的电阻跟它的长度是否有关
用镍铬合金导线B和D做实验(如图所示),将实验测出的电流表示数填入表2内.
表2:研究导体的电阻跟长度的关系
导线
材料
长度
横截面积
电压
电流
B
镍铬合金
不同
相同
相同
D
镍铬合金
　　提问:分析实验数据,可以得到什么结论?
结论:导体的材料、横截面积都相同时,导体越长,电阻越大.
三、研究导体的电阻跟它的横截面积是否有关
用镍铬合金线C和D做实验(如图所示).将实验测出的电流表的示数填入表3内.
表3:研究导体的电阻跟横截面积的关系
导线
材料
长度
横截面积
电压
电流
C
镍铬合金
相同
不同
相同
D
镍铬合金
　　提问:分析实验数据,可以得到什么结论?
结论:导体的材料、长度都相同时,导体的横截面积越小,电阻越大.
【拓展延伸】　导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走作比喻,街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多.同理导体越长、越细,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多.
四、导体的电阻受温度影响
问题:导体的电阻还跟什么因素有关?请大家看下面的演示实验:
演示实验:把铁丝线圈(或日光灯管的灯丝)按图接入电路,用酒精灯缓慢地对铁丝加热,观察加热前后,电流表的示数有什么变化.
问题:从电流表示数的变化,得到什么结论?
回答:导体被加热后,它的温度升高,电流表示数变小,表明导体的电阻变大,这说明导体的电阻还跟温度有关,对大多数导体来说,温度越高电阻越大.
【归纳总结】　导体的电阻决定于它的材料、长度、横截面积和温度.导体的电阻由它自身的条件决定,因此不同的导体,电阻一般不同,所以说电阻是导体本身的一种性质.
【拓展延伸】　用人的流动类比电阻:把某条公路比喻成电阻,把路上朝一个方向运动的行人比喻成电流,则公路越长,想通过它就越难,电阻越大;道路越宽,通过它就越容易,电阻越小.温度越高,即行人的速度越大,通过它越困难,电阻越大.
1.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻.符号为R.
2.电阻的单位和换算:
(1)电阻的单位:欧姆,符号为Ω;
(2)1 MΩ=103kΩ;1 kΩ=103Ω.
3.电阻在电路图中的符号: .
4.影响电阻大小的因素:长度、横截面积、材料和温度.
5.半导体及超导:光敏电阻、热敏电阻等.
1.把一段导体均匀拉长后,它的电阻将 (　　)
A.变大　 B.不变　 C.变小　 D.无法确定
解析:在导体材料和横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料和长度一定时横截面积越小电阻越大.所以导体被拉长后由于长度变大、横截面积变小,所以电阻变大.故选A.
2.关于导体的电阻(不考虑温度的影响),下列说法中正确的是 (　　)
A.锰铜丝的电阻比铜丝的电阻大
B.粗细相同的导线,长的电阻较大
C.长短相同的铜导线,细的电阻较大
D.同种材料制成的长短一样的两条导线,粗的电阻较大
解析:影响电阻大小的因素有多个,A中只考虑了材料的影响,A错误;B中只考虑了横截面积相同时导体的长度对电阻的影响,B错误;C项综合考虑了影响电阻的几个因素:材料相同,长度相同,粗细不同,细的电阻大,C正确;同种材料制成的长短相同的两根导线,细的电阻较大,D错误.故选C.
3.如图所示,将不同导体接到电路A,B之间时,闭合开关,可通过观察、比较　　　　来判断不同导体电阻的大小;若两个导体的电阻差异不大,则可以用　　　　表替换灯泡作进一步的判断.?
解析:将不同导体接到电路A,B之间时,电路中接入的电阻不同,导致电路中电流也不同,所以灯泡的亮度不同,因此我们可以通过灯泡的亮暗比较两个电阻阻值大小.如果两个导体的电阻差异不大,则用电流表替换灯泡,能更准确判断.
【答案】　灯泡的亮暗　电流
4.甲、乙、丙三根用相同材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值最大的是　　　　,最小的是　　　　.?
解析:甲、乙、丙三根用相同材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但是甲较长,所以甲的阻值大于乙的阻值;乙、丙的长度相同,但是丙较粗,所以乙的阻值大于丙的阻值;即阻值由大到小排列为:甲、乙、丙,这三根电阻丝的阻值最大的是甲,最小的是丙.
【答案】　甲　丙
1.电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻.
电阻的符号:R.
电阻的单位:欧姆(Ω).
电阻在电路图中的符号:
2.影响电阻的因素:材料、长度、横截面积和温度.
一、教材作业
【必做题】　
教材第67页动手动脑学物理的1,2,4,5题
【选做题】　
教材第67页动手动脑学物理的3题
二、课后作业
【基础巩固】
1.在国际单位单位制中,电阻的单位是 (　　)
A.安培(A) B.欧姆(Ω)
C.伏特(V) D.瓦特(W)
2.关于导体电阻的说法中,正确的是 (　　)
A.铁的电阻比铜的电阻大
B.长导线的电阻比短导线的电阻大
C.细导线的电阻比粗导线的电阻大
D.长度相同、粗细相同的铜导线的电阻比铁导线的电阻小
3.有关电阻的一些数据,下列几项中不正确的一项是 (　　)
A.在长短、粗细相同时,铝导线比镍铬合金线的电阻大
B.常用的照明灯泡的电阻约为100~2000 Ω
C.实验用小灯泡的电阻约为5~50 Ω
D.人的双手间(干燥)电阻约为1000~5000 Ω
4.一根粗细均匀的铜导线,电阻为10 Ω,若把它截为长度相同的两段,每段的电阻为R1,则R1=　　　　Ω;若将原来的导线对折拧成一条使用,其电阻为R2,则R2=　　　　Ω.?
【能力提升】
5.家里的白炽电灯通常是在开灯的瞬间被烧毁,这是因为 (　　)
A.开灯的瞬间,灯丝电阻小,电流大
B.开灯的瞬间电压很大
C.开灯时突然有电流冲击
D.开灯时突然有电压冲击
6.在探究“导体的电阻大小与横截面积有什么关系”的实验中,请你根据下表所提供的信息选出合适的金属丝 (　　)
金属丝代号
材料
长度L/m
横截面积S/mm2
①
镍铬合金
1.80
1.0
②
镍铬合金
0.90
1.0
③
镍铬合金
0.45
1.0
④
镍铬合金
0.90
2.0
⑤
镍铬合金
0.90
0.5
⑥
锰铜合金
0.90
0.5
⑦
镍铬合金
3.60
0.5
A.①②③ B.⑤⑥⑦
C.②④⑤ D.①④⑦
7.有些白炽灯泡亮度与其灯丝有关.为了研究不同家用白炽灯泡在正常工作时的亮度与灯丝的关系,小明同学通过实验得到甲、乙、丙三个灯泡正常工作时的亮度是甲灯最亮,乙灯其次,丙灯最暗.灯泡甲、乙、丙灯丝均由长度相同的钨丝组成,甲灯灯丝较粗,乙灯其次,丙灯灯丝较细,具体情况如图所示.
(1)根据以上信息,关于白炽灯泡正常工作时亮度与其灯丝的关系,小明得出的初步结论是:　　　　;?
(2)小聪同学进一步研究了灯泡亮度的实例,与小明同学一起思考、讨论,得出:实际工作时,灯泡亮度还与　　　　有关.?
【拓展探究】
8.如图所示,将废灯泡的玻璃外壳小心地打碎,留下灯头和固定两根引线的玻璃芯,将与之相连的灯丝去掉,利用灯头把玻璃芯与一盏白炽灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡能不能发光?然后用酒精灯加热玻璃芯,当玻璃芯发黄变红时,灯泡能不能发光?这时移走酒精灯,灯泡能不能发光?这个实验说明了什么?
【答案与解析】
1.B[解析:在国际单位制中,安培是电流的单位,A错误;欧姆是电阻的单位,B正确;伏特是电压的单位,C错误;瓦特是功率的单位,D错误.故选B.]
2.D[解析:A中只说明了两导体材料的关系,导体的横截面积、长度关系未知,不能确定两者电阻大小,A错误;在B,C中只知道其中一个变量的关系,不能确定电阻的大小,故B,C错误;D表述正确.故选D.]
3.A[解析:在长度、粗细一定时,铝的电阻率比较小,铝导线比镍铬合金线的电阻小,A错误;常用灯泡的电阻一般在几百欧姆到几千欧姆,B正确;实验用的小灯泡电阻约为5 Ω到50 Ω,C正确;人体干燥时双手电阻约1000 Ω到5000 Ω,D正确.故选A.]
4.5　2.5[解析:一根铜导线,材料一定,横截面积一定,截成相同的两段后,任何一段与原来相比,长度都减小了一半,所以电阻值减小为原来的一半.一根铜导线对折拧成一条使用,材料不变,长度减小一半,横截面积增大一倍,电阻值减小为原来的四分之一.]
5.A[解析:开灯瞬间,灯(钨)丝的电阻较小,此时的电流较大,所以这个时候最容易烧断灯丝.故选A.]
6.C[解析:要研究电阻大小与横截面积的关系时,要保持材料、长度都相同,横截面积不同,由数据可知:需要选择②④⑤进行实验.故选C.]
7.(1)白炽灯正常工作时,长度相等的钨丝,横截面积越大,灯越亮　(2)灯丝的长度[解析:(1)由题可知,灯泡甲、乙、丙灯丝均由长度相同的钨丝组成,甲灯灯丝较粗,乙灯其次,丙灯灯丝较细,甲、乙、丙三个灯泡正常工作时,甲灯最亮,乙灯其次,丙灯最暗,可得白炽灯正常工作时,长度相等的钨丝,横截面积越大,灯越亮.(2)由于灯丝的电阻还与灯丝的长度有关,所以灯泡的亮度还与灯丝的长度有关.]
8.不能发光;能发光;不能发光;常温下的玻璃是绝缘体,高温下的玻璃变成了导体.[解析:常温下玻璃是绝缘体,利用灯头把玻璃芯与一盏白炽灯泡串联接入家庭电路中,此时灯泡不发光.玻璃被加热到白炽状态时,温度达到2000 ℃左右,玻璃处于高温时变为导体,使电路连通,灯泡能发光.移走酒精灯,灯泡不能发光,说明常温下的玻璃是绝缘体,高温下的玻璃变成了导体.]
　　1.在“为什么用铜、铝做导线,不用钢、铁做导线”的问题上,学生经过观看演示实验再回答这样的问题是很简单的.如果能进一步追问“铜、铝做的导线是不是一定比钢、铁做的导线电阻小?”这样在引入新课上会更顺畅一些,与本节课的知识关联性更强一些.
2.关于电阻是导体本身的一种性质的说法学生普遍不太理解,有的根本不明白什么意思.这个问题不必强行解释,等到得出欧姆定律后,再解释就会透彻了.
3.像光敏电阻和热敏电阻如果能结合实际的物品展示给学生效果会更好,它在许多自动化控制方面有着不可替代的作用,让学生接触一下高科技的东西对提高学习兴趣是有很大帮助的.
动手动脑学物理(教材第67页)
1.在相同电压下,通过导线A的电流较大,说明导线A对电流的阻碍作用小,它的电阻较小,通过导线B的电流较小,说明导线B对电流的阻碍作用大,它的电阻较大.
2.24　0.024
3.铜导线的导电性能比铁导线好.
4.B电阻大;A电阻大.
5.(1)BDE　(2)ABC　(3)CFG　控制变量法
　　1.铅笔的硬度和导电性能的关系:
任何一种铅笔芯的主要成分都是石墨,铅笔的笔芯是用石墨和黏土按一定比例混合制成的.铅笔上通常标有字母“H”或“B”.字母“H”即英文“hard”(硬)的词头,代表黏土,表示铅笔芯的硬度.“H”前面的数字越大(如6H),铅笔芯就越硬,即笔芯中与石墨混合的黏土比例越大.“B”是英文“black”(黑)的词头,代表石墨,表示铅笔芯质软的情况和写字的明显程度.以“6B”为最软,字迹最黑,常用在绘画上,而普通铅笔标号则一般标有“HB”.铅笔中导电的成分是石墨,所以越软的铅笔芯,其导电性能越好!
2.电阻大小与温度的关系:
大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大,对于常见的金属,温度每升高1 ℃,电阻值的变化约在11000到61000之间,所以在温度变化不大时,导体的电阻值变化很小,可以忽略不计.白炽灯灯丝正常发光时与不发光时相比,温度变化很大,因此电阻值变化也很大.例如白炽灯的灯丝在室温下电阻约为30 Ω,正常发光时电阻可达484 Ω,是不发光时的十几倍,这时就不能不考虑温度对电阻的影响了.
某些合金材料(如锰铜、康铜等)的电阻值,受温度变化的影响很小,可用来制作标准电阻;少数物质,比如碳、半导体材料等,其电阻值会随温度的升高而减小,特别是半导体材料,对温度很灵敏,人们把这种特性叫做热敏特性.
当温度降低到-273 ℃附近时,某些材料的电阻忽然减小为零的现象叫做超导现象.处于这种状态的物体叫超导体,关于超导材料及其应用的研究是现代物理学中很活跃的领域.
第4节　变阻器
1.了解变阻器的构造,在电路中的符号.
2.理解变阻器的工作原理.
3.通过探究怎样用变阻器改变灯泡的亮度,知道正确使用变阻器的方法.
1.在探究滑动变阻器使用过程中,体验科学探究的方法.
2.通过理解滑动变阻器的设计、制作过程,了解科学发明创造、科技革新的过程.
1.激发学生运用所学知识解释变阻器改变电阻的道理,调动学生的发明创造热情.
2.通过教师、学生的双边教学活动,激发学生的学习兴趣,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理.
【重点】　滑动变阻器的原理及使用.
【难点】　正确连接与使用变阻器.
【教师准备】　实物投影仪、电路示教板、灯泡、三节干电池、导线若干、铅笔芯(约10厘米长)、亮度可变台灯、电位器、多媒体课件等.
【学生准备】　滑动变阻器、小灯泡(3.8 V)、学生电源、开关、导线、实验报告单等.
导入一:问题导入
师:上节课我们学习了电阻的有关知识,知道导体中有一种阻碍电流的性质,我们把它叫做电阻.如果在某个简单电路中,接有一个小灯泡,如何改变小灯泡的亮度呢?老师连接实验电路,并演示灯泡的发光情况.
生:连一个电阻.
师:如果想让灯泡的亮度连续变化,应该怎么办呢?
生:连一个阻值可以变化的电阻.
视频:演示滑动变阻器在声音、亮度等方面的控制(如图所示).
　　[过渡语]　滑动变阻器是如何改变阻值大小的?它的原理是什么?今天我们就来学习阻值可以变化的装置——滑动变阻器和电阻箱.
导入二:情景导入
【多媒体视频】
教师演示:调光台灯亮度发生变化(如图所示).
分析:调光台灯亮度发生变化,说明电流发生变化,而电流的变化是由电阻的变化引起的.
　　[过渡语]　调光台灯的电阻变化是由改变导体电阻的什么因素引起的?这节课我们就来了解有关变阻器的知识.
一、变阻器
一、变阻器的原理
思路一
1.变阻器:电阻大小可以发生变化的装置.
2.变阻器的原理
问题1:影响电阻大小的因素有哪些?
回答1:有长度、横截面积、材料和温度.
问题2:利用这些因素如何改变电阻的大小呢?
回答2:①改变材料;②改变长度;③改变横截面积;④改变温度.
问题3:上述四种方法中,哪一种方法改变电阻比较方便?
回答3:靠改变长度来改变电阻的大小比较容易,其他的因素都比较麻烦.
思路二
师:要解释台灯亮度的变化,我们来做下面的实验:在电路中加入一段铅笔芯,在一端自由移动金属夹,使连入的铅笔芯长度改变,观察现象.
生:改变铅笔芯的长度,小灯泡的亮度发生变化.连入电路的铅笔芯越长,灯越暗,连入电路的铅笔芯越短,灯越亮.
师:电源电压不变,铅笔芯越长,电阻越大,电流越小;铅笔芯越短,电阻越小,电流越大.所以通过改变铅笔芯在电路中的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流,这就是滑动变阻器的原理.
　　[过渡语]　利用金属夹在铅笔芯上移动来改变电阻就构成了一个简单的变阻器.变阻器一般分为滑动变阻器和变阻箱两类,本节重点学习滑动变阻器.
二、变阻器的构造
思路一
师1:要增大导线电阻的可调范围,应该怎么做?
生1:电阻线必须做得很长.
师2:如何使之小巧、轻便呢?
生2:可以将电阻线绕在绝缘瓷管上,并使各线圈之间互不接触.
师3:怎样保证不互相接触呢?
生3:电阻丝外面涂上一层绝缘层.
师4:滑片滑动时又如何保证滑片与电阻丝接触呢?
生4:把滑片与电阻丝接触地方的绝缘层去掉.
师5:电阻丝是用什么材料做的?
生5:为使变阻器的可调范围变大,它是用电阻率较大的合金线制成的,这种合金线又叫电阻线.
【观察】　大家观察滑动变阻器的构造,重点看电阻线的绕法、绝缘皮是否刮掉,滑片是如何与电阻线连接的.
【组成结构】　瓷筒、电阻线、金属棒、金属滑片、4个接线柱.
【原理】　滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻线的长度来改变其电阻的.
师6:滑动变阻器在电路中的符号是怎样的?
生6:画出其在电路中的简单结构图和电路图符号.如图所示:
【拓展延伸】　滑动变阻器在电路中的作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路.
思路二
讨论滑动变阻器的构造(需要解决以下几个问题)
问题1:电阻线选择什么材料?
解决方案1:为了滑动变阻器的调节范围更大,我们需要更长的电阻线,应该选择什么材料最合适?让学生充分讨论,最后得出结论:相同长度和横截面积的条件下,镍铬合金线的电阻比较大,容易调节.
问题2:导线太长怎么办?
解决方案2:有同学提出解决办法是将导线绕成线圈,并且解释说,平时我们见到的缝纫机线,弹簧就是这样的.但是导线较软,线圈没有支架,容易散乱怎么办?
问题3:支架用什么材料?
解决方案3:是导体还是绝缘材料,学生基本一致认为:绝缘材料.
问题4:众多的绝缘材料用哪种材料比较好呢?
解决方案4:同学提出了很多方案,硬纸筒,圆木棒,塑料棒(没有同学提瓷筒,可能对它不熟悉).
问题5:如果用这些材料作变阻器线圈支架的话,也有缺点.比如线圈中通过的电流较大时,因为导体发热,容易出现什么不好的结果?
解决方案5:这时有部分学生开始议论:会燃烧起来.这时很多同学都醒悟过来.让同学们继续找既能绝缘,又不会出现因电流过大而引发事故的绝缘材料.最终确定用瓷筒.
问题6:线圈短路怎么办?
解决方案6:紧密排绕的镍铬合金线圈横向之间会导电,怎么解决这个问题?同学们提出用塑料隔开绝缘.注意提示:塑料、油漆等绝缘都可以,但是塑料绝缘比油漆绝缘线圈占用的空间大,所以常用油漆绝缘.
问题7:滑片靠贴在绝缘油漆上,不能跟镍铬合金线接触,电路不是通路怎么办?
解决方案7:经过启发、讨论,认为采用把与滑片接触的镍铬合金线绝缘油漆刮掉的方法解决这个问题.
问题8:怎样改变镍铬合金线的长度?
解决方案8:引导学生回忆刚才做的实验,导线一端在铅笔芯上自由滑动.类似的,滑动变阻器的滑片在镍铬合金线圈上滑动来改变镍铬合金线的长度.
问题9:用什么把滑片固定,连接接线柱?
解决方案9:一根金属棒.
总结:综上所述,滑动变阻器的构造、电路图符号如图所示:
【拓展延伸】　滑动变阻器不能表示出连入电路的电阻值,但它可以连续改变接入电路中的电阻.电阻箱能准确表示出连入电路中的阻值大小,但阻值变化是不连续的.
　　[过渡语]　物理仪器上一般会有一块铭牌,滑动变阻器上同样也有,你能根据前面的学习,说出滑动变阻器上铭牌的意义吗?
三、变阻器的铭牌
问题:如图所示的变阻器滑片上有一个铭牌,上面写有“20 Ω　2 A”是什么意思呢?
回答:允许通过的最大电流是2 A,最大电阻值是20 Ω.为了防止烧坏变阻器,通过变阻器的电流,不能超过允许的最大值.
【拓展延伸】　观察是科学探究的基础,是提出问题获得证据或数据的来源.在观察到现象后及时做记录,这是科学研究的最基本方法.
　　[过渡语]　了解了滑动变阻器的构造和铭牌,那么怎样用滑动变阻器改变灯泡的亮度呢?
四、滑动变阻器的使用
同学们在设计实验和进行实验前要弄清下列6个问题.
问题1:滑动变阻器有4个接线柱,接入电路时,如果只需接两个,共有几种接法.
回答1:6种接法.如图所示.
问题2:滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻是不变的.
回答2:同时接最上面CD两个接线柱;或者同时接最下面AB两个接线柱(如图所示).
问题3:滑动变阻器哪两个接线柱之间的电阻很小,几乎为零?
回答3:同时接最上面CD两个接线柱(如图所示).
问题4:移动滑动变阻器的滑片,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?向哪个方向移动时电阻变大?
回答4:如图所示,AD,AC,BC,BD四组.其中AD,AC两组滑片向右移动时电阻变大;其中BD,BC两组滑片向左移动时电阻变大.
问题5:要使灯泡和变阻器中的电流大小相同,滑动变阻器应该与灯泡串联还是并联?
回答5:串联.
问题6:要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑动变阻器滑片放到什么位置上?
回答6:最大阻值处
学生分组讨论,设计实验电路图及实验步骤.
实验电路图:如图所示.
实物连接图:如图所示.
把学生设计的电路图和实验结果拿出来投影,交流,引导学生总结滑动变阻器的正确使用规则,然后再用多媒体课件动态演示变阻器的正确使用方法.在指导学生判断滑片移动引起电阻变化时,应注意让学生培养先分析变阻器上电流流向的习惯.
结论:使用方法是:上、下各接入一个接线柱,串联在电路中.
【拓展延伸】　变阻器的使用顺口溜:
串入电路,调流控压;一上一下,作用最大;
同上同下,没有变化;接入电路,拨到最大.
二、变阻器的应用
师:在生活中有哪些地方应用了变阻器?试举例说明.
生:电视、音箱的音量调节器等(如图所示).
师:补充介绍,展示电位器(如图所示).
【拓展延伸】　电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出电阻阻值的变阻器.使用时,把两个接线柱接入电路(两接线柱不分正负极),调节旋盘就能得到0~9999.9欧之间的任意阻值.各旋盘对应的指示点的示数乘以面盘上标出的倍率,然后加在一起,就是接入电路的阻值.如图乙所示,阻值为4520欧姆.
1.原理:利用改变连入电路中电阻线长度来改变电阻,从而改变电流.
2.结构:瓷筒、电阻线、金属棒、金属滑片、接线柱等.
3.符号:如图所示.
4.使用:①变阻器连接要“一上一下”,同上同下阻值不变化.②滑片越靠近下端的接线柱,接入电路的电阻越小.
1.如图所示的滑动变阻器连入电路的4种接法中,当滑片P向右滑动时,滑动变阻器连入电路部分的电阻增大的是 (　　)
解析:A图滑动变阻器连入左下方接线柱,滑动变阻器接入左半段,滑片右移电阻长度变长,阻值变大,A正确;B图滑动变阻器接入下面两个接线柱,滑动变阻器相当于定值电阻,滑片移动不能改变电阻阻值,B错误;C图滑动变阻器连入右下方接线柱,滑动变阻器接入右半段,滑片右移电阻的长度变短,电阻变小,C错误;D图滑动变阻器连入右下方接线柱,滑动变阻器接入右半段,滑片右移电阻长度变短,电阻变小,D错误.故选A.
2.常用的变阻器有两种:滑动变阻器和电阻箱,下列说法中正确的是 (　　)
A.电阻箱能逐渐改变它连入电路的电阻,但不能表示出它连入的阻值
B.滑动变阻器能够表示出它连入电路时其滑片处在不同位置时的阻值
C.电阻箱能够表示出它连入电路时的阻值
D.这两种变阻器规定有最大阻值,但对于通过它们的电流却没有任何限制
解析:电阻箱能表示出连入的阻值,但不能逐渐地改变连入电路的电阻,A错误,C正确;滑动变阻器能连续地改变接入电路中的阻值,但不能读数,B错误;滑动变阻器和电阻箱都有允许通过的最大电流,D错误.故选C.
3.电动自行车是一种非常方便快捷的交通工具.旋转右手的“调速”把手,发现电动机带动后轮的转速会发生改变,与这个“调速”把手联动的电路元件实质是一个　　　　;它是利用改变　　　　来改变电路中电流大小的.?
解析:“调速”把手相当于滑动变阻器,是利用改变电阻的大小来改变电路中电流大小的.
【答案】　滑动变阻器　电阻的大小
4.如图所示,d为旋钮触片,将该变阻器接入电路中调节灯泡的亮度,当顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,则应连接接线柱　　　　(选填“a,b”“b,c”或“a,c”)和灯泡　　　　联后接入电路中.?
解析:顺时针旋转旋钮触片时,灯泡变亮,原因是电流变大.电源电压不变,电路中电阻变小,应连接接线柱b,c与灯泡串联后接入电路.
【答案】　b,c　串　
1.原理:利用改变连入电路中电阻线长度来改变电阻.
2.结构:瓷筒、电阻线、金属棒、金属滑片、接线柱等.
3.符号:
4.使用:“一上一下”、“同下”电阻大,“同上”电阻小.
一、教材作业
【必做题】　
教材第71页动手动脑学物理的1,2,3题
【选做题】　
教材第71页动手动脑学物理的4题
二、课后作业
【基础巩固】
1.利用滑动变阻器改变电阻,是通过改变下列哪个因素来实现的 (　　)
A.电阻线的材料
B.电阻线的横截面积
C.电阻线的总长度
D.连入电路中电阻线的长度
2.一个滑动变阻器铭牌上标有“50 Ω　2 A”的字样,它的含义是 (　　)
A.电阻变化范围是0~50 Ω,允许通过的最大电流是2 A
B.电阻最小值是50 Ω,允许通过的最大电流是2 A
C.电阻最小值是50 Ω,允许通过的最小电流是2 A
D.电阻最大值是50 Ω,允许通过的最小电流是2 A
3.如图所示的电阻箱的示数是　　　　Ω.?
4.滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的　　　　来改变电阻的.如图所示,当滑片向C端移动时,它的电阻值　　　　(填“变大”“变小”或“不变”).?
【能力提升】
5.一位同学设计了一个风力测定仪(如图所示).O是转动轴,OC是金属杆,下面连接着一块受风板.无风时OC是竖直的,风越强,OC杆偏转的角度越大.AB是一段圆弧形电阻,P是金属杆与弧形电阻相接触的点,测风力时,闭合开关S.通过分析可知:金属杆OC相当于一个　　　　,观察电流表可以较准确地反映风力的大小.通过分析你认为此电路还存在的问题是　　　　.?
6.旋转式变阻器(如图甲所示)与滑动变阻器相比,外形不同,但原理都是通过改变接入电路的导体的长度来改变其连入电路的电阻.若图乙中旋转式变阻器的A,C两接线柱连入电路,则连入电路的弧形电阻片是　　　　(选填“AP”“PB”或“AB”)段,当轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻将　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).?
7.如图是大型电子地磅的电路图,当称重物时,在压力作用下滑片P向下端滑动,变阻器连入电路的电阻　　　　,电流表的示数　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”).这样把电流对应的重量刻在电流表的刻度盘上,就可以读出被称物体的重量.?
【拓展探究】
8.电动自行车控制电路有以下特点:
①调速变阻器与电动机串联,调节变阻器阻值改变流过电动机的电流,以改变电动车的行驶速度;
②除电源总开关S外,左右刹车上各装有一只开关(分别用S1和S2表示),刹车时装在该刹车上的开关断开,使电动机停止工作.请将图中电路连接完整.(不能改动已连接部分)
【答案与解析】
1.D[解析:滑动变阻器是靠改变接入电路的电阻线的长度来改变电阻的.故选D.]
2.A[解析:“50 Ω　2 A”表示允许通过的最大电流是2 A,这个滑动变阻器的最大电阻值是50 Ω或滑动变阻器电阻变化范围为0~50 Ω.故选A.]
3.2014[解析:电阻箱的示数:R=2×1000 Ω+1×10 Ω+4×1 Ω=2014 Ω.]
4.长度　变小[解析:滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻的.由图可知,变阻器接的A,C两接线柱,当滑片向C端移动时,滑片与A之间的电阻丝长度变短,电阻变小.]
5.滑动变阻器的滑片　当滑片P移至B点时,可能烧坏电流表[解析:当风力大小不同时,AB接入电
路中的电阻会变化,所以金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于滑动变阻器,OC相当于一个滑动变阻器的滑片.当风力过大时,会造成电源短路,烧坏电流表.]
6.AP　变大[解析:图中旋转式变阻器的A,C两接线柱连入电路,连入电路的弧形电阻片是AP段,当轴顺时针旋转时,它连入电路的电阻丝长度变大,连入电路的电阻将变大.]
7.变小　变大[解析:滑片P向下滑动,PB段变短,变阻器连入电阻变小,总电阻变小,所以电流变大.]
8.如图所示[解析:调速变阻器与电动机串联,根据开关的控制作用可以看出,除总开关S外,左右刹车的开关都对电动机起控制作用,且任何一个开关断开,都能使电动机停止工作,所以它们要串联连接,如图所示.]
　　本节课教师要给学生的发散性思维、创造性活动提供一个展示的机会.让学生积极参与探究,讨论活动,积极寻找学生的思想火花,遵循“不干涉”原则.比如在讲授变阻器的原理时,引导学生分析与电阻有关的几个要素为后面的教学设伏,通过用铅笔芯改变小灯泡亮度的实验,让学生自主得出应该改变导线的长度.接着在学生实验的基础上将铅笔芯换成变阻器演示实验,运用“类比”的方法因势利导突破难点,揭示变阻器的原理,这样效果比较好.实验结束后,将使用方法及注意事项以口诀的形式总结出来,学生乐于接受,易于识记掌握.
变阻器的学习属于实验技能性训练类的,因此探究方式与前面的学习有所不同,以提出思考性问题的方式展开教学,并且教材中的思考题只有动手操作,才会深刻体会,所以对学生实验过程中出现的错误要及时纠正.还要提醒学生把滑片置于电阻最大位置处,然后再合上开关;移动滑片,要会判断接入电路的电阻的大小变化,边实验边观察灯泡亮度的变化和电流的大小,学会正确使用滑动变阻器.
动手动脑学物理(教材第71页)
1.要使灯泡变亮说明电路中电流变大,滑动变阻器接入电路的电阻变小,图
中右下方接线柱接入电路,当滑动变阻器的滑片向右移动时灯泡变亮.如图所示.
2.不能;因为滑动变阻器作为一个定值电阻串联接入电路.按这个图进行操作时,滑动变阻器的阻值不改变,不能改变小灯泡的亮度.
3.D
4.电流表示数越大,表示油箱中的油量越多,原因是当油箱内油量增加时,浮子上浮,在滑杆的作用下,变阻器接入电路中电阻变小,所以电路中电流变大.
　　1.变阻器使用方法:
变阻器使用方法概括为:选、串、接、调
选
根据铭牌选择合适的滑动变阻器
串
串联在控制电路中
接
接法:“一上一下”
调
接入电路前应将电阻调到最大
　　2.滑动变阻器使用方法巧记规律:
使用滑动变阻器;改谁电流跟谁串.
一上一下连接线;关键是看连下线.
左连右移电阻大;右连右移电阻小.
1.通过复习知道电压的单位及换算;知道正确使用电压表的规则,会正确读数.
2.通过复习学会正确将电压表接入串、并联待测电路,并能画出相应的电路图;学会正确使用电压表测量串、并联电路的电压,并归纳总结出串、并联电路电压的规律.
3.通过复习理解电阻是导体本身的一种属性;知道电阻的单位及其换算;在实验探究基础上,理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关.
4.通过复习知道变阻器的工作原理;知道正确使用变阻器的方法;能根据要求将变阻器连入电路,会画出电路图.
5.熟悉中考考点在这部分知识的考查题型、考查形式.
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.在探究串、并联电路电压规律的过程中,体验科学研究的方法和步骤.
3.在探究影响电阻大小因素的过程中,体会用控制变量法研究物理问题.
4.通过复习和归纳,学会梳理知识的方法.
通过对本单元知识的系统复习,将所学知识应用到实践中去,培养学生热爱科学的品质.
【重点】
1.串、并联电路电压的规律.
2.变阻器的原理、接入电路的方法及作用.
【难点】
电压表的正确选择、连接及读数.
专题一　电压
项目
内容
电压
作用:使电荷发生定向移动形成电流的原因
单位:国际单位:伏特(V),简称伏.常用单位:千伏(kV)、毫伏(mV)
换算关系:1 kV=1000 V、1 V=1000 mV
常见电压值:一节干电池1.5 V、一节蓄电池2 V、家庭电压220 V、安全电压不高于36 V
电压的测量
仪器:电压表,符号:
读数:看清接线柱上标的量程,每大格、每小格的电压值
使用规则:“两要、一不”
1.电压表要并联在电路中.
2.电流要从电压表的“正接线柱”流入,“负接线柱”流出.
3.被测电压不要超过电压表的最大量程.
　　【专题分析】
在本专题中,电压表的使用规则、电压表的读数方法、根据实物连接画电路图、根据电路图连接实物是中考常考内容.其中电压表的使用规则结合分析电路,根据实物连接画电路图、根据电路图连接实物是这个专题的难点.
　在探究串联电路的电压关系时,某同学使用的电路如图所示,他先用电压表正确测量了灯泡L1两端的电压,为了测量灯泡L2两端的电压,他想将电压表接A点的那一段导线改接到电路中的C点,而保持接电压表B点的导线不动.你认为这种接法是　　　　的(选填“正确”或“不正确”).理由是　　　　.?
解析:原来电压表的接法是正确的,当直接把电压表接A点的导线接到C点时,电压表正、负接线柱接反了,这是错误的,会损坏电压表.
【答案】　不正确　电压表正、负接线柱接反了
[规律总结]　根据电压表的正确使用方法进行分析,即电压表需要并联使用,电流应从电压表的正接线柱流入,负接线柱流出,所测电压不能超过电压表的量程.
专题二　串、并联电路中电压的规律
串、并联电路中电压的规律
串联电路中电压的规律
串联电路中总电压等于各部分电压之和
并联电路中电压的规律
并联电路中总电压等于各支路电压
　　【专题分析】
在本专题中,探究串联电路中电压的规律、探究并联电路中电压的规律是中考常考内容.其中结合串、并联电路中电压的规律分析电路、得出结论是这个专题的难点.题型主要有选择、填空、实验题.
　小明同学对串联电路电压规律进行了探究.
【猜想与假设】　串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和.
【设计与进行实验】
(1)按图所示的电路图连接电路.
(2)闭合开关,排除故障,用电压表测出L1两端的电压.
(3)在测L2两端的电压时,小明为了节省时间,采用以下方法:电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上.
(4)测出AC间的电压,得出结论.
【交流与评估】
(1)在拆接电路时,开关必须　　　　.?
(2)闭合开关,发现电压表示数为零,则小灯泡的故障可能是　　　　或　　　　.?
(3)小明用上面的方法能否测出L2两端的电压?　　　　,为什么?　　　　.?
(4)方法改进后,测出AB,BC,AC间的电压记录在下面表格中,小明分析实验数据得出结论:串联电路总电压等于各用电器两端电压之和.此实验在设计方案上存在的不足之处是　　　　.改进方法是:　　　　.?
UAB/V
UBC/V
UAC/V
2.4
1.4
3.8
　　解析:(1)在连接电路时,为了保护电路,要将开关处于断开状态;(2)因为闭合开关,发现电压表示数为零,可能是电压表的正负接线柱没有与电源正负极相连,或电压表被短路,若故障出现在灯泡处,则可能是L1短路或L2断路;(3)在测L2两端的电压时,电压表所接的B接点不动,只断开A接点,并改接到C接点上,这样电压表正负接线柱接反,所以不能测出L2两端的电压;(4)此实验在设计方案上存在的不足之处是只测量了一次,应当改用不同规格的灯泡再测几次,然后再得出结论.
【答案】　(1)断开　(2)L1短路　L2断路　(3)不能　电压表正负接线柱接反　(4)只测量了一次　改用不同规格的灯泡再测几次
[规律总结]　本题考查学生利用电压表判断电路故障的能力.如果电压表示数为零,可能是电压表没有与电源相连,或者电压表短路.注意若电压表示数等于电源电压,可能是被测用电器断路,或者电压表与电源串联了.
专题三　电阻
电阻
定义和符号:表示导体对电流阻碍作用的大小.符号是R
单位:国际单位:欧姆(Ω);常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
换算关系:1 MΩ=1000 kΩ、1 kΩ=1000 Ω
常见电阻值:手电筒小灯泡灯丝的电阻为几欧到十几欧、日常用的白炽灯灯丝的电阻为几百欧到几千欧、电流表的内阻为零点几欧、电压表的内阻为几千欧
决定电阻大小的因素
影响因素:导体电阻的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度
理解:导体电阻与是否接入电路、与外加电压及通过电流大小等外界因素均无关,所以导体的电阻是导体本身的一种性质
　　【专题分析】
在本专题中,电阻的单位和换算、决定电阻大小的因素是中考常考内容.其中探究决定电阻大小的因素以及用决定电阻大小的因素分析解决问题是这个专题的难点.题型主要有选择、填空、实验题.
　如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A,B,C,D四个字母代表.问:
导体代号
长度
(m)
横截面积
(mm2)
材　　料
A
0.6
0.4
镍铬合金
B
1.0
0.4
镍铬合金
C
0.6
0.6
镍铬合金
D
0.6
0.4
锰铜
　　
(1)实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的　　　　大小,小灯泡在电路中的主要作用是　　　　;?
(2)通过对　　　　和　　　　导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系;?
(3)分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的　　　　有关;?
(4)生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的　　　　有关.?
解析:(1)实验中,通过观察电流表的示数判断导体电阻的大小,运用了转换法;小灯泡在电路中的主要作用是显示电路中导体电阻的大小,保护电路;(2)探究电阻的大小与长度的关系,运用控制变量法,要控制导体的材料和横截面积一定,故选取A,B导体进行实验;(3)选取A,C导体进行实验时,导体的材料、长度相同,横截面积不同,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的横截面积有关;(4)通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,主要应用其导电性好的特性,因为导体的电阻与导体的材料有关.
【答案】　(1)电阻　显示电路中导体电阻的大小,保护电路　(2)A　B　(3)横截面积　(4)材料
[规律总结]　本题用到的研究方法:
控制变量法
影响导体电阻大小的因素有:导体的材料、长度、横截面积和温度.在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,需要保持其他量不变.
转换法
电阻大小的变化通过电流表的示数变化来体现,这里采用转换法的思想
专题四　变阻器
变阻器
电路符号:
原理:通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻
铭牌:某滑动变阻器标有“50 Ω　1.5 A”字样,50 Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50 Ω或变化范围为0~50 Ω.1.5 A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5 A
接法:“一上一下”两个接线柱
作用:①通过改变电路中的电阻,逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压;②保护电路
滑动变阻器优缺点:能连续改变连入电路的电阻,不能准确表示连入电路的阻值
电阻箱优缺点:能准确表示出连入电路的阻值,不能连续改变连入电路的阻值
变阻器
的应用
油量表、风力测定仪、台秤、压力器等
　　【专题分析】
在本专题中,滑动变阻器的原理、铭牌、接法、作用、应用、优缺点以及电阻箱的优缺点是中考常考内容.其中滑动变阻器的作用和应用是这个专题的难点.题型主要有选择、填空、实验题.
　在连接图示实验电路时,滑动变阻器应按图中　　　　的接法接入电路;按你选定的滑动变阻器的接法,当闭合K后滑片P向　　　　端滑动时,电路中的电流表的示数增大.?
解析:根据滑动变阻器“一上一下”的接线原则可以看出,甲、乙的接线错误,丙符合滑动变阻器的接线原则,因此将丙的接法接入电路中.要使电路中电流表的示数变大,滑动变阻器接入电路中的电阻丝需变短,因此滑动变阻器的滑片应向左端滑动.
【答案】　丙　左
[规律总结]　把滑动变阻器接入电路有四种正确接法:“左上左下”、“右上左下”、“左上右下”、“右上右下”.其中“左上左下”与“右上左下”;“左上右下”与“右上右下”分别是等效的.概括来讲,正确的接法是“一上一下”.把上面两个接线柱接入和把下面两个接线柱接入都不是正确接法.把上面两个接线柱接入,相当于短路.把下面两个接线柱接入,相当于接一个定值电阻,起不到调节电路的作用.
本章质量评估
(时间:90分钟　满分:100分)
一、选择题(每小题3分,共45分)
1.你认为下列制作滑动变阻器的电阻丝最合适的材料是 (　　)
A.铁丝　 B.铜丝　 C.铝丝　 D.镍铬合金丝
2.图为电阻箱结构示意图,要使连入电路的电阻为7 Ω,应将铜塞插入插孔的是 (　　)
A.c和b　 B.a和c　 C.a和d　 D.b和d
3.下列关于滑动变阻器和电阻箱的说法中,错误的是 (　　)
A.滑动变阻器和电阻箱都有阻值范围和允许通过的最大电流
B.滑动变阻器可以改变电路的电阻,但不能读出接入电路的电阻大小
C.电阻箱不但可以改变电路的电阻,而且能读出接入电路的电阻大小
D.滑动变阻器和电阻箱都可以直接读出接入电路的电阻大小
4.图为小王同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图.该原理图中,使得车重表示数发生变化的电路中主要部件是 (　　)
A.电流表 B.电压表 C.变阻器 D.电动机
5.某滑动变阻器的铭牌上标有“8 Ω　1 A”字样,它表示该滑动变阻器 (　　)
A.连入电路的电阻始终是8 Ω,通过的电流是1 A
B.连入电路的电阻始终是8 Ω,允许通过的最大电流是1 A
C.电阻变化范围是0~8 Ω,允许通过的最大电流是1 A
D.当电阻为8 Ω时,通过它的电流就是1 A
6.下列图形中,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,连入电路中的电阻变小的是 (　　)
7.关于如图所示的滑动变阻器,下列说法正确的是(　　)
A.用A,B接线柱可以改变电阻
B.用C,D接线柱可以改变电阻
C.只有用A,D接线柱才能改变电阻
D.只要用一上、一下接线柱就能改变电阻
8.如图所示滑动变阻器的四种接线情况中,当滑片向右移动时,变阻器连入电路的阻值变小的是 (　　)
9.图甲所示的电路中,闭合开关后灯泡正常发光,若在此电路中串联图乙所示的滑动变阻器,在下列的四种接法中不需要移动滑片就能使灯最暗的是 (　　)
A.接a,b接线柱 B.接a,c接线柱
C.接a,d接线柱 D.接b,d接线柱
10.将滑动变阻器按图所示的方法连接,以下说法正确的是(　　)
A.实验开始前滑片放在最左端
B.实验开始前滑片放在最右端
C.滑片向左滑动时电阻减小
D.以上说法都不对
11.在收音机等电器中,有一种叫电位器的