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第2节　串、并联电路中电压的规律
1.物理观念:学会正确将电压表接入串、并联电路,并会画出相应的电路图;知道串、并联电路中电压的规律。
2.科学思维:将实际复杂电路简化为串、并联电路模型,便于研究;通过实验,归纳总结出串、并联电路中各自电压的规律,培养学生科学论证的思维。
3.科学探究:通过探究串、并联电路的电压规律,经历科学探究的各个环节,体验科学探究的方法,进一步练习电路的连接、电压表的使用。
4.科学态度与责任:树立学生用实验方法解决物理问题的思维,培养学生对待实验实事求是的科学态度、严谨的科学作风和分组协作的精神。
1.教学重点:通过实验探究出串、并联电路中电压的规律;正确使用电压表和正确连接电路,并对实验数据分析总结。
2.教学难点:探究串、并联电路电压规律的实验设计。
用课件播放几种家用电器并联在家庭电路中的视频。同时出示一串小彩灯,将其接在电路中,引导学生观察小彩灯是串联还是并联在电路中的。
[提问]小彩灯为什么不能像家用电器一样并联在电路中呢 串、并联电路中电压又存在哪些规律
任务一　串联电路的电压规律
教师活动 学生活动
[猜想或假设]结合导入的问题,引导学生猜想串联电路中电压到底有什么样的关系。将各种猜想分类板书到黑板上。 [引导]大家提出了各种猜想,真实的结果到底是什么呢 这需要我们用实验来求证。请设计实验方案,并思考以下问题: (1)这个实验需要哪些器材 (2)电路图是怎样的 需要测量哪些元件两端的电压 在电路图中标记出来。 (3)实验时要怎样正确使用电压表 (4)进行实验时应注意哪些事项 仅进行一次实验可行吗 怎样避免实验结论的偶然性 (5)设计实验数据记录表格。 (巡视,了解学生讨论的情况,学生讨论结束后,挑选几组典型的方案进行展示交流。引导学生进一步完善实验方案。) [进行实验]指导学生按照实验方案进行实验,注意记录实验数据和操作中出现的问题。 [注意事项]要求同学们注意仪器使用的规范性。特别是电压表正、负接线柱要连接正确,测量范围要选择合适,读数时要弄清分度值且准确。原始数据的记录要实事求是、如实记录,不许随意改动。实验中出现的问题要记录下来,以便分析查找原因。 [引导]同学们认真分析你们测量出的数据,你得出的结论和你原来的猜想一致吗 用自己的语言描述得到的结论。 [评估与交流]组织学生进行评估与交流,反思实验中出现的问题: (1)实验设计有不合理、不完善之处吗 (2)操作中出现过什么失误或故障吗 你是怎么解决的 [拓展提问]把几节电池串联起来组成电池组,用电压表分别测量每节电池两端的电压,然后测量这个电池组两端的电压。它们之间有什么关系 [典例剖析]如图所示的电路中,闭合开关S,已知电源电压为6V,L1两端的电压为2V,则下列说法正确的是 (　　) A.电压表的示数为2V B.电压表的示数为4V C.电压表的示数为6V D.电压表的示数为10V [过渡提问]并联电路电压规律和串联电路电压规律是否相同 [提出猜想] 猜想1: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。 猜想2: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持续电流的某种“力量”,“力量”会越用越小。 猜想3:串联电路各用电器两端的电压之和也应该等于电源两端的电压。 [实验方案] (1)实验器材:干电池、开关、两个灯泡、电压表、导线若干。 (2)实验电路图: 用电压表测出L1、L2和电源两端的电压UAB、UBC、UAC,记录数据并进行比较。为了避免实验结论的偶然性,换用不同规格的小灯泡多做几次实验。 (3)实验数据记录表格: 序 号L1两端的电 压UAB/VL2两端的电 压UBC/V电源两端的 电压UAC/V123
[归纳]在串联电路中,电路两端的总电压等于各部分电路的电压之和,表达式为UAC=UAB+UBC。 [回答]电池组两端的电压等于每节电池电压之和。 [分析解答]由图可知,L1与L2串联,电压表测量L1两端的电压,则电压表的示数为2V。故选A。
任务二　并联电路的电压规律
教师活动 学生活动
[引导提问]在并联电路中电压存在什么规律呢 [提问]并联电路两端的总电压与各个支路两端的电压有什么关系 请学生大胆猜想。 [设计实验]让学生以小组为单位进行讨论,并利用手中的实验器材设计实验证明自己的观点。 [进行实验]连接电路,进行实验,将数据填入表格中。认真分析你们测量出的数据。测量结果说明了什么 你得出了什么样的结论 和你原来的猜想一致吗 用自己的语言描述得到的结论。 [评估与交流]组织学生进行评估与交流,反思实验中出现的问题: (1)实验设计有不合理、不完善之处吗 (2)操作中出现过什么失误或故障吗 你是怎么解决的 [典例剖析]在如图所示的电路中,开关闭合后,三个灯泡两端的电压一定相等的电路是 (　　) A　　B C D [提出猜想] 猜想1:并联电路两端的总电压与各个支路两端的电压相等。 猜想2:并联电路两端的总电压等于各支路两端电压之和。 [实验方案] (1)实验器材:干电池、开关、两个灯泡、电压表、导线若干。 (2)实验电路图: 用电压表分别测量出L1、L2和电源两端的电压U1、U2、U,记录数据并进行比较。为了避免实验结论的偶然性,换用不同规格的小灯泡多做几次实验。 (3)实验数据记录表格: 序 号L1两端的 电压U1/VL2两端的 电压U2/V电源两端的 电压U/V123
[归纳]并联电路两端的总电压等于各支路两端电压,表达式为U=U1=U2。 [分析解答]三个小灯泡并联则电压一定相等,分析选项中的电路图可知只有D选项三个灯泡并联。故选D。
教师活动 学生活动
[任务]完成本节实验报告。 [总结]现在我们应该了解了串联电路中电源两端的电压等于各用电器两端的电压之和,表达式为U=U1+U2;而并联电路中各支路两端的电压等于电源两端的电压,表达式为U=U1=U2。 完成实验报告。
第2节　串、并联电路中电压的规律
第5节　跨学科实践:制作简易调光台灯
1.物理观念:亲手制作简易调光台灯,加深对电压、电阻概念的理解以及串、并联电路电压的规律;并在探索过程中发掘电学物理量之间存在的关系,激发对后期学习的兴趣。
2.科学思维:能基于科学推理,熟练应用串、并联电路模型合理设计电路图;能根据串、并联电路模型进行科学推理,得出实验猜想。
3.科学探究:根据解决问题的需要,设计合理的实验电路,制订简单的科学探究方案;能够基于实验现象得出结论或进行解释;能够清晰地表达出实验步骤的意义及作用。
4.科学态度与责任:在实验操作时,培养安全用电的良好习惯;通过制作简易调光台灯感受科学对社会发展的推动作用;并培养学生崇尚科学,乐于思考与实践。
1.教学重点:调光台灯的工作原理,即通过改变电路中的电阻来改变电路中的电流,从而实现灯泡亮度的调节;正确选择和连接电路元件,制作出能正常工作的简易调光台灯。
2.教学难点:理解电位器调节电阻的原理及其在调光电路中的应用;解决制作过程中出现的电路故障,如短路、断路等问题。
展示不同亮度的台灯图片,如卧室中可调节亮度的床头灯、学习用的调光护眼灯等。引导:“同学们,在日常生活中,我们会根据不同的需求调节台灯的亮度。”
[提问]调光台灯给我们的生活带来了很多便利,如何制作一盏可以调节亮度的台灯
任务一　制作简易调光台灯的准备
教师活动 学生活动
[知识回顾]展示简单的调光台灯电路图,讲解电流、电阻之间的关系和电阻的影响因素。解释:在串联电路中,一般利用变阻器改变电路中的电阻,从而改变通过灯泡的电流,由此改变灯泡亮度。 [光源的选择]制作台灯前,首先我们要确定光源,大家认为选择哪种光源更合适 [追问]小灯泡和LED灯各有什么优缺点 [小结]调光较为简单、低成本的灯泡是更合适的选择。 [引导设计方案]确定了光源,那我们如何改变光源的亮度 请各小组交流讨论并给出实验方案。大家讨论的方案中,你们认为哪个更合适 [提问]为什么选择给光源串联一个变阻器,它的作用是什么 [追问]生活中有没有可以用来模拟变阻器的材料 [展示电位器]电位器通过调节其机械位置(如旋转或滑动)来连续改变电阻值,应用于电路中以控制电流大小。 [设计电路]各小组先设计电路图。 [提问]可以从哪些方面加强台灯的实用性 [追问]灯罩和支架可以用哪些材料制作 [过渡]电路的材料我们已准备就绪,接下来让我们一起来制作一盏简易调光台灯吧! 认真观察电路图,聆听老师讲解,理解改变接入电路中电阻对电流和灯泡亮度的影响,记录重点知识。 [交流讨论]常见的光源有小灯泡或LED灯。 [回答]小灯泡低价、易获取,电压易控制,连接即可工作,调光操作直观,但容易发烫甚至烧坏;LED灯更安全,但连接、调光都比较复杂。 [小组合作]小组内成员分工协作,讨论改变光源亮度的方案: a.改变电池节数; b.给光源串联一个变阻器。 方案a在实际操作中较复杂,方案b容易操作。 [交流回答]通过改变接入电路中的电阻丝长度,控制通过光源的电流的大小。 [回答]可以将铅笔芯作为滑动变阻器;或者使用一些小型电位器等。 [设计电路] [交流讨论]为灯制作灯罩,将电路“藏”在支架中…… [回答]硬纸板、锡箔纸、塑料瓶、玻璃瓶、旧雨伞布料及骨架……
任务二　自制简易调光台灯
教师活动 学生活动
[分发材料]为各小组发放制作简易调光台灯所需的材料和工具,如灯泡、电位器、电池盒、导线、剪刀、塑料管、卡纸等。 [演示操作] 示范关键制作步骤,如正确连接导线与元件、安装电位器和灯座等。强调操作过程中的安全事项,如防止触电、避免短路等。 巡视各小组制作情况,及时给予技术指导和帮助,鼓励学生在制作过程中发挥创意,对设计方案进行优化。 [注意事项] (1)避免电池短路,提醒学生勿长时间通电。 (2)工具使用后及时归位,碎屑清理干净。 [组装简易调光台灯] (1)选一节塑料管作支架,把小灯泡固定在一端,将塑料管竖直立于面积较大且较重的底座上,以增加稳度。 (2)在塑料管另一端剪豁口,让连接小灯泡的导线从管内穿过,经豁口引出,连接其他元件。 (3)将电池盒、开关、电位器固定在底座上。 (4)用反光性能好的材料做灯罩扣在小灯泡上,再用罩子遮住底座上的电位器等元件,可在罩子外层绘制喜欢的图画。
任务三　展示与评价
教师活动 学生活动
[引导提问]引导学生展示制作好的调光台灯。并讨论下列问题: (1)哪一组的台灯的亮度调节范围最大 为什么 (2)灯罩材料是否有效提升了台灯的亮度 [拓展设问] (1)如果改用太阳能电池供电,如何设计电路 (2)LED灯是否更节能 如何改进现有台灯 [小结]物理知识源于生活,节能环保是未来电路设计的重要方向。 [观察交流]观察展示作品的效果并思考交流。 [归纳]变阻器的阻值范围决定了亮度调节范围;反光材料能有效提升台灯的亮度。 展开交流。
教师活动 学生活动
[总结]制作简易调光台灯课程不仅是一堂物理实验课,更是一门融合科学、技术、工程与艺术的综合实践课程。它能帮助学生:从“被动学习”转向“主动探索”,培养终身学习能力;从“知识记忆”转向“问题解决”,适应未来社会挑战;从“学科割裂”转向“跨界融合”,成为具有创新精神的综合型人才。这种贴近生活、注重实践的教育方式,正是培养新时代青少年核心素养的有效路径。 跟随老师的思路回顾本节课内容,思考自己在知识、技能和团队协作等方面的收获,明确今后努力的方向。
第5节　跨学科实践:制作简易调光台灯
制作简易调光台灯
第4节　变阻器
1.物理观念:知道滑动变阻器的结构、电路符号;理解变阻器的工作原理和使用方法及其作用。
2.科学思维:根据影响电阻大小的因素,推理得出改变电阻的可行性方法,归纳变阻器的工作原理,体会科学推理、质疑创新的过程。
3.科学探究:通过探究变阻器原理,理解变阻器的结构;通过分组实验使用滑动变阻器改变灯泡的亮度,控制不同电阻两端的电压,掌握使用滑动变阻器的方法。
4.科学态度与责任: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;了解变阻器在生产生活中的应用,明白科学技术是为人类服务的。
1.教学重点:滑动变阻器的作用及原理。
2.教学难点:如何调节滑动变阻器来改变电路中电流的大小。
用课件播放视频:在某剧场里,人们正在焦急地等待着全国青年舞蹈大赛的开始。突然,剧场里的灯光逐渐由亮变暗,幕布拉开了,演员优美的舞姿映入了我们的眼帘,把我们带入了翩翩的遐想之中……
[提问]请同学们想一想,用什么办法可以改变灯泡的亮度呢
任务一　探究变阻器的工作原理
教师活动 学生活动
[引导提问]灯泡亮度的变化是由通过它的电流发生变化引起的,而电流的变化则是由电阻的变化引起的,那电阻是如何改变的呢 引导学生根据影响导体电阻大小的三个因素(导体的材料、横截面积和长度)去猜想。 [说明]部分学生会产生“与温度有关”的观点。然而实际上温度对电阻的影响在现实应用中较少被利用,原因主要有两点。其一,温度对电阻影响的精确程度极难把控;温度的微小波动,就可能致使电阻阻值产生较大变化,这使得通过控制温度来精准调节电阻阻值变得异常复杂。其二,鉴于精确控制温度的难度,若要实现利用温度改变电阻阻值以达到调挡目的,就需要极为精密的温度控制设备与监测系统,这无疑会大幅提高制作成本。综合考量,一般现实应用中不会选择利用温度影响电阻这一因素来改变电阻阻值。 教师将持有不同意见的学生分成不同的探究小组,启发学生设计方案。并讨论哪种方案更好。 [小结]综合考量,方案3确实更好,也是生活中使用最多的一种方案。根据此方案的延伸应用:变阻器(展示)。 [介绍变阻器]能改变接入电路中电阻大小的元件叫作变阻器,它是通过改变接入电路电阻丝的长度从而改变接入电路的电阻。最常见的就是滑动变阻器。 [建构模型]教师展示滑动变阻器的组装过程,并出示滑动变阻器的实物,学生熟悉滑动变阻器的结构。 [过渡]那接下来我们就一起来了解并使用滑动变阻器。 [分组讨论]小组相互交流,并归纳筛选出这样一个结果:改变导体的长度能较方便地改变灯泡的亮度。 [分组讨论] 方案1:通过在电路中更换不同材料的导体的方式改变电阻阻值。 方案2:通过改变电路中导体横截面积的方式改变电阻阻值。 方案3:通过改变接入电路中导体长度的方式改变电阻阻值。 [交流讨论]方案1需要多种材料,而且要更换材料,操作太过麻烦;方案2中我们的导体的横截面积基本是固定的,更改并接入电路麻烦而且电路设计很复杂;相比之下方案3最容易操作和实现。 [自主学习]学生阅读课本P82“变阻器”内容,总结滑动变阻器的结构,根据滑动变阻器的结构特征画出滑动变阻器的结构示意图和元件符号。 (1)滑动变阻器的结构:瓷筒、电阻丝、金属杆、金属滑片、接线柱。 (2)结构示意图: (3)元件符号:。
任务二　如何用滑动变阻器改变灯泡的亮度
教师活动 学生活动
[观察滑动变阻器的构造]引导学生结合实验桌上滑动变阻器的实物认识变阻器的主要构造,并重点强调观察4个接线柱和表面涂有绝缘层的合金线所绕成的线圈,猜想这种结构的设计有什么理由。并思考以下问题: (1)电阻丝什么位置的绝缘层被刮去了 为什么要刮去 (2)哪两个接线柱之间的电阻是不变的 (3)哪两个接线柱之间的电阻很小,几乎是零 (4)移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改变 (5)观察铭牌,铭牌上标有什么 其含义是什么 “20Ω　1.5A”是什么意思 [归纳总结] (1)滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度,可以逐渐改变接入电路中的电阻,进而逐渐改变电路中的电流。 (2)若铭牌上标有“20Ω　1.5A”,表示滑动变阻器的最大阻值是20Ω,允许通过的最大电流是1.5A(否则会烧坏变阻器)。 (3)滑动变阻器的接法可总结为①改变电阻、四种接法、两种效果;②不变电阻、两种接法、两种效果。 [练习使用滑动变阻器改变小灯泡亮度] 引导学生设计实验,让学生动手去探究滑动变阻器的正确使用方法,使学生在动手实践中去理解变阻器的使用。 [提问](多媒体课件展示) (1)要使通过灯泡和滑动变阻器的电流大小相同,滑动变阻器应该与灯泡串联还是并联 (2)若要使小灯泡由暗变亮,滑动变阻器的滑片应向哪个方向移动 可画出不同情况的表格,将不同情况分类,总结规律。 (3)接通电路前应将滑片放到什么位置上 [归纳总结] (1)滑动变阻器应该与灯泡串联。 (2)按照“一上一下”原则连接滑动变阻器。滑片越靠近下端的接线柱,接入电路的电阻越小,则小灯泡越亮。 (3)接通电路前应将滑片放到阻值最大的位置上,起到保护电路的作用。 [引导探究]继续探究用滑动变阻器控制电阻两端的电压,连接如图所示的电路。 (1)闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻R两端的电压成整数倍的变化。 (2)换用不同的定值电阻,使电阻成整数倍地变化,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片,保持每次接入的定值电阻两端的电压不变。 [提问]通过前面的这些实验,你能归纳出滑动变阻器的作用吗 [追问]大家明白滑动变阻器的原理和使用方法了,生活中有哪些变阻器的实际应用呢 [分组活动]观察滑动变阻器,认识其主要构造,思考问题后动手操作尝试。 [交流回答] (1)电阻丝上能接触滑片的地方,绝缘层已被刮去。刮去的目的是使滑片能和所接触的电阻丝之间通过电流。 (2)下面两个接线柱之间的电阻是不变的。 (3)上面两个接线柱之间的电阻很小,几乎为零。 (4)移动滑片时,两个接线柱之间的电阻随着改变的情况有四种:A和C、A和D、B和C、B和D。若接AC或AD,滑片向B端移动电阻就变大;若接BC或BD,滑片向A端移动电阻就变大。若接AB,滑动变阻器的全部电阻接入电路,此时接入的电阻最大;若接CD,只是把金属杆接入电路,此时滑动变阻器接入的电阻几乎为零。 (5)铭牌含义:①“电阻值”表示该滑动变阻器的阻值变化范围;②“电流值”表示该滑动变阻器允许通过的最大电流值。 [学生实验]学生相互讨论,设计出实验电路如图所示,接着根据各自制订的方案连接电路,尝试控制灯泡的亮度。 [交流评价]各小组分别结合各自的实验结果相互讨论,共同归纳总结。 [归纳]滑动变阻器的作用: (1)保护电路。 (2)改变电路中的电流。 (3)调节用电器两端的电压。
任务三　变阻器的应用
教师活动 学生活动
[课件展示]利用课件展示变阻器的应用: (1)电阻箱。 (2)机械式电位器:应用在可调亮度的台灯,可调温度的电热毯、电饭煲中。 (3)数字电位器:应用在智能仪器仪表、电子产品中。 学生交流、讨论生活中所见的具体应用变阻器的实例。
教师活动 学生活动
[任务]舞台灯光的亮暗程度是如何改变的 [总结]本节课学习了变阻器,其原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路的电阻大小,并且熟练掌握了滑动变阻器“一上一下”的正确接线方法,了解了日常生活中变阻器的应用。 [回答]利用变阻器。通过改变通电部分电阻丝长度来改变接入电路的电阻大小,以此来改变通过舞台灯的电流,控制其亮暗程度。
第4节　变阻器
第1节　电压
1.物理观念:了解电压推动电荷定向移动形成电流、电源提供电压;掌握电压单位伏特(V)及其换算;记住常见电源电压;认识电压表用途、符号,学会正确使用电压表。
2.科学思维:运用类比的方法将电压类比为水压,构建电压模型;通过实物观察和动手实验,提升学生的认知能力。
3.科学探究:阅读电压表的使用说明,设计合理的实验方案,练习使用电压表,并能准确回答电压表使用的相关问题,提升学生的实验能力。
4.科学态度与责任:在电压学习中,掌握类比法,提升思维能力;借助实验探究增强实践能力,感受物理乐趣,树立学习信心。
1.教学重点:建立电压的初步概念;通过实验观察理解电压的作用;电压表的正确使用及读数。
2.教学难点:建立电压的初步概念;电压表的使用技巧及故障分析。
看,这是两个水果,还有一些金属片和导线,把它们连接起来后,再接入一个小LED灯。神奇的事情发生了,LED灯居然亮了!再多串联几个水果,观察LED灯亮度的变化。
[提问]大家知道为什么水果能让LED灯亮起来吗 造成灯亮度不同的原因是什么
任务一　认识电压
教师活动 学生活动
[过渡提问]通过上一章的学习我们知道,要使用电器能够工作,电路中必须有电源。那么我们刚刚连接的电路中谁是电源呢 电源是如何使电流持续流过用电器的呢 [播放视频]播放水压与电压的视频,通过类比得出电压的概念。 [提问]水为什么能流动 抽水机水压水流　电源电压电流 [小结] (1)使电路中获得持续电流的条件:电路是通路,电路中有电源; (2)电源是提供电压的装置,电压是形成电流的原因。 [引导提问]接下来阅读课本P68回答下列问题: (1)电压的符号和单位是什么 你掌握这些单位之间的转换了吗 (2)你知道生活中哪些常见的电压呢 [典例剖析]下列关于电源、电压的说法不正确的是 (　　) A.电压是形成电流的原因 B.电源是提供电压的装置 C.电路中有电流,则电路两端一定有电压 D.电路两端有电压,则电路中一定有电流 [过渡提问]现在我们认识了电压和了解了一些常见的电压大小,那我们应该如何测量电压的大小呢 学生思考,猜想水果可能是电源。 观看演示视频。 [回答]是水位差导致两边有水压,若要使水流持续存在,就需要保证一直有水压。 [自主学习]阅读课本进行归纳梳理。 (1)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1kV=103V、1mV=10-3V。 (2)生活中常见的电压: 常用干电池1.5V手机电池3.7V电子手表用 氧化银电池1.5V我国的家 庭电路220V铅蓄电池2V大型发 电机6.3~ 18kV特高压输电大于 1000kV闪电时 云层间可达 106V
[分析解答]电路中形成持续电流的条件:①电路中有电源;②电路是通路。电路中有电流,电路两端一定有电压;电路两端有电压,电路中不一定有电流。故选D。 [提出猜想]测量电流可以使用电流表,测量电压的工具应该叫“电压表”。
任务二　电压的测量
教师活动 学生活动
[指导实验]我这有几节不同的干电池,但干电池上标的电压值已被磨掉,看不清楚,我们怎么才能确定这几节干电池的电压 [展示工具]拿出电流表和电压表,让学生分辨选择。 [追问]大家做出了正确的选择,那大家根据对电流表的认识经验,从电压表上可以获取的信息有哪些呢 [讲解]电压表的三个接线柱和电流表类似,下方有数字的是测量范围接线柱,为“+”;而下方标有“-”号的接线柱为“-”。 [小结]读电压表的示数时,首先看电压表接入电路的测量范围,然后再看指针所在的位置,根据分度值的大小读出电压表的示数。 [引导实验]同学们自己设计实验,测量出桌面上发光的小灯泡两端的电压值。在实验过程中请思考以下三个问题: (1)电压表与电流表一样都是电流正进负出吗 (2)测量时应选择哪一个测量范围 (3)电压表与电流表一样串联在所测量的电路中吗 [进行实验]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。 [引导]我这里有一幅测量未知电池电压的电压表数据图,请大家帮我读出它的示数。结合电流表的读数方法归纳出电压表的读数方法。 [典例剖析] 1.如图所示是某同学用电压表测灯L1两端电压的实物图,其中的三处错误是 (1)　; (2)　; (3)　。 2.判断电压表的测量对象: [观察分析]观察两个电表表盘,表盘上标有“A”的是电流表,表盘上标有“V”的是电压表。 [交流讨论]电压表有三个接线柱,两个测量范围:分别是0~3V和0~15V,对应的分度值分别是0.1V和0.5V。 [分组实验]小组交流讨论合作实验。 [归纳]电压表的连接方法: (1)使用前要使指针指在刻度盘零刻度处; (2)电压表要并联在被测电路的两端; (3)要使电流从电压表的“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出; (4)被测电压不能超过电压表的测量范围,不知道被测电压时先选择大测量范围进行试触; (5)允许将电压表直接接在电源两端,测出的示数是电源的电压。 [回答]观察图示,电压为2.5V。 [归纳]电压表的读数方法: (1)认清所选测量范围。 (2)明确所选测量范围的分度值。 (3)看指针总共偏转的小格数,用分度值乘以小格数,就是所测电压值。 [分析解答] 1.(1)电压表的测量范围选择错误; (2)电压表的正、负接线柱接反; (3)电压表与导线并联。 2.由图可知,开关闭合后,两灯串联,电压表与灯L1并联,电压表测量灯L1两端的电压。
教师活动 学生活动
[任务]为什么水果能让LED灯亮起来呢 [总结] (1)电压概念:电压是使电路中形成电流的原因,电源是提供电压的装置。可类比为水压促使水流形成,电压促使电荷定向移动形成电流。 (2)单位:基本单位是伏特(V),还有千伏(kV)、毫伏(mV)等,换算关系为1kV=1 000V,1V=1 000mV。 (3)测量工具:电压表,使用时需并联在被测电路两端,注意测量范围和正、负接线柱的接法。 (4)常见电压值:一节干电池电压约1.5V,家庭电路电压220V,对人体安全电压不高于36V。 [回答]因为水果提供了电压,而电压是形成电流的原因,导致有电流通过LED灯,LED灯就亮了。
第1节　电压
第3节　电阻
1.物理观念:了解电阻概念,明白其是导体固有属性;能画出电阻在电路中的符号,熟悉电阻单位及换算;知晓电阻大小受导体材料、长度、横截面积和温度影响。
2.科学思维:依据实验数据和现象,推导电阻与导体材料、长度、横截面积及温度的关系。
3.科学探究:通过制订实验方案,加深对控制变量法和转换法的理解;通过对实验数据的处理、分析,具有获取证据的能力;通过口头表述观点,提升交流能力。
4.科学态度与责任: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;通过了解物理学知识对人类生活和社会发展的影响,培养正确的科学价值观。
1.教学重点:电阻概念的建立及决定电阻大小的因素。
2.教学难点:理解电阻的本质;控制变量法的运用及电阻与温度关系的理解。
播放视频,展示生活中常见的导线。导线多是用铜做的,特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。
[提问]铁也是导体,既多又便宜。想想看,为什么很少用它来做导线呢 主要考虑铜和铁的哪一性质呢
任务一　电阻
教师活动 学生活动
[演示实验]将长短和粗细相同的镍铬合金丝与铜丝分别接入连接好的电路,闭合开关思考问题: (1)比较两次灯泡发光程度和电流表示数,你发现了什么 (2)造成两种不同现象的原因是什么 [分析]灯泡的亮暗程度以及电流表的示数反映电路中电流的大小,电路中接入的导体不同,电流大小也不同。 [引导自学]接下来大家阅读课本P77~78“电阻”相关内容,回答下列问题: (1)电阻的定义和特点是什么 (2)电阻的符号和元件符号如何表示 (3)电阻的单位及其换算关系是怎样的 (4)你知道了生活中哪些常见的电阻器呢 [思考回答] (1)发现接入镍铬合金丝时,灯泡发光较暗,电流表示数较小;接入铜丝时,灯泡发光较亮,电流表示数较大。 (2)是因为铜丝和镍铬合金丝的材料不一样。 [自主学习]学生自学课本解答问题。 [归纳总结] (1)电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量;不同的导体,电阻一般不同。 (2)电阻的符号是R,元件符号是“”。 (3)电阻单位:欧姆(Ω),千欧(kΩ),兆欧(MΩ);换算关系:1kΩ=103Ω,1MΩ=106Ω。 (4)生活中常见的电阻器:电视机、收音机和耳麦的调音旋钮,各种家用电器的电路板上有各种各样的电阻器。
任务二　影响电阻大小的因素
教师活动 学生活动
[过渡提问]在材料一定的情况下,电阻的大小还和哪些因素有关 大家思考问题并大胆提出自己的猜想。 [提问]那大家如何验证我们的猜想是否正确 让学生以小组为单位进行讨论,并利用手中的实验器材设计实验方案证明自己的猜想。同时讨论下列问题: (1)如何比较电路中电阻的大小 这用到了什么物理方法 (2)在探究电阻与导体横截面积、长度和材料等多个影响因素的关系时,应注意什么 这用到了什么研究方法 根据每个小组的发言和交流,教师进行补充和说明。 [演示实验] ①探究长度对电阻的影响 分别接入1、2两根导体,观察灯泡亮度、电流表示数(操作步骤确保正确); ②探究横截面积对电阻的影响 分别接入3、4两根导体,观察灯泡亮度、电流表示数; ③探究材料对电阻的影响 分别接入1、3两根导体,观察灯泡亮度、电流表示数。 (重复实验,减少误差、验证规律具有普遍性) [归纳总结]大量实验表明,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积等因素。 [拓展实验]除了导体的材料、长度、横截面积,导体的电阻还会受什么影响 观察实验,如果给灯丝加热,电流表示数如何变化 [归纳总结]导体的电阻受温度影响,一般来说,当导体的温度升高时,电阻会变大。 [知识拓宽]介绍半导体、播放有关“超导现象”的视频,了解半导体和超导体。 [提出猜想]可能是导体的长度或者粗细对其电阻有影响。 [交流讨论]交流思考并设计实验,各小组派代表分享自己小组的实验方案。 [实验方案] (1)实验器材:1.5V电池(1节);小灯泡(1只);电流表(1只);导线若干;待研究导体4根,规格如下: 序号材料长度/cm横截面积/mm21镍铬100.162镍铬200.163锰铜100.164锰铜100.20
(2)实验电路图: (3)实验数据记录表格: 材料长度/cm横截面积/mm2电流/A
观看演示实验,分析数据,交流讨论得出结论。 [小结]导体的电阻与导体的长度、横截面积和材料有关系。导体材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大;导体材料和长度相同时,导体越细,电阻越大;导体材料不同,电阻一般不同。 [回答]电流表的示数变小。
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[任务]为什么很少用铁来做导线呢 [总结]不同材料的导体对电流的阻碍作用一般不同,同时电阻还受长度、横截面积及温度影响。 [回答]因为铜导线和铁导线在长度、横截面积相同的情况下,铜导线的电阻更小。
第3节　电阻
第十六章　电压　电阻
单元 学习 目标 1.知道电压、电阻。 2.会使用电压表。 3.探究并了解串联电路和并联电路中电压的特点。
单元 教材 分析 1.本单元是人教版物理九年级电学重要部分,为欧姆定律、电功率等后续内容奠基,在电学知识体系中承上启下,衔接此前电路与电流知识,深化学生对电路原理的认知。 2.新教材以更贴近生活且易于理解的方式,借助水压类比引入电压概念;实验的名称更具针对性、实验装置改进、步骤更加规范以及实验结论进行了优化。
单元 学情 分析 1.初中学生从形象思维向抽象思维过渡,理解电压和电阻这类抽象概念有难度。教材虽类比水压引入电压概念,但学生仍难以将其与生活联系起来,理解电压推动电荷定向移动也较困难。 2.学生在学习电压和电阻前已掌握电流知识与电流表使用方法,但对电流、电压和电阻的内在联系理解不深,不清楚电压和电阻如何影响电流。 3.学生对电压和电阻相关实验兴趣高,积极参与操作、观察与记录。不过部分学生只关注趣味性,忽视总结物理规律。教师需引导学生培养严谨科学态度,重视实验数据分析。
单元 知识 体系
单元 课时 规划 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 第5节　跨学科实践:制作简易调光台灯　1课时

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