初中物理实验优秀教案.doc
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实验类型 序号 实 验 名 称 年级 课时 探 究 实 验 1 声音的特性 八年级 3 2 光反射时的规律 八年级 3 平面镜成像的特点 八年级 3 4 凸透镜成像的规律 八年级 5 固体溶化时温度的变化规律 八年级 3 6 水的沸腾 八年级 7 串联电路中各点的电流有什么关系 八年级 3 8 并联电路中电流的规律 八年级 9 串联电路各点电压的关系 八年级 3 10 并联电路中电压的规律 八年级 11 怎样用变阻器改变灯泡的亮度 八年级 3 12 电阻上的电流跟两端电压的关系 八年级 13 探究电阻的串联与并联 八年级 3 14 电阻的大小与哪些因素有关 八年级 15 测量小灯泡的电阻 八年级 3 16 测量小灯泡的电功率 八年级 17 研究电磁铁 八年级 3 18 什么情况下磁可以生电 八年级 19 用天平测量物体的质量 九年级 3 20 测量物质的密度 九年级 21 使用刻度尺测量长度 九年级 3 22 使用弹簧测力计测量力 九年级 23 重力的大小跟什么因素有关 九年级 3 24 摩擦力的大小跟什么因素有关 九年级 25 研究杠杆的平衡条件 九年级 3 26 浮力的大小等于什么 九年级 27 探究斜面的机械效率 九年级 3 28 测量滑轮组的机械效率 九年级 一、声音的特性 【提出问题】 1、我们所接触到的各种声音中,有的听起来很尖、很刺耳,而有的听起来却很粗、很浑厚。从物理学的角度来说,实际就是指音调的高低。既然声音都是由物体振动而产生的,那么又为什么会造成音调有高有低呢?音调的高低与哪些因素有关呢? 2、在物理学中,声音的强弱叫做响度。不同的物体能发出不同响度的声音,相同物体也能发出响度不同的声音。那么声音的响度与什么因素有关呢? 【猜想或假设】 1、声音的音调的高低与物体振动的频率有关。 2、声音的响度的大小与物体振动的振幅有关。 【设计实验】 实验方案: 物体的振动有两个参数:振幅和频率。振幅是指物体在一次振动中偏离平衡位置的最大距离,而频率是指物体一秒钟内振动的次数。所以音调的高低与响度的大小应该与这两个因素有关。 为探究决定音调高低的因素,我们可以利用一把钢尺按在桌子边沿,使它一端悬空,通过改变钢尺伸出桌子边的长度来改变它振动的频率,并保证前后振动时振幅基本相同,观察声音的音调是否发生变化。 在研究声音的响度与振幅的大小时,我们可以借助音叉来进行,通过改变音叉发出声音的响度,来观察音叉振幅的大小。但由于音叉的振幅较小,不便观察,我们可以利用乒乓球来放大其振幅。 所需器材:课桌、钢尺(或锯条)、铁架台、乒乓球(或泡沫小球)、细线、音叉 【进行实验】 实验步骤: (一)音调与频率的关系 1、如图1-1那样,将一把钢尺(或锯条)紧紧按在桌子面上,使钢尺的一端伸出桌子边沿。用手拨动钢尺,听钢尺振动发出的声音,并观察钢尺振动的快慢(振动频率)。 2、使钢尺伸出桌子边沿的长度增加或减小,再次拨动钢尺,且保持钢尺振动的幅度与上面的相同,观察钢尺振动的快慢,同时注意听声音的音调变化。 3、将观察到的现象记录于表1中。 表1 实验次数 伸出桌子边的长度 钢尺振动的快慢 音调的高低 第一次 第二次 (二)决定响度大小的因素 1、如图1-2所示,将正在发声的音叉轻触系在细线上的乒乓球(或泡沫小球),观察乒乓球被弹开的幅度。 2、改变音叉发声的响度,再将发声的音叉快速轻触系在细线上的乒乓球,观察乒乓球被弹开的幅度,再根据乒乓球被弹开的幅度来推断音叉振幅的变化。 3、将观察到的现象记录于表2中。 表2 实验次数 音叉发声的响度 乒乓球被弹开的幅度 音叉振动的幅度 第一次 第二次 【分析和论证】 1、声音的音调的高低与物体振动的频率有关。 2、声音的响度的大小与物体振动的振幅有关。 【评估与交流】 1、在本次探究中,你的猜想与结论是否相同?如有出入,原因何在? 2、还可以利用哪些器材完成声音的响度与振幅的关系的实验? 二、光反射时的规律 【提出问题】 用激光对平面镜照射,正对着照射、斜着照射,观察反射后的激光亮点,提出以下问题: 1、射向镜面的光反射后将沿什么方向射出? 2、反射光线和入射光线与法线的位置在同侧、异侧还是重合? 3、反射角和入射角的关系一定相等吗? 4、光的反射现象中,光路可逆吗? 【猜想或假设】 1、激光经镜面反射后,红色的亮点在正对镜面的身前,表明反射后的光线一定是沿原路返回。 2、激光经镜面反射后,红色的亮点位置不固定,表明反射后的光线沿着什么方向射出,无规律可循。 3、激光经镜面反射后,反射光线沿什么方向射出,可能与激光向镜面入射的角度有一定的关系。 4、反射角可能等于入射角。 【设计实验】 A.如图2-1所示,取一个平面镜M,一张可以绕轴ON水平转动的纸板EF竖直地立在平面镜上,纸板上的轴线ON垂直于镜面,保持纸板E、F在同一平面上。 B.在A实验基础上,让一束激光沿着纸板斜射向O点,同时把纸板F向后转动,观察反射光线,重复几次操作。 C.沿反射光线的反方向用激光入射到平面镜上,观察反射光线的位置。 所需器材:平面镜、白纸板、激光笔、直尺、水彩笔、量角器 【进行实验】 1、在纸板上画出入射光线AO,反射光线OD的径迹,改变入射光的入射方向两次,用不同颜色的笔画出入射光线和反射光线的径迹,如图2-2。 实验次数 入射角i 反射角r 第一次 第二次 第三次 2、按上述实验设计中C分别进行实验,并将结果记录入下表中,如图2-3所示。 入射光线 反射光线 AO BO CO DO EO FO 【分析和论证】 由于光在空气中传播我们看不见,无法观察到入射光线和反射光线,我们将激光笔贴近硬纸板,根据光的反射我们可以清楚地观察到入射光线和反射光线。从实验记录中可以看出,入射光线和反射光线可以完全重合。 1、分析实验1得出的结论是:入射光线和反射光线与法线在同一平面上,入射光线与反射光线分居在法线的两侧,反射角等于入射角。 2、分析实验2得出的结论是:光路是可逆的。 【评估与交流】 1、 坐在教室前排两侧的同学,常常会看不清黑板上的字,是什么原因呢? 2、 人为什么能看到并不发光的物体呢? 三、平面镜成像的特点 【提出问题】 1、 平面镜成像时,像的位置、大小跟物体的位置、大小有什么关系? 2、 物体在平面镜中成虚像还是实像? 【猜想或假设】 1、像与物体的大小是相等的。 2、像和物体分别到平面镜的距离是相等的。 3、像和物体的对应连线与平面镜垂直。 4、所成的像是只能用眼睛观测的虚像。 【设计实验】 该实验是要探究物体与它在平面镜中所成像的大小和位置关系。而所成的像只能在平面镜中看到,其大小和位置并不能进行直接的测量,所以要通过一个外形完全相同的蜡烛来代替镜中的像来完成该实验。 所以,我们先取一块玻璃板,点燃一支蜡烛后立于玻璃板前,让蜡烛在玻璃板中成一个像,如图3-1所示。然后,拿另一支蜡烛竖立在玻璃板后,前后、左右移动,直到蜡烛与像完全重合,并记下两只蜡烛的位置。这样,像与物体的大小,以及物体与镜面和像与镜面之间的关系就可通过实验得到。改变玻璃板前蜡烛的位置,再一次对实验结果进行验证。 所需器材:玻璃板、大白纸、水彩笔、直尺、火柴、两支相同的蜡烛 【进行实验】 实验步骤: 1、在桌面上铺一张大白纸,在纸的中央处画一直线,在直线上竖一块玻璃板作为平面镜。 2、把一只点燃的蜡烛放在玻璃板的前面,观察它在玻璃板后面的像。 3、再拿一只同样的蜡烛在玻璃板后面移动,直到看上去跟前面那只蜡烛的像完全重合,这个位置就是前面那只蜡烛的像的位置。 4、在纸上记下这两只蜡烛的位置,用直线把每次实验中蜡烛和它的像的位置连接起来,用刻度尺测量蜡烛和它所成的像到玻璃板的距离,并记录于表中。 5、移动点燃的蜡烛的位置,按步骤1-4重做实验,也将测量结果与观察到的现象记录于表中。 物体的位置 物体到玻璃板的距离 像到玻璃板的距离 像与物大小比较 A B C 2、在一张白纸上用墨汁写上A、B、C三个字母,当墨迹未干时将纸对折,然后摊开,这样在纸上就有2个对称的图形,再将一块玻璃板沿纸的对折线垂直于纸面竖起放置,从玻璃板前进行观察,你会观察到的现象是什么?由此你能得出怎样的结论? 【分析和论证】 1、从表中的测量数据可知,物体与像与平面镜的位置关系是:物与像的连线垂直于镜面,且物到镜的距离等于像到镜的距离。 2、在实验中,两只蜡烛的外形完全相同,从而能将未点燃的蜡烛与点燃的蜡烛的像完全重合,这说明了:物与像的大小是相等的。 【评估与交流】 1、研究平面镜成像特点中,用玻璃代替平面镜的目的是什么? 2、在玻璃板的同一侧,某同学通过玻璃板看到了同一只蜡烛的两个像,产生这种现象的原因是什么? 四、凸透镜成像的规律 【提出问题】 照相机、投影仪里面都有凸透镜,放大镜本身就是凸透镜。它们都是利用凸透镜使物体成像。但是,照相机所成的像比被照的物体小,并且是倒立的;投影仪所成的像比物体大,也是倒立的;放大镜所成的像却是放大正立的。这是为什么?凸透镜成像是否有什么规律呢? 1、 像的大小、正倒跟物体的位置有什么关系? 2、 物体通过凸透镜成像,在光屏上成放大、缩小的像是以什么位置为分界的呢? 3、 实像和虚像是否都能用光屏接收? 【猜想或假设】 1、照相时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离大,使用投影仪时物体到凸透镜的距离比像到凸透镜的距离小。看来,像是放大还是缩小的,可能与物体和像的相对位置有关。 2、无论是照相机还是投影仪(它们都成倒立的像),物体和像都在凸透镜的两侧,而放大镜(成正立的像)成像时,物体和像是在透镜的同侧。看来,像的正倒很可能跟它与物体是否在同侧有关。 【设计实验】 1、拿一个凸透镜,用“太阳聚焦法”找出凸透镜的焦点,测出焦距。然后透过凸透镜观察蜡烛的火焰,观察到的蜡烛能否用光屏接收,它比实际的烛焰大还是小,此时烛焰到凸透镜的距离满足什么条件? 2、从左到右依次在水平桌面上放蜡烛、凸透镜(焦距在10cm-20cm之间)和光屏,如图所示。 所需器材:凸透镜、光屏、蜡烛、火柴、刻度尺、光具座(或直接利用水平桌面) 【进行实验】 1、把蜡烛放在离凸透镜尽量远的位置上,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像。观察像的大小、正倒,分别测量物体、像到凸透镜的距离。 把蜡烛向凸透镜靠近几厘米,放好后重复以上操作,直到在光屏上得不到蜡烛的像。继续把蜡烛向凸透镜靠近,进行观察。怎样才能观察到烛焰的像?像在什么位置(只需估测)?像是放大的还是缩小的?正立的还是倒立的?按上述操作,把数据填入下表: 物体到凸透镜的距离u 像到凸透镜的距离v 像的大小(放大或缩小) 像的正倒 分析上表中的数据,按照探究开始时提出的问题,总结凸透镜成像的规律。 2、选取焦距为10cm的凸透镜,竖直立在水平面上,用一支点燃的蜡烛作为物体放在凸透镜的左侧,研究烛焰所成的像。在凸透镜的右侧用一块白色的硬纸作屏,承接烛焰的像。把蜡烛放在离凸透镜较远的位置,逐渐靠近凸透镜,调整光屏到透镜的距离,使烛焰在屏上成一个清晰的像,观察像的大小,并用刻度尺测出蜡烛到透镜、光屏到透镜的距离,把观测的结果和测量的数据记录入下表中: 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 物体到凸透镜的距离(cm) 50.0 35.0 22.5 20.0 18.0 15.0 12.0 光屏到凸透镜的距离(cm) 像的大小与物体的大小关系 像的大小变化特点 【分析和论证】 凸透镜成像的规律: 成像的条件 成像性质 应用 物体到凸透镜的距离(u) 像的正倒 像的大小 像的虚实 像到凸透镜的距离(v) u>2f 倒立 缩小 实像 F<v<2f 照相机 U=2f 倒立 等大 实像 V=2f F<u<2f 倒立 放大 实像 v>2f 投影仪 U=f 不 成 像 0<u<f 正立 放大 虚像 v>u 放大镜 注意:(1)物体靠近焦点,物距减小,像距变大,像就逐渐变大。(2)像的正倒、虚实、大小都是相对于物体而言的。 【评估与交流】 为什么有的时候无论怎样左右移动光屏,在光屏上都不能呈现烛焰的像,其原因可能是什么? 五、固体溶化时温度的变化规律 【提出问题】 有很多物质在熔化时是先变软后再慢慢变成可流动的液体的,如蜡、橡胶、沥青等;而有些物质在熔化过程中没有变软、变稀的过程,而是直接变成液态,如冰、海波、铁、锡等,那么: 1、不同物质在熔化时温度变化规律是否相同? 2、不同物质熔化时的熔点是否一样? 3、物质由液态变化为固态时,温度变化规律是否相同? 【猜想或假设】 1、 不同物质在熔化时虽然状态变化过程有些不同,但要加热温度都会上升。 2、 不同物质熔点不同。 3、 物质凝固时,温度变化有无规律可循,取决于物质的种类。 【设计实验】 1、把一定量的海波和蜡分别放入试管中后,放在火焰上加热,然后用温度计测量它们的温度变化,每隔一分钟记录一次温度。 2、把海波已熔化的试管放入冷水中冷却,再每隔一分钟记录一次温度。 所需器材:酒精灯、试管两支、烧杯、水、温度计、铁架台、石棉网、火柴、海波、蜡、钟表 【进行实验】 1、 研究海波的熔化温度,每隔一分钟记录一次温度,把结果记录在下列表格中。 时间/min 0 1 2 3 4 5 … 海波的温度/℃ 蜡的温度/℃ 2、如图5-2、图5-3所示,用方格纸上的纵轴表示温度,温度的数值已经标出;横轴表示时间,请写出。根据表中各个时刻的温度在方格纸上描点,然后将这些点用平滑曲线连接起来,便得到熔化时温度随时间变化的图像。 根据你对实验数据的整理和分析,总结海波和蜡在熔化前、熔化中和熔化后三个阶段的温度特点。 时间/min 温度/℃ 20 30 40 50 图5-3记录蜡熔化时温度变化的方格纸 图5-2记录海波熔化时温度变化的方格纸 时间/min 温度/℃ 20 30 40 50 3、研究液态的海波和蜡在凝固时的温度变化,每隔一分钟记录一次温度,并把相应的数据记录在下表中: 时间/min 0 1 2 3 4 5 … 海波的温度/℃ 海波的状态 时间/min 0 1 2 3 4 5 … 蜡的温度/℃ 蜡的状态 【分析和论证】 1、 分析实验1中的数据,得出结论是: 2、 分析实验2中的图像,比较得出结论是: 3、 分析实验3中的数据发现: 六、水的沸腾 【提出问题】 1、 你认真观察过水的沸腾吗?水在沸腾时有什么特征? 2、 水沸腾后继续加热,温度是不是会越来越高? 3、 水的沸点是否是个定值? 【猜想或假设】 1、 水沸腾时,伴随着大量气泡上升。 2、 水沸腾前温度一直上升,水沸腾时温度可能保持不变。 3、 水的沸点可能与大气压强有关系。 【设计实验】 为了证实上述猜想1、2,设计如图6-1研究水沸腾的实验装置(一);图6-2所示的实验装置(二)是为了验证猜想3而设计的。 所需器材:烧杯、水、温度计、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴、中心有小孔的纸板、钟表 【进行实验】 1、用实验装置(一)把烧杯中的水加热至沸腾。从90℃开始,每隔一分钟记录一次温度,并把它填入下表中,然后在方格纸上作出温度和时间关系的曲线,如图6-3。 时间/min 0 1 2 3 4 5 … 水的温度/℃ 温度/℃ 时间/min 90 95 100 105 图6-3记录水沸腾时温度变化的方格纸 2、用实验装置(二)甲把水加热至沸腾时,温度计的示数T1= ℃;移走酒精灯,观测到水停止沸腾后,再换上如图乙设备。拉伸活塞,立刻又观测到烧瓶中的水发生沸腾。 【分析和论证】 1、水在沸腾时可以观察到有气泡上升,并且气泡在上升的过程中逐渐变大,到达水面破裂,里面的水蒸气散发到空气中。 2、水在沸腾时,虽然继续给它加热,但是水的温度始终保持不变。 3、汽化存在两种方式: 和 。 4、液体沸腾的条件是① 达到沸点 和② 继续吸热 。 5、液体的沸点还与液体上方的气体压强有关。 【评估与交流】 1、 如何缩短水加热至沸点温度的时间? 2、 水沸腾时和沸腾前气泡上升过程中有什么区别?为什么沸腾前气泡少且上升变小,沸腾时大量气泡上升且变大了? 3、 水沸腾时,为何烧杯口出现大量的白气?是否为水蒸气? 4、 气压对水的沸点影响关系是什么? 七、串联电路中各点的电流有什么关系 【提出问题】 在图7-1中,两个灯泡是串联起来接到电源上的。流过A、B、C各点的电流之间可能有什么关系?作出猜测。 分三次把电流表接入,分别测量流过A、B、C各点的电流。你的猜测正确吗? 通过这个实验,你能否回答:串联电路中各点的电流之间有什么关系? 【猜想或假设】 串联电路中各点的电流之间是相等关系。 【设计实验】 分别把图7-1中A、B、C各点断开,把电流表接入,测量流过的电流,看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡,再次测量三点的电流,看看是否还有相同的关系。 下面分别是测量A、B、C三点电流的电路图。如图7-2 所需器材:干电池两节、小灯泡两只、开关、电流表、导线 【进行实验】 把测量数据记在下面表中,还可以把操作中出现的问题扼要地写下来。 A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC 第一次测量 第二次测量 【分析和论证】 在串联电路中,电路中的电流处处相等。 【评估与交流】 实验中电流表是分三次接入电路中的,为什么没有选用3块电流表直接测量? 八、并联电路中电流的规律 【提出问题】 如图8-1并联电路中干路的电流(流过C点的电流)和各支路的电流(流过A、B两点的电流)之间有什么关系? 【猜想或假设】 可能满足并联干路中电流等于各支路的电流之和。 【设计实验】 分别把电路中A、B、C各点断开,把电流表接入,测量流过的电流,看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡,再次测量三点的电流,看看是否还有相同的关系。 分别画出测量A、B、C三点电流的电路图8-2。 所需器材:干电池两节、小灯泡两只、开关、电流表、导线 【进行实验】 实验次数 A点的电流IA B点的电流IB C点的电流IC 第一次测量 第二次测量 【分析和论证】 在并联电路中,流过A点的电流与流过B点的电流 、 ;流过C点的电流与流过上述两点的电流之间的关系是: 。 【评估与交流】 1、实验中电流表是分三次接入电路中的,为什么没有选用3块电流表直接测量? 2、当电路中两个灯泡不一样大小时,电路中干路的电流和各支路的电流之间有什么关系? 九、串联电路各点电压的关系 【提出问题】 如图9-1所示,两个小灯泡串联起来接到电源上。 图9-1 1、AB之间、BC之间、AC之间的电压可能有什么关系? 2、串联电路中各部分电路的电压与总电压之间有什么关系? 【猜想或假设】 1、串联电路中的电流是各处相等的,电压是产生电流的原因,是否电压也会与电流有相同的规律呢? 2、串联的两个小灯泡能同时发光,说明各部分电路也一定有电压来维持,它们的电压之和是否与电源的电压相等? 【设计实验】 根据猜想与假设,需要对电路中的AB、BC、AC间的电压进行测量。可以分三次把电压表并联在AB之间、BC之间、AC之间,分别测量这三个电压,比较三个电压值,得出它们之间的关系。换上另外两个小灯泡,继续用上述实验方法实验,通过多次测量,看看是否有同样的关系。 把三次测量的电路(图9-2)分别画在下面: 所需器材:干电池两节(或学生电源)、小灯泡两只、开关、电压表、导线 【进行实验】 1、 观察实验器材,特别是所使用的电压表的量程及对应的分度值。 2、 按照图9-1所示电路图连接好串联电路。将电压表并联在AB之间,经检查无误后,闭合开关,测出AB之间的电压U1。将电压值填在实验表格中;再将电压表先后改接在BC之间和AC之间,分别测出BC之间电压U2和AC之间的电压U3,填在实验表格中。 3、 换上另外两个小灯泡,用同样的方法进行第二次测量。 实验数据的记录表格: 实验次数 AB间的电压U1/V BC间的电压U2/V AC间的电压U3/V 第一次测量 第二次测量 【分析和论证】 通过对实际测量结果的分析回答: 1、 测量结果说明了什么?得出了什么样的结论? 2、 串联电路中的电压规律是:串联电路的总电压等于各部分电路的电压之和,即U3= U1+U2。串联电路有分压作用。 3、 将你得出的最后结论与串联电路中的电压规律进行比较,发现有什么不同,为什么? 【评估与交流】 对自己的探究活动进行回顾分析,并思考在探究过程中,实验设计有无不合理的地方,操作过程有无失误,测量结果是否可靠。 交流应贯穿于整个探究活动中,可以以小组为单位进行交流,也可全班交流。 实验注意事项: 1、在连接电路时,开关应断开; 2、应按一定顺序连接电路; 3、连接好电路后,先用开关试触电压表的最大测量值为15V的量程,观察电压表指针偏转情况; 4、确认连接无误后再闭合开关,观察示数,如电路电压不超过3V,可改为3V的量程进行测量。 5、要采用更换小灯泡的方法,进行多次测量。为什么? 十、并联电路中电压的规律 【提出问题】 如图10-1所示,将L1和L2两个小灯泡并联起来接到电源上。 1、L1两端的电压和L2两端的电压之间可能有什么关系? 2、并联电路两端的总电压与各个支路两端的电压之间有什么关系? 【设计实验】 根据猜想与假设,需要对电路中L1两端的电压、L2两端的电压及总电路两端的电压进行测量。可以分三次把电压表并联在L1两端、L2两端及总电路两端,分别测量这三个电压,比较三个电压值,得出它们之间的关系。换上另外两个小灯泡,继续用上述实验方法实验,通过多次测量,看看是否有同样的关系。 把三次测量的电路(图10-2)分别画在下面: 所需器材:干电池两节(或学生电源)、小灯泡两只、开关、电压表、导线 【进行实验】 1、 按照图10-1所示电路图连接好并联电路。将电压表并联在L1两端,经检查无误后,闭合开关,测出L1两端的电压U1。将电压值填在实验表格中;再将电压表先后改接在L2两端和总电路两端,分别测出L2两端电压U2和总电压U,填在实验表格中。 2、 换上另外两个小灯泡,用同样的方法进行第二次测量。 实验次数 L1两端的电压U1/V L2两端的电压U2/V 总电压U/V 第一次测量 第二次测量 【分析和论证】 通过实验可以得出并联电路中电压的规律是:并联电路中各支路两端的电压都相等,即U1= U2。 十一、怎样用变阻器改变灯泡的亮度 【提出问题】 怎样用变阻器改变灯泡的亮度? 【猜想或假设】 1、 滑动变阻器为什么能改变连入电路中的电阻? 2、 要使灯泡和变阻器中的电流大小相同,变阻器应与灯泡串联还是并联? 3、 要能控制电流的大小,应试使用变阻器上的哪两个接线柱? 4、 如图11-1所示,当滑片向A端滑动时,灯泡的亮度如何变化? 【设计实验】 实验要求利用滑动变阻器改变灯泡的亮度,因此我们应对滑动变阻器的结构有所了解。在实验之前,观察滑动变阻器的结构,完成下面的问题: 1、 滑动变阻器主要由几部分组成? 2、 变阻器滑片上的小金属片上的两数据的含义? 3、 电阻丝什么位置的绝缘漆被刮去了? 4、 哪两个接线柱之间的电阻是不变的? 5、 哪两个接线柱之间的电阻最大?哪两个接线柱之间的电阻最小,几乎为零? 6、 移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?朝哪个方向移动时电阻变大? 分析: 1、构造:滑动变阻器是由瓷筒、套在瓷筒上表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成的线圈、瓷筒上方架在绝缘架上的金属杠、以及套在金属杠上的滑片组成。 2、原理:靠改变连入电路的电阻丝长度来改变电阻。 3、作用:改变电阻从而改变电路中的电流或改变某一导体(或用电器)两端的电压,有时还起保护电路的作用。 要使电路中灯泡的亮度发生变化,必须使电路中电流发生变化,所以实验时将滑动变阻器与灯泡串联在电路中。设计实验电路如图11-1所示。 在实验时,按图11-1所示连接电路,在连接滑动变阻器时,应注意接线柱的正确选择。为了保护整个电路,在闭合开关前,应将滑动变阻器连入电路中的电阻调到最大。闭合开关后,观察灯泡的亮度,并在滑动滑片之前,应先预测灯泡的亮度变化,并通过实验结论总结出其判断的依据。 所需器材:干电池两节、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干 【进行实验】 1、 观察滑动变阻器的结构。 2、 按电路图连接好电路,确定滑动变阻器所使用的接线柱后,移动滑片,使滑动变阻器连入电路中的电阻最大。然后闭合开关,在移动滑片的同时,观察灯泡亮度的变化。 3、改变滑动变阻器接入电路的接线柱,并重复上面的实验。 所选接线柱 滑片滑动方向 电路中变阻器的电阻的变化 灯泡亮度的变化 和 向 滑动 向 滑动 和 向 滑动 向 滑动 … 【分析和论证】 1、通过动手实验,观察得出:要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑片放到电阻值最大的位置上。 2、滑动变阻器的使用方法。 如图11-3所示,常用的滑动变阻器有两种:一种只有两个接线柱;另一种有四个接线柱。对于只有两个接线柱的滑动变阻器,只要将两个接线柱直接连入电路,让电流从其中的一个接线柱流入,从另一个接线柱流出即可。四个接线柱的滑动变阻器连入电路时,应注意将“一上一下”两个接线柱连入电路,切记不能同时把两个上接线柱或两个下接线柱连篇累入电路中。将“一上一下”两个接线柱接入电路时,移动滑动变阻器滑片引起连入电路的电阻变化主要取决于下接线柱。若滑片向靠近下接线柱的方向移动,电阻就变小(近小);若滑片向远离下接线柱的方向移动,电阻就变大(远大)。因此,可以用“近小远大”四个字来理解滑动变阻器阻值的变化。 3、使用滑动变阻器应注意几点: (1)阻值变化范围和允许通过的最大电流。 (2)滑动变阻器一般要与被控制的电路串联。 (3)将滑动变阻器接入电路,在闭合开关前,应将滑片移到阻值最大的位置。 【评估与交流】 1、探究过程中你发现了哪些问题?和同学交流。 2、回顾我们的探究经历了哪些环节? 提出问题——猜想与假设——设计实验——进行实验——实验总结与交流 十二、电阻上的电流跟两端电压的关系 【提出问题】 1、如果知道一个导体的电阻值,还知道加在它两端的电压,,能否计算出通过它的电流? 2、电流与电压、电阻会不会有定量关系呢? 【猜想或假设】 通过前面的学习知道: 1、 电阻不变,电压越大,电流越大; 2、 电压不变,电阻越大,电流越小; 3、 如果电阻用R表示,电流用I表示,电压用U表示,则三者之间可能会存在的关系为: 。 【设计实验】 实验设计思路:要研究电流、电压、电阻的关系,可利用“控制变量法”,固定电阻不变,来排除电阻变化带来的影响,探究同一电阻上的电流跟电压的关系,通过改变定值电阻两端的电压,观察并记录通过定值电阻的电流。这样就可以把研究三个变量之间的关系问题转变为固定其一,研究另外两者关系的问题。同时为了使研究活动更具客观性、普遍性和科学性,在实验设计中,要采用更换定值电阻进行反复实验的方法,换用不同阻值的电阻,各进行几次测量,从而得出这三个物理量之间的关系,使实验探究得出的规律更具有普遍性。 改变定值电阻两端电压的方法:可通过增减串联电池组中电池的个数,从而改变定值电阻两端的电压;如果实验用的是学生电源,也可以较为方便地改变电源的输出电压;一般是采用滑动变阻器进行分压,通过调节滑动变阻器的滑片,使定值电阻两端的电压发生改变。 实验电路如图12-1: 图12-1 所需器材:学生电源(或电池若干)、定值电阻(两个阻值不同)、滑动变阻器、开关、导线若干、电流表、电压表 【进行实验】 R1= 欧 电压U/V 电流I/A R2= 欧 电压U/V 电流I/A 按图12-1连接好电路,检查无误后,闭合开关S,调节滑动变阻器的滑片。使R两端的电压成整数倍地变化,如2V、4V、6V等,根据电压表和电流表的示数,读出每次加在R上的电压值和通过R的电流值,并记录下来。 再换另一个定值电阻,再次实验,测量并记下几组电压和电流的值。 【分析和论证】 1、在图12-2中画出每个电阻的U-I关系图像,从图像上看,电流I、电压U的关系可以表示为 。 U I O 图12-2 2、利用实验记录的数据和U-I图像进行比较、讨论,尝试对几次测量结果进行运算,找出它们之间的关系。 结论:通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比。电流I、电压U、电阻R的关系可以用公式表示为:I=U/R 【评估与交流】 对自己的探究活动进行回顾、分析,及时总结调整,然后把探究过程、记录及总结与同学和老师交流,改正错误,弥补不足。 实验注意事项: 1、 电压表与电流表的连接、使用与读数,要按照要求进行操作。 2、 在测量过程中,电路闭合时间不能太长,读取数据后要断开电路,以防通电时间过长,电阻发热给测量带来误差。 3、 每次测量至少要得出三组数据,使实验更具普遍性。 4、 若使用学生电源并通过滑动变阻器来分压的情况下,要注意调节滑动变阻器的滑片,尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化。 十三、探究电阻的串联与并联 【提出问题】 前面我们已经学习了串联电路和并联电路电压、电流的规律。那么,电阻串联或并联时,总电阻是比原来大了还是小了? 【猜想或假设】 1、电阻串联时总电阻比原来大了。 2、电阻并联时总电阻比原来小了。 【设计实验与进行实验】 1、 将一个定值电阻R接在图13-1所示的电路中,闭合开关,在电压相同的情况下,观察电流表的示数和灯泡的亮度。 2、 将两个同样阻值的电阻R串联起来,接在电路中,重复前面的实验。 3、 将三个同样阻值的电阻R串联起来,接在电路中,重复前面的实验。对比电流表的示数大小和灯泡的亮度。 4、 再将两个同样阻值的电阻R并联起来,接在电路中,重复实验1,对比电流表的示数大小和灯泡的亮度。 5、 最后将三个同样阻值的电阻R并联起来,接在电路中,重复实验1,对比电流表的示数大小和灯泡的亮度。 6、 把实验现象记录在下表中。 电阻连接情况 电阻个数及连接情况 电路中电流表示数变化 灯泡亮度的变化 串联 两个电阻串联 三个电阻串联 并联 两个电阻并联 三个电阻并联 所需器材:学生电源(或电池若干)、定值电阻(两个阻值不同)、滑动变阻器、开关、导线若干、电流表、电压表 【分析和论证】 实验现象表明:在相同电压情况下 1、 接入一个定值电阻时,电流大些,灯泡亮些; 2、 接入串联的两个定值电阻时,电流较小,灯泡比较暗; 3、 接入串联的三个定值电阻时,电流最小,灯泡最暗。 从而得出结论:串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。 4、 接入并联的两个定值电阻时,电流较接入一个定值电阻时的电流大些,灯泡也更亮些; 5、 接入并联的三个定值电阻时,电流较接入并联的两个定值电阻时的电流大些,灯泡也更亮些; 从而得出结论:并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。 【评估与交流】 对自己的探究活动进行回顾、分析,及时总结调整,然后把探究过程、记录及总结与同学和老师交流。 十四、电阻的大小与哪些因素有关 【提出问题】 不同的导体对电流的阻碍作用不同,那么,导体电阻的大小与哪些因素有关呢? 【猜想或假设】 1、 电阻可能与导体的材料有关。 2、 电阻可能与导线的粗细、长短有关。 3、 电阻还可能与温度有关。 【设计实验】 这是一个多因素问题,应当使用变量控制法研究每一个因素对电阻大小的影响。为此,在一定温度(室温)下用图14-1所示的实验装置进行实验。 a、b、c是三根用同一种材料制成的导线,它们的长短、粗细如图所示:a长,c短,但其横截面积相同;b的横截面积比a、c大,长短和a相等;d与c长短、粗细都相同,但与c的材料不同。 采用控制变量法研究每一个因素对电阻大小的影响。用a、b导线分别连入电路,可以探究横截面积对电阻的影响;用a、c导线分别连入电路,可以探究导线长度对电阻的影响;把c、d导线分别连入电路,可以探究材料对电阻的影响;把日光灯的灯丝(或细铁丝绕成的线圈)按图14-2所示连入电路,缓慢地给灯丝加热,可以探究温度对电阻的影响。 所需器材:电源、滑动变阻器、开关、电流表、导线a、b、c、d(符合实验方案要求的)、夹子、日光灯的灯丝(或细铁丝绕成的线圈)、小灯泡、酒精灯、火柴。 【进行实验】 1、按图14-1所示将a导线连入电路,闭合开关,观察电流表的示数;用同样长度,横截面积比a大的导线b代替a,再接通电源,观察电流表的示数。比较这两次测量的电流值。 2、改用横截面积相同而长度不同的a、c,分别将它们连入电路,观察电流表的示数。 3、再改用长度、横截面积相同、不同材料的c、d,分别将它们连入电路,比较通过它们的电流大小。 4、把日光灯的灯丝(或细铁丝绕成的线圈)按图14-2所示连入电路,缓慢地给灯丝加热,注意观察加热前后电流表的示数有什么变化? 实验记录: 1、把导线a、b接入电路,通过 导线的电流大。 可得出结论: 。 2、把导线a、c接入电路,通过 导线的电流大。 可得出结论: 。 3、把导线c、d接入电路,通过 导线的电流大。 可得出结论: 。 4、随着温度的升高,电流表的电流变- 配套讲稿:
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