九年级物理全册 第16章 电压电阻学案新人教版

1 第十六章第十六章 电压电压 电阻电阻 16161 1 电压电压 【学习目标】 1了解要在一段电路中产生电流，它的两端就要有电压。 2知道电压的单位及单位换算，记住干电池及家庭电路的电压值。 3知道电压表的用途及符号，知道正确使用电压表的规则，能识别和选择电压表量程， 会正确读数。 【重点难点】 1电压的单位及单位换算。 2会正确使用电压表测电压。 学习内容一：电压 学习指导：阅读课本 P55P56 的文字与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。 【自学检测】 1要在一段电路中产生电流，它的两端就要有电压，电源的作用就是给用电器提供电 压。 2电压的单位是伏特，简称伏，符号是 V。比它大的单位是千伏，比它小的单位是毫 伏。 3家庭电路中的电压是 220_V，手机电池的电压一般是 3.6_V，干电池的电压是 1.5_V。 4单位换算：1 kV1000_V，1 V1000_mV。 【合作探究】教师巡视辅导。 1利用 P56 图 16.12 中的器材连接电路让小灯泡发光，比较小灯泡在哪种情况下发 光较亮。 答：用两节干电池时，灯泡发光较亮。 2利用两节干电池并联，小灯泡、开关、导线连接电路让小灯泡发光，亮度怎样？ 答：亮度与一节干电池一样。 小结：串联的电池越多，灯泡就越亮。这说明电流强弱与电源有关。 3想一想：生活中还有哪些地方用到类似的方法来增加灯泡的亮度？ 4灯泡能发光是因为电路中有电流流过，要在电路中产生电流，需要导体中的自由电 子作定向移动，导体中的自由电子要作定向移动需要受到推动力，这个推动力就是由电源 提供的。 【展示交流】教师掌握情况。 【精讲点拨】 在 PPT 上展示下例图片： 2 如上图，左图是水流形成的过程图，右图是电流形成的过程图，其中水流相当于电流， 涡轮(利用水流工作的机器，例如水车)相当于电灯，阀门相当于开关，抽水机相当于电源。 由图可知，水流的形成是由于水路中存在着水压的缘故，它由抽水机提供； 同理，电流的形成是由于电路中存在着电压的缘故，它由电源提供的。 这种研究方法叫类比法。 【即时练习】 1单位换算：539 mV 0.539 V5.39104 kV。 2下列有关电压的说法中，正确的是( C ) A某电路中有电流，它的两端不一定有电压 B某电路两端有电压，电路中一定有电流 C自然界中，有的动物本身就可以产生电压，用来自卫 D电源是提供电压的装置，不同的电源提供的电压一定是不相同的 学习内容二：电压的测量 学习指导：阅读课本 P57P58 文字内容与插图，将描述使用电压表方法的文字画上记 号。 【自学检测】 1电压的高低用电压表来测量。 2学生用的电压表，有三个接线柱，二个量程，分别是 03_V 和 015_V。若选择 小量程，则分度值是 0.1_V；若选择大量程，则分度值是 0.5_V。 3电压表要与被测用电器并联，电源正极接在红色接线柱上，负极接在黑色接线柱上。 【合作探究】教师巡视辅导。 观察 P57 图 16.14 的电压表的图片，说一说电压表的构造以及各部件的作用。 1回顾电流表使用的知识，认真阅读 P57 的“小资料” ，讨论一下使用电压表的方法。 答：电压表要与被测用电器并联正负接线柱接法要正确，让电流从正接线柱流入， 负接线柱流出。(正负接线柱接反指针会反偏)被测电压不要超过电压表量程。(先使用大 量程进行试触)电压表可以直接接在电源的两极_上，测得的电压是电源的电压值。 2怎样在电压表上读数？ 答：1.要弄清量程，2.弄清分度值，3.开始读数(注意要估读并带单位) 3动手做一做：完成课本 P58 图 16.15 的实验，读出对应的电压值，这二次电压值 是否相等，这个实验能得到什么结论？ 答：实验表明，电压表的两次示数是相等的，这说明，在只有一个用电器的电路中， 用电器两端的电压与电源两端的电压是相等的。 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 讨论：电压表与电流表在结构与使用上有什么异同？请将下表补充完整。 电表电流表电压表 连接方式串联在被测电路中并联在被测电路的两端 量程和分度值最大量程是 03_A最大量程 015_V 相同点1.使用前都要把指针调到零刻度处， 3 2.弄清分度值，使用时都要选择合 适的量程，3.不能确定被测量的大 小时，要先用大量程试触。4.要让 电流从正接线柱流入，从负接线柱 流出。5.数据都要估读，并带单位。 【即时练习】 1完成 P58“想想议议” 。 2完成 P59 第 1、2、3、4 题。 【当堂练习】见训练案基础部分 16162 2 串、并联电路中电压的规律串、并联电路中电压的规律 【学习目标】 1会正确将电压表接入串、并联待测电路中，并能画出相应的电路图。 2会正确使用电压表测量串联电路和并联电路的电压。 3会分析实验数据，归纳总结出串联和并联电路电压的规律。 【重点难点】 1正确将电压表接入电路 ，正确使用电压表测量串联、并联电路的电压。 2会分析实验数据，归纳总结串联、并联电路电压的规律。 学习内容一：串联电路的电压规律 学习指导：阅读课本 P60P61 文字内容与插图，将基本的实验步骤画上记号。 【自学检测】 1电压表应该与被测用电器并联。 2电压表使用前要先弄清量程，分度值。让电流从正接线柱流入，从负接线柱流出。 3在使用前应该先估计被测的电压值，选择合适的量程，在不清楚被测用电器的电压 值的时候，要先用大量程试触。 【合作探究】 教师巡视辅导。 1串联电路中各部分电压与总电压有什么关系？写出你的猜想。 答：在串联电路中总电压等于各部分电压之和。(如果学生有别的猜想，只要是针对这 个问题回答的都可以)。 2分组讨论设计实验电路，画出本次实验的电路图(如右图所示)。 3按照电路图连接好实物。(在 PPT 上展示实物电路)相互比较一下，看一看连接的实 物电路有没有问题，如果有，应该怎么改正？ 4闭合开关，读出电压表的示数，并记录在对应的表格中。 AB间的电压 U1/VBC间的电压 U2/VAC间的电压 U总/V 第一次测量 4 第二次测量 5.为了让实验的结果具有普遍意义，我们还应该怎么做？ 答：换用多种规格不同的小灯泡多做几次实验。 6分析上表中的数据，你能得到什么结论？请用文字和公式分别描述出来。 答：在串联电路中，总电压等于各部分电路的电压之和。公式：U总U1U2 7在生活中，我们经常将电池串联起来使用，电池串联起来使用有什么好处？利用相 关器材完成 P61“想想做做” 。如果把几个电池并联起来，它们的总电压与每个电池的电压 有什么关系呢，利用电压表再动手做一做。 【展示交流】教师掌握情况。 【精讲点拨】 1在连接电路时，为保证电路连接正确，一般应该从电源的正极出发，依次连接各用 电器后再回到电源的负极，最后再连接电压表。 2在分析数据的时候，我们可以对数据进行加减乘除，不过要注意的是，只有单位相 同的数据才能进行加减，单位不同的只能进行乘除。 3在分析数据的时候，要尽量使用控制变量法来进行。 4要得出一个实验结果，往往要换用不同规格的器材进行多次实验 ，以避免实验结 果具有偶然性。 【即时练习】 1完成 P62 第 1 题。 2如图所示，当开关 S 闭合后，电压表测量的电压是( A ) A灯 L1两端的电压 B灯 L2两端的电压 C灯 L1和 L2两端的总电压 D电源两端的电压 学习内容二：并联电路的电压规律 学习指导：阅读课本 P61P62 文字内容与插图，将基本的实验步骤画上记号。 【自学检测】 1并联电路与串联电路的最大区别就在于：并联电路电流有多条路径，各支路用电器 之间不相互影响，而串联电路电流只有一条路径，各用电器之间相互影响。 【合作探究】教师巡视辅导。 1写出你对并联电路总电压与各支路电压之间关系的猜想。 答：在并联电路中，总电压与各支路的电压相等。 2按照 P61 图 16.23 那样连好实物(注意要选择好量程)，并画出电路图。 3闭合开关，读出电压表的示数，并记录在下面的表格中。 5 L1两端的电压U1/VL2两端的电压U2/V总电压U总/V 第一次测量 第二次测量 4.换用不同规格的小灯泡，进行多次测量，将上表补充完整。 5分析上表中的数据，你能得出什么结论？请使用文字和公式分别描述出来。 答：在并联电路中，总电压与各支路的电压都相等。公式：U总U1 U2 【展示交流】教师掌握情况。 【精讲点拨】 在实验中，要如实记录实验数据，不能为了得出想要的结论而人为编造数据。 【即时练习】 1完成 P62 第 2、3、4 题。 2在如下图所示的电路图中，能用电压表正确测出灯 L1两端电压的是( D ) 3用电压表分别测量电路中两盏电灯的电压，结果它们两端 的电压相等，由此判断两盏电灯的连接方式是( C ) A一定是串联 B一定是并联 C串联、并联都有可能 D无法判断 【当堂练习】见训练案基础部分 专题二专题二 电路故障分析电路故障分析 【学习目标】 1会根据现象判断电路中存在的故障。 2会利用器材来排查故障。 【重点难点】 1区别短路、短接、断路。 2通过分析和利用器材来排查、判断电路中存在的故障。 学习内容一：电路故障的判断与排查 学习指导：回顾电流与电路的知识。 【自学检测】 1短路、短接与断路的区别：短路时，电流不经过用电器直接回到电源的负极。短接， 由于在某一用电器两端并联一根导线，电流不流过用电器，而是经过导线绕过用电器，造 成用电器中无电流流过，用电器被短接。断路，电路中某处断开，电流无法通过，用电器 不工作。 【合作探究】教师巡视辅导。 1在我们设计和连接的电路中，经常由于某些原因，造成用电器不能正常工作。如图 1 是一个正常的电路，灯泡发光，电流表、电压表均有示数。 6 2讨论：在此电路中，如果出现断路，灯泡和电表可能会怎样？利用老师提供的器材， 按上图连好电路，分别将开关、灯泡、电流表、电压表断路，观察灯泡和电表的变化，并 填空。 A若灯泡断路，则电路为则电压表示数等于电源电压，电流表示数几 乎为 0。灯泡不发光。 B若电流表断路，整个电路不通。则灯不发光，电压表无示数。 C若滑动变阻器断路，整个电路不通。则灯不发光，电压表无示数，电流表无示数。 D若开关断路，则灯不发光，电压表无示数，电流表无示数。 3动手做一做：利用一根导线来排查此电路中断路发生的位置，并完成填空。 将导线分别联在开关、滑动变阻器、电流表、灯泡两端，并在哪个用电器或电表两端， 其它电器能工作，则表明是此处断路。 4若在此电路中有一处发生短路，可能会出现什么现象，应该如何排查？分析讨论并 完成下表。 短路的位置电路症状排查方法 开关 开关无论短路还是闭合，灯泡都发光， 电流表和电压表都有示数 拆下开关，将连接开关的两根导线接 在一起看灯泡是否正常发光。 灯泡 电压表示数为零，电流表示数很大， 灯不发光 换用一个正常的灯泡，再观察电压表 和电流表的示数 滑动变阻器 灯泡发光很亮，电压表示数等于电源 电压，电流表示数很大 观察滑动变阻器的接线柱是否按一上 一下连接。如果是，则移动滑片，观 察灯泡的亮度，若一直不发生变化， 则可以肯定为滑动变阻器短路。 电压表 灯泡不发光，电流表示数很大，电压 表示数为零 检查电压表的接线情况，换用一个新 的电压表再观察电路中各个元件的工 作情况 电流表 灯泡发光，电压表示数正常，电流表 示数为零 可以根据出现的症状直接断定是电流 表短路 5在如图 2 所示的电路中，闭合开关，如果出现下列“症状” ，则可能是哪些原因造 成的？讨论并完成下表。 “症状”原因排查方法 7 L1亮 L2不亮，电表示数不变L2所在支路断路 在 L2所在支路串联一个电流 表，观察电流表有无示数 L1不亮，L2亮L1所在支路断路观察电流表有无示数 L1、L2均不亮 开关断路 用一根导线并在开关两端， 若两灯均亮，则证明是开关 断路 电源损坏 将电压表并在电源两端，观 察电压表示数 L1或 L2短路 拆下其中一个灯泡，看另一 个灯泡是否发光 电压表短路 拆下电压表，看灯泡是否发 光 【展示交流】教师掌握情况。 【精讲点拨】 解决这类问题的常用判断方法： “症状”1：用电器不工作。 诊断： (1)若题中电路是串联电路，看其它用电器能否工作，如果所有用电器均不能工作，说 明可能某处发生了断路；如果其它用电器仍在工作，说明该用电器被短路了。 (2)若题中电路是并联电路，如果所有用电器均不工作，说明干路发生了断路；如果其 它用电器仍在工作，说明该用电器所在的支路断路。 “症状”2：电压表示数为零。 诊断： (1)电压表的两接线柱到电源两极之间的电路断路； (2)电压表的两接线柱间被短路。 “症状”3：电流表示数为零。 诊断： (1)电流表所在的电路与电源两极构成的回路上有断路。 (2)电流表所在电路电阻非常大，导致电流过小，电流表的指针几乎不动(如有电压表 串联在电路中)。 (3)电流表被短路。 “症状”4：电流表被烧坏。 诊断： (1)电流表所在的电路与电源两极间直接构成了回路，即发生了短路。 (2)电流表选用的量程不当。 【即时练习】 1在图 3 中，当开关 S 闭合后，两只小灯泡发光，电压表示数为 4 伏。过了 2 分钟， 电压表示数为 0，经检查除小灯泡外其余器材的连接良好，请分析 造成这种现象的原因 可能有：L1断路或 L2短路。 8 2在如图 4 所示的电路中，电源电压等于 6 伏，合上开关后电压表示数为 6 伏。经分 析得出，电路中可能发生的故障是：L 短路或R断路。 3如图 5 所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 S 后，灯 L1、L2都发光。一段时 间后，其中一灯突然熄灭，而电流表、电压表的示数都不变，则产生这一现象的原因可能 是( C ) (A)灯 L1短路 (B)灯 L2短路 (C)灯 L1断路 (D)灯 L2断路 4. 在如图 6 所示的电路中，电源电压不变。闭合开关 S，电路正常工作。一段时间后， 发现其中一个电压表示数变大，则( C ) (A)灯 L 可能变亮 (B)灯 L 亮度可能不变 (C)电阻R可能断路 (D)电阻R可能短路 9 16163 3 电阻电阻 【学习目标】 1知道什么是电阻，理解电阻是导体本身的一种属性。 2知道电阻的单位及其换算。 3理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积有关。 【重点难点】 1电阻的单位及其换算。 2影响电阻大小的因素。 学习内容一：电阻 学习指导：阅读课本 P63P64 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。 【自学检测】 1在物理学中，用电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体 对电流的阻碍作用越大。 2不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。 3导体的电阻通常用字母R表示，电路符号是，电阻的单位是欧姆，简称欧， 符号是 。比较大的单位是千欧，兆欧。 41 M1000000 106 1 k1000 103 【合作探究】教师巡视辅导。 1在同一个电路中，如果接入不同的导线，流过导线的电流是否相同呢？ 老师演示 P63 图 16.31 的实验，大家能观察到什么现象？这些现象说明了什么？ 答：在电路中接入不同的金属丝，灯泡的亮度不同。这说明流过灯泡的电流是不同的. 2想一想：铁的数量很多且价格便宜，为什么不用铁而用铜来制作导线的内芯呢？ 3. 介绍一些常见用电器的电阻的大小： 手电筒的小灯泡灯丝电阻约几欧到十几欧，常用电炉丝的电阻约几欧。 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 不同的导体，对电流的阻碍作用也不相同，在有的导体中，电流不容易通过，而在有 的导体中，电流较容易通过。 【即时练习】 完成 P67 第 1、2 题。 学习内容二：决定电阻大小的因素。 学习指导：阅读课本 P64P66 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。 【合作探究】教师巡视辅导。 1做一做：利用老师提供的器材完成课本 P65 图 16.33“探究影响导体电阻大小的 因素”的实验。 (1)为了探究电阻与某一因素的关系，我们的探究方法是什么？ 答：控制变量法。 (2)在探究导体的电阻是否与导体的长度有关时，应该保持什么因素一定，什么因素不 同？ 答：要探究导体的电阻与导体的长度的关系时，应该保持导体的材料、横截面积一定， 只让导体的长度不同。 10 (3)在实验中怎样比较导体电阻的大小？这个实验能得到什么结论？ 答：通过电流表示数的大小来比较导体电阻的大小。电流越大，则电阻越小。 结论：在导体的材料、横截面积一定时，导体的电阻与导体的长度有关，导体越长， 电阻越大。 2用上述方法探究导体电阻与横截面积的关系。 小结：在导体的长度、材料一定时，导体的电阻与横截面积有关，导体越粗，电阻越 小。 3用上述方法探究导体电阻与材料的关系。 小结：在导体长度、横截面积一定时，导体的电阻与材料有关，材料不同，电阻不同。 4思考：影响导体电阻的因素还有哪些？应该怎样设计实验来验证你的猜想？ 答：导体的电阻还与温度有关。 实验方法：在图 16.33 的基础上，用酒精灯给镍铬合金丝加热，观察电流表的示数 是否发生改变。 5阅读 P65 图 16.34，你得到什么结论。 结论：(1)导体与绝缘体没绝对界限。(2)不同材料的导体能力不同。 6阅读 P66“科学世界” (1)什么叫半导体？半导体有什么特点？在生活中有哪些应用？ 答：导电性能介于导体与绝缘体之间的，常常称做半导体。 半导体的特点：它们的电阻很容易受温度、光照、杂质等外界因素的影响，自身电阻 很容易改变。 一般使用半导体来制作二极管、三极管、集成电路等。 (2)什么叫超导现象？畅想一下，如果超导现象能应用于实际，能给我们的生活带来哪 些好处？ 答：某些物质，在温度降到很低的时候，电阻会消失，这就是超导现象。 用超导体制作输电线路，可以大大降低由于电阻引起的电能损耗；用超导体制作电子 元件，不必考虑散热问题，可以大大缩小元件的尺寸。 【展示交流】教师掌握情况 【精讲点拨】 1下列说法正确的是( B ) A铁导线的电阻一定比铜导线的电阻大 B两根长度相同的镍铬合金导线，横截面积较小的电阻一定大 C长度相同的两根导线，细的导线电阻一定大 D长度相同，材料相同，横截面积也相同的导线，在任何情况下，电阻都一样大 2导体和绝缘体的区别就在于他们对电流阻碍作用的大小不同。在同等条件下，导体 对电流的阻碍作用要小于绝缘体。 【即时练习】 完成 P67 第 3、4、5 题。 【当堂练习】见训练案基础部分 16164 4 变阻器变阻器 【学习目标】 11 1知道变阻器的构造，知道在电路中的符号，知道变阻器的工作原理。 2知道正确使用变阻器的方法，会使用变阻器改变灯泡的亮度。 【重点难点】 正确使用变阻器的方法。 学习内容一：变阻器 学习指导：阅读课本 P68P70 文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。 【自学检测】 1能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 2滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电路中电阻的大小。 3滑动变阻器的符号：。 【合作探究】 教师巡视辅导。 1讨论：如右图的电路，我们有哪些方法可以改变小灯泡的亮度？试试看。 答：(1)可以在电路中增加串联电池的个数，(2)在电路中加一个灯泡等。(允许出现错 误) 2讨论这些方法的优缺点。 3利用老师提供的器材，按图 16.41 那样连好电路，并移动夹子，观察灯泡的亮度 的变化，猜想发生这种变化的原因。 答：原因是铅笔芯接入电路的长度改变了。 4在PPT上展示书本P68 图 16.42，结合实物，了解滑动变阻器的结构。 答： A、B、C、D是四个接线柱， 直杆CD是金属棒，AB 之间是表面涂有绝缘漆环绕 的电阻丝，P 是金属滑片，滑片P与电阻丝接触的地方，绝缘漆被刮掉了。 5拆下铅笔芯，将这个变阻器接入刚才的电路中，多尝试几次，看一下能否改变灯泡 的亮度。 6请同学们将所有的接法展示出来，想一想：要想让变阻器能改变灯泡的亮度，正确 的接法是什么？ 答：1.变阻器要与小灯泡串联；2.要把接线柱“一上一下”接入电路。 7在 PPT 上展示下表，并集体完成。 连入的接 线柱 小灯泡的 亮度变化 接入电路 的阻值 P向右滑动 阻值的变化 AB 亮度不变且最暗最大无变化 CD 亮度不变且最亮最小无变化 12 AC AD BC BD 亮度会随着滑片的移 动而改变 接入电路的阻值会随 滑片P的位置的改变 而改变 变大 变大 变小 变小 8讨论：将变阻器接入电路的时候，为了保