初中物理实验电学.ppt

1、初中物理实验-电学,一、电流和电路,【目的】 学习和掌握组成串联电路和并联电路的方法； 研究串联电路和并联电路中开关的接法和控制作用。,【器材】 一号干电池2节（带电池夹和接线柱，或用其他3伏直流电源），小灯泡（25V、03A）2只），单刀开关3只，导线若干、小刀。,实验一组成串联电路和并联电路的方法,【步骤】 （1）复习串联电路和并联电路概念。 （2）认识要连接的电路并且检查和核对元件。认清每个元件至少有两个连接点， 每个连接点导电性能要可靠。认清电源有正极和负极。单刀开关在接入电路前应放在断开的位置。导线两端的连接部分，应露出12厘米的铜芯，并且铜芯的外层不能有绝缘层或氧化层，如不符合上述

2、要求，应该用小刀削刮清理。 （3）明确导线连接到接线柱上的方法，将导线露出的铜芯，绞成一股，先弯成半圆形，再套绕到接线柱上，注意线头应沿顺时针方向（如图141），以保证在旋紧接线柱的旋钮时。导线不会被推出。接线柱的旋钮要旋得适当紧（在拉动导线时线头拉不出来即可，不要过分用力将旋钮旋得太紧）。 （4）明确组成电路时，连接元件的顺序。可以按照电路图，从电源的正极开始，用导线顺次连接各元件，最后接到电源的负极。也可以从电源的负极开始，顺次连接各元件，最后接到电源的正极,组成串联电路和并联电路的方法,组成串、并联电路时注意事项,（1）干电池电源要带电池夹和接线柱，小灯泡也应带灯座和接线柱，以便与导线连

3、接。 （2）开关在接电路前，应放在“断开”位置。在电路检查无误后，进行实验和观察时才可以将开关接通。不观察时应及时断开开关，不要让小灯泡一直亮着，以节约用电。在连接电路时，不能将开关两接线柱直接接到电源的正、负板上，以防止电源被短路造成损坏。 （3）本实验直流电源电压最多用3伏，不允许将别组的电源取来与本组电源串接使用，以防烧坏小灯泡。 （4）用小刀削刮接线的接头时，用力要适当，削刮要细心，防止小刀划破手指。 （5）实验结束，必须养成整理好仪器的良好习惯。,一、电流和电路,实验二探究串联和并联电路中的电流（学生实验） 探究串联和并联电路中的电压（学生实验） （1）实验关键组织好分组实验，爱护仪

4、器，规范训练 ，尤其是电表的使用和接法，收集数据，总结规律，提高要求。 （2）具体方法：指导学生电表的连接和读数，尤其是正确地换位测量。每次实验在观察读数后，应及时将开关断开，以切断电源。到下次观察时，再接通电源。,1.串联电路中各点的电流有什么关系,提出问题,串联电路中各点的电流之间有什么关系？,猜想或假设,设计实验,实验器材：,开关、电池组、电灯泡2个、 电流表1个、导线5根,实验表格：,测量A点电流的电路图,实验电路图：,测量B点电流的电路图,B,测量C点电流的电路图,C,测出A点电流,进行实验,记录数据,分析和论证,测量结果说明什么？得出什么结论？,0.18,0.18,0.18,0.1

5、8,0.18,0.18,0.18,0.18,0.18,得出结论,串联电路的电流处处相等。,2.并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系,提出问题,并联电路中干路电流与各支路电流有什么关系？,猜想或假设,设计实验,实验器材：,开关、电池组、电灯泡2个、电流表1个、导线5根,实验表格：,测出A点电流,进行实验,测出B点电流,测出C点电流,记录数据,分析和论证,测量结果说明什么？得出什么结论？,0.36,0.36,0.72,0.36,0.36,0.72,0.36,0.36,0.72,得出结论,并联电路的干路电流等于各支路电路之和。,提出问题 串联电路中各部分电路的电压与总电压有什么关系？ 猜想或假设

6、 猜想1：串联电路各部分的电压之和等于总电压 猜想2：串联电路各部分的电压相等，并等于总电压 ,探究三串联电路电压的规律,设计实验 分别把电压表在电路中AB两点、BC两点、AC两点，测量电压，看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡L1、L2，再次测量，看看是否有相同的关系。,请同学们根据左图，分别画出测量AB、BC、AC间的电压的电路图。,用电压表测量串联电路的电压,步骤,1、按电路图连接实物图，使电压表测量小灯泡L1两端的电压U1,L1,L2,U1,=1.4V,用电压表测量串联电路的电压,步骤,1、按电路图连接实物图，使电压表测量小灯泡L2两端的电压U2,L1,L2,U2,=1.6V,用

7、电压表测量串联电路的电压,步骤,1、按电路图连接实物图，使电压表测量小灯泡L1和L2两端的总电压U,L1,L2,U,=3V,用电压表测量串联电路的电压,结果,串联电路的电压 U1=1.4V U2=1.6V U=3V,实验表明,串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压的和.,串联电路 U=U1+U2,提出问题 并联电路中各部分电路的电压与总电压有什么关系？ 猜想或假设 猜想1：并联电路各部分的电压之和等于总电压 猜想2：并联电路各部分的电压相等，并等于总电压 ,探究三并联电路电压的规律,用电压表测量并联电路电压,目的,1、用电压表测量并联电路的各支路两端电压.,2、研究并联电路的各支路两端电压

8、的关系.,器材,小灯泡(灯座)2个，电压表，电源，导线，开关,用电压表测量并联电路的电压,步骤,1、设计电路图并连接实物图，使两个小灯泡连接成并联电路,用电压表测量并联电路的电压,步骤,1、按电路图连接实物图，使电压表测量小灯泡L1两端的电压U1,L1,L2,U1,=3V,用电压表测量并联电路的电压,步骤,1、按电路图连接实物图，使电压表测量小灯泡L2两端的电压U2。,L1,L2,U2,=3V,用电压表测量并联电路的电压,步骤,1、按电路图连接实物图，使电压表测量干路两端的电压U,L1,L2,U,=3V,用电压表测量并联电路的电压,结果,并联电路的电压 U1=3V U2=3V U=3V,实验表

9、明:,并联电路的各支路两端的电压相等.,并联电路 U1=U2=U,二、欧姆定律,（1）实验关键控制变量，开放讨论，归纳总结 。,实验四 用小灯泡亮度演示导体的电阻与材料、长度和横截面积关系,（2）注意事项：,本实验中用25V、03A的小灯泡,电源用3伏时，当导体的阻值取不同数值时，小灯泡的亮度要有明显差别，因此导体的电阻值要与小灯泡的电阻和电源电压相匹配。 导体的电阻既不能比小灯泡的电阻小得很多，也不能比小灯泡的电阻大得很多。在导体电阻比小灯泡的电阻小得多时，例如R1欧和R2欧，R灯为8欧左右，则电路中的电阻变化对电路中电流的变化影响不大；在导体电阻比小灯泡的电阻大得很多时，例如R20欧和R3

10、0欧，由于电源电压取3伏，整个电路中的电流小于015安，小灯泡不发光，这时将无法从小灯泡的亮度变化来说明电路中电流的大小了。,控制变量法,1.验证电阻大小取决于导体的材料、长度、横截面积。,转换法,设计电路：,步骤：,1、将长度、横截面积相同的锰铜线和镍铬合金线分别连入A、B两点间，观察电流表的示数，比较两次的电流值。,分析：在电压相同的情况下，电流越小，说明导体对电流的阻碍作用越大。,2、将横截面积、材料相同，长度不同的镍铬合金线分别连入A、B两点间，观察电流表的示数，比较两次的电流值。,结论：横截面积、材料相同的导体，长度不同电阻不同，越长电阻越大。,3、将长度、材料相同，横截面积不同的镍

11、铬合金线分别连入A、B两点间，观察电流表的示数，比较两次的电流值。,结论：长度、材料相同的导体，横截面积不同电阻不同，横截面积越大电阻越小。,结论：长度、横截面积相同的导体，材料不同电阻不同，电阻与导体的材料有关。,电阻是导体本身的性质，大小由导体的材料、长度、横截面积决定，还受温度的影响。,总结：,加热灯丝，电流表示数变小,实验五 探究通过导体的电流与电压、电阻的关系（学生实验） （1）实验关键探究实验的过程体验和思维、综合能力的提高。 （2）具体方法：指导分别控制电阻和电压，测量数据，进一步探究定量关系，总结规律 。,电学部分欧姆定律,（1）电阻要用电阻温度系数比较小的材料 制成的。且阻值

12、不宜太小，这样可以减少电池 内阻及电表内阻对实验结果的影响。 （2）所用电阻的阻值最好成整数比关系，这 样可简化计算，且便于得出结论。 （3）电源的内阻要尽可能小，所以这里用蓄电池组作电源。如果用稳压电源也可。,研究电压一定时电流跟电阻关系注意事项,验证欧姆定律,控制变量法,电阻一定，改变该电阻两端电压以研究电流与电压的关系,设计电路：,按电路图连接电路，闭合开关S后，调节滑动变阻器。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，并记录在下面的表格里。,步骤：,R一定,在电阻一定的情况下，导体中的电流跟这段导体两端的电压成正比。,结论：,数据分析：,电压一定，改变电阻以研

13、究电流与电阻的关系,设计电路：,按电路图连接电路，换用不同的定值电阻，使电阻成整倍数变化。调节滑动变阻器，保持每次定值电阻两端的电压不变。把对应于不同阻值的电流值记录在下面的表格里。,步骤：,电压一定，U=3V,结论：,在电压不变的情况下，导体中的电流跟导体的电阻成反比。,数据分析：,归纳实验结论： 验证欧姆定律,通过导体的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。,实验六 测量定值电阻的阻值（学生实验） （1）实验关键规范操作，定量分析计算；并强调、理解多次测量取平均值减小误差，对同一电阻测量值的精确度的提高。 （2）注意事项,电学部分欧姆定律,（1）待测电阻应该用电阻温度系数小的材料

14、做 的电阻，但不能用小灯泡代替。 （2）本实验中，要同时使用电流表和电压表， 在连接电路时，一定要认清电表种类，切勿将电流 表当作电压表使用。为防止弄错，连接电路时，应 先接入电流表，后接入电压表。并且要求学生遵守 各电表使用的规则。 （3）为了保证实验能顺利进行，教师在课前应 对所用的实验器材作充分的准备，以减小实验中的 故障。如待测电阻有没有断，电表是否完好，接线 柱有没有松动等。如果电源用的是干电池，还应检 查电池有没有电。,1.伏安法测电阻,测电阻,2.伏阻法测电阻,3.安阻法测电阻,4.等效替代法测电阻,器材：电源、开关、电压表、电流表、滑动变阻器、待测电阻、导线若干,1.伏安法测电

15、阻,设计电路：,原理：,步骤：,1、断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器调到电阻最大端，选择电流表和电压表量程，试触开关。,2、调节滑动变阻器，使RX两端的电压为一合适值,5、调节滑动变阻器，重复3、4步，实现多次测量。,4、用电压表测Rx两端的电压，记录为Ux ；用电流表测通过Rx的电流，记录为Ix,数据记录和结论：,2.伏阻法测电阻,主要器材：电源电压恒定未知、已知阻值的电阻、一块电压表,设计电路1：,表达式：,Ux,U0,设计电路2：,表达式：,设计电路3：,3.安阻法测电阻,主要器材：电源电压恒定未知、已知阻值的电阻、一块电流表,设计电路1：,表达式：,设计电路2：,设计电路3：,

16、表达式：,设计电路4：,表达式：,U恒定不变,4.等效替代法测电阻（一）,主要器材：电源电压恒定未知、一个电阻箱、一块电流表、滑变,设计电路1：,表达式：,步骤：,1、断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器调到电阻最大端，电阻箱调到阻值最大。,2、闭合开关S、S2。调节滑动变阻器，用电流表测出此时通过RX的电流，记录为I,3、断开S2闭合S1。调节电阻箱，当电流表示数为I时，记录电阻箱的阻值R,等效替代法测电阻（二）,主要器材：电源电压恒定未知、一个电阻箱、一块电压表、滑变,设计电路1：,表达式：,实验七 测量小电灯的功率（学生实验） 实验关键规范操作，定量分析计算，并对多次测量得到不同状态

17、的实际功率的实际意义，强调与多次测量取平均值减小误差的意义的不同。,三、电功率,测电功率,1.伏安法测小灯泡电功率,2.用电能表和秒表测家用电器的实际电功率,1.伏安法测小灯泡电功率,设计电路：,器材：,原理：,步骤：,2、调节滑动变阻器，根据要求调节L两端的电压(看清要求，测小灯泡的什么功率),1、断开开关，按电路图连接电路，将滑动变阻器调到电阻最大端，选择电流表和电压表量程，试触开关。,3、用电压表测L两端的电压，记录为U；用电流表测通过L的电流，记录为I,结论：,代入数值计算,思考：,1、测量小灯泡功率时，能多次测量求平均值吗？,不能！因为小灯泡两端电压改变了，消耗的电功率就改变了， 多

18、次测量求平均值没有意义。,2、本实验能测量小灯泡电阻吗？ 小灯泡电阻有什么特点？,可以！本实验可发现小灯泡的电阻是随电压的改变而改变的，即电压越大，消耗的电功率越大，温度越高，电阻越大。因此，小灯泡的电阻不能求平均值。,3、有多种方法测电阻，你能用多种方法测电功率吗？,可以！但要特别注意测电阻和测电功率的不同之处。,2.用电能表和秒表测家用电器的实际电功率,原理：,器材：电能表和秒表,步骤：,2、关闭家庭电路中的其它用电器，只让待测用电器工作,3、用秒表测出电能表转盘转n圈所用的时间t，并记录,1、记录电能表上每消耗1千瓦时电能，转盘转数R,结论：,注意：具体代数计算时单位要统一。如上式，时间

19、t应以h为单位，若以s为单位，kWh应换算成J。,实验八 探究电热的多少与哪些因素有关（焦耳定律） 1实验关键现象明显，利用转换（或等效）对比 分析，从定性到定量飞跃，总结规律。 2注意事项： （1）实验前，必须向学生说明：电阻丝通电后发热，使煤油温度升高，体积膨胀，从而使玻璃管内液面上升，管中液面上升的格数与电阻丝放出的热量成正比。 （2）调节I12I2工作必须在准备实验时做好。,四、电热,3.验证焦耳定律 Q=I2Rt,控制变量法,转换法,对比法,电流、通电时间相同的情况下，比较不同电阻产生的电热,设计电路：,结论：,电流、通电时间相同的情况下，电阻越大产生的电热越多,在通电时间一定、电阻

20、相同的情况下，比较不同电流产生的电热,设计电路：,改变电压,结论：,在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，产生的电热多。,1.奥斯特实验要求电路中串联一个电阻， 不然电源会烧掉的; 2.不能东西放置导线，要南北放，如果 通电直导线要是东西放置的话，磁场就使小 磁针指向南北，而它原来受地磁作用本来就 是指向南北的，就很难说清是导线磁场还是 地磁使它偏转了。,五、电磁（奥斯特实验）,（1）磁针会转动吗？,如右图所示，将一枚磁针放置在直导线下，使导线和电池触接，连通电路，观察小磁针的变化。,磁针发生转动。,这个磁场与地磁场方向不同，所以磁针转动。,（2）磁针转动说明了什么？,演示1,通电后

21、磁针转动，说明电流周围有磁场。,磁针转动方向相反。,（2）说明什么？,（1）磁针会转动吗？,改变电流的方向，观察磁针的变化。,演示2,电流的磁场方向跟电流方向有关。,（1）实验关键对比明显。 （2）具体方法：通过移动滑动变阻器改变电流的大小，观察比较线圈匝数不同的电磁铁吸引大头针的数目的多少不同。,六、电磁（电磁铁）,电磁铁磁性大小跟哪些因素有关呢？,磁性强弱可能与电流的大小、线圈的匝数和形状有关。,应用电流磁效应，应该与电流大小有关。,线圈是主要部件，应该与线圈的形状、匝数有关。,电磁铁的磁性,问题,猜想,判断磁性强弱方法： 根据吸引铁钉、曲别针等的多少来判断螺线管的磁性强弱。,对于外形相同

22、的螺线管，电磁铁磁性的强弱跟线圈的匝数会有什么样的关系？,（1）改变电路中的电流大小； （2）改换不同匝数的螺线管。,电磁铁的磁性,设计实验,电磁铁的磁性,演示1,结论： 匝数一定时，通入的电流越大，电磁铁的磁性越强。,现象：,现象：,电磁铁的磁性,演示2,结论： 电流一定时，外形相同的螺线管匝数越多，电磁铁的磁性越强。,探究磁场对电流的作用（电动机原理） （演示实验） （1）实验关键现象明显。 （2）具体方法：采用磁场对多匝线圈的明显作用或自制滑轨及轻质金属杆的滚动现象，显示明显的作用效果。不同方向，多次对比，交流讨论，总结规律。（强调有外接电源，磁、电之间的作用）,七、电磁, 闭合开关，观察铝制直导体运动。, 改变电流方向或改变磁场方向。,磁场对通电导线的作用,演示实验,磁场方向不变，改变电流方向，磁场中导体运动方向也发生了改变。,闭合开关，原来静止在磁场中的导体发生运动。,电流方向不变，改变磁场方向，磁场中导体运动方向发生了改变。,实验现象,磁场对通电导线的作用,1通电导线在磁场中要受到力的