第十四章 探究電路
第一節(jié) 電阻和變阻器
學習目標
1．知道什么是電阻及其單位，通過實驗探究認識決定導體電阻大小的因素。
2．了解滑動變阻器的基本結構和原理，會使用滑動變阻器改變電路中的電流。
學時安排
本節(jié)用2學時，第一學時認識電阻、探究影響電阻大小的因素，第二學時學習滑動變阻器的結構及連接方法。
第一學時
課前準備
1．家庭實驗
⑴找兩盞亮度（瓦數(shù)）不同的白熾燈泡，在燈泡熄滅時觀察比較它們的燈絲粗細有何不同。
⑵觀察空調(diào)電源線與臺燈電源線，比較二者有何區(qū)別。
⑶找一些電線，觀察導線芯是用哪些材料制成的（注意安全，不要觀察連接在電路中的導線）。
2．預習記錄
通過預習課文中“電阻”和“電阻的大小與哪些因素有關”兩部分內(nèi)容（64~66頁），你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：



合作探究
一、認識電阻
活動1：連接如圖所示電路，閉合開關，觀察比較小燈泡的亮度（兩燈泡規(guī)格不同）。思考：
1．兩燈泡兩端的電壓相等嗎？

2．通過它們的電流相等嗎？請測量驗證。

3．電流是電荷定向移動形成的，請你想象一下：假如你是一粒自由電子，在你定向移動過程中，會不會受到阻礙？據(jù)此，你認為造成上述現(xiàn)象的原因是什么？



4．閱讀課本64頁“電阻”部分內(nèi)容，了解什么是電阻及其單位。

二、探究影響電阻大小的因素
活動2：結合“活動1”中的實驗現(xiàn)象及分析，根據(jù)你課前在家中觀察燈絲的不同、電源線的區(qū)別及導線的材料，你認為導體的電阻大小可能與哪些因素有關？有什么關系？


活動3：探究導體電阻的大小與導體的橫截面積、長短及材料是否有關
1．討論：
⑴要研究導體電阻的大小與導體的橫截面積是否有關，應保持 、 不變，改變 ，比較電阻是否相等。
⑵研究導體電阻的大小與導體的長短是否有關，應如何實驗？


⑶研究導體電阻的大小與導體材料是否有關，又該如何實驗？


2．選擇實驗器材
提供的器材有：
Ａ．電源�。拢畬Ь��。茫�開關�。模�小燈泡　
Ｅ．電流表�。疲�電阻絲如下(注：a、b、c材料相同，d材料不同，a、c、d橫截面積相同。)　
a
b
c
d
所選器材是
思考：所選器材在實驗中起什么作用？如何比較電阻的大小？


3．根據(jù)以上設計思路，畫出實驗電路圖（電阻絲用 表示 ）：



4.連接電路，進行實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。
次 數(shù)1234
電阻絲
電 流/A
5．通過實驗，你得到哪些結論？
說明：

此實驗也可由教師演示，學生觀察思考。

第二學時
課前準備
1．家庭實驗
調(diào)查家中哪些用電器可以調(diào)節(jié)工作狀態(tài)？

2．預習記錄
通過預習課文“變阻器”部分內(nèi)容（66~67頁），你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：



合作探究
三、認識滑動變阻器
活動4：制作變阻器，改變燈泡亮度。
提供器材：電池（電源）、開關、燈泡、一根電阻絲、若干導線。
請利用這些器材連接如圖所示電路。

1．如何改變燈泡亮度?

2．燈泡亮度為什么會改變？

3．討論：這種自制的變阻器有什么缺點或者不足之處嗎？如果有，如何改進？


活動5：對照滑動變阻器實物，閱讀課本66頁“變阻器”的內(nèi)容，認識滑動變阻器結構。
思考討論：
若將下圖中滑動變阻器A、D兩個接線柱接入電路，仔細觀察分析電流是怎樣流經(jīng)滑動變阻器的？請判斷接入電路的是哪一部分電阻絲？若將滑片向右移動，接入電路的電阻絲長度如何變化？電阻大小如何變化？電流的大小如何變化？

四、使用滑動變阻器
活動6：用滑動變阻器調(diào)節(jié)小燈泡的亮度
1．滑動變阻器有A、B、C、D四個接線柱，而接入電路時，如果只需接兩個接線柱，你能想到哪些接法？分別在下圖中畫出連線。


每種接法若滑片自左向右移動，接入電路中的電阻怎樣變化?


2．將滑動變阻器與燈泡串聯(lián)接入電路，移動滑片，改變燈泡的亮度，將實驗結果記入表格：

接入電路的
接線柱滑片P自左向右移動
電路中電阻的變化燈泡亮度變化

3．總結滑動變阻器的連接方法。


活動7：連接如圖所示的電路，移動滑動變阻器的滑片，看利用滑動變阻器能不能改變燈泡兩端的電壓？把觀察結果記錄下來：
說 明
本節(jié)課可通過演示實驗、雙邊活動引入，如：展示自制的油量表（或壓力計、測風儀），或通過調(diào)節(jié)收音機的音量旋鈕改變音量，讓學生意識到：音量旋鈕通過改變電阻，影響電流，從而調(diào)節(jié)音量。

在學生觀察實物、自學教材的基礎上，可通過多媒體動畫演示，使學生清楚認識連入電路的電阻，并模擬移動滑片，使學生自然認識到滑動變阻器的工作原理。

提醒學生：連接電路時開關要斷開，滑動變阻器的阻值要調(diào)至最大。


“活動7”既是對本節(jié)知識的拓展，也是為學生在下一節(jié)探究歐姆定律時順利設計實驗做鋪墊，有利于突破下節(jié)課的一個難點。


第二節(jié) 科學探究：歐姆定律
學習目標
1．運用控制變量法探究電流跟電壓、電阻的關系，歸納得出歐姆定律。
2．理解歐姆定律，并能運用歐姆定律進行簡單的計算。
課前準備
1．復習回憶
⑴電壓表的使用方法；
⑵電流表的使用方法；
⑶滑動變阻器的作用和接法。
2．預習記錄
通過預習課文，你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：
合作探究
一、問題與猜想：
活動1：前面我們學習了三個物理量——電流、電壓、電阻。知道電壓是產(chǎn)生電流的原因，而電阻對電流有阻礙作用。你認為電流大小與電壓、電阻的大小有沒有關系？如果有關，可能存在什么關系？

二、實驗探究
活動2：探究電流大小跟電壓的關系
1．設計實驗
⑴思考：要研究電流大小與電壓的關系，應保持哪個物理量不變？改變哪一物理量？需要測出哪些物理量并加以比較？


⑵討論：有哪些方法可改變定值電阻兩端的電壓和通過它的電流？嘗試畫出電路圖。


⑶交流：對同學們設計的各種方案進行比較、評價，你認為哪種設計更合理？說明理由。


2．進行實驗
按照電路圖連接電路，進行實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。
實驗次數(shù)電阻/Ω電壓/V電流/A
1
R= Ω
2
3
3．分析實驗數(shù)據(jù)，歸納電流與電壓的關系。


活動3：探究電流大小跟電阻的關系
1．實驗器材
幾只阻值不等的定值電阻（阻值已知，如5Ω、10Ω、15Ω等），電流表，電壓表，滑動變阻器，電源，開關，導線若干。
2．設計實驗
⑴探究電流大小跟電阻的關系，需要測量（收集）哪些物理量？應保持哪個物理量不變？改變哪一物理量？


⑵怎樣改變電阻？（且能知道電阻的大小）


⑶如何保持定值電阻兩端的電壓不變？嘗試畫出電路圖。
⑷交流：與同學交流各自的設計方案，并對各種設計進行比較、評價，看哪種方案更合理。

3．連接電路，進行實驗，并記錄實驗數(shù)據(jù)。
實驗次數(shù)電壓/V電阻/Ω電流/A
1
U= V
2
3
4．分析實驗數(shù)據(jù)，歸納電流與電阻的關系。

三、歐姆定律
活動4：閱讀課本71~72頁“歐姆定律”部分內(nèi)容，自學歐姆定律及其公式。


活動5：
1．探究電流跟電壓、電阻的關系時，主要運用了哪些方法?


2．寫出歐姆定律的公式變形：



3．若電路中有甲、乙兩個電阻，甲的電壓為2V，乙的電阻為10Ω。能用“2V除以10Ω”來計算電路中的電流嗎？據(jù)此你認為利用歐姆定律進行計算時應注意什么問題？


4．由歐姆定律公式變形可知R= 。對于此變形公式，小明認為：“導體的電阻跟它兩端的電壓成正比，跟導體中的電流成反比�！蹦阃�意他的看法嗎？說明你的理由。
該過程學生可能會想到通過改變電池的節(jié)數(shù)來改變電壓，也可能想到利用滑動變阻器改變電壓、電流，教師應首先肯定、鼓勵學生提出不同的設計方案，然后讓學生比較、評價各種方案（教師點評），最后使學生知道：利用滑動變阻器改變定值電阻兩端的電壓操作方便，便于收集所需數(shù)據(jù)（為了便于找規(guī)律，我們一般讓電壓整數(shù)倍的變化。）


該過程學生可能會想到把幾個阻值不同的定值電阻并聯(lián)，也可能想到用滑動變阻器調(diào)節(jié)電壓，通過學生對這些設計進行比較、評議，教師點評，使學生認識到：使用滑動變阻器進行實驗，電路連接簡單、操作方便等。


“活動5”的目的是加深對歐姆定律的理解。

第三節(jié) “伏安法”測電阻
學習目標
1．根據(jù)歐姆定律設計實驗，測算小燈泡工作時的電阻。
2．通過親自動手測算和分析討論，探究燈絲的電阻跟溫度的關系。
課前準備
1．復習回憶
還記得測算物質(zhì)密度的方法嗎？用天平和量筒分別測出物體的 和 ，根據(jù)公式 可求出密度。這種間接測量物理量的方法在物理學中經(jīng)常用到。
還有哪些物理量是用間接法進行測量的？


2．預習記錄
通過預習課文，你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：



合作探究
一、提出問題
電流可以用電流表測量，電壓可用電壓表測量，那么怎樣測量一只燈泡（或其他導體）的電阻？
二、設計實驗
活動1：根據(jù)歐姆定律設計實驗，測算小燈泡工作時的電阻：
1．寫出利用歐姆定律求電阻的公式： 。
根據(jù)此公式，要測算電阻先要測出哪些物理量？


2．要測量上述物理量，需要哪些器材？


3．觀察實驗用的小燈泡，其標示的電壓值是多少？
這個電壓是該燈泡正常工作的電壓，燈泡兩端的電壓不能達到標示值的1.2倍以上，否則會燒壞燈泡。那么為了調(diào)控燈泡的電壓，實驗時還需要什么器材？


4．請畫出實驗電路圖。

三、進行實驗
活動2：連接電路，測出燈泡在不同亮度時的電壓值和電流值，將測量數(shù)據(jù)記入表中。
實驗次序U/VI/AR/Ω燈泡亮度
1燈絲暗紅
2微弱發(fā)光
3正常發(fā)光
4
四、分析與討論
活動3：根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)求出每次的電阻值，并加以比較，看有什么發(fā)現(xiàn)。
1．隨著燈泡亮度增強，你測出的電阻 （選填“不變”“變大”或“變小”）。
2．如果幾次電阻值不同，你認為主要原因是誤差嗎？請說明理由。你猜測是什么原因造成的？


3．讓小燈泡由不亮逐漸變?yōu)檎�常發(fā)光，分別用手摸一下燈泡，感受其溫度如何變化。
思考討論：燈絲電阻跟其溫度高低有什么關系？

想一想：家用白熾燈往往在剛接通電路的瞬間被“閃”壞。你能說明原因嗎？

說 明

進行實驗之前，可先讓學生說說實驗注意事項。

聯(lián)系生活，豐富、加深學生的認識。
第四節(jié) 電阻的串聯(lián)和并聯(lián)
學習目標
1．通過實驗探究和理論推導，得出串聯(lián)、并聯(lián)電路總電阻跟分電阻的關系，體會兩種研究方法在科學探究中的意義，樹立理論與實踐相統(tǒng)一的思想。
2．會利用串聯(lián)、并聯(lián)電路的有關知識，解答和計算簡單的電路問題。
課前準備
1．復習回憶
串聯(lián)電路和并聯(lián)電路的電流各有什么關系？電壓各有什么關系？


2．預習記錄
通過預習課文，你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：
合作探究
一、認識串聯(lián)、并聯(lián)電路的總電阻
活動1：利用“伏安法”分別測量兩個定值電阻(R1 = 5Ω、R2 = 10Ω)串聯(lián)、并聯(lián)的總電阻值。將實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。
次數(shù)電阻連接情況電壓表示數(shù)電流表示數(shù)總阻值
1R1、R2串聯(lián)
2R1、R2并聯(lián)


思考討論：
1．觀察實驗數(shù)據(jù)，總電阻一定等于兩個分電阻“之和”嗎？
閱讀教材76頁“加油站”的內(nèi)容，請談談你對串聯(lián)（或并聯(lián)）電路的“總電阻”的理解。


2．分析實驗數(shù)據(jù)，比較串、并聯(lián)電路的總電阻與分電阻的大小。
3．請利用“影響電阻大小的因素”來解釋⑵中的結論。


二、理論推導串聯(lián)、并聯(lián)電路的總電阻和分電阻的關系
1．研究串聯(lián)電路的總電阻和分電阻的關系
活動2：
⑴根據(jù)串聯(lián)電路電壓關系U＝U1＋U2、電流關系I＝I1＝I2和歐姆定律，推導出串聯(lián)電路總電阻R與分電阻R1、R2的關系。

⑵理論推導結果與“活動1”中的實驗結論相符嗎？

思考討論：多個（2個以上）電阻串聯(lián)的總電阻與分電阻有什么關系？請做出猜想，并通過理論推導進行證明。

2．研究并聯(lián)電路的總電阻和分電阻的關系
活動3：
⑴理論推導并聯(lián)的總電阻R與分電阻R1、R2的關系。

⑵理論推導結果與“活動1”中的實驗結論相符嗎？

思考討論：多個相等阻值的電阻并聯(lián)，總電阻與分電阻有什么關系？請做出猜想，并理論推導證明。

說 明

因為學生理解“并聯(lián)總電阻”有一定難度，所以通過實驗測量并聯(lián)、串聯(lián)總電阻，便于糾正“總”電阻就是“和”的錯誤認識，有助于學生正確理解“總電阻”的含義。


此處可以根據(jù)各校學生的實際情況靈活處理。例如：是否給出電路圖，是否提示要用到的電學知識。

教師在組織學生進行活動3時，應當給學生留出更寬松的獨立自主思考的空間，使學生能靈活運用在活動2中獲得的經(jīng)驗自主解決活動3中的問題。

第五節(jié) 家庭用電
學習目標
1．通過觀察分析家庭電路實物布線圖，了解家庭電路的組成和連接方式。
2．了解生活中安全用電的知識，提高安全用電意識。
3．安裝模擬家庭電路，做到理論聯(lián)系實際，提高動手實踐能力。
學時安排
本節(jié)建議用2學時，第一學時學習家庭電路的組成，第二學時了解生活中安全用電的知識。
第一學時
課前準備
1．家庭實驗
在家長協(xié)助下，觀察家庭電路：
⑴進戶電線有幾條？

⑵配電盒內(nèi)安裝有哪些元件？可以通過觀察實物、預習教材、咨詢家長、上網(wǎng)查詢等多種渠道了解它們的名稱和作用。

⑶室內(nèi)有哪些家用電器？根據(jù)生活經(jīng)驗推測它們的連接方式是串聯(lián)還是并聯(lián)？

2．預習記錄
通過預習課文“觀察家庭電路”部分內(nèi)容（80~83頁），你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：




合作探究
一、家庭電路
1．家庭電路的組成和連接方式
活動1：家庭電路是用來給各種家用電器供電的，其實物布線圖如下圖所示。

觀察家庭電路布線圖，并參考教材回答下列問題：
⑴家庭電路的組成
①進戶線：連接戶外供電電路的電線通常有______根，一根是_______，一根是_______。它們之間的電壓為_______。
②圖中元件A是_________，它的作用是：測量用戶在一段時間內(nèi)消耗的電能。
③元件B是________，它的作用是：控制整個家庭電路的通斷。
④元件C是________，它的作用是：當家庭電路中的電流過大時，熔絲自動熔斷，避免燒壞電路。
⑤現(xiàn)代家庭電路中一般安裝有“空氣開關”，當通過的電流過大時，空氣開關自動“跳閘”，切斷電路。排除故障后，用手重新閉合開關就可以了。所以，空氣開關可以替代上述元件中的_______和________。
⑵家庭電路的連接
①電能表、閘刀開關、熔斷器要安裝在家庭電路的_____路上。（選填“干”或“支”）
②各家用電器和插座之間是_______聯(lián)的，開關與它控制的用電器是______聯(lián)的。
思考交流：各家用電器之間為什么要采用并聯(lián)方式？

2．測電筆
活動2：了解測電筆的用途、結構和使用方法。
⑴拆卸測電筆，了解其內(nèi)部構造：金屬體筆尾、__________、___________、金屬體筆尖。將測電筆重新組裝好。
⑵觀察教材第81頁圖14-22、14-24，并閱讀圖下面的文字，了解測電筆的用途和使用方法。
思考討論：
①如何辨別火線與零線？

②正確使用測電筆接觸火線時，估算通過人體的電流是多大？（高電阻阻值約1MΩ以上。）分析說明測電筆中高電阻的作用。


③測電筆接觸零線時，氖管為什么不會發(fā)光？

④在用測電筆辨別火線和零線時，為什么不能讓手碰到筆尖金屬體？

⑶用測電筆分別測試插座的兩孔，判斷哪個孔是接火線的。

3．白熾燈
活動3：
⑴觀察白熾燈泡和燈座的結構，看看燈絲的兩端是怎樣接入電路的。

⑵用手靠近正在發(fā)光的白熾燈泡，你的感覺是________。閱讀教材82頁第二段文字，了解白熾燈泡的發(fā)光原理。
⑶你還見過哪些不同種類的照明燈具？閱讀教材82頁“信息窗”，了解更多相關知識。說 明
本節(jié)學案對教材一些知識點的順序作了適當調(diào)整：首先讓學生了解家庭電路基本組成；接下來學習安全用電；學生知道了觸電的原因后，再學習螺口燈頭、開關、三孔插座的接法，并親自動手安裝模擬家庭電路。

若學生根據(jù)圖示提出有關三孔插座接地線的問題，應給予鼓勵，并告知是為了安全用電，將在后續(xù)學習中說明。


注意保證學生人身安全。一定先明確測電筆的正確使用方法，再讓學生動手實驗。


此處弄清楚白熾燈泡和燈座的結構，為活動7安裝電燈做準備。


關于活動3中的第⑵步：正在發(fā)光的白熾燈由教師提供，提醒學生實驗時要注意安全，避免被燙傷或觸電。也可以將這步活動安排為學生課前家庭實驗。

第二學時
課前準備
1．家庭實驗（觀察）
在家長協(xié)助下，觀察臺燈、電冰箱、洗衣機、電熱水壺等家用電器的插頭，了解插頭、插座的作用。
2．預習記錄
通過預習課文“注意用電安全”部分內(nèi)容（83~85頁），你學會了什么？有哪些疑問？請簡要記錄下來：

合作探究
二、安全用電
1．觸電原因
活動4：閱讀教材第83頁最后一段文字，并觀察教材圖14-29、閱讀圖下面的文字，了解觸電事故發(fā)生的原因。
⑴人體是導體，當___________過大時，人會在很短的時間內(nèi)窒息、死亡。
⑵大量事實表明：_______________的電壓才是安全電壓。
⑶家庭電路中的觸電事故，都是人體直接或間接接觸_______引起的。
思考交流：
①為什么人體只接觸一根導線，也可能會觸電？

②為什么人體沒有直接接觸火線，也可能會觸電？

2．避免觸電
活動5：閱讀教材84頁圖14-30上面的一段文字，觀察教材圖14-30、圖14-31，并閱讀圖下面的文字，了解生活中安全用電的知識。
⑴白熾燈泡的安裝要求：控制燈泡的開關要接在______線上，螺口燈泡的螺旋一定要接在________線上。
思考交流：安裝白熾燈時，如不按上述要求做，為什么容易導致觸電事故？



⑵用測電筆測試三孔插座，哪個孔接的是火線。答：_____。
三孔插座的安裝要求：左孔接_________線，右孔接________線，第三孔接________線。
思考交流：當家用電器漏電或因火線破損與外殼接通時，會使外殼帶電，這時人體接觸外殼會發(fā)生觸電事故。為什么有金屬外殼的家用電器使用三腳插頭和三孔插座（如圖所示），就能避免這類觸電事故的發(fā)生？

3．用電事故急救
活動6：閱讀教材85頁第一、二段文字，了解觸電事故的急救措施。
⑴萬一發(fā)生觸電事故，應首先_________________，不能直接去碰觸電的人，否則施救者也會__________。
⑵如果不能及時切斷電源，可以用干燥的木棍、竹竿等___________（選填“導體”或“絕緣體”）將電線挑開。
⑶發(fā)生火災時，要首先________電源，絕不要帶電潑水救火。
交流：請?zhí)顚懗鲠t(yī)療急救電話號碼：_________，火警電話號碼：__________。
三、安裝模擬家庭電路
活動7：按教材82頁圖14—26所示安裝電路，經(jīng)老師檢查無誤后，再接通電源。
⑴安裝熔斷器、白熾燈、插座時，要符合安全用電要求。
⑵接通電源后（不要再隨意觸摸電路各元件），閉合電燈開關，檢驗白熾燈泡是否發(fā)光。
⑶用測電筆測試插座安裝是否正確。說 明

“活動7”一定要注意安全。
可用接有三腳插頭的三條導線作電源線，學生接好電路后經(jīng)檢查無誤，將三腳插頭插在電源插板上。

本文來自：逍遙右腦記憶 http://www.portlandfoamroofing.com/chusan/58560.html

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