九年级上物理分组实验知识点文档格式.docx
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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
所需器材:
干电池两节、小灯泡两只、开关、电流表、导线
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。
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?
三、并联电路中电流的规律
如图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?
可能满足并联干路中电流等于各支路的电流之和。
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。
分别画出测量A、B、C三点电流的电路图。
实验次数
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:
。
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?
四、串联电路各点电压的关系
如图所示,两个小灯泡串联起来接到电源上。
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?
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?
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:
干电池两节(或学生电源)、小灯泡两只、开关、电压表、导线
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:
AB间的电压U1/V
BC间的电压U2/V
AC间的电压U3/V
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?
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
如图所示,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?
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。
把三次测量的电路分别画在下面:
1、按照图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。
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。
L1两端的电压U1/V
L2两端的电压U2/V
总电压U/V
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。
五、怎样用变阻器改变灯泡的亮度
怎样用变阻器改变灯泡的亮度?
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?
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。
设计实验电路如图所示。
在实验时,按图所示连接电路,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。
干电池两节、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干
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
…
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。
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。
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
六、电阻上的电流跟两端电压的关系
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?
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:
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。
U
实验电路如图:
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
按图连接好电路,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。
1、在图中画出每个电阻的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。
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
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。
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。
R1=欧
电压U/V
电流I/A
R2=欧
七、电阻的大小与哪些因素有关
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?
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。
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。
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。
1、按图所示将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。
3、把导线c、d接入电路,通过导线的电流大。
4、随着温度的升高,电流表的电流变。
根据上述实验结论,我们可以总结得出:
1、电阻的大小与导体的长短有关:
导线越长电阻越大;
2、电阻的大小与导体的横截面积有关:
横截面积越大电阻越小;
3、电阻的大小与导体的材料有关,比如铁、铜、银等不同材料的电阻不同。
4、电阻的大小与导体温度有关:
导体温度越高电阻越小。
实验设计中是否有不合理的地方?
你将如何改进?
在操作中有没有失误?
所得的结论是否可靠?
1、实验选用导体电阻时,一定要保证只有一个因素不同,其他因素相同,这样才好比较实验结果。
2、注意滑动变阻器的使用方法。
3、注意酒精灯的使用方法,安全操作。
八、测量小灯泡的电阻
如果有额定电压分别为2.5V和3.8V的小灯泡各一只,你能测出它们的电阻吗?
【设计实验与进行实验】
1、实验原理:
根据欧姆定律I=U/R,可变形得出R=U/I,因而只要使用电压表、电流表测出被测电阻两端的电压U和通过它的电流I,就可以计算出电阻值R。
这种测定电阻的方法叫做伏安法。
这是物理学中常用的一种间接测量方法。
2、实验步骤:
(1)设计电路如图所示,并按电路图连接电路。
(2)检查无误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,来改变小灯泡两端的电压,观察每次对应的电流的数值,将两电表三次实验的读数填入表格中。
(3)断开开关,整理仪器。
(4)根据记录的三组数据,分别求出三个对应的电阻值,计算出它们的平均值。
3、实验记录表格
电阻R/
电阻平均值R/
R=(R1+R2+R3)/3=
第三次测量
电源、滑动变阻器、开关、小灯泡或被测电阻、导线、电流表、电压表
1、注意分析滑动变阻器的作用。
电路中串联一个滑动变阻器有两个作用:
一是对电路起保护作用,因为待测电阻的阻值我们不知道,万一它的阻值很小,会造成电路中电流过大,所以在电路中串联入滑动变阻器过程中,变阻口碑载道滑片应放在电阻值最大位置,使电路中电流最小,对电路起保护作用。
二是为了要多次测量取平均值来减小实验误差,如果不串联一个滑动变阻器,那么电压表、电流表只有唯一的一组读数,只能求得一个电阻值。
有了滑动变阻器,可通过改变变阻器电阻来改变通过待测电阻的电流和它两端的电压,这样可以获得多组数据,算出待测电阻的阻值,然后取它们的平均值。
2、测量小灯泡的电阻时应注意:
每个小灯泡的金属灯口上都标着它的额定电压,接通电源后可通过调节变阻器把小灯泡两端的电压调节到额定电压。
测量时从额定电压开始逐次降低,获得几组数据。
因为用电器(灯泡)两端的额定电压是保证用电器正常工作的电压值。
当高于额定电压值时,根据欧姆定律,流过用电器的电流就会比正常工作条件下的电流值大,这对用电器的使用寿命是有很大影响的,严重时会烧坏用电器。
因此,从设备安全考虑,测量时要使电压逐次降低,而不是升高。
3、连接电路时要将开关断开;
应利用试触法选择电表的量程;
在不超过量程的情况下,应使用较小的量程,这样测出的数值较准确一些;
连接电路时,可暂不连接电压表,先将主电路各器材串联好,再将电压表并接在待测电阻的两端,这样可避免因接线太多而出错。
九、测量小灯泡的电功率
(1)在前面做过了“测量小灯泡的电阻”的实验,参考它的思路,怎样测量小灯泡的电功率?
(2)如果给你额定电压分别为2.5V和3.8V的小灯泡各一只,你能测出它们的电功率吗?
(3)小灯泡上面如果标有额定功率,所标额定功率与通过P=UI测量出来的电功率在什么情况下它们是一致的,在什么情况下它们又是不一致的?
P=UI
2、实验设计的思路:
由实验原理可知,要测量小灯泡的电功率,只需用电压表与灯泡并联测出它工作时的电压U,用电流表与灯泡串联测出它工作时的电流I,即可通过公式P=UI计算出功率值。
因为实验中要多次测量灯泡的功率,根据串联分压的原理,还要用一个变阻器与灯泡串联,来改变小灯泡两端的电压,同时也改变了通过灯泡的电流,从而达到改变小灯泡功率的目的。
3、实验电路如图所示:
电源、滑动变阻器、开关、小灯泡、导线、电流表、电压表
1、如图连接电路,闭合开关前将变阻器值调到最大。
(在额定电压分别为2.5V和3.8V的情况下,注意选择电流表和电压表的量程)
2、检查无误后闭合开关,移动滑动变阻器的滑片,观察电压表的数值,使小灯泡两端的电压等于它的额定电压时,记录此时电流表的示数。
3、移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压等于它的额定电压的1.2倍时,记录此时电压表和电流表的示数,并观察小灯泡发光情况与第一次有何不同。
4、移动滑动变阻器的滑片,使小灯泡两端的电压小于它的额定电压时,记录此时电压表和电流表的示数,并观察小灯泡发光情况与前两次有何不同。
5、整理实验器材,填写实验报告。
6、实验记录表格如下:
物理量
灯泡规格
小灯泡两端电压U/V
通过灯丝的电流I/A
小灯泡的电功率P/W
灯泡发光情况
2.5V
3.8V
电压(V)
电流(A)
电功率(W)
U=U额
U>
U额
U<
1、怎样通过测量的数据计算灯泡的功率?
2、小灯泡的额定功率是多少?
当灯泡两端的电压比额定电压高和比额定电压低时,它的实际功率各是多少?
小灯泡的亮度又如何变化?
1、反思实验中最可能出现错误的是哪几个环节?
在哪些方面容易出现较大的误差?
2、在实验的设计、操作和分析过程中,你发现了哪些新的问题?
3、小组间进行交流,互相找出不完善的甚至错误的地方,对于发现的新问题,大家讨论可能的解决方法。