沪科版九年级物理第十五章探究电路

第十五章 探究电路 第一节 电阻和变阻器 将相同长度和相同粗细的铜丝和镍铬合金丝分别接入同一电路，闭合开关后，观察实验现象。 思考：为什么同一电路中接入不同材料金属丝，灯泡的亮度会有变化呢？ 灯丝的电流发生变化又是由什么造成的？    1 ．在物理学中，用电阻来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就越大。导体的电阻通常用字母 R 表示。    2 ．单位：欧姆（ ohm ），简称欧，符号 Ω 。    3 ． 电阻的单位还有：兆欧（ MΩ ）、千欧（ kΩ ）   换算关系是： 1 kΩ = 1 000 Ω= 10 3 Ω    1 MΩ = 1 000 000 Ω=10 6 Ω 电阻    4 ．电阻器    在电子技术中，我们常用到有一定电阻值的元件 —— 电阻器，也叫做定值电阻，简称电阻。电路图中用符号 表示。 常见用电器 电阻R/ Ω 白炽电灯(15W) 3227 白炽电灯(60W) 807 电熨斗(600W) 80.7 电烤箱(900W) 54 电炉(1000W) 48.4 常见用电器正常工作时的电阻阻值 电阻的大小与哪些因素有关 提出问题：决定电阻大小的因素有哪些？ 猜想：电阻大小可能跟导体的材料有关； 还可能与导体的横截面积、长短有关； 也许与温度有关。 利用控制变量的方法去研究每一个因素对电阻大小的影响。 如何进行实验： 1 、在实验中采用什么方法去研究？ 2 、在实验中怎样探知电阻的大小？ 用电流表测量通过导体电流的大小进行比较，同时保持电路电压不变。 实验电路图： 在本研究中应该控制导体的 _______ 和 _____ _ 不变 , 再研究当导体的材料发生变化时 , 导体电阻的变化情况。 长度 横截面积 1 、探究电阻大小与导体的材料是否有关 设计实验方案 导线代号 截面积 长度 材料 电流 电阻 1 、探究电阻大小与导体的材料是否有关 1 2 镍铬 锰铜 相 同 相 同 小 小 大 实验结论： 当导体的横截面积 ﹑ 长度相同时， 电阻的大小与材料有关。 大 在本研究中应该控制导体的 ______ 和 ___ ____ 不变 , 再研究当导体的长度发生变化时 , 导体电阻的变化情况。 材料 横截面积 2 、探究电阻的大小与导体长度的关系 设计实验方案 导线代号 材料 长度 横截面积 电流 电阻 2 、探究电阻的大小与导体长度的关系 2 3 1 0.5 相  同（镍铬） 相  同 大 大 小 小 实验结论：当导体的材料 ﹑ 横截面积相同时，长度越长，电阻越大。（成正比） 在本研究中应该控制导体的 _______ 和 _______ 不变 , 再研究当导体的横截面积发生变化时 , 导体电阻的变化情况。 材料 长度 3 、探究电阻的大小与横截面积的关系 设计实验方案 导线代号 材料 长度 截面积 电流 电阻 3 、探究电阻的大小与横截面积的关系 2 4 0.5 1 相  同（镍铬） 相  同 (1m ） 实验结论： 当导体的材料 ﹑ 长度相同时，横截面积越大，电阻越小。（成反比） 小 小 大 大 实验小结 导体电阻的大小与材料、长度和横截面积都有关；同种导体的长度越长、横截面积越小，其电阻值 。电阻的大小还与导体的温度有关 , 大多数导体温度越高 , 电阻 。 所以，导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。 越大 越大 可调亮度小台灯 台灯调光器可调节灯泡的亮度，你知道灯泡的亮度如何控制吗？ 变阻器 想一想 能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 滑动变阻器 电阻箱 电位器 滑动变阻器 1 、构造： 表面涂有绝缘层的电阻丝 瓷管 金属滑片 P 金属杆 支架   （ 3 ）元件符号：   （ 2 ）结构示意图：   3 ．图示 （ 1 ）实物图： 2 ．工作原理：改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻，从而改变电流。 铭牌上标有什么？其含义是什么？ “ 20Ω 2A” 是什么意思？ 20Ω 2A 变阻器的最大阻值是 20Ω ，允许通过的最大电流是 2A 。 滑动变阻器 滑动变阻器有哪些接法是可以改变电阻的？这些接法中有哪些规律？ 应串联在电路中，接入两个接线柱， AB 中一个， CD 中一个，即要“一上一下”。 小结 ② 使用前应将电阻调到最大（目的是保护电路） ③ 接线方法：“一上一下”。 ① 选择合适的滑动变阻器（有效改变电路中的电流且不损坏变阻器） 说明 ① 不能使滑动变阻器电阻变化的接法有 2 种，其中“同上”电阻为 0 ，而“同下”电阻最大。 ② 滑片越靠近下端的接线柱，接入电路的电阻越小。 电阻箱 如图为电阻箱的面板,如何读出电阻箱接入电路的电阻值?此时电阻箱所示的电阻的阻值为多少欧? 答案 : 将各旋钮对应的指示点乘以面板上标记的示数 , 将它们相加 , 就是电阻箱接入电路中的电阻值 , 则此时电阻值为 (0×1000+1×100+2×10+2×1)Ω=122Ω 。 1 ．关于导体的电阻，下列说法中正确的是 (    ) A ．锰铜丝的电阻比铜丝的电阻大 B ．粗细相同的导线 . 长的电阻较大 C ．长短相同的导线，细的电阻较大 D ．同种材料制成的长短一样的两条导线，细 的电阻较大 D 2 ．长短相同而粗细不同的两根导线，把它们串联在电路里，接通电源后 ( ) A ．粗导线中的电流大 B ．细导线中的电流大 C ．通过两导线中的电流一样大 D ． 以上说法都不对 C 电阻：表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。用字母 R 表示。单位是欧姆，简称欧，符号 Ω 。 电阻是导体本身的性质。它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积，还受温度影响。电阻大小与长度成正比，与横截面积成反比。 滑动变阻器通过 改变接入电路中电阻线的长度来改变接入电阻，从而改变电流， 应串联在电路中，接线注意 “ 一上一下 ” 。 第十五章 探究电路 第二节 科学探究：欧姆定律    小明家写字台上有一盏调光台灯，学习了“变阻器”的知识后，他对爸爸说：“调光台灯上有一个旋钮，它是一个滑动变阻器，旋动它是为了改变灯泡的电阻，就改变了电流，灯泡的亮度就改变了。”他爸爸却对他说：“你说的不完全对，调光灯并不是靠改变电阻来改变电流的，而是靠改变电压来改变电流的。”他们的说法对吗？说出你的看法。 思考：如果要使灯泡亮度改变有何办法？ 方法一 : 改变电池节数 方法二 : 改变接入电阻 问题： 相同的灯泡，但发光程度不同，说明流过它们的电流不同。那么电流可能和什么因素有关呢？ 通过前面的学习已经知道：电压是产生电流的原因；电阻表示导体对电流的阻碍作用。 提出问题 问题：流过导体的电流与导体的电阻及加在它两端的电压存在怎样的定量关系呢？ 电流同时受电压、电阻两个因素的影响，我们该用什么方法来研究每一个因素是怎样影响的呢？ 确定研究方法： 控制变量法 具体做法： 2. 控制电压一定，探究电流与电阻的关系。 1. 控制电阻一定，探究电流与电压的关系。 电流大小与哪些因素有关 猜想与假设 : 你认为电流大小与电压的大小有没有关系 ? 如果有关系 , 你认为可能存在什么关系 ? 答案 : 有关系 电压越高 , 电流越大 , 或者电流可能跟电压成正比。 1. 实验方法: 探究电流与电压关系时,需控制电阻不变,改变电压。该种方法被称为控制变量法。 探究电流与电压的关系 2. 测量器材: ①用电压表测导体两端的电压; ②用电流表测通过导体的电流; ③在实验中,还需要使用滑动变阻器。   3. 设计实验电路并连接电路图。 4. 实验数据及分析 电阻 /Ω 电压 /V 电流 /A 10 1 0.1 10 2 0.2 10 3 0.3 可得出实验结论: 在电阻一定时,导体中的电流与导体两端的电压成正比。 5. 交流与评估 ①在实验中,滑动变阻器的作用: a.                     ; b.                     。 保护电路 改变电阻两端电压 ② 如何选择电流表和电压表的量程 ? 答案 : 根据电源电压选择电压表 , 电压表最大测量值大于电源电压。 利用试触法选择电流表。为了提高测量的准确度 , 尽量选用小量程。 1. 猜想与假设: 结合“体验”中的活动,你认为电流大小与电阻的大小有没有关系?如果有关系,你认为可能存在什么关系? 答案:有关系。电阻越大,电流越小。或者电流可能跟电阻成反比。 2. 实验设计: 由控制变量法可知,探究电流与电阻关系时,需控制电压不变,改变电阻。 探究电流与电阻的关系 3. 设计实验电路并连接电路图。 4. 实验数据及分析 电阻 /Ω 电压 /V 电流 /A 5 3 0.6 10 3 0.3 15 3 0.2 可得实验结论 : 在电压一定时 , 导体中的电流与导体的电阻成反比。 5. 交流与评估 ①在探究电流与电阻关系时,如何调节滑动变阻器保证电阻两端的电压不变? 答案:换大电阻,滑动变阻器向电阻变大的方向调;换小电阻,滑动变阻器向电阻变小的方向调。 ② 实验中使电压或电阻成倍数关系改变有什么好处 ? 答案 : 便于确定数量关系 图像法 : 利用实验得到的数据进行描点分析 , 画出电阻不变时电流随电压变化的图像和电压不变时电流随电阻 ( 或电阻的倒数 ) 变化的图像 , 分析图像从而得出电流跟电压、电阻的关系。 拓展 1 ．欧姆定律的内容：   一段导体中的电流，跟加在这段导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比。 2 ．欧姆定律的数学表达式： I = U R 欧姆定律 1 .如图所示为A、B两个导体的I-U图线,由图线可知( ) A.R A >R B B.R A