资源描述
电学实验
教学主题
电学实验
授课日期及时段
教学过程
复习电流、电压表的使用，学习伏安法测电阻
提供实验器材，让学生自己先在脑海中思考实验操作步骤和注意事项
三个主要器材的使用方法
1、电流表
电流表是测量电流______的仪表，符号____。
电流表的使用方法
①电流表要____在电路中：
要测量通过某部分电路的电流，必须将电流表与该部分电路____，让通过该部分电路的电流全部通过电流表。
②电流表“＋”“－”接线柱的接法要正确：
连接电流表时，要注意使电流从电流表的“____”接线柱流入，从“____”接线柱流出。
③被测电流不能超过电流表的量程：
若事先无法估计电流大小，可采用最大量程用“______”选择合适的量程。
④绝对不允许不经过用电器把电流表______接到电源的两极上。
2、 电压表
①电压表要并联在电路中：
测量哪一部分电路两端的电压，必须把电压表和这部分电路两端____。
②“＋”“－”接线柱的接法要正确：
连接电压表的接线柱时，必须让电流从“____”接线柱流入，从“____”接线柱流出。
③被测电压不能超过电压表的量程：
3、 滑动变阻器
（1）使用方法：
①先观察滑动变阻器上的铭牌;了解变阻器的变阻范围和允许通过的最大电流。
② 滑动变阻器要和所控制的电路串联，
③“一上一下”的选择接线柱 ;
④电路接通前要将滑动变阻器的滑片放在阻值最大的位置.
（2） 变阻器在电路中的作用: (1)保护电路 （2）调节电流（电压）
A. 连接简单电路注意点：
1、要从电源的一极顺次连接到电源的另一极。
2、在连接电路时开关要断开、滑动变阻器的滑片要移到阻值最大处。
3、注意电流表和电压表量程的选择及电流流向是否正确。
4、电路连接完成后要用开关试触，严防短路。
5、实验完成后在整理器材时首先要拆除电源。
电路的故障检测（电路中只有一处故障）
器材
电路现象
故障原因
电压表
有示数
和电压表并联部分开路。
无示数
和电压表串联部分开路或和电压表并联部分短路。
电流表
有示数
和电流表并联部分开路
无示数
和电流表串联部分开路或和电流表并联部分短路
灯泡
亮
和灯泡并联部分开路
不亮
和灯泡串联部分开路或和电流表并联部分短路
【经典例题】
题型一 三大器材的使用方法
【例1】小明同学在做“用电流表测电流”的分组实验时，闭合开关前，他的电流表指针指在零刻度处．当闭合开关试触时，发现电流表指针摆动分别出现了如图1甲、乙、丙所示的三种情况．
（1）请你分析他在电流表的使用上分别存在什么问题？
甲图的问题： ；乙图的问题： ；丙图的问题： ．
（2）若电流表指针位置如图2所示，此时电路中的电流为 A．
【解答】：（1）甲图中的指针反转，说明出现的问题是：正负接线柱接反了；
乙图中的指针偏转角度太小，说明出现的问题是：量程太大了；
丙图中的指针偏转角度太大，说明出现的问题是：量程太小了．
（2）由图2示可知，电流表选用了0～0.6A的量程，电流表的最小刻度值为0.02A，根据指针所在的位置可以得到此时电路中的电流值为0.14A．
故答案为：（1）电流表的正负接线柱接反了；所选的量程太大；所选的量程太小．
（2）0.14．
附：拓展电压表使用方法。
【例2】用电流表测量通过L1的电流，图中正确的是（ ）
答案：C
【例3】如图1所示，电源电压为6 V，电压表示数为3.8 V，则（ ）
图1
A. L1两端电压为2.2 V B. L2两端电压为2.2 V
C. 电源与L1两端电压之和为3.8 V D. L2两端电压为2.2 V
【例4】如图是小明用滑动变阻器控制电灯L亮度的实验电路，电压表测量电灯的电压，估计它的电压约为5V左右．
（1）请将变阻器和电压表正确接入电路．
（2）在闭合开关前，滑动变阻器的滑片应移到 A （A或B）端．
（3）若要使灯变亮，应将滑片向 B （A或B）端移动．
答案：（1）电路图如图所示；（2）A；（3）B．
题型二 电路故障及检测
【例5】如下图所示，闭合开关S ,电路将是 路（选填“开”、“短”或“通”），要使电路中的两灯串联，则应拆除导线
【答案】 短 b c
【例6】如图所示电路中，闭合电键后，发现灯泡L1、L2都不亮，用电压表进行电路故障检测，测试结果如右表所示，则可以判断电路中的故障是（ ）
测试点
a、c
a、b
b、c
电压表示数
有示数
无示数
有示数
A． L1短路 B．L2短路 C． L1断路 D．L2断路
【答案】D
【例7】小华在探究“怎样用变阻器改变灯泡的亮度”时，连接的电路如图所示．闭合开关后，灯泡不亮，她用相同规格的灯泡如图进行电路故障检测，测试结果如下表所示，则电路中的故障可能是（ ）
接入点
a、b
c、d
e、f
检测灯发光情况
不亮
亮
不亮
A． 开关断路 B．开关短路 C．变阻器断路 D．灯泡断路
【答案】D
【内容讲解】
电学探究性实验：
1、探究串并联电路中电流和电压特点
【实验1】探究并联电路中电流的关系
【提出问题】如图所示的并联电路中，流过A、B、C各处的电流之间可能有什么关系？
【设计实验与进行实验】（1）按图示连接电路；
（2）把电流表分别接入到电路中的A、B、C处，测出它们的电流，填入下表；
测量次数
A处电流IA
B处电流IB
C处电流IC
1
0.10
0.12
0.22
2
0.20
0.24
0.44
3
0.25
0.30
0.55
（3）为了防止个别偶然因素的影响，我们可以采用以下两种方法之一，重复上面实验步骤．方法一：改变电源电压．方法二：更换其中一条支路中的电阻（阻值不同）
【分析与论证】（1）在拆接电路时，开关必须 ；
（2）下面设计的表格中存在的不足之处是 ；上图中的实验现象说明 ．
（3）表格补充完整后，通过对上面数据的分析，后面两次实验是采用方法 进行的，可以得出结论：并联电路干路中的电流等于 ．
【答案】：（1）断开；（2）缺少电流的单位；电流表的正负接线柱接反了；（3）一；各支路电流之和．
附：串联的电流和并联电路的电压特点探究可以从上面两个实验扩散开讲解。
探究影响电阻大小的因素
李智和周慧做“探究导体电阻大小与导体横截面积关系”的实验．他们准备在图中的M、N两点间接入待研究的电阻丝，电源电压恒定，忽略灯丝电阻随温度变化的影响，待用电阻丝的规格如下
导体编号
材料
长度
横截面积
a b
镍铬合金丝
L
S
c d
锰铜合金丝
L
S
e f
镍铬合金丝
2L
S
g h
镍铬合金丝
L
2S
（1）他们应选择编号为 ab 、 gh 的两根电阻丝来探究；
（2）正确选择后，他们将所选电阻丝分别接入M、N两点间，闭合开关，通过观察灯泡的亮暗或电流表的示数来比较电阻丝电阻的大小．实验中，两次电流表指针均有偏转，但第一次的示数小于第二次的示数，说明第二次接入电路的电阻丝的电阻值 小 ，同时周慧发现第一次实验中灯泡不亮，你认为原因是 灯泡的实际功率太小 ．
（3）以上（2）中判断电阻大小关系的方法在初中物理中经常用到，以下描述中能体现这种方法的是（ B ）
A．根据物质在常温下的形状和体积是否固定，可将物质分为三种状态
B．通过观察木块被运动物体碰撞后移动距离的大小，可比较运动物体动能的大小
C．水压使水管中形成水流，类似地，电压使电路中形成电流
D．研究滑动摩擦力大小与压力大小的关系，应控制接触面粗糙程度相同．
3、探究电流和电压、电阻的关系
某同学想探究通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系，设计了如图所示的电路。选用的器材有:阻值约为4Ω的2B铅笔芯一根，两节干电池组成的电池组，0 -0.6A的电流表，0一3V的电压表，滑动变阻器(10Ω 2A)，开关，导线等。
(1)该同学根据电路图连接电路，在闭合开关前应将滑动变阻器的滑片P移到_______端(选填“a”或“b")。
(2)闭合开关后，两电表的指针都发生了偏转，但无论怎样移动滑片，两电表的示数均保持不变且都在量程范围内，则产生故障的原因是
(3)排除故障后，该同学移动滑动变阻器的滑片，将获得的几组数据记录在下表中。当采集第三组数据时，电流表指针的偏转情况如图所示，此时电流表的示数为 A.
(4)该同学采集多组实验数据的目的是
(5)请根据表格中的五组数据在给定的坐标纸上画出铅笔芯的I-U图线。
(6)由画出的图线可知，通过铅笔芯的电流与其两端电压的关系为:
答案：（1）b (2)误将滑动变阻器下方的两个接线柱接入电路 （3）0.30（4）避免偶然性，便于找出规律
（5）
（6)通过铅笔芯的电流和其两端的电压成正比
【经典例题】
1、在“探究串联电路电压特点”的实验中：
（1）请画出与图对应的电路图，并在电路图中标上Ll、L2；
（2）某次测量时，电压表的示数如图所示，则此时灯L1两端的电压为 V；
（3）某同学在测量了灯L1 两端的电压后，断开开关，然后将AE导线的A端松开，接到D接线柱上，测量灯L2两端的电压，这一做法存在的问题是 ．
答案：（1）见下图；（2）1.9V；（3）电压表的正负接线柱接反了．
2、小明探究“通过导体的电流与电压的关系”时，电路图如图（甲）所示．电源电压不变，R1为定值电阻，电流表A 选用0～0.6A量程，电压表V1选用为0～3V量程，电压表V2选用为0～15V量程，滑动变阻器R2上标有“50Ω 1A”的字样．
（1）请根据电路图（甲）用笔画线代替导线连接实物图（乙）．
（2）闭合开关前滑动变阻器的滑片P应放在 B （A/B）端．
（3）闭合开关S，发现电流表A 与电压表V2的示数为零，电压表V1的示数不为零，则电路存在的故障是 电阻R1断路 ．
（4）排除故障后，继续进行实验，记录电流表A 与电压表V1的示数，得到一组实验数据，如表格（丙）所示．分析表中实验数据可得结论：当导体的阻值不变时，通过导体的电流与其两端电压成 正 比．
（5） 实验中，记录电流表A 与电压表V2的示数，得到一组实验数据，根据实验数据作出I─U2图线，如图（丁）所示，电源电压是6 V．在保证实验器材安全的前提下，滑动变阻器接入电路的阻值不得小于10Ω．
答案：（1）实物连接如下图：
【内容讲解】
电学测量性实验
【实验1】伏安法测电阻
小强要测一个定值电阻的阻值：
（1）实验的实物图如图1所示，图中乙是 _________ ．请将电路连接完整．连接电路时，开关应 _________ ．连接好电路后，闭合开关，电流表无示数，而电压表示数接近3V，出现故障的原因可能是 ．
（2） 排除故障后，调节滑动变阻器，电流表的示数如图2所示，为 A，电压表的示数如图2所示，为 V．由此求出待测电阻为 Ω．至此，小强说已经完成实验，同组的小聪认为不妥，因为 ．
答案：（1）电流表；如下图所示；断开；电阻断路（或连接电阻的导线断了）；
（2）0.24；2.4；10；没有多次测量求平均值减小误差．
【经典例题】
1、用伏安法测电阻的实验中，某同学连接了如图所示的电路（电路元件完好，接线柱接线牢固）．
（1）在未检查电路连线是否正确的情况下，闭合开关，调节滑动变阻器滑片，电流表示数将 ，电压表示数将 ．（选填“发生变化”或“保持不变”）
（2）检查电路，发现有一处连接错误，请指出连接错误的导线是 （选填“a”“b”“c”“d”）．
（3）纠正错误后，闭合开关，测得几组数据如表，请读图并填写完整．
实验次数
1
2
2
电压/V
1.5
2.1
2.8
电流/A
0.1
0.14
（4）接下来将定值电阻换成小灯泡接入电路，闭合开关后，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数接近电源电压，出现这种故障的原因可能是
答案：（1）发生变化；保持不变；（2）d；（3）0.18；（4）灯泡断路．
（此环节设计时间在10分钟内）
（以学生自我总结为主，TR根据教案中的总结进行引导为辅，为本次课做一个总结回顾；总结方式可以多种多样，如画思维导图、默想回忆、抢答形式等。教案中给到重难点/易错点等的总结条目。）
1.
2.
3.
1. 包含预习下次课内容和复习本次课内容两部分；
2. 建议作业量不宜过多，最好控制在学生30分钟内能够完成；
3. 每节课前教师对作业进行批改与讲解；
本次课复习
1、如图所示的电路中，闭合开关时，下列说法正确的是( )
A．两灯泡串联 B．电流表测的是总电流
C．电流表测的是L1的电流 D．电流表测的是L2的电流
【答案】C
2、如图所示的电路，闭合开关S后，两灯都不亮。用电压表检测得到的结果是：UAB＝UBC＝UDE＝UEF＝0，若故障只有一处，则可能的原因是( )
A．电路A、B间短路 B．电路B、C间断路
C．电路D、E间短路或断路 D．电路E、F间断路
【答案】C
3． 如图5所示电路中，当接通开关S后，发现电流表指针偏转，电压表指针不动，则故障可能是（ ）
A．L1的灯丝断了 B．L2的灯丝断了 C．L1短路 D．L2短路
图4 图5
【答案】 C
4．将图6中的器材连接起来，要求：灯泡L1和L2串联，用电压表V1测L1的电压，用电压表V2测L1和L2串联后的总电压。
图6 【答案】
5、如图所示，电源电压保持不变。闭合电键S，电路正常工作。一段时间后，三个电表中只有一个电表的示数变大。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R1或R2处，则下列判断中正确的是（ ）
S
V1
R2
R1
A
V2
A、若电压表V1示数变大，则电阻R1短路 B、若电压表V1示数变大，则电阻R2短路
C、若电压表V2示数变大，则电阻R1断路 D、若电压表V2示数变大，则电阻R2断路
【答案】D
6、如图是小文同学研究串联电路中电流、电压特点的实物连接图，当电键闭合时，灯L1亮，灯L2不亮，电流表有示数电压表无示数。则故障原因可能是（ ）
L2
L1
S
A、L1断路 B、L1短路 C、L2断路 D、L2短路
【答案】D
7.(2011)32.小张在探究导体电阻与长度的关系实验
时，器材有：6伏蓄电池、电压表(0--3V，0--15V)、滑动变阻器（50Ω 1. 5A）、开关各一个，导电性能较差的镍铬合金线MN(电阻较大），刻度尺一把，导线若干。
(1)、右图是实验时没有连接完整的电路，请完成电路的连接。
(2）、连接电路时，滑动变阻器的滑片要滑到 端（选填“A”或“B”），在实验中小张同学记录了下表一组实验数据，请你分析表中实验数据，得出导体两端的电压与长度的关系是 。
而小张认为由这些实验数据就可以得到导体电阻与导体长度成正比的结论。请你为他说明理由 。
答案:
8.(2012上城)32.（8分）龙龙同学在科学实验比赛时，对串联电路电压规律进行了探究。
【猜想与假设】串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和
【设计与进行实验】
⑴按图所示的电路图连接电路；
⑵闭合开关，用电压表测出L1两端的电压；
⑶在测L2两端的电压时，龙龙同学为了节省实验时间，采用
以下方法:电压表所接的B接点不动，只断开A接点，并改接
到C接点上；
⑷测出AC间的电压。
【交流与评估】
拆接电路时,开关必须_ __；
⑵龙龙同学用上面的方法能否测出L2两端的电压？为什么？_____ _____。
UAB/V
UBC /V
UAC /V
2.4
1.4
3.7
⑶方法改进后，所测出AB、BC、AC间的电
压记录在右面表格中。请分析造成以上实验
结果的原因是__ ___。
⑷仅根据以上结果，龙龙得出结论：串联电路总电压等于各用电器两端的电压之和。请问该实验在设计方案上还存在的不足之处是：__ ___。
答案:（1）断开 （2）不能，因为电压表的正负接线柱接反了 （3）实验误差（读数错误、仪表精度等合理均给分）（4）以一次实验得出科学规律
9. (2012年西湖)32．图为一个未完成连接的实验电路实物示意图，运用图示仪器测定毫安表（图中用mA表示，是一种量程很小的电流表）的电阻（在许多解题过程中往往假定电流表的电阻为零，这只是一种简单的近似处理，实际上电流通过电流表时电流表上是有电压的），电阻箱是一种可变电阻，接入电路的电阻值可以直接读出。在实验过程中，先将仪器按设计要求接成实验电路图，然后闭合电键，仔细调节滑动变阻器和电阻箱，读得mA表读数I1，电流表A读数I2，电阻箱读数R0。
⑴写出计算mA表电阻r的表达式（用I1、I2、R0表示） 。
⑵请你用线条代表导线在答题卷中将需要连接而未连接好的仪器连接起来。
⑶通过查资料，小明知道电流表可以改装成电压表，假设上述毫安表量程为0～3mA，电阻为10Ω，若要将该毫安表改装成量程是9V的电压表，应
联一个 Ω的定值电阻。
答案:（8分，每空2分）（1）
（2）见右图
（3）串 2990
10.（2012拱墅二模）（8分）“曹冲称象”的故事流传至今，最为人称道的是曹冲采用的方法，他把船上的大象换成石头，而其他条件保持不变，使两次的效果（船体浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石头的重。人们把这种方法叫“等效替代法”。请尝试利用“等效替代法”解决下面的问题。
【探究目的】粗略测量待测电阻RX的值
【探究器材】待测电阻RX、一个标准的电阻箱（元件符号 ），两个开关、干电池、导线和一个刻度不准确但灵敏度良好的电流表（电流表量程足够大）。
【设计实验和进行实验】
（1）在答题卡的方框内画出你设计的实验电路图。
（2）将下面实验步骤补充完整，并用字母表示需要测出的物理量。
第一步：开关断开，并按设计的电路图连接电路；
第二步: ；
第三步： 。
（3）得出结论：RX= 。
答案：（1）有并联电路的意思表达就给1分；全对给2分
（2） 只闭合S2，记录下电流表的读数为I；
只闭合S1，调节电阻箱R1，使电流表的读数恰好为I，记录此时电阻箱的读数为R
（3） Rx= R
下次课预习
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