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（2．5V、0．3A）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1～2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14－1），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根观察对象A处电流B处电流C处电流测量结果实验表格：A测量A点电流的电路图实验电路图：BCAAAC测量B点电流的电路图BABA测量C点电流的电路图C测出A点电流进行实验AA记录数据A点电流IAB点电流IBC点电流IC第一次测量第二次测量第三次测量分析和论证测量结果说明什么？得出什么结论？A点电流IAB点电流IBC点电流IC第一次测量第二次测量第三次测量0.180.180.180.180.180.180.180.180.18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根观察对象A处电流B处电流C处电流测量结果实验表格：ABC测出A点电流AA进行实验测出B点电流AB测出C点电流AC记录数据A点电流IAB点电流IBC点电流IC第一次测量第二次测量第三次测量分析和论证测量结果说明什么？得出什么结论？A点电流IAB点电流IBC点电流IC第一次测量第二次测量第三次测量0.360.360.720.360.360.720.360.360.72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U1L1L2U1VL2L1S=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U2L1L2U2VL2L1S=1.6V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和L2两端的总电压UL1L2UL2L1VS=3V用电压表测量串联电路的电压[结果]串联电路的电压U1=1.4VU2=1.6VU=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U1L1L2U1=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。L1L2U2=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UL1L2U=3V用电压表测量并联电路的电压[结果]并联电路的电压U1=3VU2=3VU=3V实验表明: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2．5V、0．3A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R＝1欧和R＝2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R＝20欧和R＝30欧，由于电源电压取3伏，整个电路中的电流小于0．15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：2S镍铬S炭钢S锰铜S镍铬S镍铬BAA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：A灯丝加热灯丝，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：SRAVABP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。电压U/V电流I/A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，改变电阻以研究电流与电阻的关系设计电路：RAVABPMN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：电阻R/Ω5Ω10Ω15Ω电流I/A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.伏安法测电阻xxxIUR设计电路：原理：RxAVABP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：R电压U/V=电流I/A电阻R/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：RxR0VV表达式：00xxRUURUxU0设计电路2：RxR0VS1S表达式：0xxxRU-UUR设计电路3：RxR0VS123.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：AARxR0表达式：0x0xRIIR设计电路2：设计电路3：RxR0AS21表达式：0xxxRII-IRRxR0ASS1S2设计电路4：RxR0S1SA表达式：)RR(IIR0xxU恒定不变IIRIR0x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：RRxRxRASS1S2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I3、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：RRxRxRSS1S2V实验七测量小电灯的功率（学生实验）实验关键