九年级科学上册 第15讲 电学基础教案 浙教版

九年级科学上册 第15讲 电学基础教案 浙教版教学主题电学基础复习授课日期及时段教学过程复习电学基础知识以相互提问的方式复习电学基础知识和重要考点一、知识梳理1、电路的组成：电源、用电器、开关、导线。电源：能持续提供电能（维持正负极之间有一定的电压）的装置。给干（蓄）电池充电时：电能转化为化学能2、用电器短路：某用电器两端被导线直接相连，造成电流不经过该用电器而直接走短路的那条导线，这种情况有可能不会使电源短路，但有时也会使电源短路烧坏电源。3、电路图与实物图：电路图:用电路元件符号表示电路元件实物连接的图。连接电路时注意事项：连接电路时，开关必须断开。从电源正极（或者负极）出发，按一定顺序连接各个器件，防止出现短路或者断路。连接线应顺时针绕在接线柱上，并旋紧螺母。电源的两极绝不允许以任何方式直接相连，以免造成电源短路，损坏电源。4、电流和电流表电流强度I（简称电流）用来表示电流的大小。电流强度的国际主单位：安培A 常用单位：kA、mA、A量程 分度值： 00.6A 0.02A 03A 0.1A5、电流表的使用方法： 电流表要串联到所测电路中，要和所测的用电器串联。 电流要流进电流表的正接线柱，从负接线柱流出。 电流表绝对不允许不经过用电器直接接在电源两极，否则电流表很快烧坏（因为电路中，电流表等同于一根导线，并不是用电器）。6、电流表使用注意事项：使用前要调零。 被测电流不能超过所选择的量程，否则不仅测不出电流值，电流表的指针还会被打弯，甚至烧杯电流表。在不能预先估计被测电流大小的情况下，要先用大量程度试用，如指针的偏转在小量程之内，则改用小量程。 在不超过量程的前提下,尽量使用小量程,这样测量结果会更精确。电流表的读数步骤： 先看接线柱，确定所选择的量程。 根据量程，认清该量程的分度值。 最后根据指针的位置读数。 读数经验：选量程，看大格，读小格7、电压和电压表：电压（U）是电路中形成电流的原因。电源的作用是维持正负极之间有一定的电压。 电压的国际主单位：伏特（伏）V 常用单位：kV、mV常用的电压值：一节干电池的电压：1.5V ；一节蓄电池的电压：2V ；照明电路的电压：220V；对人体安全的电压：不超过36V。量程 分度值： 03V - 0.1V 015V - 0.5V8、电压表的使用方法： 电压表要并联到所测电路中，要和所测的用电器并联。 并联时，电流要流进电压表的正接线柱，从负接线柱流出（经过电压表的电流极小）。 电压表可以直接接在电源的两极，测出的就是电源电压（在电路中，电压表等同于一 个几乎断开的地方，经过它的电流可以忽略不计）。9、电压表使用注意事项： 使用前要调零。 被测电压不能超过所选择的量程，否则不仅测不出电流值，电压表的指针还会被打弯，甚至烧杯电压表。 在不能预先估计被测电压大小的情况下，要先用大量程度试用，如指针的偏转在小量程之内，则改用小量程。在不超过量程的前提下,尽量使用小量程,测量结果会更精确。10、电压表的读数步骤： 先看接线柱，确定所选择的量程。 根据量程，认清该量程的分度值。 最后根据指针的位置读数。读数经验：选量程，看大格，读小格11、串联电路的特点：用电器逐个顺次连接起来，电路中只有一条路径。串联电路中任何一处断开，则整个电路为断路，电路中没有电流。串联电路中，开关在不同位置的作用是一样的，它能控制整个电路。串联电路中，电流强度处处相等。串联电路两端的总电压等于各部分电路两端的电压之和。串联电池组的电压等于每个电池的电压之和，所以把电池串联起来用可以得到较大的电压。12、并联电路的特点：并联电路中有多条路径。断开一条支路，其它支路仍能工作。干路上的总开关可以控制整个电路；支路上的开关只能控制所在支路上的用电器。并联电路中，干路上的总电流等于各支路电流之和。并联电路中，各支路两端的电压相等，都等于电源电压。并联电池组的电压等于每节电池的电压，所以把电池并联起来用并不能得到更大的电压。电路电流I = I1= I2I = I1 + I2电压U=U1+U2U=U1=U213、导体：容易导电的物体。如：金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等。 绝缘体：不容易导电的物体。如：橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。 导体和绝缘体之间没有绝对的界限。原来不导电的物体，条件改变时，也可能变成导体。如：常态下的玻璃不导电，把它烧成红炽状态，就变成了导体。14、滑动变阻器：原理：通过改变连入电路中电阻线的长度，来改变电阻的大小。接法：必须“一上一下”（上边接哪个接线柱都行，下面接左还是接右要看题目要求） 若接的是“同上”，则相当于一根导线，在电路中的电阻为0。 若接的是“同下”，则相当于一个定值电阻，在电路中的电阻为它的最大阻值。 在电路中的作用 A、保护电路。（所以有要求：闭合开关前，滑片要位于其电阻最大端） B、在研究电流与电阻的关系实验中，靠移动滑片来控制电阻两端的电压不变。 C、在研究电流与电压的关系实验中（或伏安法测电阻的实验中），靠移动滑片来改变电阻两端的电压。 D、改变电路中电流的大小。滑动变阻器应该和被控制的电路串联。滑动变阻器的铭牌：50、2A 50表示：滑动变阴器的最大阻值为50。 2A表示：允许通过的最大电流强度为2A。15、串联电路电阻的特点推导：串联 U=U1+U2 I=I1=I2 又U=IR、U1=I1R1 、U2=I2R2 IR= I1R1+I2R2 得到：R=R1+R2 结论：串联电路的总电阻等于各部分电路电阻之和。若有n个阻值都为R的电阻串联，则总电阻R串=nR串联电阻相当于增加了导体的长度，串联的电阻越多，总电阻越大。16、并联电路电阻的特点推导：并联 U=U1=U2 I=I1+I2 又I=U/R 、I1=U1/R1 、I2=U2/R2 U/R= U1/R1+U2/R2 得到：1/R=1/R1+1/R2 结论：并联电路的总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数之和。若有n个阻值都为R的电阻并联，则总电阻R并=R/n 并联电阻相当于增加了导体的横截面积，并联的电阻越多，总电阻越小。而且，并联总电 阻比其中最小的电阻还要小。17、串、并联电路的规律电路电流I = I1= I2I = I1 + I2电压U=U1+U2U=U1=U2电阻R总=R1+R21/R总=1/R1+1/R2 串联的电阻越多，总电阻越大；几个电阻,串联时总电阻最大。并联的电阻越多，总电阻越小,并联总电阻比最小的那个电阻还要小；几个电阻,并联时总电阻最小。分压原理：U1/U2=R1/R2 （串联电路，电阻越大，分到的电压越大）分流原理：I1/I2=R2/R1（并联电路，电阻越大的支路，分到的电流越小）无论串联还是并联，当其它电阻不变，若其中某一个电阻变大时，则总电阻都变大；若其中某一个电阻变小时，则总电阻都变小。公式使用应用欧姆定律（I=U/R，U=IR，R=U/I）时，要注意公式中的三个物理量必须是针对同一电路或同一导体，不能张冠李戴（“同体性”）；还要注意“同时性”，即电路发生变化前后，同一电阻的电压、电流一般不同，要注意区分。18、电路故障判断及动态电路故障原因电流表A电压表V灯LR断路、L短路无示数（变小）有示数（变大）不亮R断路、L断路无示数（变小）无示数（变小）不亮R短路、L断路无示数（变小）无示数（变小）不亮R短路、L短路烧坏无示数不亮（1）串联电路： （2）并联电路：两个灯泡一起断路，只有电压表有示数，电流表均无示数。19、电与磁（1）概念：磁性：磁铁能吸引 等物质的性质（吸铁性）。磁体：定义：具有磁性的物质。分类：永磁体分为 。磁极：定义：磁体上磁性最强的部分叫 。（磁体两端最强中间最弱）磁场：磁体周围存在着的物质，它是一种看不见、摸不着的特殊物质。（2）电流的磁场：奥斯特实验：通电导线的周围存在磁场，称为电流的磁效应。该现象在1820年被丹麦的物理学家奥斯特发现。该现象说明：通电导线的周围存在磁场，且磁场与电流的方向有关。通电螺线管的磁场：通电螺线管的磁场和条形磁铁的磁场一样。其两端的极性跟电流方向有关，电流方向与磁极间的关系可由安培定则来判断。（3）应用：电磁铁 电磁继电器的控制电路（1） 电路例1：如图所示的电蚊拍，具有灭蚊和照明等功能。当开关S1闭合、S2断开时，只有灭蚊网通电起到灭蚊作用；当开关S1和S2都闭合时，灭蚊网与灯都通电同时起到灭蚊和照明作用。下列电路设计符合这种要求的是( )【答案】C练1.1： 利用“光控开关”和“声控开关”可以节约居民楼里楼道灯的用电。其中“光控开关”能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；“声控开关”能在有声音时自动闭合，无声音时自动断开。 下列电路图中合理的是（）【答案】B练1.2：为了生活方便，卧室里的同一个照明灯通常用两个开关控制一个安装在进门处，另一个在床头附近，操作任意一个开关均可以开灯、关灯。下面四幅图是小明用电池作为电源设计的四个电路模型，能满足要求的是（其中A图中的Sl、S2及C图中的S1为单刀双掷开关）（ ）【答案】A例2：下列四个电路中，电流表能测量通过灯L1电流的是( )【答案】D练2：在如图所示的电路中，尚有几根导线未连接，请用笔画线代替导线补上补上后要求：闭合电键S后，灯L1和L2都能发光，且电流表测量通过灯L2的电流【答案】如图所示例2.2： 如图所示，下列分析正确的是（ ）A只闭合S1时，L2发光、L1不发光，A2测L2电流 B只闭合S2时，L1发光、L2不发光，A1测L1电流 C闭合S1、S2时，L1、L2并联，A2测L2电流 D闭合S1、S2时，L1、L2串联，A1、A2示数相等【答案】C例3： 图3中所示，三盏灯的连接方式是_联。图3分析：由“节点法”知，a、b、c可以看做为同一个点，这点接在电源的正极，d、e、f也可看做是同一个点，这点接在电源的负极，也就是连接在a、f两点之间，即组成如图4所示电路，由此可知三盏灯是并联的。图4【答案】并联练3： 如图所示，闭合开关，L1与L2串联且都能发光的是（）ABCD【答案】A练3：下面是小华同学对身边的一些电路进行观察分析后作出的判断，其中不正确的是（）A厨房中的抽油烟机里装有照明灯和电动机，它们既能同时工作又能单独工作，它们是并联的B马路两旁的路灯，晚上同时亮早晨同时灭，它们是串联的C楼道中的电灯是由声控开关和光控开关共同控制的，只有在天暗并且有声音时才能亮，所以声控开关、光控开关及灯是串联的D一般家庭中都要安装照明灯和其它用电器，使用时互不影响，它们是并联的【答案】B（2） 欧姆定律例1：如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，这两段导体两端的电压及通过它们的电流的大小关系正确的是（）AUABUBC IABIBC BUABUBC IABIBCCUABUBC IABIBCDUABUBC IABIBC 【答案】A例2：如图所示，当开关S断开和闭合时，电流表示数之比是1:4，则电阻R1和R2之比是（ ） A、1:4 B、4:1 C、1:3 D、2:3【答案】C练习2.1：如图所示的电路图，电源电压不变，当开关S1、S2都闭合，电流表的示数为0.25A，电压表的示数为8V：断开电路后，将电压表、电流表的位置互换，S1断开，S2闭合，电流表的示数为0.2A，则（）AR1=8，R2=40BR1=32，R2=40CR1=40，R2=32DR1=32，R2=8【答案】D练习2.2：如图所示电路，电源电压保持不变当闭合开关S，调节滑动变阻器阻值从最大变化到最小，两个电阻的“UI”关系图像如图所示。则下列判断正确的是（ ）A电源电压为10VB定值电阻R1的阻值为20C滑动变阻器R2的阻值变化范围为010D变阻器滑片在中点时，电流表示数为0.3A【答案】D例3：在如图所示的电器中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻。当、都是电流表时，闭合开关S1，断开开关S2，表的示数与表的示数之比为m；当、都是电压表时，闭合开关S1和S2，表的示数与表的示数之比为n。下列关于m、n的关系正确的是（） A.mn=n-2m B.mn=n-1 C.mn=n+1 D.因R1、R2未知，故m、n的关系无法确定【答案】B（3） 电路及故障例1.在图所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S闭合后，只有一个电表的示数发生变化。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R或小灯L上，则（ ） A电压表V的示数发生变化，小灯L断路B电压表V的示数发生变化，小灯L短路C电流表A的示数发生变化，电阻R断路D电流表A的示数发生变化，电阻R短路【答案】A练习2.如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R或灯L有且只有一个故障。电键S闭合前后，若只有两个电表的示数发生变化，则电路存在的故障是 ；若只有一个电表的示数发生变化，则电路存在的故障是 。 【答案】R断路；R短路例2.在图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，小灯不发光，已知电路故障发生在电阻R或灯L上。若S闭合后，只有一个电表有示数，则故障可能是 。若S闭合后，只有一个电表无示数，则故障可能是 。 【答案】 L断路 或 R断路； L短路练习2：如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S后，电路正常工作。过了一会儿，两个电表中只有一个电表的示数变大。灯L和电阻R中的一个可能出现了故障。（1）灯L发光，则故障是 ；（2）若灯L不发光，则故障是 。 【答案】电阻R短路；电阻R断路例3.在图所示的电路中，电源电压保持不变。由于电阻R、灯L可能出现了故障，电键S闭合前后，电流表指针所在的位置不变且小灯始终不发光。 电路中一定存在的故障是_。 电路中有A、B、C、D四点，将电压表接入_两点，断开电键，若电压表示数_（选填“为零”或“不为零”），则可判断电阻R断路。 【答案】L断路；BC、BD；为零。练习3.在图所示的电路中，电源电压足够大且保持不变。若电路中出现了断路故障，且只发生在电阻R1、R2上。电键S闭合后， 电表示数可能为零（选填“A”、“V”或“A和V”）。在电路中添加一只完好的小灯，连接在a、b、c三点中的两点。当小灯连接的是 两点时，闭合电键S后，若小灯 （选填“发光”或“不发光”），就能判断是R1断路或R2断路。【答案】V；ab或ac ；发光例4.如下图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，小灯正常发光，电路正常工作。一段时间后，小灯L突然变亮，然后就熄灭了，此时电流表的示数为零，电压表有示数。若电路故障发生在电阻R、灯L上，则电路的故障情况是（ ）A只有电阻R断路 B只有灯L断路 C先电阻R断路后灯L断路 D先电阻R短路后灯L断路 【答案】D练习9.在图所示的电路中，电源电压保持不变。R1或R2中的一个发生断路，闭合电键S，以下方法能检测出具体故障的是（ ） A用完好的小灯替换R1B用电压表并联在R2两端C用电流表串联在干路中D用电流表串联在R1支路中 【答案】D（4） 动态电路 例1：在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表A的示数将_，电压表V与电压表V1示数的差值将_（均选填“变大”、“变小”或“不变”）。【答案】变大，变小 练习1：在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向左移动时，电流表A1的示数_，电压表V的示数跟电流表A与电流表A1示数的差值的比值_（均选填“变小”、“不变”或“变大）。【答案】不变，变大例2：在如图所示的电路中，闭合电键S，下列说法中正确的是（ ）A整个电路发生短路B电流表的示数变小C电流表的示数不变化D电流表的示数变大【答案】D 练习2：在如图所示的电路中，当滑片P自右端向左移到中点的过程中，下列说法中正确的是（ ） A电流表A1的示数不变，电压表的示数不变B电流表A1的示数不变，电压表的示数变大C电流表A2的示数变小，电压表的示数变大D电流表A2的示数变小，电压表的示数变小【答案】A 例3：在如图所示的电路中，闭合电键S，当滑片P自中点向左移动时，电流表的示数将_，电压表V1示数将_，电压表V2示数将_，电压表V1的示数与电流表A的示数的比值将_，电压表V2的示数与电流表A的示数的比值将_，电压表V1的示数与电压表V2的示数之和将_。（均选填“变大”.“不变”或“变小”）【答案】变大；变小；变大；变小；不变；不变 练习3：在如图所示的电路中，闭合电键S，灯L1_，灯L2_（均选填“变亮”.“无变化”.“变暗”或“熄灭”）；电流表的示数将_，电压表的示数将_ （均选填“变大”.“不变”或“变小”）。【答案】变亮；无变化；变大；不变（5）问题探讨：伏安法测电阻 例1：小明同学用电压表和电流表测一未知电阻Rx的阻值（1）小明同学测电阻的方法叫 ，其实验原理是： ，实验中需要测量的物理量是： 和 （2）小明实验选用的器材如图1所示，其中电源为2节干电池，待测电阻阻值大约为10，滑动变阻器标有“10 2A”字样，则实验时电压表应选用的量程为 V，电流表应选用的量程为 A（3）在图2中请你帮小明同学设计出实验电路图，并在图1中用铅笔画线代替导线进行实物连接：（4）连接电路时，开关应该 闭合开关之前，滑动变阻器的滑片应调到 ，这样可以起到 的作用（5）为了接近真实值，应多测量几次，取 就可以减小误差因此，在实验过程中需要通过调节 ，多次改变Rx两端的 和通过Rx的 ，得出多组数据【答案】（1）伏安法；R=；Rx两端的电压；通过Rx的电流；（2）03；00.6；（3）见下图；（4）断开；最大阻值处；保护电路；（5）平均值；滑动变阻器；电压；电流例2：某实验小组做“测量小灯泡电阻”的实验，所用实验器材均完好连接好电路后，闭合开关，发现小灯光不发光终过分折，同学们猜想了一些可能的原因，见下表请根据同学们的猜想，在表中写出对应的电压表和电流表的示数情况（填“有”或“无”）猜想电压表示数情况电流表示数情况灯泡断路灯泡短路若是灯泡断路，其原因可能是：（1） ；（2） 【答案】（1）灯丝断了；（2）灯泡与灯座接触不良练习1：某同学做“测量小灯泡电阻”的实验，所用实验器材均完好（1）图甲是测量灯泡电阻的电路图，请你在填上合适的电表符号（2）根据图甲电路，用笔画线代替导线，将图乙的实物电路连接完整（3）该同学连接好电路的最后一根导线时，小灯泡立刻发出微弱的光亮，移动滑动变阻器滑片，灯泡亮度不变导致上述现象的两个操作错误是： ； 。【答案】（1）如图甲；（2）如图乙；（3）连接电路时，开关没断开；滑动变阻器接在了电阻丝上的两个接线柱（5） 电与磁 例1：如图所示是课本中的几个实验演示磁场对通电导体有力的作用的是（ ）【答案】D 练习1.1：如图所示的四个演示实验中，能够说明发电机原理的是（ ） 【答案】C 练习1.2：如图所示，是小明同学探究“磁场对通电导体的作用”的实验装置，ab是一根金属棒，通过金属导轨连接到电路中，闭合开关后，金属棒没有运动（仪器、电路都完好），要想使金属棒运动起来，下列措施不可行的是（ ）A 将蹄形磁体的N、S极对调 B. 换用磁性强一些的蹄形磁体C. 换用能提供较大电流的直流电源 D. 使用轻质金属棒，减小金属棒与导轨之间的摩擦力【答案】A 例2：小敏设计了一种“闯红灯违规证据模拟记录器”，如图甲，拍摄照片记录机动车辆闯红灯时的情景。工作原理：当光控开关接收到某种颜色光时，开关自动闭合，且当压敏电阻受到车的压力，它的阻值变化引起电流变化到一定值时，继电器的衔铁就被吸下，工作电路中的电控照相机工作，拍摄违规车辆。光控开关未受到该种光照射自动断开，衔铁没有被吸引，工作电路中的指示灯发光。回答下列问题：(1)根据工作原理，将电路连接完整。(2)要记录违规闯红灯的情景，光控开关应在接收到 光(填“红”、“绿”或“黄”)时，自动闭合。(3)由图乙可知，压敏电阻R的阻值随受到压力的增大而 。(4)已知控制电路电压为6V，继电器线圈电阻10欧，当控制电路中电流大于0.06安时，衔铁被吸引。通过计算说明，只有质量超过多少千克的车辆违规时才会被拍照记录。 （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，当两只开关均闭合时，三盏灯是（）A全部串联 B全部并联 C串联、并联都有 D无法判断【答案】B2、用同种材料制成两段长度相等，横截面积不同的圆柱形导体，A比B的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通过的电流关系是（ ） AIAIBBIAIBCIA=IBD无法确定【答案】C3、如图所示，是一科技创新小组同学们设计的水位计工作原理图，绝缘浮子随水位的升降带动滑动变阻器R的金属滑杆P升降，通过电压表是显示的数据来反应水位升降情况水位最低时，滑杆P随位于R的a端处L是一个指示灯，电路各部分接触良好，不计导线电阻下列判断正确的是（ ） A当水位不变时，则电压表示数不变，指示灯不亮B当水位下降时，则电压表示数变小，指示灯变亮C当电压表示变大，指示灯变暗，则表明水位上升D若将电压表改装成水位计，则电压表零刻度线即为水位计零刻度线【答案】C4、小梦为济宁市xx年5月份的体育测试设计了一个电子身高测量仪。图5的四个电路中，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，电源电压不变，滑片会随身高上下平移。能够实现身高越高，电压表或电流表示数越大的电路是（ ）【答案】B5、如图所示，某电子线路板上有一个由三个电阻R1、R2和R3构成的局部电路已知通过R1和R2的电流分别为4mA 和10mA，则通过R3的电流可能是（多选）（ ） A4mAB6mAC10mAD14mA【答案】AC6、在如图4所示的电路中，电源电压保持不变。当电键S闭合后，电路正常工作，一会儿后，灯L熄灭，电压表V的示数发生变化。若电路故障只发生在电阻R或小灯L上，则故障是（ ）A当电压表V的示数变大时，一定是小灯L断路 B当电压表V的示数变大时，一定是电阻R断路C当电压表V的示数变小时，一定是小灯L短路 D当电压表V的示数变小时，一定是电阻R短路图4VSRL【答案】C7、图5所示的电路中，正常发光的三盏灯突然全部熄灭，经检查保险丝完好，用试电笔插进插座的两孔，氖管均发光。造成这一现象的原因是（ ）火线零线保险丝图5A插座发生短路了 B进户的火线断了C进户的零线断了 D某盏电灯的灯丝断了【答案】C8、如图所示，R1、R2的阻值相同，当电键S1闭合、S2断开，a、b都是电流表时，a与b的示数之比为 ；当电键S1、S2都闭合，a、b都是电压表时，a与b的示数之比为 【答案】2：1；1：29、如图所示电路中电源电压保持不变闭合电键S后，当滑动变阻器滑片P向右移动时，电流表A的示数将 ，电压表V1的示数 ，电压表V2的示数 （选填“变小”、“不变”或“变大”）【答案】变小，变大，变小10、如图所示，把螺线管沿东西方向水平悬挂起来，然后给导线通上如图所示的电流，请你想一想会发生的现象是（）A. 通电螺线管仍保持静止不动B通电螺线管能在任意位置静止C通电螺线管转动，直至A端指向南，B端指向北D通电螺线管转动，直至B端指向南，A端指向北【答案】D下次课预习