新人教版九年级物理全册精品导学案（附解析共194页）

新人教版九年级物理全册精品导学案（附解析共194页）

1 第 1 节 《分子热运动》 【学习目标】 1、通过观察和实验，初步了解分子动理论的基本观点。 2、能用分子动理论解释某些热现象。 【学习重点】一切物质的分子都在不停的做无规则运动。 【学习难点】分子之间存在的相互作用力。 【自主预习】 1. 保持物质原来性质不变的最小微粒叫做 分子或者原子 ，分子的大小用分子的直径来衡量，通常用 m 为单位来量度分子的大小。 2.扩散现象：不同的物质在接触时，彼此进入对方的现象 叫做扩散现象。扩散现象说明：分子在不停的 做 无规则运动 。 3.. 扩散现象既可以在 气体 发生，还可以在 液体 中发生，也能够在 固体 中发生。 4. 为什么打开香水，很快就会闻到香味，是什么跑到鼻子里了？能闻到香味的原因是分子在不停的做无规 则运动________。 5. 街上烤臭豆腐的小摊，人们远远就能闻到臭豆腐的味道，这属于 扩散 现象，臭豆腐经烧 烤后，温度升高，分子无规则运动 越快 ，说明分子的热运动跟 温度 有关。 6. 建筑、装饰、装修等材料会散发甲醒、苯等有害气体而导致室内空气污染．成为头号“健康杀手”。此 现象表明分子在永不停息地做无规则的运动。 7. 固体、液体能保持一定的体积是因为分子间有相互作用的 引力 。虽然分子间有间隙，但固体、 液体很难被压缩是因为分子间有相互作用的 斥力 。 8. 铁棍很难被拉伸，说明分子间存在_____引力_____，水很难被压缩，说明分子间存在____斥力______。 （均选填“引力”、“斥力”） 【合作探究】 ★学生活动一：演示气体扩散（课本图 13.1—2） 学生交流实验现象并回答下列问题： 1、你在实验中看到的现象是什么？ 上面空瓶有红色 。 2、为什么让密度大的二氧化氮放在密度较小的空气下面，倒过来行吗? 10-10 2 颠倒放置时不能得出相同的结论，因为二氧化氮密度大，在重力作用下会向下运动，无法证明分子是 运动的。 3、此实验说明了_____说明二氧化氮气体分子到了上面空瓶中，分子是运动的。这个实验是一种扩散现象。 ★学生活动二：演示液体扩散 学生交流实验现象并回答下列问题： 1、你在实验中看到的现象是什么？ 红色的墨水充满了液体 ，且温度越高扩散的越快。 2、 此实验说明了液体之间也可以发生扩散现象，扩散的快慢与物体的温度有关。 ★学生活动三：演示固体扩散 学生交流实验现象并回答下列问题： 1、观察长时间堆放煤的墙会变黑。 2、此实验说明了什么？ 固体也有扩散现象 小结：扩散现象：相互接触的 不同物质 ，彼此进入对方的现象叫扩散。 扩散现象说明：；分子在不停的做 无规则运动 。 思 考 ： 我 们 在 大 扫 除 的 时 候 ， 看 见 灰 尘 在 空 气 中 飞 舞 ， 能 说 明 分 子 在 永 不 停 息 的 运 动 中 吗 ？ _________________________ ★学生活动四：阅读分子间的作用力 1、图 13.1-5 能说明什么? 分子之间的间距不同 2、扩散现象说明分子在不停地运动，那么固体和液体中的分子为什么不会飞散开，而总是聚合在一起保持 一定的体积呢？ 分子之间存在引力 3、为什么压缩固体和液体很困难呢？分子之间存在斥力 归纳总结： 1、分子之间有相互作用的 引力 和 斥力 。并且同时存在的。 2、当两分子间的距离很小时，作用力现为 斥力 ； 当两分子间的距离很大时，作用力表现为 引力 ； 当分子间的距离很大时，分子间的相互作用力变得十分微弱，可近似认为分子间无相互 力 。 【精讲点拨】 分子动理论：（1）物质是由分子构成的；（2）构成物质的分子在不停地做热运动；（3）分子间存在着引 力和斥力。学生要学会区分分子运动和宏观运动，宏观运动我们能够看到，比如灰尘，扬尘，粉笔沫等等 这些小颗粒；而分子运动我们只能感觉到现象却无法看到背后的分子运动，比如花香，糖或者盐的扩散等 3 等。 【归纳整理】 【当堂练习】 1. 关于物质的构成，下列说法正确的是（ ） A .分子的直径很小，一般为 B .可以借助光学显微镜观察到分子 C .常见物质是由分子、原子构成的 D .物体当中有些分子在运动，有些分子静止 【答案】C 【解析】 A、物质是由分子组成的，它直径数量级一般为 10−10m，故 A 错误； B、组成物质的分子体积非常小，如果将分子看成一个个的小球，其直径只有百亿分之几米，一般显微镜看 不到，所以必须使用超级电子显微镜进行观察，故 B 错误； C、物质由分子构成，分子由原子构成，常见的物质是由分子、原子构成的，故 C 正确； D、组成物体的分子都在永不停息地做无规则运动，故 D 错误． 2. 以下说法中正确的是（ ） A .在室内打开酒精瓶盖，过一会，整个室内都有酒精味，这是酒精分子运动引起的 B .固体分子作用力大，故固体分子是静止的 C .用锉刀锉铁件时，得到很多细小的铁粉，每一粒铁粉就是一个铁分子 D .分子间作用力要么只有引力，要么只有斥力 【答案】A 【解析】A、在室内打开酒精瓶盖，过一会，整个室内都有酒精味，这是酒精分子运动引起的．故 A 正 4 确． B、固体分子间作用力大，但是分子也在永不停息的做无规则运动．故 D 不正确． C、用锉刀锉铁件时，得到很多细小的铁粉，每一粒铁粉不是一个铁分子，铁分子是用肉眼看不见的．故 C 不正确． D、分子间的引力和斥力是同时存在的．故 D 不正确． 3. 下列现象中，说明分子不停地做无规则运动的是（ ） A .少数工业废水污染整个水库 B .冬天，雪花漫天飞舞 C .扫地时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞 D .沙粒放入水中，水变浑浊了 【答案】A 【解析】A．少数工业废水污染整个水库是由于废水中的一些分子运动到整个水库的结果，故能说明分子不 停地做无规则运动； B．冬天漫天飞舞的雪花，属于宏观物体的运动，不属于分子运动； C．扫地时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞，属于宏观物体的运动，不属于分子运动； D．沙粒放入水中，水变浑浊了，是因为沙土小颗粒悬浮在水中造成的，不属于分子运动． 4.我们通常吃的盐蛋，其实是用鸭蛋腌制而来的．有的地方是将食盐和黄泥以适当比例混合后加水和成泥 状裹在鸭蛋表面，十天或半月后鸭蛋就变咸了．下面分析正确的是（ ） A .只有蛋壳有裂缝的蛋才变咸 B .黄土的目的是将蛋壳腐蚀，使壳变得十分薄 C .此实例说明固体分子间也可发生扩散 D .此方法不能腌鸡蛋 【答案】C 【解析】A、分子在不停的运动，不但适用于气体也适用于液体和固体．故蛋壳不裂缝也会变咸．故 A 不正 确 B、黄土的目的不是将蛋壳腐蚀，而是为了使盐分子和蛋壳充分接触．故 B 不正确 C、因为一切物体的分子都在不停的做运动，题中盐鸭蛋的腌制说明固体分子间也可发生扩散．故 C 正确 D、此方法能腌制鸡蛋，因为一切物体的分子都在不停的做运动．故 D 不正确 5. 小明闻到烟味，对爸爸说：“你一吸烟，我和妈妈都跟着被动吸烟．”小明这样说的科学依据是（ ） A .一切物体都是由分子组成的 B .分子在不停地做无规则的运动 C .分子之间存在相互作用力 D .有的分子之间只有引力，有的分子之间只有斥力 【答案】B 【解析】小明的爸爸吸烟时，由于烟分子不停地做无规则的运动，在空气中进行扩散，所以小明和妈妈也 5 可以吸到空气中的烟．所以小明会说“你一吸烟，我和妈妈都跟着被动吸烟．” 6. 下列事例中，能说明“分子在不停地运动”的是（ ） A .发生沙尘暴，沙尘漫天做无规则地运动 B .扫地时，阳光下看到微小尘埃不停地运动 C .炒菜加点盐后，菜就有了咸味 D .将泥沙投入水中搅动，水变浑浊了 【答案】C 【解析】A、发生沙尘暴，沙尘漫天做无规则地运动，是物质在运动，属于机械运动．故 A 错误． B、扫地时，阳光下看到微小尘埃不停地运动，也是物质在运动，属于机械运动．故 B 错误． C、炒菜加点盐后，菜就有了咸味，这是分子运动的结果．故 C 正确． D、将泥沙投入水中搅动，水变浑浊了，这不是分子的运动，这是物质的混和．故 D 错误． 7. 下列关于分子的说法中，正确的是（ ） A .分子虽小，但可以用肉眼看见 B .扩散现象证明分子不停地做无规则运动 C .气体容易被压缩，说明分子作用力很大 D .分子作用力即分子引力 【答案】B 【解析】A、分子是纳米级别的，直接用肉眼是看不到的； B、扩散现象就是分子做无规则运动的结果； C、气体分子间的距离比较大，分子间的作用力比较小，斥力比较小，所以气体可以比较容易被压缩； D、分子间的作用力包括相互作用的引力和斥力． 8. “破镜”不能“重圆”的原因是（ ） A .分子间的作用力因玻璃被打碎而消失 B .玻璃表面太光滑 C .玻璃的分子间只有斥力没有引力 D .玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离 【答案】D 【解析】破镜不能重圆，是因为玻璃的硬度大，玻璃放在一起不容易发生形变，玻璃分子间的距离不能达 到小于分子直径的 10 倍的程度，超出了分子力的作用范围．故无法产生引力； 9. 下列现象不能用分子动理论解释的是（ ） A .气体很容易被压缩 B .铁丝不易被拉断 C .汽车驶过，公路上扬起灰尘 D .浸在盐水中的鸡蛋变咸了 【答案】C 【解析】A．气体容易被压缩，是因为气体分子间有空隙，A 可解释； B．铁丝不易被拉断是因为铁原子间有引力，B 可解释； 6 C．汽车扬起的灰尘是固体小颗粒，不是分子，C 无法解释； D．浸在盐水中的鸡蛋变咸了是因盐分子做无规则运动进入了鸡蛋，D 可解释． 本题选无法解释的，故选 C． 10. 将两个铅柱的底面削平、削干净，然后紧紧地压在一起，这时两块铅就会结合起来，甚至下面可以吊 一个重物都不能将它们拉开（如图）这一现象说明（ ） A .分子在做无规则运动 B .分子间存在扩散现象 C .分子间存在斥力来 D .分子间存在引力 .【答案】D 【解析】物质是由分子组成的，分子间存在相互作用的引力与斥力作用． 两铅块铅分子间存在相互作用的引力，两铅块在分子间引力作用下吸在一起； 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 第 2 节《内能》 【学习目标】 1、通过观察和实验，了解内能的概念。 2、知道热传递和做功可以改变物体的内能及生活实例。 【学习重点】热传递和做功可以改变物体的内能。 【学习难点】热传递和做功可以改变物体的内能。 【自主预习】 一、内能： 1、定义：物体内部所有分子热运动的分子动能与分子势能总和。 2、产生原因： 分子动能：分子在不停地做无规则运动。 7 分子势能：分子间有引力和斥力。 3、温度对内能的影响：同一个物体，温度越高，内能越大，物体温度降低时，内能减少。 4、特点：一切物体都具有内能。 二、物体内能的改变： 1、热传递： （1）产生条件：物体间存在温差。 （2）实质：内能的转移。 （3）过程：高温物体放出热量，内能减少；低温物体吸收热量，内能增加。 2、热量： （1）定义：热传递过程 中传递热量。 （2）单位：J 。 3、做功： （1）现象：物体对外界做功，内能减少；外界对物体做功，内能增加。 （2）实质：内能与其他形式能 的转化。 【合作探究】 ★学生活动一： 认识内能 机械能回顾： 1、物体由于运动而具有的能叫做动能，高处的物体因受重力而具有的能重力势能，发生弹性形变的物体因 有弹力而具有的能弹性势能。 提出问题： 2、物体内部的分子在不停地做着无规则的热运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力，那么分子之间的 能量有什么特点呢？ 小结：物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。内能的单位是 J 。 ★学生活动二： 一切物体都具有内能 结合分子动理论学生交流实验现象并回答下列问题： 1、内能可以是零吗？ 物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能，而分子又永不停息地无规则运动着，所 8 以分子内能不可能为零！ 2、一辆汽车把一罐天然气从 A 地运送到 B 地，在路上 60km/h 行驶起来后，罐内天然气的内能是否增加？ 不变。内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和，体现在微观层面。物体的机械能是在宏观层面，两者 没有直接关系。所以，物体机械能增加，内能不一定增加。 ★学生活动三： 内能大小的影响因素 学生思考并回答下列问题： 比较物体的内能大小，并说明理由。 ①一块铁由 15℃升高到 50℃，比较内能。 ②质量是 1kg，50℃的铁块与质量是 0.1kg，50℃的铁块，比较内能。 ③质量是 1kg，100℃的水与质量是 1kg，100℃的水蒸气，比较内能。 内能的影响不仅仅是温度，还与质量，状态有关。 小结：一个确定的物体，分子总数是固定的，其内能大小由温度和体积决定；如果物体不确定，那么其内能 大小由质量、温度、体积、种类来决定。 ★学生活动四： 物体内能的改变方式 1、想办法使放在桌面上的铁丝温度升高，并进行总结分类。 9 小结：改变物体内能的两种方式分别是热传递和做功。 ★学生活动五： 热传递改变物体内能 观察多媒体图片并回答问题：太阳能和烧水温度升高的共同特点？ 烧水，太阳能热水器的例子，都是高温物体把自己的热量传给低温物体。 小结： 1.热传递改变物体的内能实质上是能量的转移。发生热传递时，高温物体内能减少，低温物体内能 增加。 2. 在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量。符号：Q 单位：J。 ★学生活动六： 做功改变物体内能 观察硝化棉演示实验，并回答下列问题： 思考压动活塞时，硝化棉为什么会燃烧？有没有做功？能量又是如何改变的？ 缩活塞对空气做功，使温度升高，内能增加，由机械能转换成动能。 学生实验：用打气筒打气，当打几下之后摸一下打气筒的外壁，思考外壁为什么会发热？有没有做功？能量 又是如何改变的？ 通过摩擦外壁做功，使温度升高，机械能转化成内能。 小结：对物体做功，内能增加，温度升高。 观察物体对外做功的演示实验，并回答下列问题： 既然对物体做功，会使物体温度升高，思考物体如何对外做功会怎么样？ 当瓶塞跳出时，瓶内出现“白雾”。内能减少。 小结：做功改变物体的内能实质上是能量的转化。对物体做功，内能增加，温度升高。物体对外做功，内能 减少，温度降低。 【归纳整理】 10 【课堂练习】 1. 关于物体的内能，下列说法正确的是（） A .温度相等的 和 的水内能相同 B .物体内能增加，一定要从外界吸收热量 C .温度为 的物体没有内能 D .在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少 【答案】D 【解析】A、水的内能不仅与温度有关，还和水的质量有关，所以温度相等的 1kg 水和 100g 水的内能不同； 故 A 错误； B、改变物体内能的方法有两种，做功和热传递；物体内能增加，可能是从外界吸收热量，也可能外界对它 做功；故 B 错误； C、一切物体都有内能，故 C 错误； D、物体的内能与温度、质量、状态等因素有关；在相同物态下，同一物体温度升高时，内能增加，温度降 低时，内能将减小；故 D 正确． 2. 关于内能下列说法正确的是（） A .温度在 以下的物体没有内能 B .物体内能增加温度一定升高 C .物体内能增加一定是吸收了热量 D .一个物体温度升高内能一定增加 【答案】D 【解析】A、一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，即一切物体都有内能，故 A 错； B、晶体熔化的过程中，吸收热量内能增加，温度保持不变，故 B 错； C、改变物体内能的方式有两种：做功和热传递；物体内能增加可能是吸收了热量，也可能是外界对物体做 功，故 C 错； D、物体温度升高，内能一定增加，故 D 正确． 3. 下列关于内能的说法，正确的是（） 11 A . 的冰块内能为零 B .温度低的物体一定比温度高的物体内能小 C .运动的物体一定比静止的物体内能大 D .物体的温度升高，内能一定增加 【答案】D 【解析】 A、错误，0∘C 的冰块有内能； B、错误，影响内能大小的因素除了温度以外，还有物体的质量、体积和状态．所以在不确定其它因素都相 同的情况下，只凭温度无法比较内能的大小； C、错误，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，而与整个物体的速度无关； D、正确，物体的温度升高，内部分子运动剧烈，内能一定增加； 故选 D． 4.南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是 ．一天，甲、乙两个游客之间发生了一次有趣的对话， 他们的部分说法如下，其中正确的是（） A .甲说：我们这里太冷了，冰山肯定没有内能了 B .乙说：分子在不停地做热运动，所以冰山也有内能 C .甲说：我们嘴里呼出的“白汽”是水蒸气吸热液化形成的 D .乙说：热量由空气传给了水蒸气形成的“白汽” 【答案】B 【解析】 一切物体都有内能．所以 A 选项说法错误，不符合题意．B 选项说法正确，符合题意； 嘴里呼出的“白汽”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠组成的；气体液化过程中要放出热量，热量由水蒸气 传给了空气液化形成的“白汽”．所以 CD 选项说法错误，不符合题意． 5. 下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是（） A . 的冰没有内能 B .冬天搓手取暖是利用做功来改变内能 C .物体温度越高，所含热量越多 D .物体的机械能越多，其内能就越多 【答案】B 【解析】 A．任何物体都有内能，0∘C 的冰也有内能，故 A 错误； B．冬天搓手，克服摩擦做功，是利用做功来改变内能，故 B 正确； 12 C．热量总是从温度高的物体传递到温度低的物体，热量不是状态量，不能说含有或者具有热量，故 C 错误； D．机械能是物体由于机械运动而具有的能，内能的大小与机械能的大小没有必然联系，故 D 错误 6. 在如图所示事例中，不属于做功改变内能的是（ ） A .甲图：冷天搓手取暖 B .乙图：空气被压缩时内能增大 C .丙图：烧水时水温升高 D .丁图：下滑时臀部发热 【答案】C 【解析】A．冷天搓手取暖是通过做功的方式把机械能转化为内能； B．空气被压缩时内能增大是通过做功的方式把机械能转化为内能； C．烧水时水温升高，是通过热传递的方式改变物体内能的； D．下滑时臀部发热是通过做功的方式把机械能转化为内能，故只有 C 符合题意． 7. 如图所示，用酒精灯给水加热一段时间后，观察到软木塞冲出试管口． （1）软木塞冲出试管口，说明力能改变物体的________． （2）此过程中，水蒸气减少的内能________（选填“大于”、“等于”或“小于”）软木塞增加的机械能， 这与热机的________冲程相似． 【答案】 1.（1）运动状态 2.（2）大于做功 【解析】（1）软木塞冲出试管口，运动状态发生了变化，说明力可以改变物体的运动状态； （2）水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能减小，水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，由于存在热量的散 失，故水蒸气减少的内能大于软木塞增加的机械能；该过程与热机的做功冲程能量转化相同． 8. 如图所示，小华从滑梯上滑下时，臀部发热，这是通过________方式改变物体内能的，改变内能的另外 一种方式是________，用热水袋取暖是利用________改变物体内能的． 13 【答案】 做功热传递热传递 【解析】 小华从滑梯上滑下，臀部发热，这是通过做功的方式改变物体的内能，另一种改变内能的方式是热传递；用 热水袋取暖是利用热传递改变物体内能的． 9. 烤红薯是人们喜爱的美味小吃之一，在较远处就能闻到红薯的香味，这属于________现象；红红的炭火 将红薯烤熟是通过________方法增加地瓜的内能的． 【 答案】 扩散热传递 【解析】 在较远处就能闻到红薯的香味，这是因为具有红薯香气的分子扩散到了空气中 10. 放在热汤中的金属勺子很快变得烫手，金属勺子的内能________（选填“减少”“不变”或“增加”）， 这是通过________（选填“做功”或“热传递”）的方式改变了它的内能． 【答案】 增加热传递 【解析】 放在热汤中的金属勺子很快变得烫手，即热量由热汤传递到金属勺子上，使得金属勺子的内能增加，温度升 高，是通过热传递的方法改变的内能． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　　 14 第 3 节 《比热容》 第 1 课时 【学习目标】 1、理解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性 2、通过探究，比较不同物质的吸热能力． 【学习重点】比热容的概念。 【学习难点】比热容的概念。 【自主预习】 1、烧水时，水吸收的热量与水的质量有什么关系？与水温升高的多少有什么关系？ 同种物质质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多。 结论：对于同一种物质，它吸收的热量与质量和升高的温度有关。 2、对于不同的物质，如果它们的质量相同，温度升高的度数也一样，它们吸收的热量是否相同？ 猜想：不同物质在质量相同、升高相同温度时吸收的热量不同。 3、定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这 种物质的比热容，用符号 C 表示。 4、单位：J/（kg·℃），读作：焦每千克摄氏度。 5、意义：比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同。 6、水的比热容： （1）大小：c 水＝4.2 × 103J/(kg·℃）。 （2）意义：质量是 1kg 的水温度升高 1℃吸收的热量是 4.2 × 103 J。 【合作探究】 ★学生活动一：制定实验计划与设计实验 学生交流实验设计的思想并回答下列问题： 1、要研究这个问题,必须保持质量和升高的温度相同，物质种类不同 2、那么该实验用什么探究方法？ 控制变量法 3、怎样确定不同物质吸收的热量是否相同？ 取质量相等的不同物质，使其升高相等的温度，比较各自加热时间。或取质量相等的不同物质，使其 加热相同的时间，比较各自升高的温度。 15 4、取两个相同的烧杯盛放质量相同的两种液体(水和煤油),用相同的两个电热器给它们加热使它们升 高相同的温度,看它们所用时间的长短。 5、为什么用通过加热时间的长短来间接反映物质吸热多少？ 转换法 6、分析归纳：质量相同的水和食用油吸收相同的热量时升高的温度不同，若要使水和食用油升高相同 的温度，必须继续给水加热一段时间，说明质量相同的水和食用油升高相同的温度吸收的热量是不同 的。 7、结论：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相同。 ★学生活动二：阅读课本关于比热容的内容 归纳总结： 1、定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫作这 种物质的比热容，用符号 C 表示。 2、单位：J/（kg·℃），读作：焦每千克摄氏度。 3、意义：比热容是物质的一种特性，不同物质的比热容一般不同。 4、水的比热容： （1）大小：c 水＝4.2 × 103J/(kg·℃。 （2）意义：质量是 1kg 的水温度升高 1℃吸收的热量是 4.2 × 103 J。 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 如图是用木炭加热烤肠时的一个场景，为了让烤肠不致被烤焦且均匀受热，店主将烤肠放在石子上烤而 不直接放在铁锅内烤．下面分析正确的是（ ） 16 A .闻到烤肠的香味，表明扩散只在气体中发生 B .烤肠在加热过程中，温度升高，内能增大 C .木炭燃烧的过程中，将内能转化为化学能 D .烤肠在石子上烤是利用了石子比铁锅的比热容小 【答案】B 【解析】 A．扩散是分子的无规则运动，可以在固液气三种状态中发生，故 A 错误； B．烤肠通过石子的热传递，在加热过程中温度升高，内能增大，故 B 正确； C．燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中燃料的化学能转化为热能，故 C 错误； D．利用这种石头来制熟烤肠，这主要是利用了石头的比热容比铁的比热容大，在同样吸热的情况下，其温 度升高比较慢，且散热比较均匀的特点，故 D 错误． 2. 关于同一种固态物质的比热容 ，下列说法正确的是（ ） A .若吸收的热量增大一倍，则比热容增大一倍 B .若质量增大一倍，则比热容减至一半 C .若加热前后的温度差增大一倍，则比热容增大一倍 D .无论质量多大，比热容都一样 【答案】D 【解析】 比热容是物质本身的特性，它不会随物质吸收的热量，质量，温度的改变而改变．所以 A，B，C 错误，D 正 确． 3. 关于比热容，下列说法中正确的是（ ） A .物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关 B .物体的比热容与物体的温度有关 C .物体的比热容与跟物体的质量有关 D .物体的比热容是物体的一种属性，与温度、质量都没有关系 【答案】D 【解析】 A、比热容大的物体不一定吸热，更不要说吸收热量的多少，所以 A 错； 17 B、比热容的大小和物体的温度无关，所以 B 错； C、比热容的大小和物体的质量无关，所以 C 错； D、物体的比热容与物质的种类和物体的状态有关，与物体的温度、质量是无关的，所以 D 是正确的． 4.水的比热容比煤油的大．如图所示，隔着石棉网同时加热规格相同，分别装上质量和初温都相同的煤油 和水的试管，至管内液体升温到 ，这个过程中（ ） A .煤油温度先升到 B .同一时刻水的温度比煤油高 C .加热相同时间，水吸收的热量多 D .升高相同的温度，煤油需加热较长的时间 【答案】A 【解析】 A、水的比热容比煤油的大，质量相同的水和煤油相比，煤油吸收的热量少，需要的加热时间短，煤油先升 高到 40∘C，故 A 正确； B、由图可知，用同一个酒精灯加热，两试管的规格相同，则在相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同， 但水的比热容比煤油的大，水和煤油的质量相同，水升高的温度值小，故 B 错； C、用同一个酒精灯加热，两试管的规格相同，则在相同的时间内，水和煤油吸收的热量相同，故 C 错； D、水的比热容比煤油的大，质量相同的水和煤油相比，升高相同的温度，水吸收的热量多，需要的加热时 间长，故 D 错 5. 关于比热容的说法，正确的是（ ） A .质量大、温度高的物体，比热容一定也大 B .一定质量的物体，吸收热量越多，比热容越大 C .比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容 D .比热容相同的，一定是同一种物质 【答案】C 【解析】 比热容是物质的一种特性，物质种类、状态没变，比热容就是相同的，与温度的高低没有关系，故 AB 错误， C 正确； 比热容相同的不一定是同一种物质，如煤油和冰的比热容相同，故 D 错误． 18 6. 沿海地区的气温不如内陆地区的气温变化显著，主要是因为水比砂石具有较大的（ ） A .热量 B .密度 C .比热容 D .内能 【答案】C 【解析】 沿海地区，水多；内陆地区水少、沙石多．因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收 相同的热量，水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得沿海地区昼夜的温差 小． 7.如图，两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的不同液体。若液体吸收的热量等于电加热器放 出的热量，加热时间相同且液体均未沸腾，则（ ） A .两杯液体吸收的热量相等 B .温度较高的液体比热容较大 C .温度较低的液体吸收的热量较多 D .温度较高的液体吸收的热量较多 【答案】A 【解析】 相同规格的电热器相同时间内放出的热量相等，液体吸收的热量相等，在质量、吸收热量相同的条件下， 变化的温度△t 越大，比热容越小，选 A 8. 冰的比热容为 /(kg·℃），说明（ ） A .将 冰熔化需要 的热量 B .对 的冰做 的功，它的温度一定升高 1℃ C . 的冰温度升高 2℃，需吸收 的热量 D . 的冰吸收 的热量，它的温度一定升高 1℃。 【答案】C 【解析】 冰的比热容是 2.1×103J/(kg⋅∘C)，它表示 1kg 的冰温度升高或降低 l∘C 所需要吸收或放出的热量是 2.1× 103J；由此可知，1kg 的冰温度升高 2∘C，需吸收的热量为：2.1×103×2=4.2×103J．对照选项中的说法 可知，只有 C 的说法是正确的． 9.水的比热容是 /(kg·℃），它的物理意义是________，水结冰后的比热容变小，这说明比热容 19 的大小与种类有关外还与它的________有关． 【答案】 1kg 的水温度每升高（或降低）1∘C 吸收（或放出）的热量为 4.2×103J 状态 【解析】 根据比热容的定义可知，水的比热容是 4.2×103J/(kg⋅∘C)，其物理意义是：1kg 的水温度每升高（或降低） 1∘C 吸收（或放出）的热量为 4.2×103J； 比热容是物质的一种特性，水结冰后的比热容变小，这说明比热容的大小与种类有关外还与它的状态有 关． 10. 若某个铜球的比热容为 0.39×103J/(kg⋅∘C)，则半个铜球的比热容为________．一大桶酒精和一滴水 相比较，它们的比热容较大的是________． 【答案】0.39×103J/(kg⋅∘C) 一滴水 【解析】 (1)比热容用符号 c 表示；铜球的比热容为 0.39×103J/(kg⋅∘C)，则半个铜球的比热容不变，还是 0.39× 103J/(kg⋅∘C)． (2)水的比热为 4.2×103J/(kg⋅∘C)，比热容大小与物体的质量大小无关，水的比热容比酒精的大，一大桶 酒精和一滴水相比，还是水的比热容大． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 第 3 节 《比热容》 第二课时 【学习目标】 3、理解比热容的概念，知道在生活中的应用。 4、通过计算，加强对公式的理解。 【学习重点】热量的计算。 【学习难点】热量的计算。 20 【自主预习】 1、夏天中午，我们在水边玩耍的时候，脚踩在沙子上有什么感觉？踩在水中有什么感觉？为什么有不同的 感觉？ 砂石和海水受太阳照射时间相同的条件下，砂石的比热容小，温度变化大；海水的比热容大，温度变化小。 故感觉砂石烫，海水不那么烫。 2、在夏天，在室内洒水可以降温，这是利用了什么？现在我们很多同学家中有小汽车，打开小汽车的前盖， 会看到一个大水箱，水箱起什么作用？里面装的是什么液体？为什么要装这种液体？如果是在北方，在冬 天很冷的情况下，能否只装这种液体，如果不能，应该怎么解决？ 水的比较容大，等质量的水和其它物质相比，吸收同样的热量，水的温度升得慢，吸热或致冷效果好。降 低同样的温度，水放出的热量比较多，取暖效果较好。 3、为什么沿海地区昼夜温差小而沙漠地区昼夜温差大？而且在海边，白天与夜晚的风向是否相同？ 因为陆地基本上是沙石构成的，比热容小于水，所以温差较小，而在海边白天温度升得快，热空气上升， 海洋升温慢，海洋上方的冷空气流过来补充，所以，白天风从海洋吹向陆地。在晚上，陆地降温快，海洋 降温慢，风又会从陆地吹向海洋。 4、物体吸收的热量与质量成正比，与升高的温度成正比，与物质的比热容成正比。 5、计算公式：Q 吸＝cm(t－t0)或 Q 放＝cm(t0－t)。 6、Q = cmΔt 。 【合作探究】 ★学生活动：探究热量的计算 已知水的比热容为 4.2×103J/(Kg•℃)。 则：1Kg 的水温度升高 1℃，所吸收的热量为 4.2×103J J； 1. 1Kg 的水温度升高 2℃，所吸收的热量为 8.4×103 J； 2. 2Kg 的水温度升高 1℃，所吸收的热量为 8.4×103 J； 3. 2Kg 的水温度升高 2℃，所吸收的热量为 8.4×103 J； 小结：物体吸收的热量与质量成正比，与升高的温度成正比，与物质的比热容成正比。 计算公式：吸收热量：Q 吸＝cm(t－t0),放出热量计算公式：Q 放＝cm(t0－t)。 如果我们用 Q 表示物体吸收或放出的热量，用 c 表示物质的比热容，用 Δt 表示温度的变化，你能总结出 物体在温度变化时所吸收或放出热量的计算公式吗？ 21 Q = cmΔt 。 典例剖析 例题 1：要把 2kg 的水从 20℃加热到 100℃，至少需供给多少热量？ 已知：c=4.2×103J/（kg·℃），m=2kg， t1=20℃，t2=100℃。 求：Q 吸。 解：Q 吸=cm（t2-t1） =4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-20℃） =6.72×105J。 答：至少需供给 6.72×105J 的热量。 例题 2：小明家的电热水器内装有 5L 的水，该热水器中水的温度从20℃升高到 40℃，求这些水吸收的热量。 （C 水=4.2×103J/（kg．℃） 解：密度的公式 ρ=m/v 由得水的质量： m=ρV=1.0×103kg/m3×5×10-3m3=5kg， 水吸收的热量： Q 吸=cm（t2-t1）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（40℃-20℃）=4.2×105J． 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 江苏盐城被誉为“东方湿地之都”，湿地能较好地调节气候，是因为水的（ ） A .密度大 B .比热容大 C .流动性大 D .热值大 【答案】B 【解析】湿地含有大量的水，因为水的比热容较大，白天，相同质量的水和沙石比较，吸收相同的热量， 水的温度升高的少；夜晚，放出相同的热量，水的温度降低的少，使得昼夜的温差小，故能有效调节周围 环境的气温． 22 2. 由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显 著．因此（ ） A .白天的海风多是从陆地吹向海面，夜晚的海风多是从海面吹向陆地 B .白天的海风多是从海面吹向陆地，夜晚的海风多是从陆地吹向海面 C .白天和夜晚的海风多是从陆地吹向海面 D .白天和夜晚的海风多是从海面吹向陆地 【答案】B 【解析】水的比热容比泥土沙石的大，白天太阳照射时，水面温度上升得慢，陆地温度上升得快，热空气 上升，冷空气补充，风从海面吹向陆地；晚上，气温下降，水面温度下降得慢，温度高一些，热空气上升， 风从陆地吹向海面．因此，在海岸附近形成的一种有日变化的风系．在基本气流微弱时，白天风从海上吹 向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋．前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风． 3. 炎热的夏天，小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现：岸上的石头热得烫脚，而河水却比较凉， 其主要原因是（ ） A .水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低 B .水的比热容比石头的大，在受到太阳同样照射的情况下，水升高的温度少 C .石头的吸热能力强，因此石头升温快 D .这是小明的错觉造成的，实际上岸上石头与水的温度相同 【答案】B 【解析】因为水的比热容比石头的大，相同质量的水和石头比较，吸收相同的热量（都在太阳照射下），水 的温度升高的少，故河水是凉凉的，而石头的温度升高的多，热得烫脚． 4. 电热水器里内装有温度为 20℃的水，加热一段时间后，这些水吸收了 热量，水温升高到 70℃，电热水器里装有________kg 的水．水的比热容 4.2×103J/（kg•℃） 【答案】40 【解析】由 Q 吸=cm△t 得水的质量： ． 故答案为：40 5.甲、乙两种物质的比热容之比是 ，质量之比是 ，若它们吸收的热量相等，则甲、乙升高的温度之比 为________；若它们升高相等的温度，则它们吸收的热量之比是________． 68.4 10 J× 6 3 8.4 10 404.2 10 / ( C) (70 C 20 C) Q Jm kgc t J kg ×= = =∆ × ⋅ × −   吸 23 【答案】1:6 6:1 【解析】 根据公式进行推导： 答案为：1:6 6:1 6.宁夏“沙湖”是闻名全国的 AAAAA 级旅游胜地（如图所示）．当你在烈日当空的“沙湖”游玩时，你会发 现岸上的沙子热得烫脚，而湖水却是凉凉的，这是因为________．已知水的比热容为水的比热容 4.2×103J/ （kg•℃），而沙子的比热容为水的比热容 0.92×103J/（kg•℃），则相同质量的沙子和水吸收相同的热量 所升高的温度之比为________． 【答案】水的比热容比沙子的大，相同质量的水和沙子吸收相同的热量（都在太阳照射下），水的温度升高 的少，沙子的温度升高的多 105 : 23 【解析】因为水的比热容比沙石的大，相同质量的水和沙石吸收相同的热量（都在太阳照射下），水的温度 升高的少，湖水是凉凉的，而沙石的温度升高的多，热得烫脚； 沙子和水的质量相同、吸收的热量相同，由吸热公式 Q 吸=cmΔt 得， 7. 如图是我国新研制的月球探测器样机．样机使用抗温差大的材料，是由于月球表面物质的比热容________ （填“较大”或“较小”），温差大的缘故． cmQttcmQ =∆∆= , 16： mc Q mc Q Δt Δt 乙乙 乙 甲甲 甲 乙 甲 == 16： Δtmc Δtmc Q Q 乙乙乙 甲甲甲 乙 甲 == 23105== 水水 水 沙沙 沙 水 沙 mc Q mc Q Δt Δt 24 【答案】较小 【解析】根据热量计算公式 Q=cm△t 可知，有物质的质量一定，吸收热量一定时，可知物质的比热容越小， 所引起的温度变化越大，样机使用抗温差大的材料，故可判断月球表面物质比热容较小 8. 吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由 12℃升高到 42℃，妈妈至少要用 62℃的热水多少千克？[水的比热容为 4.2×10 3J/（kg•℃），牛奶的比热容为 2.5×103J/（kg•℃） 【答案】至少需要 60∘C 的热水约 0.248kg． 【解析】由图知，牛奶的质量 m1=250g=0.25kg 牛奶升温时吸收的热量： Q 吸=c1m0(t−t01) =2.5×103J/(kg⋅∘C)×0.25kg×(42∘C−12∘C) =18750J， 热水由 60∘C 降低到 42∘C 放出的热量： Q 放=c2m2(t02−t) ∵Q 吸=Q 放=18750J ∴m2=Q 放/c2(t02−t)=18750J/4.2×103J/(kg⋅∘C)×(60∘C−42∘C)≈0.248kg． 至少需要 60∘C 的热水约 0.248kg． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 第 1 节 《热机》 第一课时 【学习目标】 25 1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理。 2.了解汽油机的构造和工作过程及能量转化。 3.了解柴油机的构造和工作过程。 【学习重点】汽油机的工作过程及能量转。 【学习难点】汽油机的工作过程及能量转化。 【自主预习】 1、把内能转化为机械能的机器叫热机。 2、内燃机：燃料在机器的气缸内燃烧的热机。包含汽油机和柴油机。 3、汽油机：汽油机是利用 汽油 作燃料来工作的。 4、汽油机的结构：进气门、排气 门、火花塞、活塞、曲轴、连杆。 5、工作过程：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有四个冲程。包括： __吸气冲程_____ 、 _压缩冲程_______ 、 __做功冲程_____ 、 __排气冲程______四个冲程。 6、吸气冲程：进气阀打开。排气阀：关闭。吸入气体:汽油和空气的燃料混合物。 7、压缩冲程：进气阀关闭。排气阀：关闭。能量转化：机械能转化为内能。 8、做功冲程：火花塞点火。能量转化：内能转化为机械能。 9、排气冲程：进气阀关闭。排气阀打开。 10、在一个工作循环中，四个冲程，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。在压缩冲程 中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。 11、汽油机与柴油机的区别： 【合作探究】 ★学生活动一：观察实验并回答下列问题： 1、实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。 思考； （1）看到什么现象？_水蒸气会把木塞冲开，瓶口白雾产生____ （2）木塞被顶开，是谁对它做了功？___水蒸气_____________ （3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？ _______内能_________ 名称 区别 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 吸入的物质 吸 入 空 气 和 汽 油的混合物 只吸入空气 燃 料 燃 烧 的 方 式 点燃式 压燃式 26 （4）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？__燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能；当水蒸 气会把木塞冲开时将水的内能转化为瓶塞的机械能。 2、热机是把内能转化为机械能的机器叫热机。热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、 火箭等。 3、内燃机：燃料直接在发动机___气缸_____燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料， 分别叫作__汽油机____和__柴油机_____ ★学生活动二：阅读教材，依据图自学并填写、汇报： （1）汽油机是利用 汽油 作燃料来工作的。 （2）构造： 由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成 。 （3）工作过程：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有___四___个冲程。包括： ___吸气冲程____ 、 __压缩冲程______ 、 _做功冲程______ 、 _排气冲程_______四个冲程 吸气冲程：吸气冲程中吸入的是什么？进气门和排气门的打开和关闭情况？ 进气阀打开。排气阀关闭。吸入气体:汽油和空气的燃料混合物。 压缩冲程：压缩冲程中，是什么能向什么能转化？ 能量转化：机械能转化为内能。 做功冲程：做功冲程为什么能做功？是什么能向什么能转化？ 高温燃气做功。能量转化：内能转化为机械能。 排气冲程：进气门和排气门的打开和关闭情况？ 进气阀关闭。排气阀打开。 （4）在一个工作循环中，四个冲程，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。在压缩冲程 中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。 ★学生活动三 ：阅读课本找到汽油机与柴油机的不同 【归纳整理】 名称 区别 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 吸入的物质 吸 入 空 气 和 汽 油的混合物 只吸入空气 燃 料 燃 烧 的 方 式 点燃式 压燃式 27 【课堂练习】 1. 下列有关热机的说法中不正确的是（ ） A .可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率 B .为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性 C .热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程 D .热机的大量使用会造成环境污染 【答案】A 【解析】A．用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率，增大热机功率不能增大热 机的效率，A 错误； B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性，B 正确； C．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程，C 正确； D．热机的使用，使人类对化石能源的依赖很强，现在大气污染的主要途径就是利用化石能源，D 正确． 2. 下列关于热机的说法中，正确的是（ ） A .加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以使热机效率大于 B .柴油机工作时，将内能转化为机械能的是做功冲程 C .四冲程汽油机有两个冲程是对外做功的 D .热机不属于大气污染的主要来源 【答案】B 【解析】加润滑油减少机器各部件之间的摩擦，可以提高热机的效率，但不能消除额外功，机械效率总小 于 1，故 A 错误； 柴油机工作时，做功冲程将内能转化为机械能，故 B 正确； 在内燃机工作的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，故 C 错误； 热机排气冲程中将废气排入空气中，属于大气污染的主要来源，故 D 错误． 3. 汽车已经成为人们生活中不可或缺的交通工具，下列关于汽车的说法正确的是（ ） 28 A .汽车速度越快，惯性越大 B .汽车发动机能把燃料燃烧产生的内能全部转化为机械能 C .汽车关闭发动机后不会立即停下，说明运动不需要力来维持 D .静止在水平地面上的汽车，地面对汽车的支持力与汽车车对地面的压力是一对平衡力 【答案】C 【解析】A．惯性与质量有关，与速度无关，汽车速度越快，动能越大，而不是惯性越大，故 A 错误；B．轿 车发动机无论怎样先进，都要克服机械摩擦消耗的能量、机械散热损失、废气带走的热量，因此不能把燃 料燃烧时释放的内能全部转化为机械能，故 B 错误； C．汽车关闭发动机后不会立即停下，是因为汽车有惯性要保持原来运动状态不变，说明运动不需要力来维 持，故 C 正确； D．静止在水平地面上的汽车，地面对汽车的支持力与汽车对地面的压力作用在两个物体上，不是一对平衡 力，是一对相互作用力，故 D 错误． 4.图是四冲程汽油机做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动．在活塞向下运 动的过程中，汽缸内气体的（ ） A .内能增大 B .温度降低 C .密度增大 D .分子热运动加快 【答案】B 【解析】两个气阀关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内燃机的做功冲程是将内能转化为机械能，故气体 的内能减少、温度降低，分子热运动减慢；气体质量不变，体积变大，故气体分子的密度减小．故 ACD 错 误，B 正确． 5. 对于图中所示的四幅图，下列说法中正确的是（ ） 29 A .甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加 B .乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力 C .丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程 D .丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能 【答案】B 【解析】A．甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能减少，故 A 错误； B．乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力，故 B 正确； C．丙图中活塞向上运动时，进气门关闭，排气门打开，是内燃机的排气冲程，故 C 错误； D．丁图中小朋友下滑时，机械能转化为内能，故 D 错误． 6.热机是利用________做功的机械．内燃机的四个冲程中，压缩冲程把________能转化为内能，做功冲程 把内能转化为________能． 【答案】内能 机械 机械 【解析】热机是将内能转化为机械能的机械．它的四个工作冲程分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程 和排气冲程．压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能． 7. 如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住，用酒精灯对水加热，一段时间后，观察到橡胶塞突然被 推出。在此过程中，燃料燃烧放出热量，通过________的方式使水的内能增加；试管内的水蒸气对橡胶塞 做功，水蒸气的________能转化为橡胶塞的机械能。这个实验展示了蒸汽机的基本工作原理。 30 【答案】热传递 内 【解析】（1）酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和 试管；（2）水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机 械能。 8.如图所示的是单缸四冲程汽油机的________冲程，该冲程中燃气的内能通过________（选填“做功”或 “热传递”）发生改变． 【答案】压缩 做功 【解析】解：如图，进气门、排气门都关闭，活塞上移，是压缩冲程，该冲程通过做功的方式使气体的内 能增大． 9. 汽车已经进入寻常百姓家，汽车行驶时，汽油机通过吸气、________、做功、排气四个冲程循环工作， 在做功过程中，汽油燃烧释放的内能转化为________能． 【答案】压缩 机械 【解析】四冲程内燃机的四个冲程依次是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程； 做功冲程的能量转化是将内能转化为机械能． 31 10. 四冲程内燃机在它的一个工作循环中，要顺次完成吸气冲程、________、做功冲程、________四个冲 程． 【答案】压缩冲程 排气冲程 【解析】四冲程内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成的，除做功冲程，其它 冲程是靠飞轮的惯性来工作的。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 第 2 节 《热机的效率》 【学习目标】 1.理解热值的概念，知道不同燃料释放热的本领不同。 2.能简单计算燃料释放出的热量。 3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道热机效率 【学习重点】认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。 【学习难点】认识热机的效率，能计算热机的效率。 【自主预习】 1、某种燃料完全燃烧所放出的_热量_______与_____质量_______之比，叫作这种燃料的热值。 2、符合： q 3、在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克或焦每千每立方 米，符号是_____J/kg 或 J/m3______。 4、煤油的热值是 4.6×107J/kg，物理意义是：________1kg 的煤油完全燃烧释放的热量是 4.6×107J_______。 5、与有关的热值的计算公式： Q=qm 或者 Q=qV 6、对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。用来做___有用功___的那一部分能量 与燃料______完全燃烧________放出的热量之比，叫热机效率。 7、热机效率： 。 8、提高热机效率的方法： （1） 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧。 %WWη 100×= 总有 32 （2） 改进热机，减少各种能量损失，提高效率。 （3） 利用废气的能量，提高燃料的利用率。 【合作探究】 ★学生活动一：观察图片并回答下列问题： 1、我们生活中做饭，汽车，飞机，火箭所用到燃料分别是什么？在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量 的能力是否相同呢？ （1）燃料：_木炭、煤炭天然气、一氧化碳 酒精、偏二甲肼、液氢 ____ （2）释放能量的能力： 不同燃料释放热量的能力是不一样的。 2、（1）1kg 的干木柴和 10kg 的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？ 质量不同，放出的热量不同 （2）相同条件下，1kg 干木柴和 1kg 煤，哪一种燃料能烧开更多的水？ 物质种类不同，放出的热量不同 （3）1kg 的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 质量相同的同种物质，不完全燃烧，放出的热量也不同。 3、自学课本热值的内容并回答下列问题： （1）某种燃料完全燃烧所放出的_热量_______与_____质量_______之比，叫作这种燃料的热值。 （2）热值的单位是 J/kg、J/m3； （3）煤油的热值是 4.6×107J/kg，物理意义是：________1kg 的煤油完全燃烧释放的热量是 4.6×107J_______。 （4）与有关的热值的计算公式： Q=qm 或者 Q=qV 4、学生观察课本的热值表格，了解生活中的各种燃料的热值并讨论火箭为什么用液氢做燃料？ 因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。 5、根据热值表，计算一下 10 吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？若用干木柴完全燃烧来获得这些热量， 需要多少吨干木柴？ 通过查表得出氢的热值是 1.4×108 J/kg，干木柴的热值 1.2×107 J/kg 放出热量 Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 33 需要干木柴： 约 116 吨干木柴完全燃烧放出的热量等于 10 吨氢完全燃烧放出的热量。 6、计算 4kg 柴油完全燃烧释放的热量。 查表可知 q＝3.3×107J/kg， 所以 Q＝mq＝4 kg×3.3×107J/kg＝1.32×108 J。 答：完全燃烧释放的热量为 1.32×108 J。 ★学生活动二：热机效率 1、根据生活经验分析，用天然气烧水时，天然气能完全燃烧吗？燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪 些能量损失？ （1）天然气不能完全燃烧，损失了一部分能量； （2）装水的容器吸收了一部分能量、燃气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一 部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。 2、类比机械效率的公式进行归纳出燃气灶的效率的表达式为： 3、出示汽油机模型，演示其工作过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示 热机的效率？ 用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 表达式为： 4、根据热机效率的能量流向图，并阅读 STS，分析、讨论得出热机对环境的危害，如何提高热机效率，保 护环境？ 危害： （1） 燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长。 （2） 汽车等交通工具排放的尾气 ：如过多　CO2 引起地球温室效应，全球气候变暖。CO 能造成“煤 气中毒”，让人缺氧致死。SO2 会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物……　 提高效率： （1）提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； （2）改进热机，减少各种能量损失，提高效率； （3）利用废气的能量，提高燃料的利用率。 kg10.161J/kg1021 J1041 5 7 12 ×≈× ×== . . q Qm %QQη 放水吸 100×= %WWη 100×= 总有 34 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ） A .燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B .燃烧 千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C .燃料燃烧时，质量越大，热值越大 D .燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 【答案】A 【解析】A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关，符合题意。 B、燃烧 1 千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值，必须是完全燃烧放出的热量，才是燃料的热值，不 符合题意。C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大：热值与质量无关，只与燃料种类有关，不符合题意。D、 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小，燃料不完全燃烧时放出的热量不能称之为热值，不符合 题意。 2. 将一瓶酒精用去三分之二，则剩余部分酒精的密度、比热容和热值（ ） A .都变为原来的三分之一 B .密度、比热容不变，热值变为原来的三分之一 C .都不变 D .热值不变，密度、比热容变为原来的三分之一 【答案】C 【解析】密度、比热、燃料的热值都是物质的一种特性，它们的大小与物体的质量和体积均无关系，所以 选项 A、B、D 错误，C 正确． 3. “可燃冰”作为新型能源，有巨大的开发潜力．同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气 的数十倍，这表示“可燃冰”的（ ） 35 A .热量很大 B .温度很高 C .热值很大 D .比热容很大 【答案】C 【解析】相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的热值大于煤 气的热值，即“可燃冰”的热值很大，C 正确 ．故选：C． 4. 甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（ ） A .甲种燃料比乙种燃料的热量少 B .完全燃烧 乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用 甲种燃料也能烧开这壶水 C .完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多 D .通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大 【答案】C 【解析】A、热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，所以甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值， 不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少，故 A 不正确；B、根据 Q=mq 可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种 燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，所以 mkg 乙种燃料刚好烧开一壶水，则 mkg 甲种燃料不能烧开这壶水，故 B 不正确；C、根据 Q=mq 可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃 烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，故 C 正确；D、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种 类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故 D 不正确． 5. 汽车油箱的汽油用掉一半后，剩下的汽油中，不变的物理量有（ ） A .质量密度热值 B .质量密度比热容 C .密度热值比热容 D .质量热值比热容 【答案】C 【解析】一筒汽油用去一半后，所含的汽油减少，质量变为原来的一半，但是热值、密度和比热容是不会 改变的，因为物质确定后，物质的这些属性与质量无关．A、B、D 错误． 6. 提高热机效率的有效途径是（ ） A .采用优质的燃料 B .减少热机的各种热损失，保证良好的润滑 C .降低热机的效率 D .避免使用热机 【答案】B 【解析】A、采用优质的燃料，提高燃料的热值，并不能提高热机的效率．所以 A 说法错误． B、减少热机的各种热损失，保证良好的 润滑，可以提高有效利用的能量与总能量之比，所以 B 说法正 确．C、降低热机的效率很明显不符合题意，所以 C 说法错误． D、不使用热机，并不能提高热机的效率．所以 D 说法错误． 36 7.关于“热机”，下列说法中错误的是（ ） A .通过技术改进，可以使热机的效率达到 B .减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行” C .用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性 D .严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱 【答案】A 【解析】A、使用热机不可避免的要克服机器部件摩擦做额外功，效率不可能达到 100%，所以 A 是错误的； B、“绿色出行”可以减少热机工作时的二氧化碳和热量的排放，是减少城市热岛效应的措施之一就是所以 B 是正确的；C、水的比热容比较大，在升高相同的温度需要吸收更多的热量，所以利用水来降低热机的温 度，所以 C 是正确的；D、水凝固时体积变大，就会胀坏水箱，所以冬天要把水箱中的水放出，所以 D 是正 确的． 8.如图所示是一台单缸四冲程汽油机的________冲程；若飞轮（曲轴）转速为 ，那么，每秒钟燃 气推动活塞做功的次数为________次，完全燃烧 的汽油，放出的热量被质量为 、初温为 20℃的 水完全吸收，可以使水的温度升高________℃． 【答案】做功 20 11 【解析】解：图中，两个气阀关闭，火花塞喷出电火花，活塞向下运动，是做功冲程； 飞轮转速是 2400r/min＝40r/s，因一个工作循环有 4 个冲程，飞轮转 2 圈，做功一次，所以汽油机 1s 可以 完成 80 个冲程，做功的次数：n=12×40＝20（次）； 完全燃烧 0.1kg 汽油放出的热量：Q 放＝m 煤油 q＝0.1kg×4.62×107J/kg＝4.62×106J； 根据 Q 吸=cmΔt=Q 放可知水温度升高值： Δt=Q 吸/cm=4.62×106J/4.2×103J/(kg∗∘C)×100kg=11℃． 9.王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有 水，把水从 加热至 ，已知水的 比热容为 。如果木炭的热值为 ，它燃烧放出的热有 被水吸收。求： 37 （1）在这个过程中水吸收的热量； （2）在这个过程中用掉多少木炭。 【答案】1.在这个过程中水吸收 1.68×106J 的热量；2.在这个过程中用掉 0.49kg 木炭。 【解析】吸收的热量 Q 吸＝cm(t−t0)＝4.2×103J/(kg⋅∘C)×5kg×(98∘C−18∘C)＝1.68×106J； 由 η=Q/Q 得：Q 放=Qη=1.68×106J/10%=1.68×107J， 由 Q 放＝mq 得： 需要的木炭 m=Q/q=1.68×107J/3.4×107J/kg=0.49kg。 10.一壶水质量为 ，放在煤气灶上加热，将水从 加热至沸腾（在标准大气压下），燃烧了 的 煤气，【 、 】，求在此过程中： （1）壶中水吸收的热量 （2）煤气完全燃烧放出的热量 （3）烧水的效率． 【答案】 （1）水共吸收的热量为 1.68×106J； （2）液化石油气完全燃烧共放出的热量为 6.72×106J； （3）烧水的效率为 25%． 【解析】 解：（1）由题知，水的质量 m=5kg，水的初温 t 0=20∘C，标准大气压下水的沸点是 100∘C，即水的末温 t=100∘C， 所以水吸收的热量： Q 吸=cm(t−t0)=4.2×103J/(kg⋅∘C)×5.0kg×(100∘C−20∘C)=1.68×106J； （2）煤气的质量 m=160g=0.16kg，煤气热值：q=4.2×107J/kg， 完全燃烧煤气放出的热量： Q 放=mq=0.16kg×4.2×107J/kg=6.72×106J； （3）烧水的效率： η=Q 吸/Q 放×100%=（1.68×106J/6.72×106J）×100%=25%． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 38 　 　 第 3 节《能量的守恒与转化》 【学习目标】 1.知道能量守恒定律。 2.能举出日常生活中能量守恒的实例。 3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。 【学习重点】能量的转化和守恒定律，强调能量的转化和守恒定律是自然科学中最基本的定律。 【学习难点】运用能量的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析。 【自主预习】 能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转 移到另一个物体，而能的总量保持不变。 【合作探究】 ★学生活动一：能量的转化 1、学生按照课本的叙述完成下面四个实验，观察实验发生的现象，并讨论其能量转化情况： 实验 1：来回迅速摩擦双手。 实验 2：直尺在头发上摩擦后可以吸引轻小物体。 实验 3：将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。 实验 4：手摇发电机发电。 对应的能量变化： （1）机械能转化为内能。 （2）机械能转化为电能及内能。 （3）光能转化为电能再转化为机械能。 （4）机械能转化为电能。 2、各种形式的能在一定的条件下是可以相互转化的，学生阅读书本 27 页，让学生交流、讨论并总结出能 量之间相互转化的示意图。 39 3、学生根据所学内容分组讨论举例生活中其他能量转化的例子。 （1）在滑滑梯时我们的屁股会感到发热，是因为在滑动过程中摩擦使机械能转化为内能。 （2）在水力发电中，水的机械能转化为电能。 （3）在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能转化成电能。 （4）电流通过电动机，电能转化为机械能。 （5）摩擦生热，机械能能转化为内能。 （6）植物吸收太阳光进行光合作用，太阳能转化为化学能。 （7）燃料燃烧时发热，化学能转化为热和光能。 4、归纳总结： （1）在自然界中能量的转化是普遍存在的。 （2）自然界中的光现象、热现象、电现象与机械运动现象之间都有联系。 ★学生活动二：能量守恒定律 1、将乒乓球从一定高度落下，为什么乒乓球弹起的高度越来越低？损失的能量到哪儿去了？能量是否在不 断消灭？ 机械能 越来越小，通过摩擦把机械能转化成了空气的内能。能量没有消失。 2、归纳总结： （1）能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个 物体，而能的总量保持不变。——能量守恒定律。（“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是： 能量相互转化或转移的过程） （2）能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为 19 世纪自然科学的三大发现。 ★学生活动三：不可能的永动机 40 永动机不可能设计成是因为：设计者完全违背了能的转化和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种 形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远 不可能制造成功的。 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 下列关于对能量的说法中错误的是（） A .我们生活中的大部分能量来自太阳 B .做机械运动的物体具有能量 C .利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程 D .我们使用各种家用电器，就是把其他各种形式的能量转化成电能 【答案】D 【解析】 解：A、我们生活中的大部分能量来自太阳，故 A 正确； B、机械能是物体由于机械运动而具有的能，所以做机械运动的物体具有能量，故 B 正确； C、利用能量的过程，就是能量转移和转化的过程，故 C 正确； D、我们使用各种家用电器，就是把电能转化成其他各种形式的能量的过程，故 D 错误． 2.某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶窗的开合．该过程中发 生的能量转换是（ ） A .电能 机械能 光能 B .光能 机械能 电能 C .光能 电能 机械能 D .机械能 电能 光能 【答案】C 【解析】 解：太阳能板，在光照时发电，即把太阳能转化为电能；电能供给电动机，转化为机械能，调节百叶窗的 开合，故该过程中发生的能量转换是光能→电能→机械能，故 C 正确，ABD 错误． 41 3. 我们的生产与生活总离不开能量及其转化。下列说法正确的是（） A .提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心 B .全自动洗衣机工作时，电能全部转化为机械能 C .吊装码头上，只要货物受到的合力为 ，它的能量就不变 D .用燃气灶烧水，只要调大火力，燃气灶的加热效率就提高 【答案】A 【解析】 A、现在节能的主要措施中，提高能量利用中的转化效率是节能问题的核心，故 A 正确； B、全自动洗衣机工作时，大部分电能转化为机械能，还有少部分转化为内能，故 B 错误； C、吊装码头上，如果货物匀速竖直上升或竖直下降，其受到的合力为 0，它的动能不变，但它的高度变化， 所以重力势能改变，则机械能就改变，故 C 错误； D、热效率是指有效利用的能量占燃料完全燃烧释放总能量的百分比；用燃气灶烧水时，调大火力，散失的 热量也会增加，则水吸收的热量占燃气完全燃烧释放总能量的百分比不一定增大，因此燃气灶的加热效率 不一定会提高，故 D 错误。 4. 古诗文中有许多描述自然现象的优美诗句．如“无边落木萧萧下，不尽长江滚滚来”，从物理学的角度 看，滚滚奔流的长江具有巨大的________能和________能． 【答案】动重力势 【解析】 滚滚流动的长江水具有动能，长江水由地势高的地方流向地势低的地方，地势越高，水具有的重力势能越 大；动能和势能的总和称为机械能；可见从物理学的角度看，滚滚奔流的长江具有巨大机械能． 5. 下列各物体具有什么形式的能： 、被举高的铁锤________ 、被拉长的弹簧________ 、被拉弯的弓________ 、被水库蓄的水________ 、空中飞行的鸟________ 、云彩中的小冰粒________． 【答案】重力势能弹性势能弹性势能重力势能动能和重力势能动能和重力势能 【解析】 A、被举高的铁锤，位置被举高，它具有重力势能； B、被拉长的弹簧，发生了弹性形变，具有弹性势能； C、被拉弯的弓发生了弹性形变，具有弹性势能； 42 D、被水库蓄的水，位置被举高了，具有重力势能； E、空中飞行的鸟，由于运动具有动能，由于在一定的高度，具有重力势能； F、云彩中的小冰粒，由于运动具有动能，由于在一定的高度，具有重力势能． 6.太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，属于________能源（填“清洁”或“非清洁”）；利用太 阳能电池可以把太阳能转化为________能，还有一部分太阳能转化为其他形式的能，根据能量________定 律可知，转化的总能量和接收的太阳能数量相同． 【答案】清洁电守恒 【解析】 解：太阳能在利用过程中对环境无污染或污染很小，属于清洁能源； 太阳能电池是将太阳能转化为电能的装置； 自然界中存在不同形式的能量，各种不同形式的能量在一定条件下都可以相互转化，同种形式能量也可在 不同物体间进行转移，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，故转化的总能量和接收的太阳能数 量相同． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 1 节 《两种电荷》 【学习目标】 1. 认识摩擦起电的现象，了解电荷的种类及电荷间的相互作用； 2. 了解验电器的原理及其作用，了解电荷量及其单位； 3. 了解原子结构，认识元电荷、自由电子和电荷的移动。 【学习重点】摩擦起电与两种电荷的相互作用 【学习难点】摩擦起电与两种电荷的相互作用 【自主预习】 1、物体具有了吸引轻小物体的性质，我们就说物体带了 电 ， 2、用摩擦的方法使物体带电叫 摩擦起电。 3、自然界只有 两 种电荷。 4、被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫 正电荷 ，被毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷 叫 负电 荷 。 43 5、电荷间的相互作用：同种电荷 相互吸引 ，异种电荷 相互排斥 。 6、电荷量： 电荷的多少 叫电荷量，简称电荷。其单位是 库伦 ， 简称 库 ，符号 C 。 7、善于导电的物体叫 导体 ；如： 金属 、人体、大地、酸碱盐溶液。 8、不善于导电的物体叫 绝缘体 ，如： 橡胶 、玻璃、塑料等。 【合作探究】 ★学生活动一：观察并回答下列问题： 1、当空气干燥时用塑料梳子梳头发，为什么头发会随梳子“飘”起来；如果我们身上穿了化纤衣服，衣服 会粘在皮肤上，在晚上脱衣时，有时会发出响声，甚至出现火花。这些现象发生的原因是什么？ 因为学生发现梳子与头发摩擦可以吸引头发，衣服与身体摩擦相互吸引，出来了电火花。 2、用毛皮摩擦橡胶棒，用丝绸摩擦玻璃棒，分别把棒靠近纸屑等轻小物体，观察现象。 摩擦过的物体可以吸引轻小物体。 3.摩擦过的物体具有了吸引 轻小物体 的性质，我们就说物体带了电，或说物体带了 电荷 。 习惯上我们把带了电的物体叫作 带电体 。用摩擦的方法使物体带电叫 摩擦起电 。 ★学生活动二：两种电荷 1、观察阅读 33 页内容，完成有关问题： ①经摩擦过的玻 璃棒、橡胶棒 能 （选填“能”或“不能”）吸引轻小物体。 ②自然界只有 两种 种电荷： 被丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫 正电荷 ，可用“+”表示。 被毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫 负电荷 ，可用“-”表示。 ③电荷间的相互作用：同种电荷 相互排斥 ，异种电荷 相互吸引 。 2、电荷量： 电量的多少 叫电荷量，简称电荷,用 Q 表示。 单位是 库伦 ，简称 库 ，符号 C 。 ★学生活动三：验电器 1、验电器：观察课本 33 页图 15.1-2，结合课本的有关内容，，让我们一起了解一种新的仪器——验电器。 （1）验电器的原理是 同种电荷相互排斥 ； （2）验电器的用途是 检验物体是否带电 ； ★学生活动四：原子结构 1、原子由 原子核 和 电子 组成， 原子核 位于原子的中心， 原子核 44 带正电， 电子 带负电。 2、摩擦起电的原因 （1）在通常情况下，原子呈中性，由原子组成的物体也呈中性。 （2）不同物质的原子核束缚电子的本领不同。 （3）两个不同物体相互摩擦时，原子核束缚电子本领弱的物体，它的一些电子就会转移到另一个物体上， 失去电子的物体带正电，得到电子的物体带等量的负电。 （4）注意：“摩擦起电的原因是 电荷从一个物体转移到另一个物体上 ，并不是摩擦创造了电荷。 ★学生活动五：导体与绝缘体 1、电荷在导体中定向移动演示实验： 取两个验电器 A 和 B。用金属杆把 A 和 B 连接起来，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触验电器 A， 可以看到 A 和 B 的金属箔都张开了。 改用橡胶棒把 A 和 B 连接起来，重做上面实验，可以看到只有验电器 A 的金属箔张开，而 B 仍然闭合。 2、实验现象说明：电荷在金属杆中定向移动。 （1）容易导电的物体叫 导体 ；如： 金属 、人体、大地、酸碱盐溶液； （2）不容易导电的物体叫 绝缘体 ，如： 橡胶 、 玻璃 、 塑料 等； 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 人类对原子结构的探究最早是从静电现象开始的．对静电现象的认识，下列说法中正确的是（ ） A .自然界只存在正、负两种电荷 B .同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 C .从静电现象认识到原子核是可分的 D .摩擦起电创造了电荷 【答案】A 【解析】 45 解：A、自然界中，凡是和毛皮摩擦过的橡胶棒相吸引的，一定和丝绸摩擦过的玻璃棒相排斥，凡是和丝绸 摩擦过的玻璃棒相吸引的，一定和毛皮摩擦过的橡胶棒相排斥．所以自然界中只有两种电荷，即正电荷和 负电荷，故 A 正确； B、同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引，故 B 错； C、静电现象是由于物质失去电子或得到电子而产生的现象，从静电现象认识到原子是可分的，故 C 错； D、不同物质原子核束缚电子的本领不同．当两个不同的物体互相摩擦时，束缚电子本领弱的会失去电子而 带正电，束缚电子本领强的会得到电子而带负电．所以摩擦起电的实质是使电子发生了转移，并不是创造 了电荷，故 D 错． 2. 在研究静电现象的实验中，发现两个轻小物体相互吸引，则下列判断中最合理的是（ ） A .两个物体一定带有异种的电荷 B .两个物体一定带有同种的电荷 C .肯定一个物体带电，另一个物体不带电 D .可能一个物体带电，另一个物体不带电 【答案】D 【解析】 解：两个轻小物体靠近时相互吸引，有两种情况：①根据带电体的有吸引轻小物体的性质，一个物体可能 不带电， ②根据电荷间的作用规律，异种电荷相互吸引，两个物体可能带的是异种电荷． 3. 人类对原子结构的探究最早是从静电现象开始的．对静电现象的认识，下列说法中正确的是（ ） A .从静电现象认识到原子核是可分的 B .同种电荷相互吸引，异种电荷相互排斥 C .自然界只存在正、负两种电荷 D .摩擦起电创造了电荷 【答案】C 【解析】 解：从对原子结构的认识，知道原子核是可分的，故 A 错误． 同种电荷相互排斥，异种电荷相互吸引．故 B 错误． 自然界只存在正、负两种电荷，故 C 正确． 摩擦起电的实质是电子的转移，是电子从一个物体转移到另一个物体上，电荷的总量没有变．并不是创造 了电荷．故 D 错误． 4. 甲、乙是两个轻质泡沫小球，丙是用丝绸摩擦过的玻璃棒，甲、乙、丙三者之间相互作用的情况如图所 示，由此判断（ ） 46 A .甲球一定带正电 B .乙球一定带负电 C .乙球可能不带电 D .甲球可能不带电 【答案】D 【解析】 解：用丝绸摩擦过的玻璃棒带正电，故丙棒带正电， 据图可知，乙丙排斥，即说明乙带正电， 甲丙相互吸引，即甲可能带负电，也可能不带电， 而甲乙相互吸引，即表明两物体可能都带电，且带异种电荷，或一个带电一个不带电，故小球甲乙中，小 球甲可能不带电，可能带负电，小球乙一定带正电． 5. 如图所示，用毛皮摩擦过的橡胶棒接触不带电的验电器金属球，金属箔张开。下列说法错误的是（ ） A .验电器金属箔因带同种电荷相互排斥而张开 B .验电器不能精确的测出物体所带电荷量的多少 C .毛皮摩擦过的橡胶棒带电是因为橡胶棒失去了电荷 D .若用该橡胶棒靠近某轻质小球时互相吸引，该小球可能不带电 【答案】C 【解析】 A、据验电器的原理可知，验电器金属箔因带同种电荷相互排斥而张开的，故 A 正确； B、验电器可以检验物体是否带电，但不能精确的测出物体所带电荷量的多少，故 B 正确； C、毛皮摩擦过的橡胶棒带电负电，是由于有多余电子导致的，故 C 错误； D、由于带电体能吸引轻小物体，所以即使轻小球不带电，当靠近带电体时，也会被带电体吸引，故 D 正确； 6.如图所示，梳理头发时，塑料梳能吸引头发，此现象称为静电现象，塑料梳和头发所带的电荷是________ 电荷．产生静电现象的原因是________． 【答案】异种 摩擦起电 【解析】 47 解：当梳子和头发相互摩擦时，由于梳子的原子核对电子的束缚能力强，在摩擦的过程中得电子而带负电， 头发由于失去电子而带正电．由于异种电荷相互吸引．所以头发会随着梳子飞起来． 7. 用久的风扇扇叶上布满灰尘，主要是由于风扇旋转与空气发生________现象，带电体具有________的性 质．如图所示，将塑料绳一端扎紧，把绳尽可能撕成更多的细丝，用手从上向下捋几下，观察到细丝蓬散 开来，是因为细丝与手摩擦后带上________（选填“同”或“异”）种电荷而相互________． 【答案】摩擦起电 吸引轻小物体 同 排斥 【解析】 解：扇叶和空气摩擦，扇叶和空气带有异种电荷，发生摩擦起电现象，扇叶带电后吸引轻小的灰尘，所以 灰尘被吸在扇叶上； 干燥的手捋一下塑料丝带，使塑料丝带带同种电荷，同种电荷相互排斥，所以丝带会蓬散开来． 8. 塑料梳子是________（选填“导体”或“绝缘体”）．干燥的冬天，用塑料梳子梳头时头发会随着梳子飘 起来，这是________现象，将这把带电的梳子靠近带正电的轻质小球，相互作用的情况如图所示，由此可 以判断梳子带________（选填“正”或“负”）电． 【答案】绝缘体 摩擦起电 负 【解析】 解：梳子的材料是塑料，塑料是很好的绝缘体； 干燥晴朗的冬天，用塑料梳子梳头，头发会随着梳子飘起来，这是摩擦起电现象； 将这把带电的梳子靠近带正电的轻质小球，二者相互吸引，由此可以判断梳子带负电． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 第 2 节 《电流与电路》 【学习目标】 1. 知道电流的形成及其条件，知道电流方向的规定； 2. 知道电路的组成；能从能量的角度认识电源和用电器的作用，从电路的组成认识开关的作用；能画常 见的电路元件符号。 48 3. 结合小小电动机、手电筒等电路的实际连接，学会按实物电路连接画出对应的电路图。 【学习重点】理解电流的形成，电路的组成以及学会画简单电路图 【学习难点】连接电路图 【自主预习】 4、电流：电荷的 定向移动 形成了电流， 正电荷 移动方向为电流方向， 负电荷 移动方向与电流方向相反。 5、电路中形成持续电流的条件： （1）有 电流 。 （2）电路是 通 路。 3、电路的基本组成部分（四个部分） （1）电源 ——提供 电能 。 （2）用电器 ——消耗 电能 。 （3）开关 —— 控制电路的 通断 。 （4）导线 —— 输送 电能 。 4、电路分为 通路 、 断路 、和 短路 。 【合作探究】 ★学生活动一：电流 观察并回答下列问题： 1、学生根据生活的经验，利用教师提供的元件进行连接尝试把电路接通，并观察电流形成的视频。 （1）电荷的定向移动形成电流。（2）正电荷定向移动的方向规定为电流方向。 2、根据观察电流形成的视频，学生尝试把交流讨论要想得到持续电流的话，应该具备什么条件？ （1）电路必须得是通路 （2）电路中必须有电源 ★学生活动二：电路 1、展示学生在上面活动里连接的电路，教师利用电学箱连接好电路后吸在黑板上，闭合开关，灯泡会发光 的，提出问题，你认为要构成一个完整电路，必须要有哪几个要素呢？ 一个基本的电路组成包括用电器、电源、开关、导线。 2、根据桌面上的器材，再连接一个基本的电路，自己验证一下各部分在电路中的作用是怎样的？ （1）电源：提供电能，由其他形式的能转化成电能。 （2）用电器：消耗电能，把电能转换成其他形式的能。 49 （3）导线：连接电路 （4）开关：控制电路的通断 3、展示在活动 1 中，各组同学连接电路的情况，分析其电路的完整情况．从同学们所连接的实物图展开分 析，总结得出电路的三种状态、 （1）通路：用电器能够正常工作的电路 （2）断路：电路中某处切断，电路中没有电流通过 （3）短路：直接用导线将电源的正、负连接起来，这种情况短路 ★学生活动三：电路图 1 根据我们所连接的实物图，如何画出它的电路图呢？这就需要我们熟悉这些器材的元件符号， 2、我们已经知道电路中的元件符合那如何画电路图呢？出示课件，让学生根据实物图来画出电路图。 总结出电路图的基本画法： 50 （1）识别实物图，确定有几条路径； （2）按照一定的顺序画电路图，一般从电源的正极开始按电流经过的路径顺序逐个将电路元件用相应的电 路符号画到草稿纸上，最后接到电源的负极，也可以从电源的负极开始，以相反的次序连接； 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 关于电流的形成和电流的方向，下列说法正确的是（ ） A .电荷的移动形成电流 B .负电荷的定向移动不能形成电流 C .正电荷的定向移动方向为电流方向 D .自由电子定向移动方向为电流方向 【答案】C 【解析】 解：A．只有电荷定向移动才能形成电流，不是定向移动无法形成电流，故 A 错误； B．正电荷、负电荷的定向移动都可以形成电流，故 B 错误； CD．物理学中规定正电荷定向移动的方向为电流方向，故 C 正确，D 错误． 2. 下列有关电学知识的说法中正确的是（ ） A .摩擦起电的过程是创造电荷的过程 B .电荷的定向移动形成了电流 C .验电器是利用了异种电荷相互排斥 D .带电的物体只会吸引带异种电荷的物体 【答案】B 51 【解析】 解：A．摩擦起电的过程是电荷转移的过程，故 A 错误． B．导体中电荷的定向移动形成电流，故 B 正确． C．验电器张角带同种电荷，同种电荷相互排斥，导致张角张开 D．带电的物体还可以吸引不带电的轻小物体，故 D 错误． 3. 小明对所学的电学知识归纳如下，其中不正确的有（ ） A .玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒会失去电子 B .摩擦起电的实质是电子的转移 C .导体中只要有电荷的移动，就能形成电流 D .绝缘体不容易导电，但容易带电 【答案】C 【解析】 解：玻璃棒与丝绸摩擦时，玻璃棒会失去电子带正电，故 A 正确； 摩擦起电的实质是电子的转移，故 B 正确； 电荷的定向移动才会形成电流，故 C 错误，符合题意； 绝缘体不容易导电，但摩擦后，绝缘体容易带电，故 D 正确． 4. 下列物品中，通常情况下属于导体的是（ ） A .插座的塑料外壳 B .铅笔的笔芯 C .干燥的竹筷 D .蒸馏水 【答案】B 【解析】 解：通常情况下插座的塑料外壳、干燥的竹筷、蒸馏水都不容易导电，所以它们是绝缘体，铅笔的笔芯能 够导电，所以铅笔的笔芯是导体，所以 C 符合题意，ABD 不符合题意． 5. 如图所示是小明所画手电筒的电路图，其中正确的是（ ） A . B . C. D. 【答案】C 【解析】 52 电路是由电源、开关、导线和用电器四部分组成的。在手电筒中按钮和金属滑键都属于开关，电池、开关、 灯泡简单地串联在一起。 6.如图所示，通过小灯泡的电流方向是________，通过小灯泡的自由电子定向移动的方向是________．（选 填“由左到右”或“由右到左”） 【答案】 由右到左 由左到右 【解析】 解：电路中电流的方向为：在电源的外部，电流从电源的正极流向电源的负极，所以，图中小灯泡中的电 流方向是由右到左； 物理学中规定：正电荷定向移动的方向为电流的方向，负电荷定向移动方向与电流方向相反，而自由电子 带负电荷，所以通过小灯泡的自由电子定向移动方向正好是由左到右． 7.根据实物图，在虚线框内画出对应的电路图． 【答案】 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 53 第 3 节 《串联与并联》 【学习目标】 1、认识串联电路和并联电路的连接特点和工作特点，会根据串、并联电路特点，判断电路 连接情况； 2、会画简单的串联、并联的电路图； 3、学习根据电路图连实物图，和根据实物图画电路图。 【学习重点】认识串、并联电路；通过动手找到串、并联电路各自的特点； 【学习难点】利用找到的串、并联电路特点来分析日常生活中的电路； 【合作探究】 探究点一 串联电路 将电池、开关、导线连成如左图所示电路 （1)、连接电路时，开关要 断开 ，直到检查无误后，才__闭合___开关。　 (2)、在本电路中，将开关闭合，则两盏灯的工作情况是怎样的？___同时亮_______若将开关断开， 则两 盏灯又如何？ 同时灭 (3)、若取下其中的任意一只灯泡，另一只灯泡能否继续发光？ 不发光 　　 (4)、开关的位置改变了，其控制作用是否改变？__不改变________ （5）、在右图中用箭头标出电流的路径，这样的路径有几条？____就一条______ 归纳总结：串联电路的特点 （1）在串联电路中用电器___首尾__________连接。 （2）电流只有一条路径。 （3）各个用电器___不能_____(选填“能”或“不能”)独立工作，互相影响。 （4）开关的作用是控制整个电路，与位置无关。 54 探究点二 并联电路 将电池、开关、导线连成如图所示电路 （1）从两灯的连接方式看，灯 L1 和 L2 是__首首____连接，这种方式称为___并___连。 （2）开的作用跟开关的位置是否有关？ 有关 　　 （3）在下图中标出电流的方向。 归纳总结：并联电路的特点 （1）用电器的两端分别连在一起的电路，是并联电路。 （2）电流有多条路径，有干路、支路之分。 （3）各个用电器__能____(选填“能”或“不能”)独立工作，互不影响。 （4）干路开关___控制____整个电路的用电器，支路开关只___控制____本支路的用电器。 典例 请根据右边的电路图把左边的元件连接起来 探究点三 生活中的电路 55 ⑴节日的夜晚，路边映衬小树的一串串小彩灯有些是 串 联的。 ⑵教室里的几盏日光灯是___并___联的。 ⑶马路上排成一行的路灯是__并____联的。 ⑷房间里的电灯与它的开关是 串 联的，房间里的电灯与电视机是 并 联的。 【拓展练习】 1. 如图所示的电路连接正确的是（ ） A . B . C . D . 【答案】A 【解析】 解：A．电流从电源正极出发依次经过一个灯泡到开关再经过另一个灯泡回到电源负极，故 A 正确； B．电源没有接入电路中，故 B 错误； C．闭合开关，电源被短路，会把电源烧坏，故 C 错误； D．闭合开关，电源被短路，会把电源烧坏，故 D 错误． 2. 如图所示的电路中，开关 闭合时，两个灯泡都发光的是（ ） A . B. C. D. 【答案】C 56 【解析】 解：A．当开关 S 闭合时，两灯泡都短路路，不发光，故 A 错误； B．当开关 S 闭合时，灯泡 L1 短路，不发光，故 B 错误； C．当开关 S 闭合时，两灯泡并联，正常发光，故 C 正确； D．当开关 S 闭合时，灯泡 L1 短路，不能发光，故 D 错误． 3. 下图所示的电路图中，当开关 闭合后，两盏灯并联的电路是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 解：ABC 图中闭合开关，电流只有一条路径，依次经过这两个灯，因此是串联电路，故 ABC 选项不符合题意； D 图中闭合开关，电流有两条路径，分别经过这两个灯泡，是并联电路，故 D 选项符合题意． 4. 厨房安装抽油烟机都有照明灯和换气扇（电动机 ），使用时，有时需要它们各自独立工作，有时又需 要它们同时工作．下列电路图符合要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 解：由题意可知，照明灯和换气扇都能各自独立工作，说明它们的连接方式是并联，且两支路上各有一个 开关来控制灯与换气扇，干路没有开关，故 B 图符合要求． 57 5. 康巴什某小区安装了自动售水机．售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可 以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水；光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照 明．以下简化电路符合要求的是（ ） A. B. C . D . 【答案】B 【解析】 解：由题知，售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开 关”，这说明刷卡和投币互不影响，故感应开关和投币开关应是并联的； 光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明，这说明灯泡能独立工作，故灯泡与电动机是并联 的，结合图示可知，只有 B 符合题意，ACD 不符合题意． 6.城区新投入的公交车后门左右扶杆上均装有一个红色按钮（如图），每个按钮相当于一个开关，当乘客按 下任一按钮，驾驶台上的指示灯亮，提醒司机有人下车，下列电路图能实现上述目标的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 58 解：只要按下任何一个按钮，装在驾驶台上的指示灯都会发光，说明这两个开关互不影响，两开关是并联 的，灯泡串联在干路中，由图示电路图可知 B 正确． 7. 如图所示，下列说法正确的是（ ） A .闭合 、 ，断开 ，则 、 均不发光 B .闭合 、 ，断开 ，则 、 都能发光 C .闭合 ，断开 、 ，则 和 串联 D .闭合 、 ，断开 ，则 和 串联 【答案】C 【解析】 解：A．闭合 S1、S2，断开 S3，L1 被短路，L2 正常发光，故 A 错误． B．闭合 S2、S3，断开 S1，电源被短路，烧坏电源，L1 与 L2 均不发光，故 B 错误． C．闭合 S2，断开 S1、S3，两灯泡与电源串联，正常发光，故 C 正确． D．闭合 S1、S3，断开 S2，两灯泡并联发光，故 D 错误． 8. 如图，把两个小灯泡串联接入电路研究串联电路特点． （1）在连接电路时，开关必须________，这样做是为了防止因_________（选填“短路”或“断路”）造成 的危害．开关闭合并且两灯都发光时，取下其中一个灯，可观察到另一个灯________（选填“亮”或“不 亮”）现象； （2）在串联的两个小灯电路中再串联一个小灯，闭合开关后可观察到原来的两个灯泡________（选填“变 暗”或“变亮”）现象； （3）以上两个现象都说明了串联电路各用电器________（选填“相互影响”或“不相互影响”）这一特点； （4）实验中，选择两个小灯泡的规格应该是________的（填“相同”或“不相同”）； 59 （5）如图 所示的电路进行实验，将开关分别接在 、 、 三点开关的作用________（选填“不变”或“改 变”）． 【答案】 1.（1）断开 短路 不亮 2.（2）变暗 3.（3）相互影响 4.（4）不相同 5.（5）不变 【解析】 解：（1）在连接电路时，开关必须断开，这样是为了防止因接线时短路造成危害；由于两灯是串联，取下 一个灯泡后电路断路，故另一个灯泡不亮． （2）在串联的两个小灯电路中再串联一个小灯，原来两灯泡两段分得的电压降低，灯泡变暗． （3）前两个现象都表明了串联电路中一个用电器对其他用电器有影响． （4）实验中，为了使实验结论具有普遍性，应选用不同规格的灯泡进行实验． （5）因为电路是串联的，故开关接在任何两个用电器之间的作用都是相同的． 第 4 节 《电流的测量》 【学习目标】 1. 识记电流是有强弱的以及电流的单位。 2. 说出电流表的使用方法并会读数。 3. 通过灯泡的明亮程度，间接地分析电路中电流的强弱。 4. 在电流表的读数中，培养严谨的科学态度。 【学习重点】电流表的使用。 【学习难点】电流表的连接。 【自主预习】 1. 测量电流的仪器是____电流表____；电流的基本单位是_____A___，符号____I____，常见的得电流单 位还有____mA,uA____. 2. 电流表是用来测量电流的仪器，它应该___串联__（选填“串联”或“并联”）在电路中，它相当于一 根细导线，对电流的阻碍作用很小，电流表接线应_____正进负出_________，电流表量程一般是 ___0-0.6A,0-3A____。 【合作探究】 60 ★学生活动一：电流 观察并回答下列问题： 1、动手后讨论：同一个小灯泡，先后接入一节干电池和两节干电池不同的电源下，比较小灯泡的亮度有 何不同。 亮度不同 ① 小灯泡为什么会亮？ ②哪个电路中的小灯泡更亮一些？为什么？ 由此我们可以得出什么结论： 因为电压产生了电流 ，电流越大，小灯泡越亮 2、怎样表示电流的强弱 ①电流是表示　电流强弱　　的物理量，通常用字母　I　代表，它的单位是　安培，简称　安　，符 号是　A　． ②其他常用的电流单位是　mA 　、　uA 　． ③1mA=　 10-3 A； 1μA=　 10-6 A． ④讨论生活中常见的用电器的电流： ★学生活动二：电流表 1、认识电流表，并学会读数。 ①请同学们认真观察电流表的结构，并填空。表座上有 三 个接线柱，分别标有“__-__”， “_0.6___”和“__3__”。这证明此表有 两 个量程.不同的量程下，每一小格所电表的电流值各是多少 呢？我们知道电流是有“正”“负”极的，那么电流表是否也有“正”“负”极之分呢？如果有，三个接 线柱中有__两__个正接线柱，__一_____个负接线柱。 思考：我们利用电流表怎样才能准确读出数据呢？ ②学会读数：讨论：根据电流表尝试进行读数。 61 请讨论并总结 “怎样在电流表上读数”，写在下面横线上，看那组最完善最快完成。 ⑴______明确量程______⑵____确定分度值___⑶___看看表针向右偏过了多少格____________ ★学生活动三：电流表的连接 小组讨论如何“正确连接电流表”？ 规则 1:_____串联在电路中___________规则 2:____正进负出________规则 3:____正确选择量程__ 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 普通家用灯泡的电流最接近于（ ） A B C D 【答案】A 【解析】 62 考对电路中的电流的常识问题，灯泡的电流看哪个更接近实际情况． 2. 如图所示的电路图中，电流表能够测出总电流的是（ ） A . B . C . D . 【答案】D 【解析】 解：电流表要测量总电流，在使用中要串联在干路中，图 BC 中电流表串联在支路中，BC 错误；图 AD 中电 流表都串联在干路，测两个小灯泡的总电流，但 A 图中电流表的正负接线柱接反了，A 错误，D 正确． 3. 某同学用电流表测电流时，电流表指针位置如图所示，则电流值可能是（ ） A 或 B 或 C 或 D 或 【答案】C 【解析】 解：当电流表的量程为 0∼3A 时，分度值为 0.1A，示数为 2.6A； 当电流表的量程为 0∼0.6A 时，分度值为 0.02A，示数为 0.52A． 4. 完成下列单位换算 ________ ________ ． 【答案】7.5×103 20 【解析】 63 解：1A=103mA，1μA=10−6==10−3mA，所以 7.5A=7.5×103mA， 20000μA=20mA． 5.电流是表示________的物理量，电流用字母________表示，电流的单位是________，用符号________表 示． 【答案】电流强弱 I 安培 A 【解析】 解：电流是表示电流强弱的物理量，用字母 I 表示，电流的单位是安培，符号是 A． 6.用电流表测量电流时，电流表必须与被测的用电器________联在电路中，如图所示，电流表使用的是小 量程，其示数为________ ． 【答案】串 0.28 【解析】 解：用电流表测量电流时，电流表必须与被测的用电器串联在电路中，图中电流表使用的是小量程 0∼ 0.6A，分度值为 0.02A，电流表的示数为 0.28A． 8.某同学在使用电流表测量通过某一灯泡的电流的实验，闭合开关后，发现电流表的指针偏转到如图所示 的位置，于是他立即断开开关．则： （1）在连接电路前开关应________ （2）测量时产生这种现象的原因是________ （3）改正错误后，该同学再闭合开关，发现指针的读数是 ，请你在图中画出指针的位置． 【答案】1.断开 2.电流表所选量程太小 3.如图所示． 64 【解析】 解：（1）根据电路连接的基本要求可知，在连接电路前，开关应处于断开状态； （2）由图可知，指针偏转到最右边，且超出了刻度盘上的最大刻度，所以是选用的电流表的量程太小了； （3）为了能测出电路中的电流，必须将电流表的量程更换为 0∼3A； 电流表大量程 0∼3A 对应的分度值为 0.1A，根据分度值，电流值 1.8A 就可在图中标出 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 　 　 第 5 节《串、并联电路中电流的规律》 【学习目标】 1. 探究串联电路中电流的规律。 2. 探究并联电路中电流的规律。 3. 熟练电流表的使用 【学习重点】探究串与并联电路中电流的规律。 【学习难点】探究串与并联电路中电流的规律。 【自主预习】 1. 串联电路的电流规律：串联电路的电流处处相等。 2. 并联电路的电流规律：并联电路的干路电流等于各支路电流之和。 65 【合作探究】 ★学生活动一：探究串联电路的电流规律 [探究课题]探究串联电路中的电流。 [提出问题]探究串联电路中各点的电流有什么关系？ [猜想或假设]你认为串联电路中各点电流可能有怎样的关系？（要有猜想依据） [设计实验] 1．实验设计思路：（需要什么仪器？如何连接？测量什么数据？先做什么？再做什么？最后通过分析 比较得出结论。） 2．实验电路图 [进行实验]把测得的数据填在下表中，还可以把操作中出现的问题扼要写下来。 IA/A IB/A IC/A 第1次 第2次 [分析论证]测量结果说明了什么？得出了什么结论？ [评估]实验设计有不合理地方或不充分、不完美之处吗？（仅测两到三次电流是否能归纳出普遍适用 下结论） 实验结论不具有普遍性，为得出普遍结论，做完一次实验，得出数据后，应依次换用不同规格的实验 器材，进行多次实验，测出多组实验数据；然后再分析数据得出结论，使实验结论具有普遍性． 测量结果是不是可靠？有什么因素可能会影响测量结果吗？ 实验结论：串联电路的电流处处相等 ★学生活动二：探究并联电路的电流规律 [探究课题]探究并联电路中的电流规律。 [提出问题]探究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]你认为并联电路中干路电流与各支路电流可能有怎样的关系？（要有猜想依据） [设计实验] 1．实验设计思路：（需要什么仪器？如何连接？测量什么数据？先做什么？再做什么？最后通过分析 66 比较得出结论。） 2．实验电路图 [进行实验]把测得的数据填在下表中，还可以把操作中出现的问题扼要写下来。 IA/A IB/A IC/A 第1次 第2次 [分析论证]测量结果说明了什么？得出了什么结论？ [评估]实验设计有不合理地方或不充分、不完美之处吗？（仅测两到三次电流是否能归纳出普遍适用 的结论） 实验结论不具有普遍性，为得出普遍结论，做完一次实验，得出数据后，应依次换用不同规格的实验 器材，进行多次实验，测出多组实验数据；然后再分析数据得出结论，使实验结论具有普遍性． 实验结论：并联电路的干路电流等于各支路电流之和 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 在“探究串联电路中电流大小的关系”实验中，某同学用电流表分别测出如图中 A、B、C 三处的电流大 小．为了进一步探究 A、B、C 三处的电流大小的关系，总结普遍规律，他下一步的操作最合理的是（） A .将电源两极对调，再次测量 A、B、C 三处的电流 B .改变开关 的位置，再次测量 A、B、C 三处的电流 C .将图中两只灯泡位置对调，再次测量 A、B、C 三处的电流 D .换用不同规格的灯泡，再次测量 A、B、C 三处的电流 67 【答案】D 【解析】 解：A．将电源的正负极对调，不能改变电路中的电阻、电压、电流，实验数据不变，不符合题意； B．改变开关的位置，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，不符合题意； C．两只灯泡的位置对调，不能改变电路的电阻、电压和电流，实验数据不变，不符合题意； D．更换不同的灯泡，电阻变化，电路中的电流发生变化，得出几组不同的实验数据，在分析实验数据得出 结论，这样得出的实验结论具有普遍性，减小了偶然性，符合题意． 2. 一同学在学习《电路初探》的过程中，有以下几点认识，你认为错误的是（） A .在串联电路中，尽管灯泡的亮度不尽相同，但是流过每一灯泡的电流一定是相同的 B .在串联电路中，各用电器两端的电压一定不相等 C .在并联电路中，欲研究干路电流与支路电流的普遍规律，所选用灯泡的规格最好不同 D .电压表之所以并联在待测电路的两端使用，其主要原因是因为并联各支路两端的电压是相等的 【答案】B 【解析】 解：A、串联电路电流处处相等，串联电路中，尽管灯泡的亮度不尽相同，但是流过每一灯泡的电流一定是 相同的，故正确但不符合题意； B、若两个灯泡的规格相同，即使两灯泡串联，电压也是相等的，故错误但符合题意； C、为了得出的结论具有普遍性，所以在并联电路中，欲研究干路电流与支路电流的普遍规律，所选用灯泡 的规格最好不同，故正确但不符合题意； D、电压表之所以并联在待测电路的两端使用，其主要原因是因为并联各支路两端的电压是相等的，故正确 但不符合题意； 3. 如图所示，在探究串联电路中的电流关系时，小华同学用电流表测出 a、b、c 三处的电流分别为 Ia=0.2A，Ib=0.2A，Ic=0.2A，在表格中记录数据后，下一步应该做的是（） A .整理器材，结束实验 B .分析数据，得出结论 C .换用不同规格的小灯泡，再测出几组电流值 68 D .换用电流表的另一量程，再测出一组电流值 【答案】C 【解析】 解：只进行一次实验，只根据一次实验数据就得出结论，实验结论不具有普遍性，为得出普遍结论， 做完一次实验，得出数据后，应依次换用不同规格的实验器材，进行多次实验，测出多组实验数据； 然后再分析数据得出结论，使实验结论具有普遍性． 4.如图所示电路，闭合开关后，比较 a，b，c，d 四处电流的大小，其中不正确的是（） A.Ia=Id B.Ia>Id C.Ia>IbD.Id>Ic 【答案】B 【解析】解：由并联电路中电流的特点知，干路中的电流等于各支路电流之和．故 A、C、D 中反映的关系 正确，B 中的错误． 5.如图甲所示，当开关 闭合时，两只电流表 和 的示数分别由乙、丙两图读得，则电流表 的示数是 ________ ，通过灯 的电流大小为________ ． 【答案】1.9 1.38 【解析】 解：分析电路，两灯泡并联，电流表 A1 测量干路电流，电流表 A2 则量通过灯泡的 L2 的电流．根据并联电路 的电流特点可知：电流表 A1 的示数大于电流表 A2 的示数．再根据乙、丙两图可读出示数分别为 0.52A，所 以 电 流 表 A1 的 示 数 是 9A ， 通 过 灯 泡 L2 的 电 流 为 0.52A ， 所 以 通 过 灯 泡 L1 的 电 流 I1=I − I2=1.9A − 0.52A=1.38A． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 69 第 1 节《电压》 【学习目标】 1. 初步认识，知道电压的作用及电源是提供电压的装置 2. 知道电压的单位及其换算，认识电压表，会正确使用电压表测量电压 3. 记住干电池及家庭电路的电压值 【学习重点】建立电压的初步概念，通过实验观察理解电压的作用并学会使用电压表 【学习难点】建立电压的初步概念，通过实验观察理解电压的作用并学会使用电压表 【自主预习】 电压用字母 U 表示，国际单位制中，电压的单位，常用单位 V、KV， 换算关系：1kV=1000 V 1V=1000mV 电源是提供电压的电路元件，电压是形成电流的原因 256kV=2.56×105V 220V=2.2×105mV 常见电压值：(1）一节干电池：1.5V (3)家庭照明电路：220V 【合作探究】 ★学生活动一：电压 组织学生进行实验：各小组按照图进行实验，看看能观察到什么现象，并通过合作找出发生这种现象的原 因是什么？ 实验结论：（1）电源是提供电压的装置，电压是形成电流的原因；（2）要使电路中获得持续电流，首先 电路是一个通路，再就是电路中有电源。 ★学生活动二：电压的符号与单位 自学课本关于电压的介绍，小组之间归纳总结完成下列知识点： 归纳总结：（1）电压的符号是 U ；电压单位有伏特(V)、千伏(kV)、毫伏(mV)，它们之间的转换关系为： 1 kV＝103V 1mV＝10－3 V （2）生活中常见的电压，一节干电池两端的电压为 1.5 V，对人体安全的电压不高于 36 V，家庭电路的电 70 压为 220V。 ★学生活动三：怎样连接电压表 观察电压表，阅读课本第 5、6 页。电压表的电学元件符号：　　　 电压表使用规则： （1）电压表应该跟被测用电器　并　　联； （2）电流从　　正　接线柱流进，从　　负　接线柱流出； （3）被测电压不要超过电压表的　量程　　　　；（在预先不知道被测电压的大约值的情况下，如果判定 被测电压不会超过 15V,可以先用大量程（0-15V）试触，如果测得的电压不超过 3V,为提高准确性，应改为 小（0-3V）量程测量。） （4）电压表　　能　（选填“能”或“不能”）直接接在电源的两极上。 （5）电压表读数练习请参照配套 PPT、 （6）用口诀来帮助记忆：“二要、一不、二看清”。“二要”：电压表要并联在被测电路的两端，要使电 流从电压表的“＋”接线柱流入，从电压表的“－”接线柱流出。“一不”：被测电压不能超过电压表的 量程。“二看清”：读数时一要看清电压表所用的量程；二要看清每一小格所表示的数值。 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 我国家庭电路的电压是（ ） A. 220V B. 110V C. 36V D. 18V 【答案】A 【解析】 71 解：我国家庭电路电压是 220V，故 A 正确，BCD 错误. 2. 下列关于电压的说法中，不正确的是（ ） A .电压是使电路中形成电流的原因 B .人体的安全电压为 36V C .干电池、蓄电池都是提供电压的装置 D .电路两端有电压，电路中一定有电流 【答案】D 【解析】 解：A．电压的作用是使电路形成电流，即电压是使自由电荷发生定向移动，形成电流的原因，故 A 正确， 不符合题意； B．对人体安全的电压不高于 36V，故 B 正确，不符合题意； C．干电池和蓄电池都属于电源，是为电路两端提供电压的装置，故 C 正确.不符合题意； D．电路两端有电压，电路是闭合的，电路中才有电流，故 D 错误，符合题意． 3. 一节干电池的电压是________ ，家中电视机、电冰箱、电灯等用电器之间的连接方式是________（选 填“串”或“并”）联． 【答案】1.5V 并联 【解析】 解：一节干电池的电压是 1.5V； 因为家庭电路中各用电器之间既可以单独工作又互不影响，因此家庭电路中的电冰箱与电视机之间的连接 方式为并联． 4. 如图甲所示电路中，当闭合开关后，两个电压表的指针均为如图乙所示，则电阻 R1 和 R2 两端的电压分 别为________V 和_______V。 【答案】4.8 1.2 【解析】 由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表 V1 测电源两端的电压，电压表 V2 测 R2 两端的电压， 72 因串联电路中总电压等于各分电压之和，且两个电压表的指针位置相同， 所以，电压表 V1 的量程为 0∼15V，分度值为 0.5V，则电源电压 U＝6V， 电压表 V2 的量程为 0∼3V，分度值为 0.1V，则 R2 两端的电压 U2＝1.2V， 所以，R1 两端的电压 U1＝U−U2＝6V−1.2V＝4.8V。 5.如图所示，当量程为 0-3V 时，电压表指针的读数为________V；当量程为 0-15V 时，电压表指针的读数 为________V。 【答案】1.5 7.5 【解析】 当量程为 0∼3V 时，分度值是 0.1V，在 15 格上，其示数为 1.5V。 当量程为 0∼15V 时，分度值是 0.5V，在 15 格上，其示数为 7.5V。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 2 节《串、并联电路中电压的规律》 【学习目标】 1.通过探究实验，训练学生连接电路、正确识记、使用电压表的基本技能得出串、并联电路中电压的规律。 2.能正确使用电压表。 3.能通过实验探究，归纳总结出串、并联电路中电压的规律。 【学习重点】在实验中探究串联电路中电压的规律。 【学习难点】在实验中探究串联电路中电压的规律。 【自主预习】 串联电路中电压的规律:串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和 并联电路中电压的规律:并联电路总电压等于各支路电压 【合作探究】 ★学生活动一：探究串联电路的电压关系 73 1.设计实验：把两个灯泡 L1 和 L2 串联起来接到电源上，AB 之间、BC 之间、AC 之间的电压可能有什么样的 关系？分三次接入电压表，把三次测量的电路图画在下面。 测量 AB 两点间的电压电路图 测量 BC 两点间的电压电路图 测量 AC 两点间的电压电路图 2.实验记录： AB 间 的 电 压 U1/V BC 间 的 电 压 U2/V AC 间的电 压 U3/V 第一次测量 第二次测量 3.实验结论：串联电路中的总电压等于各部分电路的电压之和，表达式为 U= U1+ U2 ★学生活动二：探究并联电路的电压关系 1. 实验设计：把两个灯泡 L1 和 L2 并联起来接到电源上，L1 两端的电压、L2 两端的电压、总电压可能有什 么样的关系？分三次接入电压表，测出这三个电压： 74 2.实验记录 L1 两端的电压 U1/V L2 两 端 的 电 压 U2/V 总电压 U/V 第一次测量 第二次测量 3.实验结论：并联电路的电压规律：并联电路总电压等于各支路电压，表达式为 U= U1=U2。 【归纳整理】 【课堂练习】 1.如图的电路中，闭合开关，电压表 V1 的示数为 6V，电压表 V2 的示数为 3.4V．那么下列说法中不正确的 是（ ） A .可知电源电压为 6V B .可知 L1 两端电压为 2.3V C .将电压表 V2 换成电流表，则 L1 亮，L2 不亮 D .将电压表 V2 换成电流表，则 L1 与 L2 并联，电流表测干路上的电流 【答案】C 【解析】（1）闭合开关 S 时，L1、L2 串联，V1 测电源的电压，V2 测 L2 两端的电压， 则电源的电压 U=6V，故 A 正确； 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 75 所以，L1 两端电压： U1=U-U2=6V-3.4V=2.6V，故 B 正确； （2）将电压表 V2 换成电流表时，电路为 L1 的简单电路，电流表测通过 L1 的电流，L2 被短路， 所以，L1 亮，L2 不亮，故 C 正确，D 错误． 故选 D． 2.如图所示，闭合开关 S 时，电压表 V1 的示数是 5V，电压表 V2 的示数为 6V．电源电压 8V 保持不变，则 灯 L2 两端电压为（ ） A.2V B.3V C.5V D.6V 【答案】B 【解析】 解：串联电路两端电压等于各部分电压之和， 由 U=U1+UV2 可得，U1=U−UV2=8V−6V=2V； 由 U=U3+UV1 可得，U3=U−UV1=8V−5V=3V； 由 U=U1+U2+U3 可得，U2=U−U1−U3=8V−2V−3V=3V． 故选：B． 3.小明按图甲的电路进行实验，当闭合开关用电器正常工作时，电压表 V1 和 V2 的指针完全一样，如图乙所 示，则 L1 与 L2 两端的电压分别为（ ） A .6V 1.5V B . 7.5V 1.5V C .1 .5V 7.5V D .1.5V 6V 【答案】A 【解析】 解：两灯串联，电压表 V1 测电源电压，电压表 V2 测 L2 两端电压， 根据串联电路电压的规律，电压表 V1 示数大于 V2 示数，因电压表 V1 和 V2 的指针完全一样，故 V1 选用 76 大量程，分度值为 0.5V，电压为 7.5V，V2 选用小量程，分度值为 0.1V，电压为 1.5V，即 L2 的电压为 1.5V，据串联电路电压的规律，L1 的电压为：7.5V−1.5V=6V，只有 A 正确． 4. 如 图 甲 所 示 ， 电 源 电 压 为 6V ， 闭 合 开 关 后 ， 电 压 表 的 示 数 如 图 乙 所 示 ， 下 列 叙 述 错 误 的 是 （ ） A .L1 两端电压为 1.8V B . L1 两端电压为 4.2V C . L2 两端电压为 1.8V D . L1 与 L2 两端电压之和为 6V 【答案】A 【解析】 解：由图可知，开关闭合后，电路是由两个电灯串联而成，V 测量的是 L2 两端的电压； 电源电压 U＝6V，由串联电路的电压特点可知，L2 两端电压小于电源电压，所以电压表使用的是 0∼3V 量程， 示数为 1.8V，即 L2 两端的电压为 1.8V，故 C 正确； 灯 L1 两端电压为 6V−1.8V=4.2V，故 A 错误，B 正确； L1 和 L2 两端电压之和等于电源电压 6V，故 D 正确． 5. 如图所示，在探究并联电路电压关系时，小明把阻值不等的两个灯泡 L1 与 L2 接入的电路中，用电压表 测出 L1 与 L2 两端电压 U1 与 U2 电源电压 U，则它们之间大小关系正确的是（ ） A . U=U1=U2 B . U=U1+U2 C . U>U1>U2 D . U>U1=U2 【答案】A 【解析】 解：根据题意可知，两灯泡并联，虽然灯泡阻值不等，但是并联电路中各支路两端的电压相等，故 A 正确 6.小宇同学在“探究串联电路电压规律”的实验时，得到“电源两端电压总大于各用电器两端电压之和” 77 的结论，这与之前“电源两端电压等于各用电器两端电压之和”的猜想不符，小宇用图甲所示的电路继续 进行探究． （1）测量电源及灯泡两端电压，电压表接在 AB 两点，是为了测量灯________两端的电压，闭合开关，电 压表的示数（如图乙所示）是________V． （2）接着小宇直接将电压表接 A 点的接线改接到 D 点，闭合开关后，发现电压表________． （3）纠正错误后，小宇测出导线 BC 间的电压大约为 0.05V，由此得知导线分压可能是造成结论与猜想不符 的原因，为了能更明显地观察到导线分压的现象，应选择较________（选填“粗”或“细”）的导线，原因 是在长度和材料相同时，________电阻越大． 【答案】 1.（1）L1 1.7 2.（2）指针反偏 3.（3）细横截面积越小 【解析】 解：（1）电压表接在 AB 两点，与灯泡 L1 并联，测量灯泡 L1 的电压， 闭合开关，电压表的量程为 0∼3V，分度值为 0.1V，则电压表的示数 1.7V； （2）将电压表接 A 点的接线改接到 D 点之后，电压表正负接线柱接反，电压表指针反偏； （3）为了明显观察导线分压现象，应选择电阻大的导线，在长度和材料相同时，横截面积越小电阻越大， 故为了能更明显地观察到导线分压的现象，需要选用较细的导线使导线的电阻大，分压多． 7.小明选用了一些实验器材来探究“串、并联电路中电流及电压的关系”实验： （1）小明设计了如图甲所示的电路图，并用电流表测量 、 、 三处的电流，电流表示数如表 ，小明同学 78 分析数据后得出结论：并联电路中各支路电流相等，小华认为他得出的结论是错误的，请你提出一条建议， 用来说明小明的观点是错误的：________， 改进后并多次实验得到的结论是：并联电路中，________． （2）为了探究串联电路中电压的关系，小明设计了如图乙所示的电路图，并进行实验，测量完 L1 两端的 电压后，在测量 L2 两端的电压时，为了节省时间，小明将电压表的 b 接点不动，只断开 a 接点，并改接到 c 接点上，你认为小明用上面的方法________（选填“能”或“不能”）测出 L2 两端的电压，原因是 ________． （3）图乙中，小明通过实验操作，测得 ab、 ac 间电压表示数如表 ，其中 bc 间电压如图丙所示，其大小 是________v，小华认为小明在测量 bc 间电压时操作还有待改进，接下来应该________． 【答案】 1.（1）采用不同规格的灯泡进行实验干路电流等于各支路电流之和 2.（2）不能电压表正负接线柱接反了 3.（3）2 断开开关，电压表换用 0∼3V 的量程 【解析】 解：（1）之所以得出：并联电路中各支路电流相等，根据并联电路各支路电压相等和欧姆定律知，是因为 选用的灯泡规格相同，故可采用不同规格的灯泡进行实验，用来说明小明的观点是错误的； 改进后并多次实验得到的结论是：并联电路中，干路电流等于各支路电流之和． （2）在测量 L2 两端的电压时，为了节省时间，小明将电压表的 b 接点不动，只断开 a 接点，并改接到 c 接点上，用上面的方法不能测出 L2 两端的电压，原因是电压表正负接线柱接反了； （3）电压表选用大量程，分度值为 0.5V，其大小是 2V，为提高测量准确程度，故应选用小量程，接下来 应该：断开开关，电压表换用 0∼3V 的量程． 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 3 节电阻 【学习目标】 1. 知道什么是电阻，电阻的单位及其换算，理解电阻是导体本身的一种属性。 2. 理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。 79 3. 认识半导体和超导体，记住它们的特点以及对社会生活的影响。 【学习重点】电阻的概念。 【学习难点】电阻大小的影响因素。 【自主预习】 1. 导体对电流的阻碍作用叫电阻，用 R 表示，国际制单位的主单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω。常用单 位有千欧（KΩ）和兆欧（MΩ），1MΩ=1000 KΩ=106Ω。电阻在电路图中的符号为 。 2. 影响电阻大小的因素有：材料；长度；横截面积；温度。电阻是导体本身的一种特性，它不会随着电 压、电流的变化而变化。 3. 某些导体在温度下降到某一温度时，就会出现其电阻为零的情况，这就是超导现象，这时这种导体就 叫超导体。 【合作探究】 ★学生活动一：电阻 按课本图 16.3-1 给出的演示实验连接好电路. （1）先将铜丝接入电路，合上开关，观察小灯泡的亮度. （2）断开开关，将铜丝换成长短、粗细相同的镍铬合金丝，合上开关，观察小灯泡的亮度. （3）思考两种情况小灯泡亮度不同的原因？ 引导：如果给上述实验电路中接入电流表，可以看到，灯泡亮的时候通过电路的电流大。所以，在相同的 电压下，通过铜丝的电流比通过镍铬合金丝的电流大。通过上面的实验知道，导体虽然能够通过电流，但 同时对电流有阻碍作用。在相同的电压下，通过铜丝的电流较大，也就是说铜丝对电流的阻碍作用较小； 而通过镍铬合金丝的电流较小，表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用大。 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越 大。不同的导体，电阻一般不同。电阻是导体本身的一种性质。 导体对电流的阻碍作用叫电阻，用 R 表示，国际制单位的主单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω。常用单位有 千欧（KΩ）和兆欧（MΩ），1MΩ=1000 KΩ=106Ω。电阻在电路图中的符号为 。 ★学生活动二：响电阻大小的因素有什么？ 猜想：影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积（粗细）…… 设计实验： 实验电路装置及器材如右图所示。 80 其中：A 为细长的铜丝 B 为细长的镍铬合金丝 C 为粗长的镍铬合金丝 D 为细短的镍铬合金丝 进行实验： 由于探究过程中涉及到多个因素,因此实验时采用控制变量法的实验方法对各个因素逐个研究。通过比 较电流表示数的大小来比较电阻的大小，电流的计数越大，接入电路中的电阻丝的电阻越小。 (1)探究电阻的大小跟材料的关系 需要控制的变量是长短与粗细，改变的变量是材料，因此应选择的电阻丝是 A 和 B 进行实验。 结论 1：导体电阻大小与导体的材料有关。 (2)电阻的大小跟导体横截面积的关系 需要控制的变量是长短与材料，改变的变量是横截面积，因此应选择的电阻丝是 B 和 C 进行实验。 结论 2：导体电阻大小与导体的横截面积有关。相同情况下，导体的横截面越大电阻越小。 (3)电阻的大小跟导体长短的关系 需要控制的变量是粗细与材料，改变的变量是长短，因此应选择的电阻丝是 B 和 D 进行实验。 结论 3：电阻的大小跟导体长短有关，导体的长度越长电阻越小。 （4）除以上因素外，你们小组认因导体的电阻还与什么因素有关？设计实验并动手探究一下吧。 猜想：影响电阻大小的因素还有温度 综上所述，导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定与导体的材料、长短、横截面积。 【归纳整理】 81 【课堂练习】 1.关于电压、电流和电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体的电阻是由通过它的电流决定的 B．电荷的移动就能形成电流 C．电压的作用是电路中产生自由电荷 D．电路中有电流时它两端一定有电压 【答案】D。 【解析】 A、导体的电阻是导体本身的一种性质，导体的电阻跟导体的材料、横截面积、长度、温度有关，其大小与 电流和电压无关，故 A 错误； B、只有电荷的定向移动才能形成电流，故 B 错误； CD、电压使电荷发生定向移动，使电路中形成了电流，有电流则一定有电压，故 C 错误、D 正确。 2.下列有关电阻的说法，错误的是（　　） A．电阻是导体对电流的阻碍作用 B．通过导体的电流越大，导体的电阻越大 C．电阻是导体本身的一种性质 D．一般情况下导体都有电阻 【答案】B。 【解析】A、电阻指的就是导体对电流的阻碍作用，故 A 正确； B、导体的电阻是导体本身具有的一种性质，导体一定，导体的电阻与通过导体的电流无关，故 B 错误； C、导体电阻的大小和导体的材料、长度、横截面积都有关，故 C 正确； D、导体的电阻是导体本身具有的一种性质，与导体是否通电是无关的，即使导体不通电，导体依然存在电 阻，故 D 正确。 3．下列有关导体的说法中正确的是（　　） A．导体都是通过自由电子导电的 B．导体中没有电流通过时，导体就没有电阻 C．通过导体的电流越大，则导体的电阻越小 D．同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不变 【答案】D。 【解析】A、导体只所以能够导电，是因为有自由移动的电荷，但不一定是通过自由电子导电的，故 A 错误； B、电阻是导体本身的一种性质，导体中没有电流通过时，导体同样有电阻，故 B 错误； C、电阻是导体本身的一种性质，与导体中的电流无关，故通过导体的电流越大，导体的电阻不变，故 C 错 误； 82 D、由欧姆定律可知，同一导体两端的电压增大几倍，通过它的电流也增大几倍，电压与电流的比值不变， 故 D 正确。 4．在相同温度下，关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　） A．铜线的电阻一定比铝线的小 B．长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等 C．长度相同的两根铜线，粗的那根电阻较大 D．粗细相同的两根铜线，长的那根电阻较大 【答案】D。 【解析】 A、导体电阻与导体的材料、长度与横截面积有关，只知道导体的材料，不知道导体的长度和横截面积关系， 无法确定铜线与铝线电阻的大小，故 A 错误。 B、长度相同、粗细也相同的铜线和铝线，由于材料不同，则电阻不相等，故 B 错误； C、在材料、长度相同的情况下，导体越粗，横截面积越大，电阻越小，所以，长度相同的两根铜线，粗的 那根电阻较小，故 C 错误； D、在材料、横截面积相同的情况下，导体越长，导体电阻越大，所以，粗细相同的两根铜线，长的那根电 阻较大，故 D 正确。 5．相同材料制成的甲、乙、丙三个导体，相关数据如下表，根据表中提供的数据，下列判断正确的是（　　） 导体 长度/cm 横截面积/mm2 甲 10 10 乙 20 1 丙 30 0.1 A．甲导体电阻最大 B．乙导体电阻最大 C．丙导体电阻最大 D．三个导体电阻一样大 【答案】C。 【解析】由表中数据知，甲导体的长度最小，其横截面积最大，故甲导体的电阻最小， 丙导体的长度最大，且横截面积最小，故丙导体的电阻最大，故 C 正确，ABD 错误。 6．一根铜导线的电阻为 R，要使电路中的电阻变为 4R，以下方法可行的是（　　） A．将铜导线对折起来，接在电路中 B．将铜导线用拉丝机缩短至原来 倍 C．将铜导线用拉丝机拉长至原来 2 倍 D．将同样长，同样粗的铝导线代替铜导线接在电路中 【答案】C。 83 【解析】 A、将铜导线对折起来，导体的长度变小，横截面积变大，则电阻变小，故 A 不符合题意； B、将铜导线用拉丝机缩短至原来 倍，横截面积变为原来的 2 倍，则电阻变小，故 B 不符合题意； C、将铜导线用拉丝机拉长至原来 2 倍，由于铜导线的体积不变，长度变为原来的 2 倍，横截面积变为原来 的二分之一，所以电阻变为原来的 4 倍，故 C 符合题意； D、其它条件相同，铝导线的电阻大于铜导线的电阻，但不是 4 倍的关系，所以将同样长，同样粗的铝导线 代替铜导线，电阻不会变为原来的 4 倍铝的电阻率不是铜的 4 倍，故 D 不符合题意。 7．利用如图所示的电路“探究影响电阻大小的因素”，则说法中正确的是（　　） A．该实验运用了转换法 B．利用该电路只能探究电阻与长度的关系 C．将电流表换成小灯泡，实验效果会更明显 D．用电流表示数反映电阻大小，说明电阻大小与电流有关 【答案】A。 【解析】 A、实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，用到了转换法，故 A 正确； B、电阻与导体的长度、横截面积、材料有关，实验中通过改变 AB 在镍铬合金丝上的位置改变连入电阻丝 的长度，从而探究电阻与长度的关系；将电阻丝的一半接入电路和对折后接入电路相比，控制了长度相同， 改变了电阻丝的横截面积，可以探究电阻与横截面积的关系，故 B 错误； C、实验中通过电流表示数大小反映电阻大小，电流表示数越大，表示电阻越小，由于小灯泡的电阻大于电 流表的电阻，电路中的电流更小，实验效果会更不显著，故 C 错误； D、电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与材料、长度、横截面积、温度有关，与电压和电流无关，故 D 错误。 8.小波在探究影响导体电阻大小的因素时，选择了如图所示的器材，在实验板上固定有 a、b、c、d 四根金 属丝，其中 a、b、c 三根的长度均为 2L，d 的长度为 L，a、b、d 的横截面积均为 S，c 的横截面积为 2S； 84 a、c、d 的材料相同，b 的材料与另外三根的材料不同，电源两端的电压保持不变。小波分别将四根金属丝 的两端接入电路 M、N 两点间进行实验，并将实验过程与数据记录如下表。 实验顺序 1 2 3 4 MN 两端连接的金属丝 a b c d 电流表示数 I/A 0.4 1.5 0.8 0.8 （1）如果要研究导体的长度对电阻大小的影响，应选择第的两组数据进行比较　1 和 4　（选填 “1”“2”“3”“4”）； （2）比较第 2 和 3 的两组数据，　不能　（选填“能”或“不能”）得出导体的电阻与其横截面积有关的 结论。 【答案】（1）1 和 4；（2）不能。 【解析】 （1）在研究导体的长度对电阻大小的影响时，应控制导体的材料和横截面积不变，编号 1、4 电阻丝符合 要求； （2）第 2 和 3 的两组数据中，选用 b、c 两根电阻丝可知，两者的长度相同、横截面积和材料不同，不能 得出导体的电阻与其横截面积有关的结论。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 4 节变阻器 【学习目标】 1. 能说出滑动变阻器的构造，画出它在电路图中的符号，理解变阻器的工作原理。 85 2. 能够把滑动变阻器正确连入电路中来改变电路中电流及用电器两端的电压。 3. 知道滑动变阻器在生活中的应用有哪些。 【学习重点】滑动变阻器 【学习难点】滑动变阻器的使用。 【自主预习】 1、阻值可以改变的电阻叫做变阻器。常用的有滑动变阻器和变阻箱。 2、滑动变阻器的工作原理是：通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。作用：通过改 变连入电路中的电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻，从而改变电路中电流，进而改变部分电路两端的 电压，还起保护电路的作用。正确接法是：一上一下的接。它在电路图中的符号是 它应该与 被控电路串联。 【合作探究】 ★学生活动一：变阻器 实验： 1.用小刀把铅笔剖开，照右上图连接电路，金属夹导线在铅笔芯上移动，当两金属夹之间距离变远时，接 入电路中的导体变长(长或短)，接入电路中的电阻变大 (大或小)，通过灯泡的电流变小 (大或小)，因此灯 泡变暗 (亮或暗)。 2.通过改变接入导体的长度，能很方便改变接入电路的电阻，从而改变电路中的电流。 ★学生活动二：滑动变阻器 1.认识滑动变阻器 （1）.观察：滑动变阻器，它有缠绕在绝缘管上的电阻线，外面涂有绝缘漆，它的两端连接在两个接线柱 上。支架上方有个比较粗的金属杆，电阻很小，金属杆两端有接线柱。金属杆与电 阻丝通过滑片相连。滑 动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度，来改变的。变阻器在电路图中的符号 。 86 (2).滑动变阻器上标有“20Ω，0.5A”字样，表示的意义是滑动变阻器的最大电阻值为 20Ω， 滑动变阻器 允许通过的最大电流为 0.5A。使用滑动变阻器时，开关闭合前要将滑动变阻器滑到阻值最大处，这样做是 为了使电路中的电流不会太大，起到保护电路的作用。 2.变阻器的使用 ⑴观察滑动变阻器的结构 ①为什么与滑片接触处的电阻丝的绝缘层被刮去？为了把上端的接线柱通过滑片和下面的电阻线以及接线 柱接入电路 ②哪两个接线柱之间的电阻是不变的？下端的 A 、B 接线柱之间 ③哪两个接线柱之间的电阻很小?上端的 C、D 接线柱之间 ④移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？ “一上一下 ” 的接线柱之间 ⑤向哪个方向移动时电阻变大？远离线段接线柱方向时 ⑵连接滑动变阻器 要使滑动变阻器和用电器中的电流相同，滑动变阻器应该与用电器串 (串或并)联。 3.用滑动变阻器改变小灯泡的亮度 实物图电路图 （1）画出对应的电路图 （2）要改变连入电路中的电阻，从而控制电流大小， 应采用一上一下 (“两上”、“两下”或“一上一下”) 87 两个接线柱接法，“一上”即把上面的金属棒 (金属棒或电阻线)两端的任一接线柱连入电路中“一下”即 把下面的电阻线 (金属棒或电阻线)两端的任一接线柱连入电路中。 （3）为了保护电路，在通电前应将滑片置于远离(远离或靠近)“一下”位置，即使变阻器连入电路中的阻 值最大 (大或小)。 ★学生活动三：变阻器的应用 （1）变阻器的作用主要是通过调节其电阻值。改变电路中的电流。 （2）有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。图 16.4-1 是一种电位器的结构图。 它通过机械式旋钮调节电阻的大小。 （3）除机械式电位器外，数字电位器被人们越来越广泛地使用。数字电位器是一种用数字信号控制阻值的 器件(集成电路)。与机械式电位器相比，数字电位器具有可可程序控制改变阻值、耐震动、噪声小、寿命 长、抗环境污染等重要优点，因而，已在自动检测与控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等许多重要领 域得到应用 【归纳整理】 【课堂练习】 1．下列关于电阻的说法正确的是（　　） A．滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的横截面积的大小来改变电阻的 B．长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝，在同一温度下，它们的电阻不同 C．一切导体的电阻都随着温度的升高而增大 D．当导体中电流为零时，导体的电阻也为零 【答案】B。 【解析】A、滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的，是长度而不是横截面积，故 A 错误； B、铜的导电能力仅次于银，因此长度和横截面积均相同的铜导线和保险丝，在同一温度下，保险丝的电阻 大，故 B 正确； C、钨丝、铁丝的电阻随温度的升高而增大，铅芯、玻璃、半导体的电阻随温度的升高而减小，故 C 错误； 88 D、导体的电阻受材料、长度、横截面积、温度影响，不受外界的电流、电压影响，故 D 错误。 2．一个滑动变阻器铭牌上标有“50Ω，2A”的字样，它的含义是（　　） A．电阻变化范围是 0～50Ω，允许通过的最大电流是 2A B．电阻最小值是 50Ω，允许通过的最大电流是 2A C．电阻最小值是 50Ω，允许通过的最小电流是 2A D．电阻最大值是 50Ω，允许通过的最小电流是 2A 【答案】A。 【解析】滑动变阻器铭牌上常标着两个数据：电阻和电流。 如“50Ω，2A”表示允许通过的最大电流是 2A，这个滑动变阻器的最大电阻值是 50Ω 或滑动变阻器电阻变 化范围为 0～50Ω。 3．滑动变阻器能改变其接入电路中电阻的大小。主要是改变了变阻器接入电路中电阻丝的（　　） A．长度 B．材料 C．横截面积 D．温度 【答案】A。 【解析】滑动变阻器移动滑片时，不能改变接入电阻丝的横截面积和材料，只能改变接入电路电阻丝的长 度，来改变接入电路的电阻和电流。 4．如图所示为滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片 P 向右滑动时，连入电路的电阻变大的是 （　　） A． B． C． D． 【答案】A。 【解析】A、滑片向右移动时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变长，滑动变阻器连入电路的电阻变大，故 A 正确； B、滑动变阻器同时接上面两个接线柱，滑动变阻器相当于导线，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值不 变，故 B 错误； C、滑动变阻器同时接下面两个接线柱，滑动变阻器被结成定值电阻，移动滑片，滑动变阻器接入电路的阻 值不变，故 C 错误； D、向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，接入电路的滑动变阻器阻值变小，故 D 错误。 5．将图中的滑动变阻器连入电路，当滑动变阻器的滑片 P 向 D 端滑动时，接入电路中的阻值变小，则变阻 89 器连入电路的接线柱应是（　　） A．A 和 C B．B 和 D C．A 和 B D．C 和 D 【答案】B。 【解析】 A、当 A 和 C 接入电路时，滑动变阻器将左半部分电阻接入了电路，滑片向 D 端移动，接入电路的电阻线变 长，即接入电路的电阻变大，故 A 错误； B、当 B 和 D 接入电路时，滑动变阻器将右半部分电阻接入了电路，滑片向 D 端移动，接入电路的电阻线变 短，即接入电路的电阻变小，故 B 正确； C、当 A 和 B 接入电路时，将下面两个接线柱接入了电路，即滑动变阻器接入电路的阻值为定值电阻，并且 滑片失去调节电阻的作用，故 C 错误； D、当 C 和 D 接入电路时，将上面两个接线柱接入了电路，即滑动变阻器接入电路的阻值为零，并且滑片失 去调节电阻的作用，故 D 错误。 6．如图甲为某可调亮度的台灯，如图乙为其用于调光的电位器结构图，a、b、c 是它的三个接线柱，a、c 分别与弧形电阻丝的两端相连，b 与金属片相连。当转动电灯旋钮时，滑片会在弧形电阻丝上同向滑动，即 可调节灯泡亮度。下列分析正确的是（　　） A．若只将 b、c 接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变暗 B．若只将 a、b 接入电路逆时针转动旋钮时，灯泡变亮 C．若只将 a、c 接入电路，顺时针转动旋钮时灯泡变亮 D．若将 a、b 电路接入同一点，c 接入电路的另一点时，旋动旋钮时不能改变灯泡亮度 【答案】B。 【解析】 A、若只将 b、c 接入电路，则滑片右边的电阻丝接入电路；顺时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变 90 小，电路中电流变大，灯泡变亮，故 A 错误； B、若只将 a、b 接入电路，则滑片左边的电阻丝接入电路；逆时针转动旋钮时，电位器接入电路的电阻变 小，电流变大，灯泡变亮，故 B 正确； C、若只将 a、c 接入电路，则电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡 的亮度，故 C 错误； D、若将 a、b 接入电路同一点，c 接入电路的另一点时，导线把滑动变阻器的左半段短路，滑片右边的电阻 丝接入电路；旋动旋钮时，能改变接入电路的电阻，能改变电路中的电流，能改变灯泡的亮度，故 D 错误。 7．在如图所示的四个电路中，合上开关，当滑动变阻器的滑片向右移动时，通过灯泡的电流变小，那么下 列叙述中正确的是（　　） A．只可用甲图电路 B．用甲图或丁图电路都可以 C．只可用乙图电路 D．用乙图或丙图电路都可以 【答案】B。 【解析】 据题意可知，滑片 P 向右移动时，电流变小，则电阻变大，即滑片右移时电阻丝长度增加，说明变阻器的 左半段接入电路，则一定使用了左下接线柱，故排除乙图；据变阻器的接法是一上一下可知，排除丙图， 则甲图和丁图是正确的。 8．将两只滑动变阻器按图所示的方法连接，如果把 a、b 两根导线接入电路里，要使这两只变阻器接入电 路中的总电阻最大，应把滑片 P1、P2 放在（　　） A．P1 放在最右端，P2 放在最右端 B．P1 放在最左端，P2 放在最左端 C．P1 放在最右端，P2 放在最左端 D．P1 放在最左端，P2 放在最右端 【答案】D。 91 【解析】根据题意要求，图中的两个滑动变阻器是串联接入电路的，要使接入电路的总电阻最大，必须让 每个变阻器的电阻丝都全部接入电路。对于左边的变阻器来说，电阻丝的右端接入电路，所以应该把滑片 P1 移到最左端；对于右边的变阻器来说，电阻丝的左端接入电路，所以应该把滑片 P2 移到最右端。 9．在用滑动变阻器改变灯泡亮度的实验中，下面关于连接实验电路时的注意事项，其中不必要的一点是 （　　） A．连入变阻器时，应使滑片位于阻值最大的位置 B．连接电路时，应先将开关断开 C．开关、电流表应接在靠近电源“+”极的一端 D．电流表应与灯泡串联 【答案】C。 【解析】AB、连接实物图时，为了保护电路，开关必须是断开的，滑动变阻器必须滑到最大值；故 AB 正确； C、开关、电流表串联在电路中，与所在的位置无关，故 C 错误； D、电流表电阻很小，与被测电路串联，故 D 正确。 10．如图所示是变阻器连入电路的四种不同的接法，那么，在这四种接法中，哪一种具有这样的功能：当 金属滑片 P 向右滑动时，电路中的灯光变暗（　　） A． B． C． D． 【答案】C。 【解析】A、此时滑片最上面的两个接线柱接入电路，既相当于导线，移动滑片，不能改变电阻，故不能改 变灯泡的亮度，故 A 错误； B、此时滑片最下面的两个接线柱接入电路，既相当于定值电阻，移动滑片，不能改变电阻，故不能改变灯 泡的亮度，故 B 错误； C、据图可知，此时滑片左侧的电阻丝接入电路，向右移动滑片，有效长度变大，故电阻变大，电流变小， 故灯泡变暗，故 C 正确； D、据图可知，此时滑片右侧电阻丝接入电路，向右移动滑片，有效长度变短，故电阻变小，所以电流变大， 故灯泡变亮，故 D 错误； 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 92 第 1 节电流与电压和电阻的关系 【学习目标】 1. 通过实验探究出电流与电压的关系；能说出在电阻一定时，电流与电压成正比关系。 2. 通过实验探究出电流与电阻的关系，能说出电压一定时，电流与电阻的关系。 3. 体会控制变量法的应用。 【学习重点】电流与电压和电阻的关系 【学习难点】电流与电压和电阻的关系探究过程 【自主预习】 1、在电阻一定时，导体中的电流与导体两端的电压成正比；在电压一定时，导体中的电流与导体的电阻成 反比。 2、在研究电流与电压、电阻的关系时，运用的是控制变量法，即：在研究电流与电压的关系时，应控制电 阻不变，使电压发生变化；在研究电流与电阻的关系时，应控制电压不变，使电阻发生变化． 【合作探究】 ★学生活动一：探究电流与电压的关系 1、电流的大小与哪些因素有关？ 电压和电阻 2、实验时，要采取什么研究方法？ （控制变量法，伏安法） 3、根据器材和电路图进行连接实物图。 93 4、如何探究电流和电压的关系？ 可以保持电阻不变，改变电阻两端的电压，再看电流怎么变化。 5、如何保持电阻不变？ 可以选用一只定值电阻。 6、如何改变电阻两端电压？ 使用滑动变阻器。 根据讨论好的实验方案进行实验并把数据记录到表格中： 当 R=5Ω 实验次数/次 1 2 3 4 电阻两端电压 U/v 2.5 2.0 1.5 1.0 电阻中的电流 I/A 0.5 0.4 0.3 0.2 图像如下： 得出结论：当电阻一定时，电阻中的电流与电阻两端的电压成正比。 ★学生活动二：探究电流与电阻的关系 学生根据探究一的实验进行思考，并自主设计实验进行探究并记录数据到表格中 当 U=2V 时 实验次数/次 1 2 3 4 电阻 R/Ω 2 4 5 8 电阻中的电流 I/A 1 0.5 0.4 0.25 图像如下 94 得出结论：当电压一定时，电阻中的电流与电阻成正比。 【归纳整理】 【课堂练习】 1.在“探究通过导体的电流与电压的关系”实验中，用定值电阻进行实验，得到 I﹣U 图象如下图所示，则 正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】 解：在电阻不变时，电流与电压成正比，电流随电压的变化关系为一过原点的直线，只有 B 正确。 2．小刚同学用如图电路探究“一段电路中电流跟电阻的关系”。在此实验过程中，当 A、B 两点间的电阻 由 5Ω 更换为 10Ω 后，为了探究上述问题，他应该采取的唯一操作是（　　） A．保持变阻器滑片不动 B．将变阻器滑片适当向左移动 C．将变阻器滑片适当向右移动 D．将电池个数增加 【答案】C 【解析】 在滑动变阻器的电阻值 Rp 不变的情况下，电路中由于将 5Ω 的定值电阻换成 10Ω 的定值电阻，使整个电 路的总电阻增大。 利用公式 I= 可知，电路中的总电流减小。 根据 U=IR 可知，此时滑动变阻器两端的电压的减小， 根据串联电路的总电压等于各分电压之和可知，定值电阻两端的电压变大； 95 要使电压表的示数不变，只能减小电路中的电流，所以要使电路中的电阻增大，即滑片 P 向右端移动增大 电阻。 3．在“探究电流与电阻的关系”实验中，小榕设计了如图所示的电路图。实验中电源两端电压保持 6V 不 变，定值电阻 R 的阻值分别为 5Ω、10Ω 和 20Ω，电压表示数保持 2V 不变。为完成实验，应选取的滑动变 阻器的规格为（　　） A．10Ω 2A B．20Ω 1A C．30Ω 2A D．50Ω 1A 【答案】D 【解析】 解：电源电压为 6V，电压表示数保持 2V 不变，根据串联电路电压的规律，变阻器分得的电压为：6V﹣ 2V=4V，变阻器分得的电压为电压表示数的 倍，根据分压原理，变阻器连入电路中的电阻至少为 2×20Ω=40Ω，由欧姆定律可得电路中的最大电流为：I= = =0.4A＜1A，故只有 D 正确； 4．同学们用如图所示的电路探究“电流跟电阻的关系”，电源电压为 4.5V，三个阻值分别为 5Ω、15Ω 和 30Ω 的定值电阻。他们先将 5Ω 的电阻接入电路中，使其两端电压为 2.5V．读取了电流表示数。为完成 探究任务，断开开关后，接下来该进行的操作正确的是（　　） A．调节滑片至另一位置，再闭合开关，读取电流表示数 B．用 15Ω 或 30Ω 的电阻替换 5Ω 的电阻，闭合开关，读取电流表示数 C．用 15Ω 或 30Ω 的电阻替换 5Ω 的电阻，闭合开关，向右调节滑片使电压表示数为 2.5V，读取电流表示 数 D．用 15Ω 或 30Ω 的电阻替换 5Ω 的电阻，闭合开关，将滑片从最右端逐渐向左调节使电压表示数为 2.5V，读取电流表示数 96 【答案】D 【解析】 解：5Ω 的电阻接入电路，电压表示数为 2.5V，用 15Ω 或 30Ω 的电阻替换 5Ω 的电阻时，串联电路的总 电阻变大，根据欧姆定律可知电路中电流变小，滑动变阻器分得的电压变小，电阻分得的电压变大；由于 电阻换成 15 欧时，定值电阻分得的电压超过了 3V 的量程，所以换成 15Ω 的电阻时，在保护开关前将滑片 放在阻值最大处再逐渐从最右端向左调节使电压表示数为 2.5V，读取电流表示数，故 D 正确。 5．如图所示，是探究“电流与电阻的关系”实验电路图，电源电压保持 3V 不变，滑动变阻器的规格是“10Ω 1A”。实验中，先在 a、b 两点间接入 5Ω 的电阻，闭合开关 S，移动滑动变阻器的滑片 P，使电压表的示 数为 2V，读出并记录下此时电流表的示数。接着需要更换 a、b 间的电阻再进行两次实验，为了保证实验的 进行，应选择下列的哪两个电阻（　　） A．10Ω 和 40Ω B．10Ω 和 20Ω C．30Ω 和 40Ω D．20Ω 和 30Ω 【答案】B 【解析】 解：探究“电流与电阻的关系”实验中应控制电阻两端的电压即电压表的示数不变， ∵串联电路中总电压等于各分电压之和， ∴滑动变阻器两端的电压： U 滑=U﹣UR=3V﹣2V=1V， ∵串联电路中各处的电流相等， ∴根据欧姆定律可得： = = = = ， 当滑动变阻器接入电路中的电阻为 10Ω 时，定值电阻的最大阻值： Rmax=2R 滑 max=2×10Ω=20Ω， 即定值电阻的最大阻值不能超过 20Ω， 结合选项可知，ACD 不符合，B 符合。 97 6.探究“电流与电压和电阻的关系”： （1）请根据图（甲）中电路图，用笔画线代替导线将实物图（乙）连接完整，使滑动变阻器的滑片 P 向右 移动时，接入电路的电阻变大。 （2）探究“电流与电压的关系”时，某小组在 ab 间接入电阻 R1，移动滑片 P，将测量数据记录在表一中， 当电压表示数为 2.0V 时，对应的电流值如图（丙）所示，为　　A．另一小组使用其它阻值的电阻 R2，测 量数据如表二所示，根据两组数据描绘出相应的 I﹣U 图象。 表一（R1） U/V 1.0 2.0 3.0 I/V 0.20 0.60 表二（R2） U/V 0.8 1.6 2.6 I/V 0.08 0.16 0.26 （3）根据描绘出的 I 一 U 图象可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成　　； 其中图线　　表示的是 R1 的 I﹣U 图象。 （4）探究“电流与电压的关系”时，进行了多组数据的测量，其目的是为了　　（填字母序号）。 A．寻找普遍规律 B．取平均值减小误差 （5）某同学继续探究“电流与电阻的关系”时，先测出了 5Ω 电阻在 2.0V 电压下的电流，然后断开开关， 将 5Q 电阻换成 10Ω 电阻，闭合开关，直接读出电流值，这种做法　　（选填“正确”或“错误”），理 由是　。 【答案】（1）如上左所示；（2）0.4；（3）正比；a；（4）A；（5）错误；没有控制电阻的电压不变。 【解析】（1）使滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，接入电路的电阻变大，故变阻器左下接线柱连入电路中， 如下左所示： 98 （2）当电压表示数为 2.0V 时，对应的电流值如图（丙）所示，电流表选用小量程，分度值为 0.02A，电流 为 0.4 A； （3）根据描绘出的 I 一 U 图象为过原点的直线，故可以得出结论：在电阻一定时，通过导体的电流与导体 两端的电压成正比； 由欧姆定律，R1 5Ω； R2 10Ω＞5Ω； 故电压相等时，通过 R1 的电流大， 其中图线 a 表示的是 R1 的 I﹣U 图象； （4）探究“电流与电压的关系”时，进行了多组数据的测量，其目的是为了寻找普遍规律，选 A； （5）探究“电流与电阻的关系”时，要控制电阻的电压不变，先测出了 5Ω 电阻在 2.0V 电压下的电流， 然后断开开关，将 5Q 电阻换成 10Ω 电阻，闭合开关，直接读出电流值，由分压原理，电阻的电压大于 2V， 故这种做法错误，理由是没有控制电阻的电压不变。 7.在“探究电流与电阻的关系”实验中： （1）如图甲所示，请你用笔画线代替导线，将图中电路连接完整（请勿更改原有导线，导线不得交叉）， 要求：当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，电路中的电流变大。连接电路时，开关必须　　。 （2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是　　。 （3）实验过程中，将 5Ω 的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 至适当位置，此时电流表 示数如图乙所示，则电流表示数为　　A．将 5Ω 的电阻更换为 10Ω 的电阻，闭合开关，应将滑动变阻器 的滑片 P 向　　（选填“左”或“右”）端移动，使电压表示数为　　V。 99 【答案】（1）如解析；断开；（2）电阻 R 断路；（3）0.3；右；1.5。 【解析】（1）当滑动变阻器的滑片 P 向左移动时，电路中的电流变大，即电阻变小，故变阻器左下接线柱 连入电路中，如下所示： 连接电路时，开关必须断开； （2）闭合开关后，发现电压表有示数且接近电源电压，电流表无示数，其原因是电阻 R 断路。 （3）实验过程中，将 5Ω 的电阻接入电路中，闭合开关，调节滑动变阻器滑片 P 至适当位置，此时电流表 示数如图乙所示，则电流表示数为 0.3A； 由定律，电压表示数：U＝IR＝0.3A×5Ω＝1.5V； 根据串联分压原理可知，将定值电阻由 5Ω 改接成 10Ω 的电阻，电阻增大，其分得的电压增大； 探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应 增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向右端移动， 使电压表的示数为 1.5V。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 2 节欧姆定律 【学习目标】 1. 通过实验探究电流跟电压和电阻的关系，分析归纳出欧姆定律；理解欧姆定律的内容。 2. 能运用欧姆定律进行简单的计算，解决一些简单的问题。 【学习重点】欧姆定律 【学习难点】欧姆定律的理解 【自主预习】 导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。公式为: 。变形公式有：U= IR 【合作探究】 UI R = UR I = 100 ★学生活动一：欧姆定律 将电流跟电压、电阻三者之间的定量关系两个结论概括在一起，如何用简练而准确的语言表达呢？ 学生讨论，得到完整的结论，教师复述这就是著名的欧姆定律。 1、内容：导体中的电流，跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 这是德国物理学家欧姆在 19 世纪初经过大量的实验而归纳得出的。为了纪念他，把这个定律叫做欧姆 定律。 2、公式：I＝ 3、欧姆定律公式单位 I——电流——安培（A） U——电压——伏特（V） R——电阻——欧姆（Ω） ★学生活动二：欧姆定律的应用 用公式进行计算的一般步骤： （1）读题、审题（注意已知量的内容）； 　　（2）根据题意画出电路图； 　　（3）在图上标明已知量的符号、数值和未知量的符号； 　　（4）选用物理公式进行计算（书写格式要完整，规范）。 例题 1：一枚小灯泡接在 5 V 电源两端，灯丝电阻为 10 Ω，求：通过灯丝的电流？ I＝ ＝ ＝0.5A 答：通过灯丝的电流为 0.5A。 例题 2：如图所示，闭合开关后，电压表的示数为 6 V，电流表的示数为 0。3 A，求：电阻 R 的电阻是 多少？ R＝ ＝ ＝20 Ω 答：电阻 R 的电阻为 20 Ω。 【归纳整理】 R U R U Ω10 V5 I U A30 V6 . 101 【课堂练习】 1.由公式 变形为 ，下列说法正确的是（） A．加在导体两端的电压越大，则导体的电阻越大 B．通过导体的电流越大，则导体的电阻越大 C．导体的电阻跟导体两端的电压和电流无关 D．当导体两端的电压为零时，导体的电阻也为零 【答案】C 【解析】电阻是导体本身的性质，只由导体长度、材料、横截面积有关，与电压电流无关， 由公式 变形为 ，只是提供了求解电阻大小的一个方法。不能说明电阻与电压成正比、与电流 成反比。 2.下列说法错误的是（　　） A．电荷的定向移动形成电流 B．串联电路中电流处处相等 C．灯泡亮度由灯泡的实际功率决定 D．导体的电阻跟导体两端电压成正比 【答案】D 【解析】A．电流是由电荷的定向移动形成的，故 A 正确； B．串联电路中各处的电流相等，故 B 正确； C．灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，故 C 正确； D．导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与两端的电压和通过的电流无关，故 D 错误。 3.下列四个图象中，能正确描述电阻一定时，通过导体的电流与它两端电压关系的是（　　） A. B. C. D. UI R = UR I = UI R = UR I = 102 【答案】B 【解析】 由欧姆定律可知，当导体的电阻一定时，通过导体的电流与它两端电压成正比，其 I-U 图象是一条过原点 的倾斜直线，故 ACD 错误，B 正确。 4.当一导体两端的电压为 8V 时，通过它的电流为 0.5A，则这导体的电阻为______Ω，当两端电压为 0V 时， 则导体的电阻为 ______ Ω。 【答案】16；16 【解析】由 I= 体的电阻： R= = =16Ω； 因电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关， 所以，当导体两端的电压为 0V 时，导体的电阻仍为 16Ω 不变。 5. 当导体两端电压为 6V 时，通过导体的电流为 0.6A，则导体的电阻为______Ω，当导体两端电压为 0 时， 导体的电阻为 ______ Ω（忽略温度对导体电阻的影响）。 【答案】10；10 【解析】解：由 I= 体的电阻： R= = =10Ω， 因电阻是导体本身的一种性质，与两端的电压和通过的电流无关， 所以，当导体两端的电压为 0V 时，导体的电阻为 10Ω 不变。 6.在如图所示的电路中，R1=15Ω，R2=10Ω，闭合开关后电流表的示数为 0.3A，则电源电压为 ______ V，通 过 R1 的电流是 ______ A。 【答案】3；0.2 【解析】 103 解：由电路图可知，R1 与 R2 并联，电流表测 R2 支路的电流， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，由 I= 可得，电源的电压： U=U2=I2R2=0.3A×10Ω=3V； 通过 R1 的电流： I1= = =0.2A。 7.在某一温度下，两个电路元件甲和乙中的电流与电压的关系如图所示。由图可知，将元件甲、乙并联后 接在电压为 2V 的电源两端，则流过元件甲的电流是 ______ A，流过元件乙的电流是 ______ A，电路中的 总电流为 ______ A。若将元件甲、乙串联后接在电流为 0.2A 的电路中，则电源电压为 ______ V。 【答案】0.4；0.2；0.6；3。 【解析】 解：（1）由图象可知，电压U=2V时，I甲=0.4A，I乙=0.2A； 将元件甲、乙并联后接在电压为2V的电源两端时， 总电流I=I甲+I乙=0.4A+0.2A=0.6A。 （2）由图象知，电流为0.2A时，U甲=1V，U乙=2V； 则甲、乙串联后的总电压U=U甲+U乙=1V+2V=3V。 6. 如图所示，电源的电压为 6V，电流表的示数为 0.4A，电压表的示数为 2V，求： （1）R1 两端的电压； （2）R2 的阻值； （3）电阻 R1。 104 【答案】 （1）U1=U-U2=6V-2V=4V （2）R2=U2/I=2V/0.4A=5Ω （3）R1=U1/I=4V/0.4A=10Ω 【解析】 由电路图可知，R1 与 R2 串联，电压表测 R2 两端的电压，电流表测电路中的电流。根据串联电路的电压特点 求出 R1 两端的电压，根据欧姆定律求出 R1、R2 的阻值。 7. 如图甲所示电路，电源电压不变，R1、R2 是定值电阻，R1=10Ω。闭合开关 S，电流表示数如图乙所示， 当 R1 由于某种原因开路时，电流表的示数变为 0.10A。 （1）图乙中电流表的示数为 ______ 。 （2）求定值电阻 R2 的阻值。 【答案】见解析 【解析】 （1）电流表的量程为0-0.6A，分度值为0.02A，示数为0.4A； （2）当R1由于某种原因开路时，电流表的示数变为0.10A，即通过R2的电流为0.1A，则通过R1的电流为： I1=I-I2=0.4A-0.1A=0.3A； 则电源电压为：U=I1R1=0.3A×10Ω=3V； 由欧姆定律可知，电阻R2的阻值为： R2= = =30Ω。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 3 节电阻的测量 105 【学习目标】 1. 知道用电流表和电压表测电阻的原理。 2. 会同时使用电流表和电压表测量导体的电阻。 3. 了解灯丝电阻的特性。 【学习重点】电阻的测量 【学习难点】分析与实验相关的动态电路与电路故障 【自主预习】 实验原理:R=U／I 【合作探究】 ★学生活动一：伏安法测电阻 用电压表和电流表测量分别测量出未知电阻的电压和电流,计算公式：R=U／I。 生根据探究欧姆定律的实验进行设计，用电压表和电流表测量分别测量出未知电阻的电压和电流，然后通 过公式 计算出电阻的阻值。电路图为： 实验前学生思考下面的问题： 1.滑动变阻器的作用是什么？ ①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压； ②保护电路。 2.怎样减小实验的误差？ 多测几组不同的电流和相应电压的数据，就可以得到多个电阻的测量值，从而可以通过取平均值的方法， 去掉测量过程中可能出现的偶然误差，提高物理量的测量精确度。 小组之间交流分析需要测量的数 据和记录的数据，滑片移动的次数。设计出实验表格，并分组实验记 录数据。 实验 电压/V 电流/A 电阻/Ω 电阻的平 UR I = 106 次数 均值/Ω 1 2 3 通过分析数据得出：（1）当定值电阻两端的电压改变时，通过它的电流也随之改变，但电压与电流的比值 不变，即电阻不变； （2）同时证明了导体的 电阻是导体 本身的一种 性质，它的大小由材料、长度和横 截面积决定，与电压和 电流无关。 ★学生活动二：测量小灯泡的电阻 1、实验原理：用伏安法测电阻由欧姆定律的变形公式可知，只要知道了导体两端的电压和通过它的电流就 可以计算出它的电阻。这种方法叫作伏安法测电阻。其原理是__________。 2、进行实验： 学生根据测量定值电阻的这一实验，画出实验电路图， 并连接实物图，设计出数据表格进行实验移动滑动 变阻器的滑片，读出电流表的值，填入下表。根据记录的数据算出三次电阻 R。 实验次数 电压/V 电流/A 电阻/Ω 1 2 3 3、交流讨论： 分析小灯泡的电阻可以看出，在不同的电压下，小灯泡的电阻是不同，电压越高时，电阻也越大，这与“电 阻是导体本身的一种性质，与电压，电流无关”的说法是矛盾的，其实影响灯泡的电阻大小的根本因素是 灯丝发光时的温度，电压越高时，电流也越大，小灯泡的亮度也越高，即灯丝的电阻随着温度的升高而升 高。（如果在改变电压，电流时能保持灯丝温度一定，则灯丝的电阻仍不会改变。） 【归纳整理】 107 【课堂练习】 1．实验室测导体电阻的方法叫（　　） A．欧姆法 B．电阻法 C．伏安法 D．以上都不是 【答案】C 【解析】 解：如果用电压表测量出加在导体两端的电压，用电流表测出通过导体的电流，用欧姆定律 的变形公 式 就可以求出导体的电阻，由于用到了电压表（又称伏特表）和电流表（又称安培表），因此这种方 法叫伏安法测电阻。 故选：C。 2．某同学指出：在用伏安法测量电阻的实验中，连接电路时，必须注意下列几点，你认为其中不必要的一 条是（　　） A．向电路中连接滑动变阻器时，应该使滑片位于滑动变阻器阻值最大的位置 B．向电路中连接开关时，应该将开关断开 C．电压表应与待测电阻并联，电流表应与待测电阻串联 D．开关应该接在靠近电源电流流出的一端 【答案】D 【解析】 解：A、滑动变阻器在实验中起保护电路的作用，在开关闭合前，应把滑动变阻器的阻值调到最大处可以防 止电流过大烧毁元件，故 A 是必要的； B、实验开始前，开关应处于断开的状态，防止在连接线路时，某些地方不合适引起电路中的电流过大烧坏 元件；故 B 是必要的； C、电压表与被测电阻并联，电流表与被测电阻串联，属于正确的接法。故 C 是必要的； D、开关在电路中的作用是控制电路的通断，与开关是否靠近电源正极一端无关；故 D 是不必要的。 故选：D。 3．用“伏安法测电阻”的实验中，小雪和晓彤分别选用定值电阻和小灯泡为测量对象，在处理实验数据时， 分别画出了 U﹣I 的图象，如图甲、乙所示。对于图象的分析，以下说法错误的是（　　） 108 A．由甲图可知，定值电阻的阻值为 1Ω B．由甲图可知，电阻不随其两端的电压和导体中的电流而改变 C．为了减小误差，应该用多次测量的方法，计算小灯泡的电阻 D．由乙图及实验现象可知：小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大 【答案】C 【解析】 AB、根据图甲可知，电压与电流成正比，因此该电阻为定值电阻，即电阻是导体自身的性质，它不随导体 两端的电压和导体中的电流改变而改变， 根据图示可知，当电阻两端电压为 3V 时，通过的电流为 3A，由 可知，定值的电阻 ， 故 AB 正确； C、测定小灯泡的电阻时，多次测量是为了寻找灯丝电阻与温度的关系，不能求平均值减小误差，故 C 错误。 D、由乙图可知，电压与电流不成正比，即当灯泡两端电压发光改变时，灯泡的阻值也随之发生变化，且电 压变化比电流变化快，因此小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，故 D 正确； 故选：C。 4．小明同学练习用伏安法测电阻，他所测电阻的阻值约为 2Ω．电压表的量程为 3V，电流表的量程为 3A．测量结束后，他得到的结论是待测电阻的阻值为 10Ω，则他在测量中所出现的错误可能是（　　） A．电压表和电流表的位置接反了 B．他没有多次测量取平均值，致使误差过大 C．电压表按 15V 量程读数，电流表按 3A 量程读数 D．电压表按 15V 量程读数，电流表按 0.6A 量程读数 【答案】C 【解析】 A、如果电流表和电压表位置接反了，电路相当于断路，电压表测量电源电压，电流表示数接近为零。此选 项错误； 109 B、已知待测电阻的阻值约为 2Ω，测量值应该接近或等于 2Ω，不可能为 10Ω，与测量次数多少没有关系。 此选项错误； C、电压表按 15V 量程读数，电流表按 3A 量程读数，得到的电压是实际电压的 5 倍，所以本该是 2Ω 的电 阻测成了 10Ω．此选项正确； D、电压表按 15V 量程读数，电流表按 0.6A 量程读数，得到的电压是实际电压的 5 倍，电流是正确电流的 ，测量的电阻是实际电阻的 25 倍。此选项错误。 故选：C。 5.小亮同学在“测量小灯泡电阻”的实验中，设计了如图甲所示的电路图。小灯泡上标有“3.8V 0.3A” 字样，电源电压为 6V。 请完成下列回答： （1）连接电路时开关应。 （2）图乙是小亮未连接好的电路，请你用笔画线代替导线，将实物图补充完整。 甲乙 猜想 电流表和电压表有无示 数 如果A成立 如果D成立 （3）小亮连接好电路，并按正确的顺序操作，但闭合开关后小灯泡不亮，聪明的小亮猜想： A．可能小灯泡短路 B．可能电流表开路 C．可能是灯丝断了 D．可能滑动变阻器开路 小亮根据图电流表和电压表是否有示数来验证自己的猜想，请你帮小亮填好上表中的空格。 （4）某次测量，电流表与电压表的示数如图所示，此时小灯泡的电阻为。 110 （5）小亮分别测出了几组小灯泡的电压和电流值。从数据中发现，灯泡的电阻是变化的，你认为影响其变 化的主要因素是。 （6）小亮还想利用这个电路图测出这个小灯泡的额定功率，假如电压表的 0～15V 量程已损坏，请你在上 面的方框内帮小亮设计出能完成这一实验的电路图。 【答案】 【解析】 1.答案：（1）断开（2）如图所示 （3）电流表有示数，电压表无示数电流表和电压表均无示数 （4）12．5Ώ （5）温度（6）如图所示 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 4 节欧姆定律在串、并联电路中的应用 【学习目标】 1. 理解欧姆定律的内容，记住欧姆定律的公式，并能利用欧姆定律进行简单的计算； 2. 能根据欧姆定律以及电路的特点，导出串、并联电路中电阻的关系。 【学习重点】欧姆定律的内容和公式 【学习难点】理解欧姆定律的内容并弄清变形公式的含义 111 【自主预习】 1.欧姆定律在串联电路中的应用： （1）串联电路中通过某个电阻的电流，等于电源两端电压除以各分电阻之和.当串联电路中的一个电阻改 变时，电路中的电流及另一个电阻两端的电压都会随之改变. （2）串联电路的总电阻与各分电阻的关系是 R=R1+R2，总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大.（选填 “大”或“小”） 2.欧姆定律在并联电路中的应用： （1）当并联电路中的一个支路的电阻改变时，这个支路的电流会变化，干路电流会变化，但另一个支路的 电流和电压都不变. （2）并联电路的总电阻与各分电阻的关系是 ，总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小. 【合作探究】 ★学生活动一：串联电路中电阻的规律 如果电源电压为 U，R1 两端电压为 U1，R2 两端电压为 U2，R 为 R1 和 R2 串联后的等效电阻 R，称为总电阻。 图中，R1 和 R2 串联，通过它们的电流相同为 I=I1=I2， 根据欧姆定律 有 ：U1=I1R1； U2=I2R2； U=IR。 串联电路电压关系：U＝U1＋U2 所以：I R＝I R1＋I R2R＝R1＋R2 结论：串联电路中总电阻等于各串联电阻之和 表达式：R＝R1＋R2 说明：几个电阻串联，相当增加导体的长度，所以总电阻比任何一个电阻都大。 通过串联电路电阻的规律，可以有推论：串联电路中，电阻阻值之比等于电阻两端电压之比，推导如下： 由于串联电路中的电流相等：即：I＝I1＝I2 由欧姆定律 可知：有 ；则有 ； 1 2 1 1 1 R R R = + UI R = UI R = 1 1 1 UI R = 2 2 2 UI R = 112 ＝ ＝ 　　 ＝ ＝ 串联分压 ★学生活动二：并联电路中电阻的规律 R1 和 R2 并联，通过它们的电流分别是 I1、I2，干路电流 I，电压为 U， 根据欧姆定律： ； ； 因为并联电路中： I= I1 +I2 所以： = + 即： 说明：几个电阻并联，相当增加导体的横截面积，所以总电阻比任何一个电阻都小。 通过并联电路电阻的规律，可以有推论：并联电路中，各支路电阻阻值之比等于通过各支路电流的反 比（并 联分流），推导如下： 　　　　　　　　 并联分流 【归纳整理】 1 1 R U 2 2 R U ⇒ 2 1 U U 2 1 R R R U 1 1 R U ⇒ 1U U 1R R UI R = 1 1 UI R = 2 2 UI R = R U 1R U 2R U 1 2 1 1 1 R R R = + 113 【课堂练习】 1. 两个电阻 、 ，分别用下列方式接入 6V 电路中，通过电路中总电流最大的是哪种接连方式 （ ） A .B . C .D . 【答案】B 【解析】 解：并联电路中，电阻越并越小、小于任何一个分电阻；串联时，电阻越串越大、大于任何一个分电阻； 所以当 R1 和 R2 并联时，电路中的总电阻最小，由 I=U/R 可知，此时电路中的总电流最大． 2. 下列说法中错误的是（） A .串联电路的总电阻大于其中任何一个电阻 B .并联电路的总电阻小于其中任何一个电阻 C .串联电路中的某个电阻越大，它两端的电压就越大 D .并联电路中的某个电阻越大，通过它的电流就越大 【答案】D 【解析】 解：A．串联电路的总电阻等于各串联电阻之和，总电阻比任何一个分电阻的阻值大，故 A 正确； B．并联电路总电阻的倒数，等于各并联电阻的倒数之和，电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻 值都小，故 B 正确； C．串联电路中电流相等，电阻越大，它两端的电压就越大，故 C 正确； D．并联电路中电压相等，电阻越大，通过它的电流就越小，故 D 错误． 3. 如图所示，如果 ，则图中电阻的四种不同接法，其总电阻最小的是（ ） A .B . 114 C .D . 【答案】B 【解析】 解：已知 R1P 乙>P 丙 B．P 甲

P 丙 【答案】B 【解析】 根据 P=UI，电压一定，比较电流。这三个电路中甲是两灯串联，总电阻等于两灯电阻之和；丙图中两灯并 联，总电阻小于其中任何一灯泡的电阻。所以这三个电路的总电阻 R 甲>R 乙>R 丙，根据欧姆定律，电路中的 电流 I 甲R 导线,∴电流产生的热量:Q 电炉丝>Q 导线,从而出现电炉丝放出大量的热,而输电导线几乎不发 热的现象. 2. 家庭电路中的电灯比往常的同一时间显得暗一些,观察电能表的表盘转得很快,这种情况说明电路中发生 的现象可能是下列四种原因中的哪一种(　　) A. 电源电压供电不足 B. 火线和零线发生短路 C. 有人接入大功率用电器 D. 零线在某处形成开路 【答案】C 【解析】电能表的表盘转得很快表明电路的总功率较大,此时干路中的电流也大,导线上有电阻,因此导线也 分得一部分电压,使用户家的电压低于正常值,所以电灯比往常的同一时间显得暗一些. 3. 在家庭电路中,闭合某一用电器开关,发现原来亮着的灯光先变暗,然后熄灭.经检查发现保险丝熔断了. 产生这一故障的原因是(　　) 157 A. 开关接触不良 B. 灯座中两个接线柱松动了 C. 灯泡的灯丝断了 D. 电路中用电器的总功率过大 【答案】D 【解析】“先变暗,后熄灭”现象说明了电路不是由于短路或短路造成的. 4. 家庭电路中有时会出现这样的现象:原来各用电器都在正常工作,当再将一个手机充电器的插头插入插座 时,家里所有的用电器全部停止了工作,关于这种现象以及形成的原因,以下说法正确的是(　　) A. 可能是这个插座的火线和零线原来就相接触形成了短路 B. 可能是这个用电器的插头与插座没有形成良好接触,仍然是断路状态 C. 可能是插头插入这个插座时,导致火线和零线相接触形成了短路 D. 可能是同时工作的用电器过多,导致干路中总电流过大,保险开关跳闸 【答案】C 【解析】由电器全部停止工作可知,干路上的保险丝被熔断了,保险丝被熔断是由于电路中的电流过大.产生 电流过大的原因有两个:一是用电器的总功率过大,另一个是发生短路.由生活常识可知,手机充电器的功率 比较小,说明不是由于总功率过大造成的,只能是电路中有短路现象发生. 5. 在某家庭电路中,接入了规格符合要求的保险丝,当开关一闭合,电灯不亮且保险丝立即熔断,发生此现象 的原因可能是(　　) A. 电路某处断路 B. 将开关一端接零线,一端接火线 C. 将开关接在零线上 D. 电路中的电压过低 【答案】B 【解析】闭合开关,保险丝就立即熔断,说明电路中某处有短路. 6.小红家里的空气开关有一天突然“跳闸”了,她赶紧关掉家里所有的用电器,然后再去将空气开关复位,但 开关又立即跳闸,这可能是因为(　　) A. 电路中有短路现象 B. 电路中有断路现 象 C. 电路中用电器的总功率过大 D. 空气开关的额定电流过小 【答案】A 158 【解析】关掉家里的所有用电器,然后再去将空气开关复位,但开关又立即跳起,因此可以排除总功率过大的 可能,只能是电路中有短路现象发生. 7. 职业学校电气专业的小强同学在学习安装照明电路时,由于操作不规范,导致开关中两个接线柱接到一起。 这样产生的后果是(　　) A. 灯不能正常发光 B. 熔丝迅速熔断 C. 开关依然起作用 D. 灯总是亮着 【答案】D 【解析】开关中两个接线柱接到一起，说明开关被短路，在电路中开关不起任何作用。 8．在家庭电路中从进户线到用电器之间应有总开关、电能表和熔断器，它们的先后顺序是（ ） A．熔断器、电能表、总开关 B．总开关、熔断器、电能表 C．电能表、总开关、熔断器 D．电能表、熔断器、总开关 【答案】：C 【解析】：家庭电路中各元件的连接顺序是进户线、电能表、总开关、保险装置、插座、开关和用电器等。 总开关应在熔断器前，在更换熔断器时断开总开关，防止造成危险。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 3 节安全用电 【学习目标】 1. 了解常见的触电事故和正确处理方法。 2. 了解安全用电知识，知道如何防雷。 【学习重点】触电的原因和触电的几种形式 【学习难点】触电的原因和触电的几种形式 【自主预习】 1.了解安全电压值：人体安全电压低于 36V 2.触电的形式： 159 低压触电 （家庭电路） 双线触电 单线触电 家庭电路触电的事故：都是由于人体 直接或间接跟火线接触造成的，并与 零线或大地构成通路。 高压触电 高压电弧触电 跨步电压触电 人体不能靠近高压带电体，只要靠近 就有危险。 3.安全用电：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 4. 为了防止触电： ①必须把用电器的开关装在漏电保护器上。 ②家用电器的金属外壳应该与大地相连。 ③家庭电路要选择规格合格的熔丝，不能用铁丝或铜丝代替。 【合作探究】 ★学生活动一：触电及触电的危险． 人体是导体，当人体上加有电压时，就会有电流通过人体．当通过人体的电流很小时，人没有感知；当 通过人体的电流稍大，人就会有“麻电”的感觉，当这电流达到 8～10mA 时，人就很难摆脱电压，形成了 危险的触电事故，当这电流达到 100mA 时，在很短时间内就会使人窒息、心跳停止．所以当加在人体上的电压大 到一定数值时，就发生触电事故． 通常情况下，不高于 36V 的电压对人是安全的，称为安全电压． 照明用电的火线与零线之间的电压是 220V，绝不能同时接触火线与零线．零线是接地的，所以火线与 大地之间的电压也是 220V，一定不能在与大地连通的情况下接触火线． ★学生活动二：几种触电类型 　　（1）家庭电路中的触电：人接触了火线与零线或火线与大地． 　　①人误与火线接触的原因． 　　a．火线的绝缘皮破坏，其裸露处直接接触了人体，或接触了其它导体，间接接触了人体． 　　b．潮湿的空气导电、不纯的水导电——湿手触开关或浴室触电． 160 　　c．电器外壳未按要求接地，其内部火线外皮破坏接触了外壳． 　　d．零线与前面接地部分断开以后，与电器连接的原零线部分通过电器与火线连通转化成了火 线． 　　②人自以为与大地绝缘却实际与地连通的原因． 　　a．人站在绝缘物体上，却用手扶墙或其它接地导体或站在地上的人扶他． 　　b．人站在木桌、木椅上，而木桌、木椅却因潮湿等原因转化成为导体． 　　③避免家庭电路中触电的注意事项． 　　a．开关接在火线上，避免打开开关时使零线与接地点断开． 　　b．安装螺口灯的灯口时，火线接中心、零线接外皮． 　　c．室内电线不要与其它金属导体接触，不在电线上晾衣物、挂物品．电线有老化与破损时，要及 时修复． 　　d．电器该接地的地方一定要按要接地． 　　e．不用湿手扳开关、换灯泡，插、拔插头． 　　f．不站在潮湿的桌椅上接触火线． 　　g．接触电线前，先把总电闸打开，在不得不带电操作时，要注意与地绝缘，先用测电笔检测接触 处是否与火线连通，并尽可能单手操作． 　　（2）高压触电． 　　高压带电体不但不能接触，而且不能靠近．高压触电有两种： ① 电弧触电：人与高压带电体距离到一定值时，高压带电体与人体之间会发生放电现象，导致触 电． ② 跨步电压触电：高压电线落在地面上时，在距高压线不同距离的点之间存在电压．人的两脚间 存在足够大的电压时，就会发生跨步电压触电． 高压触电的危险比 220 伏电压的触电更危险，所以看到“高压危险”的标志时，一定不能靠近它．室 外天线必须远离高压线，不能在高压线附近放风筝、捉蜻蜓、爬电杆等等． 出示课件，展示生活中触电的示例。 161 吊车触碰高压线，工人触电 高压电线杆上触电钓鱼竿触碰高压线触电 从示例中师生总结出触电的类型。出示课件，展示内容： 低压触电：单线触电、双线触电。 高压触电：高压跨步触电、高压电弧触电 （四）、发生触电事故后的措施 　　1．如果发现有人触电了，下列哪些措施是正确的？ 　　A．迅速用手拉触电人，使他离开电线． 　　B．用铁棒把人和电源分开． 　　C．用干燥的木棒将人和电源分开． 　　D．迅速拉开电闸、切断电源． 通过讨论要学生明确：处理触电事故的原则是尽快使触电人脱离电源，而避免在处理事故时，不使其 162 他人再触电，所以 A．B 两项是绝对错误的． 　　2．如因电线短路而失火，能否立即用水去灭火？为什么？ 要学生明确：不能，因水可导电，会加重灾情．必须迅速切断电源，用砂土、灭火器扑灭火焰． （五）、安全用电原则 　　电器设备安装要符合技术要求. 　　不接触高于 36V 的带电体. 　　不靠近高压带电体. 　不弄湿用电器. 不损坏电器设备中的绝缘体. 【归纳整理】 【课堂练习】 1．对于家庭电路中的漏电保护器和空气开关的作用，以下说法错误的是（ ） A .发生如图甲所示的触电时，漏电保护器不起作用 B .发生如图乙所示的触电时，空气开关不起作用 C .发生如图所示的两种触电时，漏电保护器都能自动断开电路 D .当电路发生短路时，空气开关能够自动切断电路 【答案】C 【解析】 发生如图甲所示的触电时，电流会从人的右手边到左手边回到零线，相当于人是一个负载，不存在漏电， 所以漏电保护器不会起作用，另外这种触电方式由于电流流经了心脏，是很危险的，会造成人体的触电事 163 故，故 A 正确，C 错误． 发生如图乙所示的触电时，不会使电路中的电流过大，所以这种情况的触电，空气开关不起作用，故 B 正 确． 当电路发生短路时，空气开关会自动切断电路，起到保护作用，故 D 正确． 2.有关家庭电路及安全用电的说法正确的是（　　） A．漏电保护器和空气开关作用相同可以相互替代 B．不同时触摸到火线和零线也可能触电 C．电灯开关短路时，可引起空气开关跳闸 D．使用试电笔时手必须接触笔尖金属体 【答案】B 【解析】（1）空气开关是防止线路短路或者超负荷用的，而漏电保护器只有漏电的时候会跳闸，所以漏电 保护器和空气开关作用不相同，在电路中要同时安装漏电保护器原理是当火线电流比零线电流大太多的话 就说明电路的某个地方可能接地漏电，电流从大地跑了，此时漏电保护器起作用； 空气开关在电路过载或短路时，即通过电流过大时起到保护作用。 （2）触电是人体直接或间接接触火线，并且和零线或地线构成电流的路径，包括单相触电和双相触电； （3）控制用电器的开关短接时，相当于开关闭合，用电器正常工作，不会引起电流过大，空气开关跳闸不 会跳闸； （4）试电笔在使用时手要碰触笔尾金属体，如接触试电笔的笔尖，相当于直接用手接触导线会有触电危险。 A.空气开关是防止线路短路或者超负荷用的，而漏电保护器只有漏电的时候会跳闸，所以漏电保护器和空 气开关作用不相同，在电路中要同时安装，但不可以相互替代；故 A 错误； B.站在地上的人手接触火线，电流会从火线经过人体流到大地，发生单线触电；所以，不同时触摸到火线 和零线也会发生触电事故，故 B 正确； C.电灯开关短路时，相当于开关闭合，灯泡一直发光，但不会引起空气开关跳闸，故 C 错误； D.正确使用测电笔的方法：笔尖接触检测的导线，手必须接触笔尾金属体，这样才能检测导线是零线还是 火线，故 D 错误。 3．下列做法符合安全用电要求的是（　　） A．用湿布擦拭正在工作的台灯 B．在未断开电源的情况下更换灯泡 C．一个插座上同时使用多个大功率用电器 164 D．家庭电路中安装保险丝或空气开关 【答案】D 【解析】（1）生活中的水是导体，不能用湿的物体接触带电体； （2）在更换灯泡时，应先断开开关； （3）家庭电路中各用电器是并联的，一个插座上同时使用多个大功率用电器，会造成干路电流过大，引起 火灾； （4）家庭电路中必须要有保险丝或空气开关。 A.生活中的水是导体，用湿布擦拭正在工作的台灯容易发生触电事故，故 A 错误； B.在未断开电源开关的情况下更换灯泡，灯泡处仍带电，容易发生触电事故，故 B 错误； C.家庭电路中各用电器是并联的，一个插座上同时使用多个大功率用电器，会造成干路电流过大，容易引 起火灾，故 C 错误； D.家庭电路中必须要有保险丝或空气开关，这样在电流过大时可自动切断电源，对电路起到保护作用，故 D 正确。 4．电给人类带来了极大的便利，但不正确用电也会带来很大的危害，甚至会危及生命，下列做法符合安全 用电原则的是（　　） A．使用试电笔时用手指抵住笔尖金属体 B．在高压线下钓鱼 C．在家庭电路中使用绝缘层老化破损的导线 D．搬动电器前先断开电源开关 【答案】D 【解析】A.使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触，这样才能辨别零线和火线，但不能接触笔尖金属体。 故 A 不符合安全用电原则； B.高压线下钓鱼，鱼线很容易接触到高压线，会发生触电事故。故 B 不符合安全用电原则； C.电线的绝缘皮破损老化、破损时应及时更换，否则容易发生触电事故或短路（即火线和零线直接连通）， 故 C 不符合安全用电原则； D.为避免触电，在搬运电器之前必须切断电源。故 D 符合安全用电原则。 5．有关安全用电，下列做法错误的是（　　） A．使用验电笔时手要接触验电笔后端金属部分 B．为了使用方便，可以剪掉三脚插头中保护接地线的插脚 165 C．接入漏电保护器，可以在导线漏电、电器短路等故障时断开电路起保护作用 D．高压线发生断线落地时，人不能靠近落地处 【答案】B 【解析】A.使用测电笔时，手要与笔尾金属体接触，这样才能正确辨别零线和火线，故 A 做法正确； B.若去掉三脚插头中接地线的插脚，当用电器外壳漏电时，容易发生触电事故，故 B 做法错误； C.由漏电保护器在电路中的作用可知，漏电保护器可以对人身触电、导线漏电以及用电器短路等故障起保 护作用，故 C 做法正确； D.高压线发生断线落地时，当人经过这个区域时，两脚之间存在相当高的电压，同样会发生触电事故，所 以人不能靠近落地处，故 D 做法正确。 6．下列做法中不符合安全用电原则的是（　　） A．高大建筑物的顶端都要安装避雷针 B．把用电器的三脚插头改为两脚插头，接在两孔插座上使用 C．及时更换家庭电路中绝缘皮老化、破损的导线 D．不接触低压带电体，不靠近高压带电体 【答案】B 【解析】（1）高大建筑物的里里外外都有金属，如不加避雷针，闪电在向下流动的过程中，可能会击中建 筑物顶端的金属物体，从而放电，这样会损坏建筑物。； （2）用电器的三脚插头能防止金属外壳漏电而触电，不能用两脚插头代替； （3）电线的绝缘皮破损，人去接触时，容易造成触电事故； （4）安全用电原则有：不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 A.高大建筑物为避免发生雷击，顶端要安装避雷针，故 A 符合安全用电原则； B.把用电器的三脚插头改为两脚插头接在两孔插座上使用（即用电器的金属外壳没有接地），这样当金属外 壳漏电时，电流不能导向大地，会发生触电事故，故 B 不符合安全用电原则； C.电线的绝缘皮破损老化、破损时应及时更换，否则容易发生触电事故或短路（即火线和零线直接连通）， 故 C 符合安全用电原则； D.安全用电的基本原则：不接触低压带电体，不靠近高压带电体，故 D 符合安全用电原则。 7. “珍爱生命，远离危险！”下列做法符合安全用电原则的是（ ） A .用铜丝替代保险丝 B .更换灯泡时断开电源开关 166 C .开关接在灯泡和零线之间 D .使用试电笔时手接触笔尖金属体 【答案】B 【解析】 解：A．保险丝是根据焦耳定律工作的，铜丝的电阻很小并且熔点很高，产生的电热很少，即使电流很大， 铜丝也不会熔断，不能起到保险作用，故 A 不符合安全用电要求； B．更换灯泡时容易碰到金属部分，切断电源可以保证金属部分不带电，故 B 符合安全用电要求； C．开关接在灯泡和零线之间，当断开开关，火线和灯泡还处于连接状态，人接触灯泡就是间接接触火线， 容易发生触电，故 C 不符合安全用电要求； D．使用试电笔时，手一定不能接触笔尖金属体，如果试电笔接触火线，手接触笔尖金属体会发生触电事故， 故 D 不符合安全用电要求． 8.下列做法符合安全用电常识的是（　　） A．雷雨天时，不要在开阔地行走，但可躲在大树下 B．家庭电路中，开关应接在火线与用电器之间 C．使用试电笔时，手不要接触笔尾金属体，以免触电 D．家用电器起火时，应立即用水扑灭 【答案】B 【解析】A.雷雨天气要在开阔地行走，不能在大树下避雨，因为树比较高，而且树上带有水，树木就成了 导体，容易将雷电引下来，人在树下避雨就可能会触电，故 A 错误； B.在家庭电路中，开关应接在火线与用电器之间，这样断开开关时，便于维修，故 B 正确； C.使用测电笔时，笔尖接触待测物体，手要接触笔尾金属体，故 C 错误； D.家用电器着火时，用水灭火会造成短路，会损坏电器，故 D 错误。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 1 节磁现象磁场 【学习目标】 1. 了解简单的磁现象。 167 2. 通过实验,认识磁极和磁极间的相互作用。 3. 知道什么是磁场。 【学习重点】磁极间的相互作用 【学习难点】磁极间的相互作用 【自主预习】 1. 磁体能够吸引铁钴镍这类物质。一个磁体有 2 个磁极，它们分别是北极（N 极）、南极（S 极）。 2. 磁极间的作用规律同名磁极互相排斥；异名磁极互相吸引。 3. 磁化指使原来没有磁性的物体获得磁性的过程。 4. 磁场是一种客观存在的特殊物质，为了描述磁场我们引出了磁感线，它是不存在（选填“存在”或“不 存在”）的。 5. 地球周围存在着磁场，我们叫它地磁场。 【合作探究】 ★学生活动一：认识磁现象 1：如图所示为两个外形完全相同的铁棒和铜棒，小组之间交流、讨论，如何将它们区分开？ 2：小组发表自己的见解，有不同方案的加以补充。 总结：将它们分别靠近磁铁，看能否被吸引，能够被吸引的为铁棒，不能够被吸引的为铜棒。 归纳总结： 磁性：能够吸引铁钴镍这类物质的性质称为磁性。 磁体：具有磁性的物体称为磁体。 3：让学生将磁铁靠近玻璃板上的铁屑，说出你所观察的实验现象并阐明这个实验所要说明的问题。 4：如图甲所示，把一个条形磁体用细线悬挂起来，使它在水平面内能够自由转动，看看会有什么现象发 生呢？ 168 归纳总结： （1）磁体上的不同位置，磁性强弱不同； （2）磁体上磁性最强的部分为磁极。磁体上有两个磁极。指北的为北极（N 极）、指南的为南极（S 极）。 （3）磁体具有南北指向性。 知识拓宽：指南针是我国古代四大发明之一，它是利用磁体的磁极具有指向性制成的，最早的指南仪叫司 南。 5：教师按照如图所示给学生演示，让学生说出观察到的实验现象。根据实验现象，让学生交流、讨论所 阐明的物理问题。 归纳总结：同名磁极互相排斥；异名磁极互相吸引。 ★学生活动二：磁化 演示 1：拿两个同样大小的铁钉去靠近磁铁的某一极时，两铁钉的一端被吸引，让学生观察两个铁钉的排 列情况，试解释这一现象。 演示 2：如图所示，AB 为一钢针，拿一条形磁铁用图中所示的方式进行摩擦，摩擦后，让其钢针再接触 铁屑，观察实验现象？解释这一现象。钢针如果是磁体，能否判断出它的磁极？ 1：小组之间讨论、交流，阐明自己的观点，不同意见的小组，再补充阐明。 归纳总结： （1）当铁钉靠近磁铁时，铁钉会在磁铁磁场的作用下被磁化，被磁化后的铁钉，其上端均为 S 极（与磁铁 的 N 极异名），则下端均为 N 极，由于同名磁极互相排斥，所以就会张开。 （2）拿磁体的 N 极在钢针上从左向右摩擦，相当于把部分小磁元方向调整至最终被 N 极吸引的方向，B 应 为 S 极，A 是 N 极。 归纳总结： （1）我们把像钢棒一样使原来没有磁性的物体获得磁性的过程叫做磁化。 169 （2）磁化的结果是磁化出异名磁极。 ★学生活动三：磁场 1.磁体周围存在磁场，磁极间的相互作用就是通过磁场而发生的。磁场看不见，也摸不着，但却是客观存 在的一种物质。 2.用一些带有箭头的曲线，可以方便的描述磁场，这种曲线叫做磁感线。条形磁铁的外部磁场磁感线从 N 极出发，回到 S 极。 条形磁铁的磁场分布蹄形磁铁的磁场分布 3.地球是一个巨大的磁体。地球周围空间存在的磁场叫地磁场。 地磁的北极在地理的南极附近，地磁的南极在地理的北极附近 170 【归纳整理】 【课堂练习】 1. 下列四种磁体中产生的磁场，其磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同的是（　　） A.条形磁铁 B.地磁场 C.通电直导线 D.通电螺线管 【答案】C 【解析】 条形磁铁的中间没有磁性，但在两端磁性最强；地磁场和通电螺线管的磁场特点与条形磁铁磁体的磁场相 似； 通电直导线磁场的分布就是以通电直导线为圆心的一个个同心圆，越靠近通电直导线，磁性越强，磁场分 布就越密． 所以通电直导线磁场分布与其他三种磁体的磁场分布不同． 2.如图中磁体两极间磁感线的画法正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 171 【解析】 A、磁感线从磁体的 N 极出来，回到磁体的 S 极，故 A 正确； B、磁感线从磁体的 S 极出来，回到磁体的 N 极，故 B 错误； C、磁感线从磁体的 N 极出来，回到磁体的 N 极，故 C 错误； D、磁感线从磁体的 S 和 N 极出来，故 D 错误． 3．下列关于磁场和磁感线的说法中，正确的是（） A．只有磁铁才有磁场 B．磁感线是由铁屑形成的 C．磁感线是客观存在的闭合曲线 D．越靠近磁极的地方磁感线越密 【答案】：D 【解析】：磁场是实际存在的，但看不见、摸不着，可以通过磁场对外体现的作用来研究它。这种方法在 物理中经常用到，如在研究电流大小时，可以通过接入电路中灯泡的亮度来反映等。磁场对放入其中的磁 体会产生力的作用，所以利用小磁针、铁屑等方法来形象地表示出磁场，但小磁针和铁屑它不是磁场。为 了形象的表示磁场的分布、强弱及方向，引入了磁感线的概念，利用磁感线给磁场建立了一个模型，实际 中是不存在磁感线的。利用磁感线的疏密来表示磁场的强弱，磁感线上某点的切线方向表示磁场方向。 4．如图所示的几个图中，小磁针会发生转动的是（小磁针涂黑端为 N 极）（） 【答案】：D 【解析】：本题考查了磁体周围的磁场，要了解不同磁体周围磁场的大致分布，会画磁感线。在磁体的外 部磁场是由磁体的 N 极指向 S 极的，小磁针静止时 N 极所指方向应为磁场方向，并且小磁针与磁体之间也 满足磁极间的相互作用规律。D 图中是两个靠近的不同磁极，磁场也是从 N 极指向 S 极的，所以在小磁针所 在位置，磁场方向应是水平向右的，所以小磁针将绕中心点顺时针转动 90 度。 5．小明用水平放置的一根条形磁铁的一端吸起一根较重的铁钉，如图所示，若他用一根同样的条形磁铁的 N 极与原来的磁铁 S 极靠近合并时，下列说法正确的是（） 172 A．铁钉的尖端被吸向右端磁铁 B．铁钉的尖端被吸向左端磁铁 C．铁钉将落下 D．铁钉被吸得更牢 【答案】：C 【解析】：磁体周围的磁场分布是不均匀的，在磁体的两端磁性最强，中间磁性最弱，几乎没有。铁钉被 吸引在磁体的一端，当两磁体靠近合并时，两个磁体相当于一个磁体，铁钉所在的位置为磁体的中间位置， 磁性最弱几乎为零，所以铁钉会掉下来。 6．如图所示，在条形磁铁的一端吸引着两个大头针的针尖部，则这两个大头针的针帽将（） A．互相排斥 B．互相吸引 C．既不排斥也不吸引 D．无法确定 【答案】：A 【解析】：两个大头针被磁铁吸引时已经被磁化，靠近磁体的被磁化成异名磁极，距磁极较远的一端被磁 化成与磁体同名的磁极。本题中大头针的针帽部分均被磁化成了 N 极，同名磁极相排斥。 7．如图所示，用钢棒去接近磁针时，下列说法正确的是（） A．两者相互排斥，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 B．两者相互吸引，说明钢棒可能具有磁性，也可能不具有磁性 C．两者相互排斥，说明钢棒一定不具有磁性 D．两者相互吸引，说明钢棒一定具有磁性 【答案】：B 【解析】：小磁针对放在其附近的磁性材料有力的作用，所以如果钢棒无磁性或右端为 S 极，小磁针对钢 棒有吸引力的作用，所以无法判断钢棒是否一定带磁性。只有钢棒的右端为 N 极时才相互排斥，所以如果 相互排斥则钢棒一定带磁性的。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 173 第 2 节电生磁 【学习目标】 1. 通过实验了解电流周围存在磁场。 2. 探究通电螺线管外部的磁场方向，了解通电螺线管外部磁场与条形磁体的性质相似。 3. 会判断通电螺线管的电流方向和两端的极性。 【学习重点】1.电流的磁效应。2.通电螺线管的磁场 【学习难点】1.电流的磁效应。2.通电螺线管的磁场 【自主预习】 1. 丹麦物理学家奥斯特在课堂上做实验时偶然发现：当导线中有电流时，它旁边的磁针发生了偏转，他 做了许多实验终于证实电与磁有联系。 2. 通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。 3. 通电螺线管周围也存在磁场。安培定则：右手握螺线管，让四指弯向螺线管中电流的方向，则大拇指 所指的那一端就是通电螺线管的 N 极。。 【合作探究】 ★学生活动一：认识磁现象 电流的磁效应（奥斯特实验） 要求学生仔细观察实验现象——小磁针的偏转方向 1.首先让小磁针静止，不受外界磁场干扰，观察小磁针指向南方。 2.在磁针正上方拉一条直导线，当直导线通电时，观察小磁针指向北方。断电后观察小磁针指向南方。 表明：导体周围有磁场 3.改变电流的方向，观察小磁针指向南方。 表明：电流方向能改变磁场方向。 你的结论：通电导体的周围有磁场，磁场的方向跟电流方向有关，这种现象叫做电流的磁效应。 演示二：螺线管的磁场 教师演示实验（观察课件）：要求学生仔细观察实验现象——小磁针的偏转方向 1.把小磁针放到螺线管四周不同的位置，在螺线管中通入电流。观察小磁针所指的磁场方向，在我们所熟 174 悉的各种磁场中，通电螺线管的磁场与哪种磁体相似？ 结论：通电螺旋管外部的磁场和条形磁铁的磁场类似。通电螺线管的两端就相当于条形磁铁的两个磁极。 2.（1）如图将通电螺线管靠近已知磁极的小磁针，观察小磁针的偏转方向，判断并标出通电螺线管的 N、 S 极。 （2）切断电源，将上图螺线管中的电流方向改变观察发生什么现象？ （3）你来你来归纳：当电流的方向改变时，通电螺线管的 N,S 极正好对调，这说明，通电螺线光两端 的极性跟螺线管中电流方向有关。 探究三：安培定则： 安培定则内容：用右手握住螺线管，让四指指向螺线管中电流方向，则大拇指所指的那端即为螺线管的 N 极。 练一练：标出下图中通电螺线管的 N、S 极。 【归纳整理】 【课堂练习】 1.最早发现通电导体周围存在磁场的物理学家是（　　） A.焦耳 B.欧姆 C.安培 D.奥斯特 【答案】D 175 【解析】无 2.如图所示，小磁针静止在螺线管附近，闭合开关 S 后，下列判断正确的是（　　） A.通电螺线管的左端为 N 极 B.小磁针一直保持静止 C.小磁计的 S 极向右转动 D.通电螺线管外 A 点的磁场方向向左 【答案】D 【解析】 A、由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管 的右端为 N 极，故 A 错误； BC、通电螺线管的右端是 N 极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的 S 极应靠近螺线管的右端，则小磁 计的 S 极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针不会静止，故 BC 错误； D、在磁体的外部，磁感线从 N 极指向 S 极，所以通电螺线管外 A 点的磁场方向向左，故 D 正确； 3.如图是奥斯特实验的示意图，有关分析正确的是（　　） A.通电导线周围磁场方向由小磁针的指向决定 B.发生偏转的小磁针对通电导线有力的作用 C.移去小磁针后的通电导线周围不存在磁场 D.通电导线周围的磁场方向与电流方向无关 【答案】B 【解析】 AD、通电导线周围磁场方向由电流的方向决定的，故 AD 错误； B、当将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，说明了小磁针受到了力的作用，改变了运动状态， 176 故 B 正确； C、该磁场与小磁针的有无无关，故移走小磁针后，该结论仍成立，故 C 错误； 故选 B． 奥斯特电流的磁效应实验时，将通电导线放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转，该实验证明了通电导体 周围存在磁场． 4.下列做法中能够改变通电螺线管外部磁场方向的是（　　） A.增加线圈的匝数 B.改变电流的大小 C.改变螺线管中的电流方向 D.在螺线管中插入铁芯 【答案】C 【解析】由右手螺旋定则可知，螺线管的极性取决于线圈的绕向及电流方向，即改变任何一个因素，磁极 的方向都会改变，但两个因素都改变，磁极的方向不变，且其方向与线圈的匝数、电流的大小及有无铁芯 无关，故只有 C 符合题意，ABD 不符合题意． 5.如图所示的奥斯特实验是为了说明（　　） A.地球周围存在磁场 B.电流在磁场中会受到力的作用 C.导线做切割磁感线运动时会产生电流 D.电流的周围存在着磁场 【答案】D 【解析】奥斯特将通电导线放于小磁针上方时发现小磁针发生了偏转，说明了通电导线周围存在着磁场， 即电流可以产生磁场，故 D 正确． 6.如图所示，小磁针在条形磁体作用下处于静止状态。 （1）请标出小磁针的 N 极； （2）用箭头标出条形磁体磁感线的方向。 【答案】 177 【解析】 7.根据图中通电螺线管的南北极，标出如图中小磁针的 N 极和电源的“+”极． 【答案】 【解析】 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第二十章电与磁 第 3 节电磁铁 【学习目标】 1. 能描述电磁铁,说明电磁铁的特点和工作原理 2. 能通过实验得出电磁铁磁性强弱与哪些因素有关。 3. 认识电磁继电器 【学习重点】电磁铁的磁性 【学习难点】电磁铁的磁性 【自主预习】 178 1. 我们把插入铁芯的通电螺旋管叫电磁铁。它有电流时有磁性，无电流无磁性。 2. 电磁铁的优点很多，它的磁性有无可以由 通过控制电流的有无 来控制；电磁铁的磁性强弱 可以由 电流的强弱与线圈匝数 来控制；电磁铁的南北极可以由 电流的方向 来控 制，使用起来很方便。在电流一定时，螺线管的匝数越多，它的磁性越 强 。 3. 电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关。它可以利用 低压、低电流来控制高压、高电压。 【合作探究】 ★学生活动一：电磁铁 1：桌面上提供导线、滑动变阻器、开关、电源、铁钉、曲别针。自己设计一个能够吸引起曲别针的电路。 小组之间先讨论、交流。 展示：以组为单位，展示自己设计的电路。老师归纳总结。 总结： 2：大家设计这些电路能否都能够吸引起曲别针，吸引的曲别针个数是否相同？根据自己设计进行实验， 并记录吸引曲别针的个数。 3：根据实验情景，汇报实验结果。并逐一点评异同的原因。 归纳总结： （1）把一根导线绕成螺旋管，再在螺旋管内插入铁芯，当有电流通过时，它有磁性，没有电流通过时， 没有磁性。这种磁体就叫电磁铁。 （2）工作特点：有电流通过时，有磁性，没有电流时就失去磁性。 ★学生活动二：电磁铁的磁性 1：根据我们所制作的电磁铁，同学们猜想一下，影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些？同学们交流、讨论。 总结： 猜想 1：电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性 猜想 2：通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强 猜想 3：外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强 2：根据我们的猜想，同学们进行交流、讨论，分析出探究的方法和实验方案，设计出电路图。 179 3：各小组之间交流，展示自己的答案。老师归纳总结。 归纳总结： 探究方法：控制变量法 研究问题方法：转换法。实验中通过吸引曲别针的多少来反映电磁铁磁性的强弱。 电路图： 探究步骤：（1）先控制电流不变，改变电磁铁线圈的匝数；（2）控制线圈的匝数不变，改变通过电磁铁 电流的大小。 4：根据同学们的设计的方案进行实验，观察实验现象，记录吸引曲别针的个数。然后再交流、讨论得出 实验结论。A 组过程:保持线圈匝数不变,移动滑动变阻器的滑片,改变通过线圈中的电流,观察大铁钉吸起大 头针的多少. B 组过程:保持通过线圈中的电流不变,改变线圈的匝数,观察大铁钉吸起大头针的多少. 归纳总结：影响电磁铁磁性强弱的因素有电流的大小、螺线管的绕线匝数。在电流一定时，电磁铁线圈 匝数越多，它的磁性越强；在匝数一定时，通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强；在电流和绕线匝数一 定时，有铁芯的电磁铁磁性较强。 5：评估交流，让学生讨论在自己的实验中，有哪些成功的地方和不足之处。分享给大家。 归纳总结： （1）连接电路时，开关应该处于断开状态； 180 （2）连接实物图时，滑动变阻器应该“一上一下”接入电路中，且滑到最大值。 （3）滑动变阻器有两个作用：一个是保护电路，另一个是改变电路中电流的大小。 6：走进生活，让学生根据自己对电磁铁的理解，列举出在生活中哪些地方应用了电磁铁？每一个小组列 举，其他组有不同答案的，再予以补充。 归纳总结：电磁起重机、电磁选矿机、电铃、电话的听筒、洗衣机、发电机、新科技制造的磁悬浮式列车 以及自动控制装置。 ★学生活动三电磁继电器 在生活中我们经常看到一些大型机器在工作,如大型吊车,它们的工作电流非常大,直接来控制或操作是很 危险的,怎么才能控制这些强大的电流? 电磁继电器就是利用电磁铁来控制工作电路的一种开关.展示电磁继电器实物,同时利用投影仪介绍电磁继 电器的构造. 展示一个利用电磁继电器的控制电路. 分析总结电磁继电器的工作原理: 电磁铁通电时,把衔铁吸下来,使 D,E 接触,工作电路闭合.电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断 工作电路. 总结一下,使用电磁继电器的优点: 181 可以利用低电压、弱电流的通断,来间接地控制高电压、强电流的通断; 可以实行远距离控制;低压控制电路可以使用温控、光控等传感器,实行自动控制. 【归纳整理】 【课堂练习】 1．如图为电磁铁的线路图．开关 S 闭合后，滑动变阻器的滑片 P 向右滑动过程中（　） A．电磁铁的右端为 S 极，磁性增强。 B．电磁铁的右端为 S 极，磁性减弱。 C．电磁铁的右端为 N 极，磁性增强。 D．电磁铁的右端为 N 极，磁性减弱。 【答案】D． 【解析】由图可知，电流从螺旋管的左端流入、右端流出，用右手握住螺旋管，四指指向电流的方向，则 大拇指指向右端，所以右端是 N 极，故 AB 错误； 滑动变阻器的滑片 P 向右滑动过程中，接入电路中的电阻变大，电路中的总电阻变大， 由 I=U/R 可知，电路中的电流变小，通过电磁铁的电流变小， 则在螺旋管的匝数一定时，电磁铁的磁性减弱，故 C 错误、D 正确． 2．如图所示，GMR 是一个巨磁电阻，其特性是电阻在磁场中会急剧减小，且磁场越强电阻越小，闭合开关 S2 后，下列四种情况相比较，指示灯最亮的是（　　） 182 A．S1 断开，滑片 P 在图示位置。 B．S1 闭合，滑片 P 在图示位置。 C．S1 闭合，滑片 P 在滑动变阻器最右端。 D．S1 闭合，滑片 P 在滑动变阻器最左端。 【答案】D． 【解析】A．S1 断开时，电磁铁无磁性，由题意可知 GMR 的电阻最大，由 I=U/R 可知，右侧电路中电流最小， 由 P=I2R 可知，指示灯的实际功率最小，指示灯最暗，故 A 错误； B、C、D．闭合 S1 时，GMR 所处的位置由无磁场变为有磁场，GMR 的阻值减小； 当滑片 P 在滑动变阻器最左端时，左侧电路的电阻最小，由 I=U/R 可知，左 侧电路中的电流最大，电磁铁 磁性最强，则 GMR 的电阻最小，右侧电路中电流最大，由 P=I2R 可知，指示灯的实际功率最大，指示灯最亮， 故 BC 错误，D 正确． 3.如图所示，电磁铁上方附近有一点 A，小磁针置于电磁铁的右方附近。闭合开关 S，下列判断正确的是 （　　） A．电磁铁的左端为 N 极 B．电磁铁上方 A 点的磁场方向向右 C．小磁针静止后，其 N 极的指向向右 D．向左移动滑片 P，电磁铁的磁性减弱 【答案】C 【解析】（1）根据线圈的绕法和电流的方向，可以确定螺线管的 NS 极； （2）据磁感线的方向分析判断即可解决； （3）据磁体间的相互作用分析小磁针的运动方向； （4）电磁铁磁性强弱的影响因素：电流大小、线圈匝数多少、有无铁芯。电流越大，匝数越多，有铁芯时 电磁铁的磁性越强。 A.由安培定则可知，右手握住螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指向右端，则通电螺线管的右端为 N 极，故 A 错误； B.在磁体的外部，磁感线从 N 极指向 S 极，所以通电螺线管外 A 点的磁场方向向左，故 B 错误； C.通电螺线管的右端是 N 极，根据异名磁极相互吸引可知，小磁针的 S 极应靠近螺线管的右端，则小磁计 的 S 极向左转动，小磁针会逆时针旋转，故小磁针静止时，其 N 极的指向向右，故 C 正确； 183 D.向左移动滑片 P，连入电路的电阻减小，电流增大，电磁铁的磁性增强，故 D 错误。 4.如图所示是一个水位自动报警器的原理图。水位到达金属块 A 之后，　　（选填“红”或“绿”）灯亮； 当绿灯亮时电磁铁　　（选填“有”或“无”）磁性。 【答案】红；无。 解析：由题意可知，这一水位自动报警器的基本结构是一个电磁继电器，根据电磁继电器的基本工作原理， 结合在此处的运用可描述其原理。 图中所示的水位自动报警器工作原理：当水位到达 A 时，由于一般水具有导电性，那么电磁铁所在电路被 接通，电磁铁具有磁性，向下吸引衔铁，从而接通红灯所在电路，此时红灯亮，而绿灯不亮； 当绿灯亮时，衔铁与绿灯的触点接触，说明电磁铁无磁性。 5.电磁继电器是利用　　控制电路通断的开关，它的工作原理是：通过直接控制“控制电路”的通断，间 接控制“　　电路”的通断。 【答案】电磁铁；高压。 解析：电磁继电器主要是利用电磁铁控制工作电路通断的开关，通过开关控制电磁铁电流的通断，使电磁 铁有无磁性，从而控制被控电路的通断，实现远距离操作和自动控制等功能，它可以用低压电源控制高压 电源，弱电流控制强电流等。 6.如图是研究电磁铁磁性的电路图，则电磁铁的 S 极为　　（选填“A”或“B”） 端。当滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，电磁铁的磁性变　　（选填“强”或“弱”）。 【答案】B；弱。 【解析】（1）由图看出，电流从电磁铁下端流入，依据安培定则，四指顺着电流方向，大拇指应向上握住 电磁铁，所以上端为 N 极，B 端的磁极为 S 极。 （2）滑动变阻器的滑片 P 向右移动时，连入电路的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱。 184 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 4 节电动机 【学习目标】 1. 了解通电导线在磁场中会受到力的作用,知道力的方向与电流方向和磁场方向有关。 2. 了解直流电动机的构造和工作原理及其能量转化。 【学习重点】磁场对通电导线的作用 【学习难点】直流电动机的构造和工作原理 【自主预习】 1.磁场的基本性质:就是对放入其中的磁体产生力的作用。 2.通电导线周围存在着磁场，由此猜想：通电直导线放入磁场中可能会受到力的作用。 3．通电导线在磁场中要受到力的的作用，猜想它的方向可能跟　磁场方向　　的方向和　　　电流　　　　 的方向都有关系。 4．电动机就是由能转动转子的和不动定子组成。 5．电动机是把 电能 能转化成 机械能 能的机器。 【合作探究】 ★学生活动一：磁场对通电导体的作用 探究实验: 1.把导线 ab 放在磁场里,接通电源,让电流通过导线 ab,注意观察现象。 2.把电源正负极对调后接入电路,使通过导线 ab 的电流方向与原来相反,注意观察现象。 3.保持导线 ab 中的电流方向不变,但把蹄形磁体上下磁极调换一下,使磁场方向与原来相反,引导学生 观察现象。 4.同时把电源正负极、蹄形磁体的上下磁极对调后重复实验,注意观察现象。 实验现象: 185 1.导线 ab 向蹄形磁体的外侧运动。 2.导线 ab 向蹄形磁体的内侧运动。 3.导线 ab 向蹄形磁体的内侧运动。 4.导线 ab 向蹄形磁体的外侧运动。 实验结论: 1.　磁场对通电导体有力的作用　　　　　　　　　　　　。 2.通电导线在磁场中受力方向跟电流的方向、磁感线的方向都有关；当电流方向、磁感线方向发生改 变时，通电导体受力方向也发生改变。 活动体验:把铜直导线 ab 换成线框 abcd 放在磁场当中,接通电源,注意观察现象。 通电线框在磁场中可以转过一个角度,但不能持续转动。 提出问题:为什么线框只是会转过一个角度,而并不能持续转动呢? 电磁场对线框左右两边都有力的作用,而且方向相反,所以会线框会转动,但是转过半圈后,左右 两边的受力方向与原来的受力方向相反,线框无法持续转动 　　 二、电动机的基本构造 活动体验: 1.使线圈静止在如图甲位置上,闭合开关,线圈受力沿顺时针方向转动。 2.使线圈转动静止在如图乙位置上时,线圈并没有转动。线圈上下两条边受力大小一样、方向相反。这 个位置是线圈的平衡位置。 186 甲　乙丙 3.使线圈停在如图丙位置上,这是线圈顺时针转动越过平衡位置最后到达的地方,线圈受力阻碍顺时针 转动,停止后沿逆时针转回。 提出问题:在“小小电动机”的在制作中,采用的是刮去引线漆皮的方法,使线圈不会受到阻碍转动的力。 那么,还可以采取哪些方法呢? 当线圈越过平衡位置后,改变线圈中的电流方向,或者保持电流不变而改变磁场方向。 1.换向器的作用是　　改变线圈中的电流方向　　　　　。 2.实际的电动机都是由　　转子　　和　定子　　　　　组成。　　转子　　上的每个线圈都接在一 对换向片上。 【归纳整理】 【课堂练习】 1.通电导体在磁场中会受到___________的作用,通电线框在磁场中会发生___________,电动机就是根据这 一现象制造的,从而使___________能转化为能。直流电动机的线圈刚转过平衡位置时,靠___________来自 动改变线圈里的电流方向,使它继续转动。 【答案】力转动电 【解析】无 187 2.关于通电导线在磁场中受力方向的说法正确的是(　　) A.只与磁场方向有关 B.只与电流方向有关 C.同时与磁场方向和电流方向有关 D.以上说法都正确 【答案】 C 【解析】通电导线在磁场中受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向都有关。 3.小华家购买了一台豆浆机,每天早晨,喝上一杯热乎乎的豆浆,给生活带来很多惬意。豆浆机使用电动机作 为动力,电动机将(　　) A.机械能转化为电能 B.电能转化为内能 C.电能转化为机械能 D.机械能转化为内能 【答案】 C 【解析】电动机将电能转化为机械能。 4.下列所列设备中,使用的电动机不是直流电动机的是(　　) A.电力机车 B.货运电瓶车 C.电磁起重机 D.家用电风扇 【答案】 D 【解析】电力机车和货运电瓶车使用的是直流电动机。电磁起重机在使用时磁极要能较方便控制,所以一定 是直流电动机。家用电风扇是直接接在家庭电路中的,而家庭电路的电流是交流电。所以家用电风扇中的电 机一定是交流的。 5.如图为实验室电流表的内部结构,许多匝金属线圈悬置在磁体的两极间,线圈同时与一根指针和一只弹簧 相连,当给线圈通电时,线圈转动带动指针偏转,便可显示出电流的大小,下列与此工作原理相同的电器设备 是(　　) A.电铃 B.电磁铁 188 C.电动机 D.发电机 【答案】 C 【解析】由电流表的内部结构可知,线圈置于磁极之间,当线圈中有电流通过时,线圈会转动,这是由于通电 导体在磁场中受到力的作用而造成的,电动机就是根据这一原理制成的。 6.在安装直流电动机模型的实验中,小杰同学安装了一台如图所示的直流电动机模型。安装完毕,闭合开关 后,线圈沿顺时针方向转动,则能使线圈沿逆时针方向转动的做法是(　　) A.减去一节电池 B.把电源和磁铁的两极同时对调 C.增加一节电池 D.把电源两极对调 【答案】 D 【解析】　电动机的原理是磁场对电流的作用,而作用力的方向与导体中电流的方向和磁场方向两个因素 有关,两个因素中只改变任一个因素,作用力的方向就会改变,同时改变两个因素,则作用力方向不变,D 项正 确。 7.如图所示,a 表示垂直于纸面的一根通电导线,其中通以电流时将在磁场中受到力的作用。参照甲图情况, 乙图中导线 a 受到向左的作用力的是(　　) 【答案】 C 【解析】对比 A 和甲可知,磁场方向不变,电流方向改变,通电导体的受力方向改变;对比 B 和甲可知,电流方 向不变,磁场方向改变,则通电导线的受力方向改变;对比 C 和甲可知,磁场方向和电流方向同时改变,通电 导线受力方向不变,即导体 a 受到向左的作用力。 8.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 189 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 【解析】在仪器、电路都完好的情况下,闭合开关后,金属棒不运动,是由于磁场对通电导线的作用力太小,A 项中将蹄形磁体的 N、S 极对调,只能改变通电导线的受力方向,不会改变受力的大小。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。 第 5 节磁生电 【学习目标】 1. 通过实验，探究并了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件； 2. 了解电磁感应在生活、生产中的应用。 3. 了解发电机的原理，知道发电机工作过程中的能量转化。 【学习重点】电磁感应现象和磁生电的条件 【学习难点】产生感应电流的条件 【自主预习】 1．电磁感应：闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，电路中会产生电流，这种现象叫电磁 感应，导体中产生的电流，叫感应电流，其方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关．如果两个方向中任 意一个改变，感应电流方向发生改变． 2．发电机 (1)发电机是利用电磁感应现象制成的． (2)发电机工作时将机械能转化成电能． 3．交流发电机产生的是大小和方向不断做周期性变化的电流，叫交流电．我国交流电的频率是 50 Hz。 【合作探究】 ★学生活动一：磁生电 190 探究实验:探究什么情况下磁可以生电。 利用导线与电流表组成以下的闭合回路,做各种尝试,看能否产生电流。 次序 电路是否闭合 N、S 极位置 ab 运动方向 电流 表指针转向 1 断开 任意 任意 不动 2 闭合 N 极上 上下运动 不动 3 闭合 N 极上 向右运动 向左摆动 4 闭合 N 极上 向左运动 向右摆动 5 闭合 S 极上 向右运动 向左摆动 6 闭合 S 极上 向左运动 向右摆动 产生感应电流的条件：（1）电路___闭合_____， （2）部分导体在磁场中做______切割磁感线_________运动。 感应电流的方向与______磁极方向_________、______运动方向______________有关。 电磁感应现象中____机械能_____能转化为___电_____能。 二、发电机 演示图 20.5-3（交、直流发电机模型） 主要结构：线圈——____转子__，磁极——定子（定子、转子），等。 现象：（1）灯泡发光闪烁的原因：线圈切割磁感线产生感应电流 （用两只反向并联的二极管——最佳） （2）快速转动线圈时，灯泡发光变亮，灯泡的功率大，易烧断灯丝。 （3）改变电刷的位置（原来接换向器，后接全 铜环）转动线 圈。 191 我国交流电的常识：频率为 50HZ（我们常见的家用电器标的额定频率）， 【归纳整理】 【课堂练习】 1．图所示四个装置中工作原理与发电机相同的是（　　） A．电磁起重机 B．司南 C．话筒 D．扬声器 【答案】C 【解析】发电机的工作原理是电磁感应现象，分析清楚图示实验原理，然后答题。 发电机的工作原理是电磁感应现象。 A.电磁起重机是利用电磁铁工作的，其原理是电流的磁效应，故 A 不符合题意； B.司南是天然的磁体，由于受地磁场的影响，磁体具有指南北的性质，故 B 不符合题意； C.话筒是利用在闭合电路的一部分导体磁场中做切割磁感线运动而产生交变电流的原理（即电磁感应现象） 制成的，故 C 符合题意； D.扬声器把电信号转化为声信号，利用通电导体在磁场中受到力的作用的原理，故 D 不符合题意。 2．如图所示电与磁的实验装置中，属于发电机原理的是（　　） 【答案】C 【解析】首先明确发电机的工作原理，然后根据四个选择找出符合要求的选项。发电机的工作原理是电磁 感应，即闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时，导体中就会产生感应电流。 192 A.该实验是著名的奥斯特实验，该实验说明了通电导线周围存在着磁场，故该选项不符合题意； B.该电路中有电源，即通电后，磁场中的金属棒会受力运动，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原 理工作的，故该选项不符合题意； C.在该闭合电路中没有电源，当金属棒向右运动时，其恰好切割磁感线运动，于是灵敏电流计中就会有电 流通过，故这就是电磁感应现象，即该选项符合题意； D.该装置中有电流通过时，磁场中的线圈会转动，故是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理工作的， 故该选项不符合题意。 3．关于电和磁，下列说法正确的是（　　） A．电动机的工作原理是磁场对通电导体有力的作用 B．奥斯特发现了电磁感应现象 C．指南针指南北是因为地球周围存在磁场，地磁场的南极在地理的南极附近 D．导体在磁场中运动就一定会产生感应电流 【答案】A 【解析】A.电动机是利用了通电导体在磁场中会受到磁场对它的力的作用，故 A 正确； B.奥斯特发现了电流磁效应，说明通电导线周围存在磁场，故 B 错误； C.指南针能指南北就是因为受到地磁场的作用，地磁场的南极在地理的北极附近，故 C 错误； D.闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动，才会产生感应电流，故 D 错误。 4．信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流。以下设备与信用卡刷卡时工作原理相同 的是（　　） A．排气扇 B．电烤炉 C．电动机 D．发电机 【答案】D 【解析】信用卡刷卡时其磁条经过刷卡机的缝隙线圈出会产生感应电流，这是电磁感应现象，找出下列物 体是电磁感应原理的即可。 A.排气扇主要结构是一个电动机，是根据通电导体在磁场中受力而转动工作的，不符合题意。 B.电烤炉是根据电流的热效应工作的，不符合题意。 C.电动机根据通电导体在磁场中受力而转动工作的，不符合题意。 D.发电机是根据电磁感应原理工作的，符合题意。 5．在一次物理实验中，小于同学连接了如图所示的电路，电磁铁的 B 端有一个可自由转动的小磁针，闭合 开关后，下列说法错误的是（　　） 193 A．电磁铁的 A 端为 N 极 B．小磁针静止时，N 极水平指向左 C．利用这一现象所揭示的原理可制成的设备是发电机 D．当滑动变阻器滑动片 P 向右端移动，电磁铁磁性增强 【答案】C 【解析】（1）开关闭合后，根据电流方向利用安培定则可判断螺线管的磁极； （2）由磁极间的相互作用可判出小磁针的指向； （3）电磁感应是发电机的原理； （4）由滑动变阻器的滑片移动可得出电路中电流的变化，则可得出螺线管中磁场的变化。 A.由图知，电流从螺线管的右端流入、左端流出，根据安培定则可知，电磁铁的 A 端是 N 极，B 端是 S 极， 故 A 正确； B.电磁铁的 B 端是 S 极，由磁极间的作用规律可知，小磁针静止时，左端是 N 极，即 N 极水平指向左，故 B 正确； C.该实验表明了电能生磁，利用这一现象所揭示的原理可制成电磁铁，故 C 错误； D.当滑动变阻器滑动片 P 向右端移动时，变阻器接入电路的电阻变小，电路中电流变大，则电磁铁的磁性 变强，故 D 正确。 6.如图所示，在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，保持磁体不动，下列现象描述正确的是（　　） A．导线 ab 竖直向上运动时，电流表指针会偏转 B．导线 ab 竖直向下运动时，电流表指针会偏转 C．导线 ab 从图中所示位置斜向上运动时，电流表指针不会偏转 D．导线 ab 分别水平向右和水平向左运动时，电流表指针偏转的方向相反 194 【答案】D A.导线 ab 竖直向上运动，即平行于磁感线运动，所以不能产生感应电流，电流表指针不会偏转，故 A 错误； B.导线 ab 竖直向下运动，即平行于磁感线运动，所以不能产生感应电流，电流表指针不会偏转，故 B 错误； C.导线 ab 从图中所示位置斜向上运动，此时导线 ab 做切割磁感线运动，所以在电路中会有感应电流，电 流表指针会偏转，故 C 错误； D.导线 ab 分别水平向右和水平向左运动时，即在磁场方向不变的情况下，改变导体的运动方向，感应电流 的方向会改变，则电流表指针偏转的方向相反，故 D 正确． 7.“发电鞋”是一种新型科研产品，其内部安装有磁铁和线圈，当人行走时带动磁铁运动，线圈中就产生 了感应电流，“发电鞋”的工作原理（　　） A．电磁感应 B．电流的磁效应 C．电流的热效应 D．磁场对电流的作用 【答案】A 【解析】由题意可知，人在行走时，人体带动磁铁运动，磁铁产生的磁场通过线圈，从而产生感应电流， 所以“发电鞋”是利用电磁感应原理制成的； 故 A 正确，BCD 错误。 8．如图是机场的安检人员用手持金属探测器检查乘客的情景，当探测线圈靠近金属物体时，在金属物体中 就会产生电流，如果能检测出这种变化，就可以判定探测线圈下面有金属物体了．图中能反映出金属探测 器工作原理的是（　　） 【答案】B． 【解析】当线圈靠近金属物体时，在金属物体中产生电流，相当于闭合电路的部分导体在切割磁感线，故 在金属中会产生电流，故探测器应采用了电磁感应原理。 A 选项为探究电流的周围存在磁场的实验；B 选项为探究电磁感应现象的实验；C 为电流的磁效应实验；D 为探究通电导体在磁场中受力的实验。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。