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 初三物理教案：探究电路

学习目标

1.知道什么是电阻及其单位，通过实验探究认识决定导体电阻大小的因素。

2.了解滑动变阻器的基本结构和原理，会使用滑动变阻器改变电路中的电流。

学时安排

本节用2学时，第一学时认识电阻、探究影响电阻大小的因素，第二学时学习滑动变阻器的结构及连接方法。

第一学时

课前准备

1.家庭实验

⑴找两盏亮度(瓦数)不同的白炽灯泡，在灯泡熄灭时观察比较它们的灯丝粗细有何不同。

⑵观察空调电源线与台灯电源线，比较二者有何区别。

⑶找一些电线，观察导线芯是用哪些材料制成的(注意安全，不要观察连接在电路中的导线)。

2.预习记录

通过预习课文中“电阻”和“电阻的大小与哪些因素有关”两部分内容(64~66页)，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

一、认识电阻

活动1：连接如图所示电路，闭合开关，观察比较小灯泡的亮度(两灯泡规格不同)。思考：

1.两灯泡两端的电压相等吗?

2.通过它们的电流相等吗?请测量验证。

3.电流是电荷定向移动形成的，请你想象一下：假如你是一粒自由电子，在你定向移动过程中，会不会受到阻碍?据此，你认为造成上述现象的原因是什么?

4.阅读课本64页“电阻”部分内容，了解什么是电阻及其单位。

二、探究影响电阻大小的因素

活动2：结合“活动1”中的实验现象及分析，根据你课前在家中观察灯丝的不同、电源线的区别及导线的材料，你认为导体的电阻大小可能与哪些因素有关?有什么关系?

活动3：探究导体电阻的大小与导体的横截面积、长短及材料是否有关

1. 讨论：

⑴要研究导体电阻的大小与导体的横截面积是否有关，应保持 、 不变，改变 ，比较电阻是否相等。

⑵研究导体电阻的大小与导体的长短是否有关，应如何实验?

⑶研究导体电阻的大小与导体材料是否有关，又该如何实验?

2. 选择实验器材

提供的器材有：

A.电源　B.导线　C.开关　D.小灯泡

E.电流表　F.电阻丝如下(注：a、b、c材料相同，d材料不同，a、c、d横截面积相同。)

a

b

c

d

所选器材是

思考：所选器材在实验中起什么作用?如何比较电阻的大小?

3.根据以上设计思路，画出实验电路图(电阻丝用 表示 )：

4.连接电路，进行实验，并记录实验数据。

次 数 1 2 3 4

电阻丝

电 流/A

5.通过实验，你得到哪些结论?

说明：

此实验也可由教师演示，学生观察思考。

第二学时

课前准备

1.家庭实验

调查家中哪些用电器可以调节工作状态?

2.预习记录

通过预习课文“变阻器”部分内容(66~67页)，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

三、认识滑动变阻器

活动4：制作变阻器，改变灯泡亮度。

提供器材：电池(电源)、开关、灯泡、一根电阻丝、若干导线。

请利用这些器材连接如图所示电路。

1.如何改变灯泡亮度?

2.灯泡亮度为什么会改变?

3.讨论：这种自制的变阻器有什么缺点或者不足之处吗?如果有，如何改进?

活动5：对照滑动变阻器实物，阅读课本66页“变阻器”的内容，认识滑动变阻器结构。

思考讨论：

若将下图中滑动变阻器A、D两个接线柱接入电路，仔细观察分析电流是怎样流经滑动变阻器的?请判断接入电路的是哪一部分电阻丝?若将滑片向右移动，接入电路的电阻丝长度如何变化?电阻大小如何变化?电流的大小如何变化?

四、使用滑动变阻器

活动6：用滑动变阻器调节小灯泡的亮度

1.滑动变阻器有A、B、C、D四个接线柱，而接入电路时，如果只需接两个接线柱，你能想到哪些接法?分别在下图中画出连线。

每种接法若滑片自左向右移动，接入电路中的电阻怎样变化?

2.将滑动变阻器与灯泡串联接入电路，移动滑片，改变灯泡的亮度，将实验结果记入表格：

接入电路的

接线柱 滑片P自左向右移动

电路中电阻的变化 灯泡亮度变化

3. 总结滑动变阻器的连接方法。

活动7：连接如图所示的电路，移动滑动变阻器的滑片，看利用滑动变阻器能不能改变灯泡两端的电压?把观察结果记录下来：

说 明

本节课可通过演示实验、双边活动引入，如：展示自制的油量表(或压力计、测风仪)，或通过调节收音机的音量旋钮改变音量，让学生意识到：音量旋钮通过改变电阻，影响电流，从而调节音量。

在学生观察实物、自学教材的基础上，可通过多媒体动画演示，使学生清楚认识连入电路的电阻，并模拟移动滑片，使学生自然认识到滑动变阻器的工作原理。

提醒学生：连接电路时开关要断开，滑动变阻器的阻值要调至最大。

“活动7”既是对本节知识的拓展，也是为学生在下一节探究欧姆定律时顺利设计实验做铺垫，有利于突破下节课的一个难点。

第二节 科学探究：欧姆定律

学习目标

1.运用控制变量法探究电流跟电压、电阻的关系，归纳得出欧姆定律。

2.理解欧姆定律，并能运用欧姆定律进行简单的计算。

课前准备

1.复习回忆

⑴电压表的使用方法;

⑵电流表的使用方法;

⑶滑动变阻器的作用和接法。

2.预习记录

通过预习课文，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

一、问题与猜想：

活动1：前面我们学习了三个物理量——电流、电压、电阻。知道电压是产生电流的原因，而电阻对电流有阻碍作用。你认为电流大小与电压、电阻的大小有没有关系?如果有关，可能存在什么关系?

二、实验探究

活动2：探究电流大小跟电压的关系

1.设计实验

⑴思考：要研究电流大小与电压的关系，应保持哪个物理量不变?改变哪一物理量?需要测出哪些物理量并加以比较?

⑵讨论：有哪些方法可改变定值电阻两端的电压和通过它的电流?尝试画出电路图。

⑶交流：对同学们设计的各种方案进行比较、评价，你认为哪种设计更合理?说明理由。

2.进行实验

按照电路图连接电路，进行实验，并记录实验数据。

实验次数 电阻/Ω 电压/V 电流/A

1

R= Ω

2

3

3.分析实验数据，归纳电流与电压的关系。

活动3：探究电流大小跟电阻的关系

1.实验器材

几只阻值不等的定值电阻(阻值已知，如5Ω、10Ω、15Ω等)，电流表，电压表，滑动变阻器，电源，开关，导线若干。

2.设计实验

⑴探究电流大小跟电阻的关系，需要测量(收集)哪些物理量?应保持哪个物理量不变?改变哪一物理量?

⑵怎样改变电阻?(且能知道电阻的大小)

⑶如何保持定值电阻两端的电压不变?尝试画出电路图。

⑷交流：与同学交流各自的设计方案，并对各种设计进行比较、评价，看哪种方案更合理。

3.连接电路，进行实验，并记录实验数据。

实验次数 电压/V 电阻/Ω 电流/A

1

U= V

2

3

4.分析实验数据，归纳电流与电阻的关系。

三、欧姆定律

活动4：阅读课本71~72页“欧姆定律”部分内容，自学欧姆定律及其公式。

活动5：

1.探究电流跟电压、电阻的关系时，主要运用了哪些方法?

2.写出欧姆定律的公式变形：

3.若电路中有甲、乙两个电阻，甲的电压为2V，乙的电阻为10Ω。能用“2V除以10Ω”来计算电路中的电流吗?据此你认为利用欧姆定律进行计算时应注意什么问题?

4.由欧姆定律公式变形可知R= 。对于此变形公式，小明认为：“导体的电阻跟它两端的电压成正比，跟导体中的电流成反比。”你同意他的看法吗?说明你的理由。

该过程学生可能会想到通过改变电池的节数来改变电压，也可能想到利用滑动变阻器改变电压、电流，教师应首先肯定、鼓励学生提出不同的设计方案，然后让学生比较、评价各种方案(教师点评)，最后使学生知道：利用滑动变阻器改变定值电阻两端的电压操作方便，便于收集所需数据(为了便于找规律，我们一般让电压整数倍的变化。)

该过程学生可能会想到把几个阻值不同的定值电阻并联，也可能想到用滑动变阻器调节电压，通过学生对这些设计进行比较、评议，教师点评，使学生认识到：使用滑动变阻器进行实验，电路连接简单、操作方便等。

“活动5”的目的是加深对欧姆定律的理解。

第三节 “伏安法”测电阻

学习目标

1.根据欧姆定律设计实验，测算小灯泡工作时的电阻。

2.通过亲自动手测算和分析讨论，探究灯丝的电阻跟温度的关系。

课前准备

1. 复习回忆

还记得测算物质密度的方法吗?用天平和量筒分别测出物体的 和 ，根据公式 可求出密度。这种间接测量物理量的方法在物理学中经常用到。

还有哪些物理量是用间接法进行测量的?

2.预习记录

通过预习课文，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

一、提出问题

电流可以用电流表测量，电压可用电压表测量，那么怎样测量一只灯泡(或其他导体)的电阻?

二、设计实验

活动1：根据欧姆定律设计实验，测算小灯泡工作时的电阻：

1.写出利用欧姆定律求电阻的公式： 。

根据此公式，要测算电阻先要测出哪些物理量?

2.要测量上述物理量，需要哪些器材?

3.观察实验用的小灯泡，其标示的电压值是多少?

这个电压是该灯泡正常工作的电压，灯泡两端的电压不能达到标示值的1.2倍以上，否则会烧坏灯泡。那么为了调控灯泡的电压，实验时还需要什么器材?

4.请画出实验电路图。

三、进行实验

活动2：连接电路，测出灯泡在不同亮度时的电压值和电流值，将测量数据记入表中。

实验次序 U/V I/A R/Ω 灯泡亮度

1 灯丝暗红

2 微弱发光

3 正常发光

4

四、分析与讨论

活动3：根据表中实验数据求出每次的电阻值，并加以比较，看有什么发现。

1.随着灯泡亮度增强，你测出的电阻 (选填“不变”“变大”或“变小”)。

2.如果几次电阻值不同，你认为主要原因是误差吗?请说明理由。你猜测是什么原因造成的?

3.让小灯泡由不亮逐渐变为正常发光，分别用手摸一下灯泡，感受其温度如何变化。

思考讨论：灯丝电阻跟其温度高低有什么关系?

想一想：家用白炽灯往往在刚接通电路的瞬间被“闪”坏。你能说明原因吗?

说 明

进行实验之前，可先让学生说说实验注意事项。

联系生活，丰富、加深学生的认识。

第四节 电阻的串联和并联

学习目标

1.通过实验探究和理论推导，得出串联、并联电路总电阻跟分电阻的关系，体会两种研究方法在科学探究中的意义，树立理论与实践相统一的思想。

2.会利用串联、并联电路的有关知识，解答和计算简单的电路问题。

课前准备

1.复习回忆

串联电路和并联电路的电流各有什么关系?电压各有什么关系?

2.预习记录

通过预习课文，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

一、认识串联、并联电路的总电阻

活动1：利用“伏安法”分别测量两个定值电阻(R1 = 5Ω、R2 = 10Ω)串联、并联的总电阻值。将实验数据记录在表格中。

次数 电阻连接情况 电压表示数 电流表示数 总阻值

1 R1、R2串联

2 R1、R2并联

思考讨论：

1.观察实验数据，总电阻一定等于两个分电阻“之和”吗?

阅读教材76页“加油站”的内容，请谈谈你对串联(或并联)电路的“总电阻”的理解。

2.分析实验数据，比较串、并联电路的总电阻与分电阻的大小。

3.请利用“影响电阻大小的因素”来解释⑵中的结论。

二、理论推导串联、并联电路的总电阻和分电阻的关系

1.研究串联电路的总电阻和分电阻的关系

活动2：

⑴根据串联电路电压关系U=U1+U2、电流关系I=I1=I2和欧姆定律，推导出串联电路总电阻R与分电阻R1、R2的关系。

⑵理论推导结果与“活动1”中的实验结论相符吗?

思考讨论：多个(2个以上)电阻串联的总电阻与分电阻有什么关系?请做出猜想，并通过理论推导进行证明。

2.研究并联电路的总电阻和分电阻的关系

活动3：

⑴理论推导并联的总电阻R与分电阻R1、R2的关系。

⑵理论推导结果与“活动1”中的实验结论相符吗?

思考讨论：多个相等阻值的电阻并联，总电阻与分电阻有什么关系?请做出猜想，并理论推导证明。

说 明

因为学生理解“并联总电阻”有一定难度，所以通过实验测量并联、串联总电阻，便于纠正“总”电阻就是“和”的错误认识，有助于学生正确理解“总电阻”的含义。

此处可以根据各校学生的实际情况灵活处理。例如：是否给出电路图，是否提示要用到的电学知识。

教师在组织学生进行活动3时，应当给学生留出更宽松的独立自主思考的空间，使学生能灵活运用在活动2中获得的经验自主解决活动3中的问题。

第五节 家庭用电

学习目标

1.通过观察分析家庭电路实物布线图，了解家庭电路的组成和连接方式。

2.了解生活中安全用电的知识，提高安全用电意识。

3.安装模拟家庭电路，做到理论联系实际，提高动手实践能力。

学时安排

本节建议用2学时，第一学时学习家庭电路的组成，第二学时了解生活中安全用电的知识。

第一学时

课前准备

1.家庭实验

在家长协助下，观察家庭电路：

⑴进户电线有几条?

⑵配电盒内安装有哪些元件?可以通过观察实物、预习教材、咨询家长、上网查询等多种渠道了解它们的名称和作用。

⑶室内有哪些家用电器?根据生活经验推测它们的连接方式是串联还是并联?

2.预习记录

通过预习课文“观察家庭电路”部分内容(80~83页)，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

一、家庭电路

1.家庭电路的组成和连接方式

活动1：家庭电路是用来给各种家用电器供电的，其实物布线图如下图所示。

观察家庭电路布线图，并参考教材回答下列问题：

⑴家庭电路的组成

①进户线：连接户外供电电路的电线通常有______根，一根是_______，一根是_______。它们之间的电压为_______。

②图中元件A是_________，它的作用是：测量用户在一段时间内消耗的电能。

③元件B是________，它的作用是：控制整个家庭电路的通断。

④元件C是________，它的作用是：当家庭电路中的电流过大时，熔丝自动熔断，避免烧坏电路。

⑤现代家庭电路中一般安装有“空气开关”，当通过的电流过大时，空气开关自动“跳闸”，切断电路。排除故障后，用手重新闭合开关就可以了。所以，空气开关可以替代上述元件中的_______和________。

⑵家庭电路的连接

①电能表、闸刀开关、熔断器要安装在家庭电路的_____路上。(选填“干”或“支”)

②各家用电器和插座之间是_______联的，开关与它控制的用电器是______联的。

思考交流：各家用电器之间为什么要采用并联方式?

2.测电笔

活动2：了解测电笔的用途、结构和使用方法。

⑴拆卸测电笔，了解其内部构造：金属体笔尾、__________、___________、金属体笔尖。将测电笔重新组装好。

⑵观察教材第81页图14-22、14-24，并阅读图下面的文字，了解测电笔的用途和使用方法。

思考讨论：

①如何辨别火线与零线?

②正确使用测电笔接触火线时，估算通过人体的电流是多大?(高电阻阻值约1MΩ以上。)分析说明测电笔中高电阻的作用。

③测电笔接触零线时，氖管为什么不会发光?

④在用测电笔辨别火线和零线时，为什么不能让手碰到笔尖金属体?

⑶用测电笔分别测试插座的两孔，判断哪个孔是接火线的。

3.白炽灯

活动3：

⑴观察白炽灯泡和灯座的结构，看看灯丝的两端是怎样接入电路的。

⑵用手靠近正在发光的白炽灯泡，你的感觉是________。阅读教材82页第二段文字，了解白炽灯泡的发光原理。

⑶你还见过哪些不同种类的照明灯具?阅读教材82页“信息窗”，了解更多相关知识。 说 明

本节学案对教材一些知识点的教学顺序作了适当调整：首先让学生了解家庭电路基本组成;接下来学习安全用电;学生知道了触电的原因后，再学习螺口灯头、开关、三孔插座的接法，并亲自动手安装模拟家庭电路。

若学生根据图示提出有关三孔插座接地线的问题，应给予鼓励，并告知是为了安全用电，将在后续学习中说明。

注意保证学生人身安全。一定先明确测电笔的正确使用方法，再让学生动手实验。

此处弄清楚白炽灯泡和灯座的结构，为活动7安装电灯做准备。

关于活动3中的第⑵步：正在发光的白炽灯由教师提供，提醒学生实验时要注意安全，避免被烫伤或触电。也可以将这步活动安排为学生课前家庭实验。

第二学时

课前准备

1.家庭实验(观察)

在家长协助下，观察台灯、电冰箱、洗衣机、电热水壶等家用电器的插头，了解插头、插座的作用。

2.预习记录

通过预习课文“注意用电安全”部分内容(83~85页)，你学会了什么?有哪些疑问?请简要记录下来：

合作探究

二、安全用电

1.触电原因

活动4：阅读教材第83页最后一段文字，并观察教材图14-29、阅读图下面的文字，了解触电事故发生的原因。

⑴人体是导体，当___________过大时，人会在很短的时间内窒息、死亡。

⑵大量事实表明：_______________的电压才是安全电压。

⑶家庭电路中的触电事故，都是人体直接或间接接触_______引起的。

思考交流：

① 为什么人体只接触一根导线，也可能会触电?

②为什么人体没有直接接触火线，也可能会触电?

2.避免触电

活动5：阅读教材84页图14-30上面的一段文字，观察教材图14-30、图14-31，并阅读图下面的文字，了解生活中安全用电的知识。

⑴白炽灯泡的安装要求：控制灯泡的开关要接在______线上，螺口灯泡的螺旋一定要接在________线上。

思考交流：安装白炽灯时，如不按上述要求做，为什么容易导致触电事故?

⑵用测电笔测试三孔插座，哪个孔接的是火线。答：_____。

三孔插座的安装要求：左孔接_________线，右孔接________线，第三孔接________线。

思考交流：当家用电器漏电或因火线破损与外壳接通时，会使外壳带电，这时人体接触外壳会发生触电事故。为什么有金属外壳的家用电器使用三脚插头和三孔插座(如图所示)，就能避免这类触电事故的发生?

3.用电事故急救

活动6：阅读教材85页第一、二段文字，了解触电事故的急救措施。

⑴万一发生触电事故，应首先_________________，不能直接去碰触电的人，否则施救者也会__________。

⑵如果不能及时切断电源，可以用干燥的木棍、竹竿等___________(选填“导体”或“绝缘体”)将电线挑开。

⑶发生火灾时，要首先________电源，绝不要带电泼水救火。

交流：请填写出医疗急救电话号码：_________，火警电话号码：__________。

三、安装模拟家庭电路

活动7：按教材82页图14—26所示安装电路，经老师检查无误后，再接通电源。

⑴安装熔断器、白炽灯、插座时，要符合安全用电要求。

⑵接通电源后(不要再随意触摸电路各元件)，闭合电灯开关，检验白炽灯泡是否发光。

⑶用测电笔测试插座安装是否正确。 说 明

“活动7”一定要注意安全。

可用接有三脚插头的三条导线作电源线，学生接好电路后经检查无误，将三脚插头插在电源插板上。

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如何学好初三物理