九年级物理教案123串并联电路中电阻的关系.docx
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九年级物理教案123串并联电路中电阻的关系
《串、并联电路中电阻的关系》
教材分析:
《串、并联电路中电阻关系》是北师大版九年级《物理》第十二章第三节的内容。
本节仍然是欧姆定律内容的延续。
上节内容是欧姆定律解决实际测量问题,而本节是用欧姆定律探索新规律。
是研究同一段电路电流与电压、电阻的关系。
电流、电压、电阻三者必须对应同一段电路,在推导中通过强调每一段电路的对应关系,可以强化学生对这一点的认识。
教学目标:
【知识与能力目标】
1.通过实验和推导理解串联电路和并联电路的等效电阻和计算公式。
2.会利用串联、并联电路特点的知识,解答和计算简单的电路问题
【过程与方法目标】
1.通过实验探究,经历从猜想与假设到实验验证的过程。
2.通过实验探究,使学生在实验中认识总电阻与原串联或并联的电阻之间的“等效替代”关系。
【情感态度价值观目标】
1.通过实验探究,使学生保持对科学的求知欲,培养学生实事求是的科学态度。
2.通过实验探究和理论推导,培养学生理论与实践相结合的思想。
教学重难点:
【教学重点】
串联和并联电路总电阻的计算公式及运用公式进行简单的计算。
【教学难点】
用“等效替代”的观点分析串联和并联电路。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
3.实验器材:
电阻、电源、导线、电流表等。
教学过程:
一、复习旧课:
1.串联电路中电流有什么特点?
I_____I1_____I2
2.串联电路中电压有什么特点?
U__U1_____U2
3.并联电路中电流有什么特点?
I_____I1_____I2
4.并联电路中电压有什么特点?
U__U1_____U2
二、激发学习动机:
我们通过前面的学习,知道了串并联电路电流和电压的特点,那么,在串联和并联电路中,电阻又有什么特点呢?
三、讲授新知识:
(一)电阻的串联
1.实验探究
[提出问题]:
电阻串联后,其总电阻会增大还是减小?
[猜想与假设]:
教师充分收集学生的种种猜想与假设。
问:
你们的猜想是否正确呢?
[进行实验与收集证据]学生进行分组实验。
(学生结合实验现象,充分交流讨论,)
得出结论:
串联电路的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
学生阅读课本理解“等效代替”法的内容。
(通过以上实验探究,让学生经历从猜想与假设到实验验证的过程,培养学生实事求是的科学态度和同学之间的协作意识)
2.理论推导
引导学生复习欧姆定律的内容及公式,然后引导学生进行理论推导。
由欧姆定律可知:
U1=IR1U2=IR2U=IR
串联电路中有:
U=U1+U2
所以IR=IR1+IR2
所以R=R1+R2
结论:
串联电路的总电阻等于各串联电阻之和。
提问:
如果是3个、4个串联呢?
电阻又是什么关系,学生证明。
教师总结:
1.规律:
电阻越串越大,串联总电阻大于任一个分电阻;
2.特例:
n个相同电阻R0串联,R=nR0。
(二)电阻的并联
1.实验探究
(参照探究串联电阻的思路和步骤进行实验探究)
[探究的问题]:
电阻并联后的总电阻是增大了还是减小了?
[猜想与假设]:
有电阻的串联作为基础,同学们很容易猜想到电阻并联后其总电阻会减小。
[设计实验]引导学生进行实验设计并画出实验电路图,然后进行分组实验。
[实验结论]
实验现象表明:
电阻并联后总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
(通过实验,使我们进一步认识到猜想是正确的)
2.理论推导
由欧姆定律可知:
I=U/RI1=U/R1I2=U/R2
并联电路中有:
I=I1+I2
所以U/R=U/R1+U/R2
所以1/R=1/R1+1/R2
结论:
并联电路总电阻的倒数,等于各个并联电阻的倒数之和
分析:
因为1/R>1/R1所以R 由此证明大家的猜想是正确的 提问: 如果是3个、4个并联呢? 电阻又是什么关系,学生证明。 教师总结: 1.规律: 电阻越并越小,并联总电阻小于任一分电阻; 3.特例: n个相同电阻R0并联,R=R0/n。 (三)例题 用电器甲的电阻20Ω,用电器乙的电阻为80Ω,将它们接在电压为16V的电源上,求此并联电路的总电阻,总电流,以及通过甲、乙两个用电器的电流。 解: 设总电阻为R,总电流为I。 由1/R=1/R1+1/R2得 1/R=1/20Ω+1/80ΩR=16Ω 根据欧姆定律,总电流I=U/R=16V/16Ω=1A 因为总电压与两用电器两端的电压相等,所以 I1=U/R1=16V/20Ω=0.8A,I2=U/R2=16V/80Ω=0.2A 答: 此并联电路的总电阻为16Ω,总电流为1A,通过甲、乙两用电器的电流分别是0.8A和0.2A。 四、巩固运用: 1.将一个20Ω和一个30Ω的电阻串联起来使用,其总电阻是多少? 如果并联起来使用,其总电阻又是多少? 2.由串联电路的电压关系U=U1+U2可知,各串联电阻两端的电压U1和U2都是串联电路总电压U的一部分。 那么U1和U2的大小和串联电阻的阻值R1和R2之间有什么关系呢? 由并联电路的电流关系I=I1+I2可知,各支路中的电流I1和I2都是并联电路干路总电流I的一部分。 那么I1和I2的大小和并联电阻的阻值R1和R2之间有什么关系呢? 五、检查评价: 师: 通过本节课学习,你学到了什么? 生: 讨论、交流后得出: 我们知道了串并联电路的特点;知道串联电路中,各串联电阻两端的电压之比等于各串联电阻阻值之比,称为串联分压;并联电路中,各支路中的电流之比等于各并联电阻之比的倒数,称为并联分流。 师: 每位同学都对自己在本节课学习进行评估。 布置课后作业。 六、间隔性复习: 在后面的教学安排中进行此环节。 教学反思: 本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。 在此种教学模式的探索中,我反思如下: 本节在科学探究串并联总电阻与各个分电阻之间的大小关系时,关键注意等效替代思想的渗透。 通过综合运用串并联电路的特点和欧姆定律的知识,通过理论推导得出串并联电路总电阻和分电阻之间的数值关系,初步领会分析综合法的基本思想,提高学生依据定律和结论分析问题的能力。 九年级上学期物理期末试卷 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、选择题 1.下列关于热机的叙述,正确的是( ) A.热机是把内能转化为机械能的装置 B.内燃机毎经过一个工作循环,曲轴就要转动4周 C.汽油机有喷油嘴,柴油机有火花塞 D.汽油机利用压燃式点火,柴油机利用点燃式点火 2.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是( ) A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全 B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失 C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦 D.尽量增加热机的工作时间 3.下列四幅图中能说明电动机工作原理的是() A. B. C. D. 4.如图所示电路,闭合开关S后,甲乙两表是电压表,示数之比是3: 2,当开关S断开,甲乙两表是电流表,则两表的示数之比为 A.2: 1B.3: 1C.2: 3D.1: 3 5.下列现象不会引起保险丝熔断的是() A.插座中的两个线头相碰B.开关中的两个线头相碰 C.电路中同时增加几个大功率的用电器D.灯头里的两个线头相碰 6.如图所示电路,电源电压保持不变,闭合开关S后,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,下列判断正确的是() A.电流表示数变大,电压表示数变小 B.电流表示数变大,电压表示数变大 C.电流表示数变小,灯泡的实际功率变小 D.电流表示数变小,灯泡的实际功率变大 7.通常情况下,下列物体属于绝缘体的是 A.人体B.橡胶手套C.不锈钢尺D.铅笔芯 8.关于内能和温度,下列说法正确的是() A.0℃的冰块内能为零 B.温度高的物体,内能一定大 C.物体内能增加,温度一定升高 D.物体温度升高时内能增加 9.如图所示四个电路中,电源电压相同且恒定不变,电阻R1>R2.闭合开关S前后,电压表的示数变化值大小相同的一组是 A.甲和乙B.乙和丙C.甲和丙D.丙和丁 10.关于温度、热量、内能,下列说法正确的是() A.物体的温度越高,所含热量越多 B.温度相同的两物体间不会发生热传递 C.0℃的冰块没有内能 D.温度高的物体,内能一定大 11.南平高铁站台上,标有一条黄色安全线,乘客必站在安全线之外候年,是为了避免乘客被“吸”向列车的事故发生。 其中“吸”了蕴含的物理道理,与下列现象中的“吸”相同的是 A.两光滑铅块压紧后“吸”住 B.地球“吸”地面上物体 C.吸盘衣帽钩“吸”在墙面上 D.两船并行相“吸”碰 12.下列问题中,属于可探究的科学问题的是 A.我国家庭的电压为什么是220V? B.在电路中使用“滑动变阻器”有什么好处? C.通过导体电流的大小,与导体两端的电压有关吗? D.什么因素会影响电流通过导体产生热量的多少? 二、填空题 13.在图所示的电路中,电源电压不变。 当开关S由断开到闭合时,电流表A2的示数将;电压表V示数与电流表A1示数的比值将。 (变小/不变/变大) 14.如图是R1和R2两个电阻中的电流随它们两端电压变化的I—U图象.从图象可知,电阻R1______R2(选填“<”、“>”或“=”). 15.小明仔细观察了家中电热水器的铭牌(如上表)。 他将电热水壶中装满水,在额定电压下通电1.5min后,测出水温从20℃上升到40℃。 则在此过程中,电热水壶消耗的电能是_______J,水吸收热量是_________J。 [c水=4.2×103J/(kg·℃)] 型号 HB-3022 容量 2kg 额定电压 220V 额定功率 2kW 16.过春节挂红灯是中国的传统民俗,春节时小明家里也挂起了灯笼,他想测量灯笼里白炽灯泡的功率。 他关掉家里其它用电器,只让这只灯泡工作,电能表(如图)转盘转了30圈,用了10min,灯泡的实际功率为_____W.为了节能,他换用亮度相当的功率是6W的LED灯,该灯工作10min,消耗的电能只为_____kW•h。 17.智能家电已普遍进入家庭,许多智能电器平时都是处于特机状态。 待机下的每件电器的电功率大的是2W,平均每家每天有5件电器处于待机状态,平均每天的待机时间以10h计算,那么待机状态下1天1000户家庭共消耗的电能是_____kW•h。 18.一块手机锂电池上标有“4.0V2000mA•h”字样,它充电时将电能转化_____能,此时锂电池相当于电路中的_____,充满电后存储的电能为_____J。 三、实验题 19.在做“伏安法测量定值电阻”的实验中,小明同学设计了如图甲所示的电路,请你完成下列问题. (1)该实验的原理是________. (2)连接电路时,应将开关________;闭合开关前,滑动变阻器的滑片应滑到最________端(填“左”或“右”). (3)连接完电路后,闭合开关,无论怎样移动滑片,电流表指针均无偏转,电压表的指针有明显的偏转,这可能是由于________断路造成的. (4)调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图乙所示的图像,则该电阻的阻值R=________Ω. (5)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏.于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接了如图丙所示的电路.电源电压未知且恒定不变.请把下列实验步骤补充完整: ①只闭合开关S1,________; ②________; 电阻表达式: Rx=________ 20.某同学通过实验,探究电流与电压、电阻的关系时,记录了如下两表数据: 你从表一中可获取的信息是当一定时,电流与电压成。 从表二中可获取的信息是当一定时,电流与电阻成。 21.物理兴趣小组的同学们想探究通过导体的电流与电压的关系.实验室有: 电源、电压表、电流表、滑动变阻器、规格不同的定值电阻、开关和导线等器材各若干供同学们选择,实验用电路如图a所示. (1)图b是某组同学尚未完成连接的实物电路,请你用笔画线代替两根导线完成连接(连线不交叉).要求: 滑动变阻器的滑片P向A端移动,电压表示数变大_____________. (2)连好电路闭合开关,发现电流表示数较大、电压表示数为零,则电路故障原因可能是______ A.电压表的量程选大了B.电阻R0发生了短路 C.滑动变阻器发生了断路D.滑动变阻器发生了短路 (3)他们排除故障后继续实验,测得多组数据记录在下表中,在给定的坐标纸上作出图象,分析得出了结论.在与其他组交流时发现虽然各小组作出的图象都是正确的,但是在相同的坐标纸上有些小组的图象却明显不同.请你利用表中数据在图c中作出I﹣U图象__________,并回答造成这种不同的原因: ______. (4)该组同学为了进一步探究电路的性质,他们选择了一个电压可调的电源进行实验.实验所用电路如图d,但电压表位置不详,电阻R1的阻值为8Ω,所用滑动变阻器R2是“10Ω2A”和“5Ω3A”中的一个.若某次实验时两表刻度盘上的指针位置如图e所示,此时滑动变阻器接入电路的阻值恰为最大值的一半.请发挥你的聪明才智,推测他们实验时所用变阻器R2的规格和R2的电压分别为______、______. 22. (1)如图甲所示是用电流表测量电流的实物连接图, ①图甲中电流表测量的是通过灯泡______的电流;②如果电流表的示数如图乙所示,则电流表测出的电流是____A;③只需改动一根导线就可测得总电流,请在答题卡图甲中用“×”号指出需改动的导线,并在原图中画出正确的电路连线; (2)用伏安法测电阻,实验电路图如图甲所示,电源电压保持U0不变。 ①该实验的原理是(用公式表示); ②闭合开关S前,滑动变阻器滑片P应置于端; ③小文同学连接好电路,当闭合开关S,把P向a端移动时,发现电流表示数增大,电压表示数减小.发生此现象的原因是. ④小文同学按图甲所示的实验电路图正确连接电路后,进行实验,某次实验中电压表示数如图乙所示,电流表示数如图丙所示,则被测电阻Rx=Ω. 23.如图所示的测量工具名称是________,若在它面板上标有“3Kg/0.1g”字样,其中“3kg”表示_________________如图所示测量工具是“__________________”的实验中使用的测量工具,在将其连入电路时,必须使电流从它的“____”接线柱流出 四、计算题 24.某快艇使用的汽油热值为4.6×107J/kg,密度为0.7×103kg/m3,油箱容积50L,它在水面匀速航行时所受的阻力为1400N。 (1)如果把油箱装满,则汽油的质量是多少? (2)若快艇匀速行驶46km,则牵引力所做的功是多少? (3)若快艇匀速行驶46km耗油8L,则发动机的效率为多少? 25.如图所示,电路中电源电压保持不变,R1的阻值为20Ω。 闭合开关S,电流表A1的示数为0.3A,电流表A2的示数为0.4A。 求: (1)电压表V示数; (2)R2的阻值。 26.随着生活条件的改善,小明家住上了新楼房,新楼使用的是天然气。 小明想: 将一壶水烧开究竟需要多少天然气呢? 他通过实践收集如下数据: 水壶里放入2kg、20℃的水,大火加热直至沸腾。 又在物理书中查到天然气热值为8×107J/m3。 [气压为1标准大气压;c水=4.2×103J/(kg·℃)] ⑴烧开这壶水,水需要吸收多少热量? ⑵如果小明家天然气炉具的效率是40%,烧开这壶水,需要燃烧多少m3的天然气? 五、作图题 27.用笔画线代替导线,将电灯和控制它的开关正确地接入如图所示的家庭电路中。 (______) 六、简答题 28.如图所示,将气球在清洁干燥的头发上摩擦几下,就可以让空易拉罐随着气球运动起来,请解释其中的道理。 【参考答案】 一、选择题 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 A D B D B C B D B B D C 二、填空题 13.变小不变 14.< 15.8×105J1.68×105J 16.0.001 17.100 18.化学能用电器2.88×104 三、实验题 19. (1) 或欧姆定律 (2)断开右(3)电阻R(4)3 (5)实验步骤: 读出电压表的示数为U1 再闭合开关S2,读出电压表的示数为U2; 电阻Rx表达式: 或 20. 21. B 定值电阻的阻值明显不同“10Ω2A”1V或5V 22. (1)①L2;②0.28;③b导线打×图略(将b导线改接到电流表负接线柱) (2)①R="U/I";②b;③电压表并联在滑动变阻器两端;④8 23.电子天平能够称量的最大质量为3kg用电流表、电压表测电阻- 四、计算题 24. (1)如果把油箱装满,则汽油的质量是35Kg; (2)若快艇匀速行驶46km,则牵引力所做的功是6.44×107J; (3)若快艇匀速行驶46km耗油8L,则发动机的效率为25%。 25. (1)6V; (2)60Ω 26.1×10-2m3 五、作图题 27. 六、简答题 28.气球与头发摩擦起电(摩擦带电/电荷)————吸引轻小物体注: 摩擦生电/摩擦产生电荷不给分。 九年级上学期物理期末试卷 注意事项: 1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。 2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。 3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。 4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。 一、选择题 1.关于物体的内能,下列说法正确的是 A.0°C的冰没有内能 B.要使物体内能增加,必须使其吸收热量 C.温度高的物体内能一定大 D.物体的内能增加,它的温度不一定升高 2.为使电热器的功率变为原来的一半,可采用的办法是: A.把电热器的电阻丝剪去一半后接在原来的电源上 B.把电热器两端的电压降为原来的一半 C.把电热器的电阻丝剪去一半,并将其两端的电压降为原来的一半 D.把电热器的电阻丝剪去一半,并将其两端的电压降为原来的四分之一 3.在如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变,闭合开关S,在向左移动滑片P的过程中,下列判断正确的是 A.电流表A1的示数变大B.电流表A2的示数变小 C.电压表V的示数不变D.电压表V的示数变大 4.酒精测试仪可检测驾驶员是否酒后驾车,如图所示是它的原理图,酒精气体传感器的电阻随酒精气体的浓度增大而减小,如果测试到的酒精气体浓度越大,那么() A.传感器的电阻越大 B.通过传感器的电流越小 C.电压表的示数越大 D.传感器两端的电压越大 5.如图所示的电路中,电源两端的电压保持不变。 闭合开关S,将滑动变阻器的滑片P向右移动,下列说法正确的是 A.电流表A的示数变小,电压表V1的示数变大 B.电流表A的示数变小,电压表V2的示数变大 C.电压Vl与电压表V2的示数之和保持不变 D.电压表V2与电流表A的示数之比保持不变 6.小刚家中的几盏电灯突然全部熄灭了,检查保险丝发现并未烧断,用测电笔测试各处电路时,氖管都发光.他对故障作了下列四种判断,其中正确的是 A.灯泡全部都烧坏B.进户零线断路C.室内线路发生短路D.进户火线断路 7.两个相同规格的电加热器加热质量、初温都相同的两种不同液体,如图所示,若液体吸收的热量等于电加热器放出的热量,加热相同的时间,甲杯中的液体温度高于乙杯中的液体,根据以上信息我们可以得到() A.两杯液体吸收的热量相等B.乙杯中的液体是水 C.甲杯中液体吸收的热量较多D.甲杯中液体的比热容较大 8.对欧姆定律的变形公式 的理解,下面说法中正确的是 A.导体的电阻跟它两端的电压和通过它的电流大小无关 B.导体的电阻跟通过它的电流强度成反比 C.导体的电阻跟它两端的电压成正比 D.加在导体两端电压为零,则通过它的电流为零,此时导体的电阻为零 9.下列哪种电器是根据磁场对电流的作用制成的() A.电磁铁B.电动机C.发电机D.电磁继电器 10.关于温度、比热容、热量、内能,以下说法正确的是( ) A.一块0℃的冰没有内能,它的分子不会运动 B.一个物体放出了热量,它的温度一定会下降 C.一个物体温度升高了,它的一定内能增加 D.一个物体吸收了热量,如果质量、温度不变,说明它的比热容增大了 11.如图所示电路的电源电压保持不变,将滑动变阻器的滑片P从中点移到b端的过程中 A.灯泡变暗B.电压表示数变大 C.电流表示数变小D.电路总功率变小 12.下列关于内能、热量和热值的描述中正确的是() A.物体的内能和物体的质量有关 B.燃料的热值与燃料的质量有关 C.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多 D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递 二、填空题 13.现代社会中汽车是一种重要的交通工具,很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机,在它工作的过程中,____冲程将机械能转化为内能,这是通过________方式改变了缸内气体的内能。 为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过_________的方式减少汽缸内能的。 14.张刚的妈妈周末直接用“清洁球”打磨铁锅底的锈迹,隔一会儿感觉铁锅发烫.张刚向妈妈解释: 这是用________的方式增大了铁锅的内能,升高了铁锅的温度. 15.如图所示,是四根高压输电线上的一个装置,根据你的思考该装置应该属于_____(填“导体”或“绝缘体”),利用这个装置把四根导线固定起来,相当于增大输电导线的_____,减小输电导线的_____,从而可以减少输电线上电能的损失。 16.白炽电灯上标有“220V40W"字样,表明该灯正常发光时该灯两端的电压是_____V,灯丝的电阻为____Ω,正常发光____h消耗lkW·h电能。 17.如图甲所示,把标有“6V3W”的灯泡L和滑动变阻器R串联接入恒定电压为9V的电源上,通过L的电流I与L两端电压U的关系如图乙所示,则L正常发光时,滑动变阻器接入电路的电阻是_______Ω;当电路中电流为0.4A时,L的实际功率是_________W。 18.将一只“220V100W”的灯泡(设灯丝电阻不变)接在照明电路中,正常发光时,通电30min灯泡消耗的电能为_____kW•h;若用输电线把该灯泡由电源处引到学校运动场时,发现灯泡亮度较暗,测得灯
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