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6 电压的测量
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学习目标
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1.知道电压是使电路中产生持续电流的推动力(类比水压)。
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课堂学习设计
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2.知道常见的一些电压值。
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3.学会电压表的使用。
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4.会正确读出电压表的读数。
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[科学探究]
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[引入课题] 1.金属导体导电的原因:金属导体内部有大量的 自由电荷(电子) 。
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2.电路中在没有电源接入时,这些电荷并 不能 产生定向移动,不能形成 电流
。
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3.当电路中接入电源时,导体中的自由电子便在 电源
推动作用下做定向移动,形成 电流 。
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[新课教学] 电流的形成与水流的形成很相似,可以由图4-39(a)(b)相类比。
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图(a)中水流的形成是由于抽水机给水流提供能量,抽水机的工作使水路存在一个稳定的水压,从而保证水流得以持续。图(b)中电源作用与图a中的抽水机作用类似。电源的作用,是给电路中的电流提供能量,使电路存在一个稳定的 电压
,从而保证 电流 得以持续。
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电源两端有电压是金属导体中存在 电流的必要条件。
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一、电压
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用字母 U
表示。
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单位是 伏特 ,简称 伏
,用符号 V表示。
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常用的单位还有 千伏 (kV)、
毫伏(mV)、 微伏 (μV)。
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其关系式有:1千伏= 103 伏。
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1伏= 103 毫伏。
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1毫伏= 103 微伏。
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电压的单位是为了纪念 意大利 著名的物理学家 伏打 而命名的, 伏打电池
是伏打于1800年制成的世界上第一个电池。
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下表是常见的一些电压值。
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一节普通于电池 |
1.5伏 |
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一个电子表电池 |
1.5伏 |
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一只蓄电池 |
2伏 |
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对人体的安全电压 |
≤36伏 |
|
家庭照明电路 |
220伏 |
|
大型发电机 |
(0.63-1.8)×104伏 |
|
闪电时云层间的电压 |
达109伏 |
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4 影响导体电阻大小的因素
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学习目标
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1.能猜测并分析影响导体电阻的一些因素。
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2.知道在与一个物理量相关因素较多时,能用控制变量法进行实验方案的设计。
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3.能定性地得出导体电阻与长度、粗细和材料间的关系。
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4.知道并设计实验探究金属导体的电阻与温度间的关系。
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课堂学习设计
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[科学探究]
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[复习引题)
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1.各种不同材料的导电能力是 不同的 。
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2.不同导体的电阻大小也是 不同的 。
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[科学猜想]
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1.导体的电阻大小与导体的材料有关。
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2.导体的电阻大小与导体的长度有关。
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3.导体的电阻大小与导体的横截面积(粗细)有关。
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4.导体的电阻大小与导体的温度有关。
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从上可知,影响导体电阻大小的因素可能有 材料 、 粗细
、 长度 、 温度 。
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为了证明以上猜测的正确性,设计实验进行探究。
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[实验探究]
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控制变量法--当有几个因素同时影响一个物理量的变化时,常采用控制变量法即让某几个因素不变,研究某个因素对一个量的影响程度。
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[实验方案]
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1。探究导体电阻与长度的关系。
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控制的不变量有 材料 、 粗细 、 温度 。
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在图4-27中的“、白两点间,分别接入长度不同的镍铬导体甲、乙(导体甲长度为1米,导体乙长度为0.5米)。闭合开关S,观察灯的亮度及电流表示数,填入
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表一。
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导体 |
灯的亮度 |
电流表示数 |
电阻大小 |
|
甲(1米) |
暗 |
小 |
大 |
|
乙(0.5米) |
亮 |
大 |
小 |
实验结果: 材料、粗细相同的导体,长度越大,电阻较大 。
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2.探究导体电阻与粗细的关系。
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控制的不变量有 材料 、 长度
、 温度 。
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在图4-27中的a、b点间,分别接入粗细不同的镍铬导体甲、乙(甲横截面积为0.5毫米2,乙横截面积为1毫米2)。闭合开关S,观察灯的亮度及电流表的示数,填入表二。
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|
导体 |
灯的亮度 |
电流表示数 |
电阻大小 |
|
甲(0.5毫米2) |
暗 |
小 |
大 |
|
乙(1毫米2) |
亮 |
大 |
小 |
实验结果: 材料相同的导体,越粗,电阻越小 。
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3.探究导体电阻与材料的关系。
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控制的不变量有 长度 、 粗细
、 温度 。
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在图4-27中的a、b间,分别接入材料不同的导体甲、乙(甲是镍铬导体,乙是铜导体)。闭合开关S,观察灯的亮度及电流表的示数,填入表三。
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导体 |
灯的亮度 |
电流表示数 |
电阻大小 |
|
甲(镍铬) |
暗 |
小 |
大 |
|
乙(铜) |
亮 |
大 |
小 |
实验结果: 长度、粗细相同的导体,电阻大小与材料有关 。
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综上可知:导体的电阻与导体的 长度 、 粗细
、 材料 有关,相同材料时,导体越长、横截面积越小,导体的电阻就 越大 。
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4.根据实验研究表明:同样条件下,金属导体的电阻还与 温度
有关。温度升高,金属导体的电阻会 增大 ;温度 降低 ,金属导体的电阻会减小。
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某些材料,当温度降低到一定程度时,电阻会 消失 ,这就是超导现象。
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其他条件相同,不同材料的电阻值(电阻率)是不同的,见书p. 141表。从表中可知,在同样条件下, 银 、 铜 材料的电阻很小, 电木 、 橡胶材料的电阻很大。一般常用,铜材料来做导线,电木、橡胶来做绝缘体。
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人体电阻的一般值是 1000-2000 欧。不同的人或一个人在不同的情况下的电阻值是不同的。气温
高 ,出汗时,人体的电阻值较
小 ;气温 低
,干燥时,人体的电阻值较 大 。
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如果用L表示导体的长度,S表示导体的横截面积,ρ表示导体的电阻率,则金属导体的电阻大小可表示为公式:R=ρ
。
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[课内练习]
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1.影响铜导体的电阻大小的因素有 长度 、 粗细 、 温度 。
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2.粗细相同的铜丝甲、乙,甲的长度是乙的一半,则甲、乙电阻R甲、R乙的大小关系为 ( B
)
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A.R甲=2R乙 D.2R甲=R乙 C.R甲=R乙 D.无法比较
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3.长度相同的镍铬合金甲横截面积是乙的一半,则甲、乙电阻R甲、R乙的大小关系为
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( A
)
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A.R甲=2R乙 B.2R甲=R乙 C. R甲=R乙 D.无法比较
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4.镍铬合金甲、乙,已知甲、乙的长度之比是5:3,横截面积之比是2:5,则甲、乙电阻R甲、R乙之比是 ( C
)
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A.2:3 B.3:2 C. 25:6 D.6:25
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[课时小结]
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重点:导体电阻值由材料、长度、粗细等因素决定。
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难点:材料和温度对导体电阻值的影响。
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课外同步训练
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[基础过关]
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1.导体的电阻是导体 本身 的一种性质。影响导体电阻大小的因素有 长度
、 粗细 、 材料 、 温度
。
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2.长10米、电阻均为10欧的铜导线两根,接长成为20米的导线,接长后的导线电阻为 ( B
)
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A.10欧 B.20欧 C.5欧 D.40欧
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3.横截面积为1毫米2、电阻均为1欧的镍铬合金线两根,合并成横截面积为2毫米‘的导线,合并后的导线电阻为 ( C
)
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A.1欧 B.2欧 C.0.5欧 D.4欧
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4.关于导体的电阻大小,下列说法中正确的是 ( D
)
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A.导体的长度越大,电阻越大
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D.导体的横截面积越小,电阻越大
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C. 铜导线的电阻一定比铝导线的电阻小
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D.材料相同的导线,越长、越细,电阻越大
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[深化提高]
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5.把长10米、电阻为10欧的铜导线拉成长20米的铜导线,拉长后的铜导线电阻为( C
)
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A.10欧 B.20欧 C.40欧 D.2.5欧
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6,把长10米、电阻为10欧的铜导线平分两等份后,合成一根长5米的铜导线,合并后的铜导线电阻为 ( D
)
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A.10欧 B.20欧 C.40欧 D.2.5欧
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7.有电阻均为10欧的相同导线若干根,现要求得到15欧的电阻值,则应 ( C
)
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A.把两根接长后使用
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B.把两根合并后使用
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C. 一根取半与另一根接长后使用
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D.一根取半与另一根合并后使用
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8.把一根电阻值为只的合金导线,拉长到原来的n倍,它的电阻变为 n2 R;n等分后再合并在一起,它的电阻变为
R。
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第6课时