上师杯初中物理实验PowerPoint 演示文稿

1、1实验实验 测量小灯泡及发光二极管的电功率测量小灯泡及发光二极管的电功率实验目的实验目的1.1.了解小灯泡发光前后电阻变化情况。了解小灯泡发光前后电阻变化情况。2.2.了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下的电流变化特性。的电流变化特性。3.3.学会测量小灯泡及发光二极管在正常工作学会测量小灯泡及发光二极管在正常工作状态下的电功率。状态下的电功率。2实验目的实验目的1.1.了解小灯泡发光前后电阻变化情况。了解小灯泡发光前后电阻变化情况。2.2.了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下了解小灯泡及发光二极管在不同的电压下的电流变化特性。的电流变化特性。3.3.学会测

2、量小灯泡及发光二极管在正常工作学会测量小灯泡及发光二极管在正常工作状态下的电功率。状态下的电功率。3实验原理实验原理 对于研究的对象而言，正电荷从高电位的一端流向低电对于研究的对象而言，正电荷从高电位的一端流向低电位的一端，电场力对其作了功，这个功通常叫做电流的功，简位的一端，电场力对其作了功，这个功通常叫做电流的功，简称电功。而单位时间内对研究的对象所作的功称为电功率，用称电功。而单位时间内对研究的对象所作的功称为电功率，用P P表示，即表示，即 式中式中 tAP RtIA24在电路中计算用电器电功率的常用公式有在电路中计算用电器电功率的常用公式有三种表示形式，三种表示形式，即：即： 1 1

3、1 1 1 12 2 1 13 3功率的单位为焦功率的单位为焦/ /秒，又称为瓦特，用秒，又称为瓦特，用W W符号来表示。符号来表示。 UIP RIP2RUP25实验实验 通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测通过对小灯泡及发光二极管在发光前后电阻的测量来观察其特性的变化。量来观察其特性的变化。 同时，通过改变小灯泡及发光二极管内的电流大同时，通过改变小灯泡及发光二极管内的电流大小来观察其亮度变化，并由此测量出相应的电流小来观察其亮度变化，并由此测量出相应的电流与电压值。与电压值。 最后，可通过作图或计算的方式得到小灯泡及发最后，可通过作图或计算的方式得到小灯泡及发光二极管在不同条件下的电

4、功率。光二极管在不同条件下的电功率。 6注意：注意： 实验中，小灯泡的接线可不考虑正负；而发光二实验中，小灯泡的接线可不考虑正负；而发光二极管在接线时应考虑其极性，即正极连接到电路极管在接线时应考虑其极性，即正极连接到电路中电源的正极输出端。中电源的正极输出端。 15 7实验器材实验器材: : 直流电源、小灯泡、发光二极管、直流电源、小灯泡、发光二极管、 多用电表、电压表、电流表、多用电表、电压表、电流表、 滑动变阻器、开关、导线滑动变阻器、开关、导线8实验内容和方法实验内容和方法: :一用多用电表的欧姆量程，一用多用电表的欧姆量程， 测量小灯泡及发光二极测量小灯泡及发光二极 管未接入电路时的

5、电阻。管未接入电路时的电阻。9二测量小灯泡的电功率。二测量小灯泡的电功率。 (1)(1)用伏安法的测量原理设计出实验线路图。用伏安法的测量原理设计出实验线路图。 (2) (2)按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。 (3)(3)接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和接通电路后，通过改变小灯泡两端的电压来测出相应的电流和 电压值。电压值。 怎么调整小灯泡两端的电压怎么调整小灯泡两端的电压? ?10(2)(2)按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。如何接线如何接线? ?0-G+GV0-G+GA15 15 15 11根据表根据表 1 1的要

6、求计算出小灯泡的实际电功率。的要求计算出小灯泡的实际电功率。表 1实际电压 电压（V） 电流（A） 发光情况 电功率（W）等于额定电压值 正常低于额定电压值略高于额定电压值12二测量发光二极管的电功率二测量发光二极管的电功率1 1用伏安法的测量原理设计出实验线路图（注意发用伏安法的测量原理设计出实验线路图（注意发光二极管要正向连接）。光二极管要正向连接）。2 2按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。3 3接通电路后，通过改变发光二极管两端的电压来接通电路后，通过改变发光二极管两端的电压来测出相应的电流和电压值（注意：小灯泡两端的测出相应的电流和电压值（注意：小灯泡两端的电

7、压应小于电压应小于3 3伏）。伏）。4 4根据表根据表 2 2的要求计算出发光二极管的实际电功的要求计算出发光二极管的实际电功率。率。 13(2)(2)按照画出的实验线路图接好电路。按照画出的实验线路图接好电路。如何接线如何接线? ?0-G+GV0-G+GA15 15 15 144 4根据表根据表 2 2的要求计算出发光二极管的实际电功率。的要求计算出发光二极管的实际电功率。 表 2实际电压 电压（V） 电流（A) 发光情况 电功率（W）等于额定电压值 正常 低于额定电压值略高于额定电压值15思考题思考题1.1.测量小灯泡及发光二极管的电功率除了用伏安法外，还能测量小灯泡及发光二极管的电功率除

8、了用伏安法外，还能 用其他方法吗？请设计出不同的测量方法。用其他方法吗？请设计出不同的测量方法。2.2.小灯泡及发光二极管在未接入电路时分别测出的电阻值有小灯泡及发光二极管在未接入电路时分别测出的电阻值有 什么区别？什么区别？3.3.测出得小灯泡及发光二极管的伏安特性是怎样的吗？测出得小灯泡及发光二极管的伏安特性是怎样的吗？4.4.你若感觉小灯泡与发光二极管的亮度基本相同时，测量得你若感觉小灯泡与发光二极管的亮度基本相同时，测量得 到的电功率哪个会更大些？到的电功率哪个会更大些？5.5.若一个标有若一个标有“220V 25W220V 25W”的灯泡，在正常发光时，通过灯的灯泡，在正常发光时，通

9、过灯 丝的电流会有多大？此时灯丝的电阻将会多大？丝的电流会有多大？此时灯丝的电阻将会多大？16)(114. 022025AUPI)(8 .1929114. 0220IUR17 6.6.“36V 40W36V 40W”和和“220V 40W220V 40W”的两个灯泡在正常发光的两个灯泡在正常发光时，各自通过的电流和电功率为多大？时，各自通过的电流和电功率为多大？ 7.7.当你用多用电表测量一个小灯泡的电阻时，你会当你用多用电表测量一个小灯泡的电阻时，你会发现测得的电阻值远小于用额定电压和额定功发现测得的电阻值远小于用额定电压和额定功率计算得到的电阻值。这是什么原因呢？率计算得到的电阻值。这是什

10、么原因呢？提示：若同学们有条件，可利用中学内的提示：若同学们有条件，可利用中学内的DISDIS实验仪器测绘出小灯泡的电实验仪器测绘出小灯泡的电压压电流特性曲线，并从其中获得不同电压下小灯泡的电阻值，同电流特性曲线，并从其中获得不同电压下小灯泡的电阻值，同时从温度的角度再分析下原因。时从温度的角度再分析下原因。18思考思考: : 小灯的灯丝断了后小灯的灯丝断了后, ,有人再将其灯丝有人再将其灯丝 搭起来通电搭起来通电, ,还能发光还能发光, ,问此时该小灯实际问此时该小灯实际 消耗的电功率与原来相比消耗的电功率与原来相比, ,是是( )( ) (A)(A)不变不变 (B)(B)增大增大 (C)(

11、C)减小减小 (D)(D)无法确定无法确定 如何分析如何分析? ?19实验实验 测量与分析电阻的串、并联关系测量与分析电阻的串、并联关系实验目的实验目的1.1.了解电阻与电阻间的串、并联阻值关系。了解电阻与电阻间的串、并联阻值关系。2.2.学会多用电表的使用。学会多用电表的使用。3.3.了解固定电阻与可变电阻间的区别，并了解使用了解固定电阻与可变电阻间的区别，并了解使用时的不同点。时的不同点。4.4.学习制作各种电阻，并设计一些应用的方案。学习制作各种电阻，并设计一些应用的方案。20 实验原理实验原理 根据欧姆定律，经过一段电路中的电流强度根据欧姆定律，经过一段电路中的电流强度I I是由这段电

12、是由这段电路两端的电压以及电路中导体的电阻来决定，路两端的电压以及电路中导体的电阻来决定， 即，即， 但是在实际电路中，往往会有多个电阻同时存在并在电路但是在实际电路中，往往会有多个电阻同时存在并在电路中起作用，所以，在这种情况下，需要分析其合成后的等中起作用，所以，在这种情况下，需要分析其合成后的等效总电阻大小。效总电阻大小。 电路中同时有几个电阻存在时，其连接的形式有多种，串电路中同时有几个电阻存在时，其连接的形式有多种，串联、并联或串并联结合。联、并联或串并联结合。RUI 21将所有电阻一个接一个地连起来然后接入电路中去，将所有电阻一个接一个地连起来然后接入电路中去，这种接法称为串联接法

13、，见图这种接法称为串联接法，见图 1 1。R R1 1R R2 2R R3 322电阻串联时，其等效总电阻为各个电阻的和电阻串联时，其等效总电阻为各个电阻的和. .即即: : nRRRR 2123 将所有电阻都直接接到电路的两端，这种接法称将所有电阻都直接接到电路的两端，这种接法称为并联接法，见图为并联接法，见图 2 2。 R R1 1R R2 2R R3 324电阻并联时，其等效总电阻的倒数等于各支路电阻电阻并联时，其等效总电阻的倒数等于各支路电阻的倒数和的倒数和. .即：即： nRRRR111121 25 将所有电阻按不同的串、并联方式组合在一起并将所有电阻按不同的串、并联方式组合在一起并

14、接入到电路中，这种接法称为串并联（混联）接接入到电路中，这种接法称为串并联（混联）接法，见图法，见图 3 3。R R4 4R R5 5R R3 3R R1 1R R2 226 电阻串、并联时，其等效总电阻应按电阻串、并电阻串、并联时，其等效总电阻应按电阻串、并联时的不同结构与其串、并联时的计算方式而得联时的不同结构与其串、并联时的计算方式而得到结果。到结果。5421RRRRRRBA 33RRRRRRRBABAZ27实验器材实验器材多用电表、电阻箱、各种阻值的固定电多用电表、电阻箱、各种阻值的固定电阻、各种阻值的可变电阻、开关、导线阻、各种阻值的可变电阻、开关、导线等等28实验内容和方法实验内容

15、和方法1.1.测量两个以上电阻串联后的结果测量两个以上电阻串联后的结果 将两个或多个电阻串联后，用多用电表的欧姆量程测出串将两个或多个电阻串联后，用多用电表的欧姆量程测出串联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。2.2.测量两个以上电阻并联后的结果测量两个以上电阻并联后的结果 将两个或多个电阻并联后，用多用电表的欧姆量程测出并将两个或多个电阻并联后，用多用电表的欧姆量程测出并联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。3.3.测量电阻的串、并联（混联）总电阻测量电阻的串、并联（混联）总电阻 将多个电阻用

16、不同的方式串、并联后，用多用电表的欧姆将多个电阻用不同的方式串、并联后，用多用电表的欧姆量程测出串、并联后的结果，并与理论公式计算后的结果量程测出串、并联后的结果，并与理论公式计算后的结果作比较。作比较。294.4.自制固定电阻自制固定电阻利用一些不同类型的短铅笔（利用一些不同类型的短铅笔（B B、HBHB、H H型）、不同型）、不同面积的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝等，面积的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝等，制作出设想的固定电阻。制作出设想的固定电阻。5.5.自制可变电阻自制可变电阻利用一些不同类型的短铅笔（利用一些不同类型的短铅笔（B B、HBHB、H H型）、不同型）、不同面积

17、的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝等，面积的导电纸、金属箔片或不同长度的电阻丝等，制作出设想的可变电阻。制作出设想的可变电阻。30思考题思考题1.1.一个一个5 5欧姆电阻器和一个欧姆电阻器和一个2020欧姆电阻器串联后其总电阻是欧姆电阻器串联后其总电阻是多大？如果将以上两个电阻接成并联，则结果又是多大？多大？如果将以上两个电阻接成并联，则结果又是多大？2.2.现有现有2 2千欧、千欧、4 4千欧、千欧、6 6千欧、千欧、1212千欧电阻器各一个，要得千欧电阻器各一个，要得到一个到一个3 3千欧的电阻结果可采用哪几种方法来实现？千欧的电阻结果可采用哪几种方法来实现？3.3.有两个电阻器有两个

18、电阻器R R1 1和和R R2 2，将其串联后的总电阻是，将其串联后的总电阻是1212欧姆，而欧姆，而将其并联后总电阻的将其并联后总电阻的1212倍恰好是倍恰好是3232欧姆，则欧姆，则R R1 1和和R R2 2的电阻的电阻各为多大？各为多大？31扩展的参考内容：扩展的参考内容：（1 1）制作一个风力测定仪。）制作一个风力测定仪。 用合适的材料制作一个可变电阻用合适的材料制作一个可变电阻R R0 0，在其可变端，在其可变端P P处处 与一档风板相连，当风吹到档风板时带动了可变电与一档风板相连，当风吹到档风板时带动了可变电 阻变化（请思考实验的装置），风力越强阻变化（请思考实验的装置），风力越

19、强OCOC杆偏转杆偏转 角度就越大，从而引起回路中的电流变化，即通过角度就越大，从而引起回路中的电流变化，即通过 电流表可粗略地测出风力的大小。电流表可粗略地测出风力的大小。 （请思考并设计出实验的装置及实验的具体方法）（请思考并设计出实验的装置及实验的具体方法）32制作电子风力计制作电子风力计方法方法风风33（2 2）节日里，一些商店门口或小树上常有装饰用的小彩灯）节日里，一些商店门口或小树上常有装饰用的小彩灯 在闪闪发亮，每一串足有数十个，奇怪的是当其中有在闪闪发亮，每一串足有数十个，奇怪的是当其中有 一个或两个灯的灯丝断了，其余的灯却仍然亮着，这一个或两个灯的灯丝断了，其余的灯却仍然亮着

20、，这 是为什么呢？是为什么呢？提示：提示： 每个灯的灯丝（每个灯的灯丝（R R1 1）引线上方均绕有金属电阻丝（）引线上方均绕有金属电阻丝（R R2 2），）， 这是为什么呢？这是为什么呢？ 请用电阻的串、并联组合原理来解释。请用电阻的串、并联组合原理来解释。34方法方法35实验实验 电流与磁场间的转换与测量电流与磁场间的转换与测量实验目的实验目的1.1.了解电流产生磁场的原理。了解电流产生磁场的原理。2.2.了解磁场极性间的关系。了解磁场极性间的关系。3.3.学会制作简易的电磁铁及了解其实际的应学会制作简易的电磁铁及了解其实际的应 用。用。36 实验原理实验原理 发现电与磁之间的关系可追述到

21、几百年前，丹麦发现电与磁之间的关系可追述到几百年前，丹麦物理学家奥斯特曾在物理学家奥斯特曾在18201820年通过实验后发表了著年通过实验后发表了著名的论文名的论文电的冲突对磁针作用的一些实验电的冲突对磁针作用的一些实验。 电荷之间的相互作用是通过电场发生的，那么磁电荷之间的相互作用是通过电场发生的，那么磁体与磁体之间的相互作用，以及电流对磁针的作体与磁体之间的相互作用，以及电流对磁针的作用则是通过磁场发生的，即磁体和电流的周围存用则是通过磁场发生的，即磁体和电流的周围存在着磁场。在着磁场。 具体可见以下图具体可见以下图 1 1的几种情况。的几种情况。37具体可见以下图具体可见以下图 1 1的

22、几种情况。的几种情况。（a a）为条形磁铁周围用磁力线来描述其磁场的分布状况，）为条形磁铁周围用磁力线来描述其磁场的分布状况， 即磁力线始于即磁力线始于N N极而止于极而止于S S极。极。38（b b）为通电直导线周围的磁场分别状况，即电流的周围存在有磁场。磁场的）为通电直导线周围的磁场分别状况，即电流的周围存在有磁场。磁场的 方向可用右手螺旋法则来判断，大拇指的指向为电流方向；弯曲四个手方向可用右手螺旋法则来判断，大拇指的指向为电流方向；弯曲四个手 指的指向即为磁力线的方向。指的指向即为磁力线的方向。39（c c）为通电线环周围的磁场分别状况，相当于弯曲的直导）为通电线环周围的磁场分别状况，

23、相当于弯曲的直导 线，产生的磁力线是对称的，但方向相反。线，产生的磁力线是对称的，但方向相反。40（d d）为通电螺线管内、外的磁场分别状况，其判断方式也是用右手螺）为通电螺线管内、外的磁场分别状况，其判断方式也是用右手螺 旋法则，而不同的此时大拇指的指向为磁力线的方向；弯曲四个旋法则，而不同的此时大拇指的指向为磁力线的方向；弯曲四个 手指的指向即为电流的方向。手指的指向即为电流的方向。41 实验器材实验器材 条形磁铁、小磁块、螺线管线圈、直流电条形磁铁、小磁块、螺线管线圈、直流电源、长直导线、小磁针、缝衣针、钢锯条、源、长直导线、小磁针、缝衣针、钢锯条、铁钉、酒精灯、大头针、铁粉、铁螺丝、铁

24、钉、酒精灯、大头针、铁粉、铁螺丝、铁螺帽等铁螺帽等42 实验内容和方法实验内容和方法1.1.自制指南针自制指南针 将一根缝衣针在条形磁铁上沿同一方向摩将一根缝衣针在条形磁铁上沿同一方向摩 擦多次，使缝衣针磁化，然后将其插入到擦多次，使缝衣针磁化，然后将其插入到 轻质物体上，再设法使轻质物体悬空并能轻质物体上，再设法使轻质物体悬空并能 自由旋转，即完成了指南针的制作过程。自由旋转，即完成了指南针的制作过程。 用制成的指南针检测一下地球的磁极方用制成的指南针检测一下地球的磁极方 向，同时确定指南针上的极性。向，同时确定指南针上的极性。 432.2.观测条形磁铁四周的磁场方向观测条形磁铁四周的磁场方

25、向 将条形磁铁放在一张白纸上，然后在条形将条形磁铁放在一张白纸上，然后在条形 磁铁四周的不同位置放置自制的指南针，磁铁四周的不同位置放置自制的指南针， 通过观察并画出各点的磁场方向。通过观察并画出各点的磁场方向。 44 3. 3.制作电动秋千制作电动秋千 用细的漆包线绕一个小的矩形线框，将线框两用细的漆包线绕一个小的矩形线框，将线框两 边的引出线设法挂在一个横梁上，然后用小刀边的引出线设法挂在一个横梁上，然后用小刀 或砂纸刮去线框两端的油漆，将线框其中一端或砂纸刮去线框两端的油漆，将线框其中一端 与电池的一端相连，而电池的另一端引出一根与电池的一端相连，而电池的另一端引出一根 较粗的导线，然后

26、再固定在横梁某边的竖杆上，较粗的导线，然后再固定在横梁某边的竖杆上， 并使其接触到矩形线框悬挂在横梁上的另一根并使其接触到矩形线框悬挂在横梁上的另一根 导线。在线框自然下垂的下方放一块小磁铁，导线。在线框自然下垂的下方放一块小磁铁， 向上一面的磁极与线框通电后向下一端产生的向上一面的磁极与线框通电后向下一端产生的 极性相同。极性相同。45见图见图 2 2所示。所示。线框线框小磁铁小磁铁电池电池15 竖杆横梁横梁竖杆竖杆464.4.制作电磁铁制作电磁铁 在一根铁钉上用细导线几百圈，将导线在一根铁钉上用细导线几百圈，将导线 的两端接于直流电源上，即做成了一个的两端接于直流电源上，即做成了一个 电磁

27、铁，可用于吸引一些大头针、铁粉、电磁铁，可用于吸引一些大头针、铁粉、 铁螺丝、铁螺帽等一类的物体。铁螺丝、铁螺帽等一类的物体。 47根据以下图中列出的各种情况，你能分析出根据以下图中列出的各种情况，你能分析出磁场的方向和小磁针的指向吗？磁场的方向和小磁针的指向吗？ 484 4你知道磁铁为何能保持磁性？你知道磁铁为何能保持磁性？ 如何使磁铁的磁性消失？如何使磁铁的磁性消失？ 又如何恢复磁铁的磁性？又如何恢复磁铁的磁性？49非磁性状态非磁性状态50弱磁性状态弱磁性状态51强磁性状态强磁性状态52磁化曲线HB53实验实验 直流电路的制作与测量直流电路的制作与测量实验目的实验目的1.1.了解直流电路中

28、测量电流和电压的基本方了解直流电路中测量电流和电压的基本方 法。法。2.2.了解电表的基本使用方法。了解电表的基本使用方法。3.3.学会制作一些简单的实际应用性电路。学会制作一些简单的实际应用性电路。54实验原理实验原理 对直流电路的研究会涉及到许多方面对直流电路的研究会涉及到许多方面 的内容，譬如，电的基本知识、电路中的的内容，譬如，电的基本知识、电路中的 电阻、电流、电压、电功率等、各种测量电阻、电流、电压、电功率等、各种测量 原理和方法、各种测量的仪器等。原理和方法、各种测量的仪器等。 在初中阶段了解并学会一些基本电表在初中阶段了解并学会一些基本电表 的使用方法、一些简单的电路连接方法、

29、的使用方法、一些简单的电路连接方法、 对一些基本参数的测量方法等，则对后继对一些基本参数的测量方法等，则对后继 学习物理知识会带来很大的帮助。学习物理知识会带来很大的帮助。 55（一）串联电路（一）串联电路串联电路是将用于电路中的各种器材间进行头、尾串联电路是将用于电路中的各种器材间进行头、尾相连后接于电源上。相连后接于电源上。* 通常有单刀开关的连接、通常有单刀开关的连接、* 电流表的连接、电流表的连接、* 多个电阻连接后为了增大总电阻值、多个电阻连接后为了增大总电阻值、* 多节干电池组合后为了提高电压值等情况下会采多节干电池组合后为了提高电压值等情况下会采用串联电路的方法。用串联电路的方法

30、。56（二）并联电路（二）并联电路 并联电路是将用于电路中的某些器材间进行头与并联电路是将用于电路中的某些器材间进行头与头连接及尾与尾连接。头连接及尾与尾连接。 * 通常有电压表的连接、通常有电压表的连接、 * 多个电阻连接后为了减小总电阻值、多个电阻连接后为了减小总电阻值、 * 多节干电池组合后为了增大电流值等情况下会采多节干电池组合后为了增大电流值等情况下会采用并联电路的方法。用并联电路的方法。57（三）制流电路（三）制流电路直流电路中通常需要改变其电流的大小，则可通过直流电路中通常需要改变其电流的大小，则可通过串接一个可变电阻后来实现其功能。见图串接一个可变电阻后来实现其功能。见图 1

31、1A58（四）分压电路（四）分压电路 直流电路中通常需要改变某两点间的电压高低，直流电路中通常需要改变某两点间的电压高低， 则可在电源两端通过连接一个可变电阻后来实则可在电源两端通过连接一个可变电阻后来实 现其功能。见图现其功能。见图 2 259实验器材实验器材可变电阻、直流电源、单刀开关、双刀双向可变电阻、直流电源、单刀开关、双刀双向开关、小灯泡（或负载电阻）、电压表、电开关、小灯泡（或负载电阻）、电压表、电流表等流表等60要求要求: 当双刀双向开关左右接通时当双刀双向开关左右接通时, ,红、绿发光二极管红、绿发光二极管 能分别发光。能分别发光。15 61实验内容和方法实验内容和方法1 1根据图根据图 1 1电路，设法连接一个制流电路，通过电路，设法连接一个制流电路，通过 调节可变电阻来达到变化小灯泡（或负载电阻）调节可变