师:同学们,大家好!今天我们一起来复习初中物理九年级第16章“电压 电阻”。首先回顾一下本章重点内容,概括起来有:一个测量工具——电压表;一个重要元件——滑动变阻器;两个概念——电压、电阻;两个关系式:在串联电路中,电源电压等于各用电器两端电压之和,即U = U1 + U2;在并联电路中,各支路用电器两端电压相等,且等于电源两端电压,即U = U1 = U2。还有三个探究实验:探究串联、并联电路中电压的规律,以及影响电阻大小的因素。另外,有四个常见电压值。下面我们先来回顾什么是电压,以及生活中常见电压值。
要让一段电路中有电流,它的两端就要有电压,电源是提供电压的装置。电压的单位是伏特,常用单位还有千伏、毫伏。生活中常见的电压值有:一节干电池电压1.5伏,铅蓄电池电压2伏,我国家庭电路电压220伏,对人体安全电压不超过36伏。电压表是测量电压的装置,同学们,你们会用电压表测量用电器两端的电压吗?请同学们用笔画线代替导线连接实物图,要求灯泡L1、L2串联,开关控制两盏灯,电压表测量L1两端的电压,并画出相应的电路图。
连接电路时有个技巧,叫“先串后并”。连接电路时,应根据电路中电源外部电流从电源的正极流出,经过各电路元件,最终回到电源负极的原则。先把除电压表之外的各电路元件连接起来,再把电压表并联在灯泡L1两端。但在连接电压表之前,要注意两点:一是量程的选择。由于电源是由两节干电池串联,总电压只有3伏,所以该电压表应选择0 - 3伏的量程。二是在连接电压表时,要求电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极。同学们,你们画对了吗?
电路图就是使用统一规定的电路元件符号,完整地反映电路的连接。画电路图时要注意,电路图最好呈长方形,合理安排各电路元件,使之均匀分布在电路中,让整个电路匀称美观。这是本题对应的电路图,通过电路的连接,同学们能不能归纳一下电压表的使用注意事项呢?
生:电压表使用前要调零并选择合适的量程。电压表要并联在被测电路两端。连接电压表时,电压表的正接线柱靠近电源的正极,负接线柱靠近电源的负极。电压表可以直接并联在电源的正负极上。
师:想在原有电路的基础上测量灯泡L2两端的电压,直接将L1一侧的导线接到L2的另一侧,可以吗?
生:这样做不可以,此时电压表的正负接线柱接法会导致电压表反偏,损坏电压表。
师:复习了电压表的使用,那你们会识别电压表的测量对象,分析电路的故障吗?还是刚才的电路,如果开关S闭合,L2亮,L1不亮,电压表无示数,故障出现在哪里?
生:此电路灯泡L1与L2串联,电压表测量L1两端的电压,串联电路中电流路径只有一条。灯泡L2亮,L1不亮,所以可判断电路中一定是某电路元件短路。由于灯泡L1不亮且电压表无示数,所以电路可能出现的故障是L1短路。
师:下面我们通过实验来验证一下。正确连接好电路后,闭合开关,灯泡L1、L2都亮,断开开关。现在我们把灯泡L1短路,再次闭合开关。发现此时灯泡L1不亮,L2亮,电压表无示数,验证电路的故障确实是L1短路。如果开关S闭合后两灯都不亮,电压表的示数接近电源电压,电路故障出现在哪里呢?
生:开关S闭合后,灯泡L1与L2串联,两灯都不发光,说明该电路某处断路。电压表本来测量灯泡L1两端的电压,但实际上电压表的示数接近电源电压,说明灯泡L2连接正确。所以电路的故障可能是L1断路。
师:我们通过实验来验证一下。正确连接好电路后,闭合开关,灯泡L1、L2都亮,断开开关。现在我们把灯泡L1断路,再次闭合开关。我们发现灯泡L1、L2都不亮,电压表的示数接近于电源电压,验证了电路的故障确实是灯泡L1断路。最基本的电路连接方式是串联和并联,那串联和并联电路中电压的规律是什么呢?下面我们一起来复习一下。如图甲所示,当闭合开关两灯正常发光时属于什么联?电压表V1和V2的指针位置完全一样,如图乙所示,则L1两端的电压为几伏,L2两端的电压为几伏?
生:图甲所示,用去表法把电路中的电压表去掉,分析可知,灯泡L1、L2属于串联。电压表V1并联在电源两端,即测电源两端电压;表V2并联在灯泡L2两端,即测量灯泡L2两端电压。串联电路中电源电压等于各用电器两端电压之和,两电压表的读数应该不同,且电压表V1的示数大于电压表V2的示数。所以电压表V1应按大量程读数为10.0伏,即电源电压U = 10.0伏;电压表V2应按小量程读数为2.0伏,即L2两端电压U2 = 2.0伏。则L1两端电压等于电源电压减去灯泡L2两端电压,U1 = 8.0伏。
师:电源电压保持不变,开关S1闭合后电压表的示数变化情况是,A.变大,B.变小,C.不变,D.无法判断。开关S1闭合前电路中只有灯泡L2,电压表测量L2两端电压,示数等于电源电压。当开关S1闭合后,利用去表法分析可知灯泡L1与L2并联。利用移点法可判断电压表并联在电源两端,即测电源两端电压,也可看作电压表并联在灯泡L1两端,测量灯泡L1两端电压,还可看作电压表并联在灯泡L2两端,测量L2两端电压。由并联电路中各支路用电器两端电压相等且等于电源两端电压可知,电压表的示数等于电源电压,电压表的示数不变。本题选C。复习了串联、并联电路中电压的规律,请同学们思考,用电器两端电压相等,其连接方式一定并联吗?
