一、测量滑轮组的机械效率
【实验目的】
测量滑轮组的机械效率。 【实验器材】
刻度尺、弹簧测力计、钩码（重量已知）、 铁架台、滑轮组、长约2米的细线
【进行实验】
1、照图那样，把实验装臵安装好，分别记下钩码和弹簧测力计的位臵（离桌面或地面的高度）。
2、匀速向下拉动弹簧测力计，使钩码升高，从弹簧测力计上读出拉力F 的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h 和弹簧测力计移动的距离s ，填入记录表中。
3、算出有用功W 有用、总功W 总、机械效率η，填入记录表中。
4、照图那样，把实验装臵安装好，匀速向上拉动弹簧测力计重做上面的实验。
【实验记录】
【评估与交流】
1、各种机械的机械效率总是费功，要想提高机械效率，关键是减少额外功。
2、当滑轮受到的摩擦阻力很小时，如果挂在动滑轮下的钩码增加，则滑轮组的机械效率就提高，这是因为有用功增大，但额外功基本没有发生变化。
3、测某机器的机械效率时，记录了如下的四个结果。其中肯定错误的是（ ）
A 、100% B、120% C、60% D、80%
二、串联电路中各点的电流有什么关系
【提出问题】
在图中，两个灯泡是串联起来接到电源上的。流过A 、B 、C 各点的电流之间可能有什么关系？作出猜测。
分三次把电流表接入，分别测量流过A 、B 、C 各点的电流。你的猜测正确吗？ 通过这个实验，你能否回答：串联电路中各点的电流之间有什么关系？ 【猜想或假设】
串联电路中各点的电流之间是相等关系。 【设计实验】
分别把图中A 、B 、C 各点断开，把电流表接入，测量流过的电流，看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡，再次测量三点的电流，看看是否还有相同的关系。
下面分别是测量A 、B 、C 三点电流的电路图。如图 所需器材：干电池两节、小灯泡两只、开关、电流表、导线 【进行实验】
把测量数据记在下面表中，还可以把操作中出现的问题扼要地写下来。
【分析和论证】
在串联电路中，电路中的电流处处相等。 【评估与交流】
实验中电流表是分三次接入电路中的，为什么没有选用3块电流表直接测量？
三、并联电路中电流的规律
【提出问题】
如图并联电路中干路的电流（流过C 点的电流）和各支路的电流（流过A 、B 两点的电流）之间有什么关系？
【猜想或假设】
可能满足并联干路中电流等于各支路的电流之和。 【设计实验】
分别把电路中A 、B 、C 各点断开，把电流表接入，测量流过的电流，看看它们之间有什么关系。换上另外两个小灯泡，再次测量三点的电流，看看是否还有相同的关系。
分别画出测量A 、B 、C 三点电流的电路图。
所需器材：干电池两节、小灯泡两只、开关、电流表、导线 【进行实验】
【分析和论证】
在并联电路中，流过A 点的电流与流过B 点的电流 、 ；流过C 点的电流与流过上述两点的电流之间的关系是： 。
【评估与交流】
1、实验中电流表是分三次接入电路中的，为什么没有选用3块电流表直接测量？ 2、当电路中两个灯泡不一样大小时，电路中干路的电流和各支路的电流之间有什么关系？
四、串联电路各点电压的关系
【提出问题】
如图所示，两个小灯泡串联起来接到电源上。
1、AB 之间、BC 之间、AC 之间的电压可能有什么关系？ 2、串联电路中各部分电路的电压与总电压之间有什么关系？ 【猜想或假设】
1、串联电路中的电流是各处相等的，电压是产生电流的原因，是否电压也会与电流有相同的规律呢？
2、串联的两个小灯泡能同时发光，说明各部分电路也一定有电压来维持，它们的电压之和是否与电源的电压相等？
【设计实验】
根据猜想与假设，需要对电路中的AB 、BC 、AC 间的电压进行测量。可以分三次把电压表并联在AB 之间、BC 之间、AC 之间，分别测量这三个电压，比较三个电压值，得出它们之间的关系。换上另外两个小灯泡，继续用上述实验方法实验，通过多次测量，看看是否有同样的关系。
把三次测量的电路（图9-2）分别画在下面：
所需器材：干电池两节（或学生电源）、小灯泡两只、开关、电压表、导线 【进行实验】
1、观察实验器材，特别是所使用的电压表的量程及对应的分度值。
2、按照图所示电路图连接好串联电路。将电压表并联在AB 之间，经检查无误后，闭合开关，测出AB 之间的电压U 1。将电压值填在实验表格中；再将电压表先后改接在BC 之间和AC 之间，分别测出BC 之间电压U 2和AC 之间的电压U 3，填在实验表格中。 3、换上另外两个小灯泡，用同样的方法进行第二次测量。
【分析和论证】
通过对实际测量结果的分析回答：
1、测量结果说明了什么？得出了什么样的结论？
2、串联电路中的电压规律是：串联电路的总电压等于各部分电路的电压之和，即U 3=
U 1+U2。串联电路有分压作用。
3、将你得出的最后结论与串联电路中的电压规律进行比较，发现有什么不同，为什么？ 【评估与交流】
对自己的探究活动进行回顾分析，并思考在探究过程中，实验设计有无不合理的地方，操作过程有无失误，测量结果是否可靠。
交流应贯穿于整个探究活动中，可以以小组为单位进行交流，也可全班交流。
实验注意事项：
1、在连接电路时，开关应断开； 2、应按一定顺序连接电路；
3、连接好电路后，先用开关试触电压表的最大测量值为15V 的量程，观察电压表指针偏转情况；
4、确认连接无误后再闭合开关，观察示数，如电路电压不超过3V ，可改为3V 的量程进行测量。
5、要采用更换小灯泡的方法，进行多次测量。为什么？
十、并联电路中电压的规律
【提出问题】
如图所示，将L 1和L 2两个小灯泡并联起来接到电源上。 1、L 1两端的电压和L 2两端的电压之间可能有什么关系？
2、并联电路两端的总电压与各个支路两端的电压之间有什么关系？ 【设计实验】
根据猜想与假设，需要对电路中L 1两端的电压、L 2两端的电压及总电路两端的电压进行测量。可以分三次把电压表并联在L 1两端、L 2两端及总电路两端，分别测量这三个电压，比较三个电压值，得出它们之间的关系。换上另外两个小灯泡，继续用上述实验方法实验，通过多次测量，看看是否有同样的关系。
把三次测量的电路分别画在下面：
所需器材：干电池两节（或学生电源）、小灯泡两只、开关、电压表、导线 【进行实验】
1、按照图所示电路图连接好并联电路。将电压表并联在L 1两端，经检查无误后，闭合开关，测出L 1两端的电压U 1。将电压值填在实验表格中；再将电压表先后改接在L 2两端和总电路两端，分别测出L 2两端电压U 2和总电压U ，填在实验表格中。 2、换上另外两个小灯泡，用同样的方法进行第二次测量。
【分析和论证】
通过实验可以得出并联电路中电压的规律是：并联电路中各支路两端的电压都相等，即U 1= U2。
五、怎样用变阻器改变灯泡的亮度
【提出问题】
怎样用变阻器改变灯泡的亮度？ 【猜想或假设】
1、滑动变阻器为什么能改变连入电路中的电阻？
2、要使灯泡和变阻器中的电流大小相同，变阻器应与灯泡串联还是并联？ 3、要能控制电流的大小，应试使用变阻器上的哪两个接线柱？ 4、如图11-1所示，当滑片向A 端滑动时，灯泡的亮度如何变化？ 【设计实验】
实验要求利用滑动变阻器改变灯泡的亮度，因此我们应对滑动变阻器的结构有所了解。在实验之前，观察滑动变阻器的结构，完成下面的问题：
1、滑动变阻器主要由几部分组成？
2、变阻器滑片上的小金属片上的两数据的含义？ 3、电阻丝什么位臵的绝缘漆被刮去了？ 4、哪两个接线柱之间的电阻是不变的？
5、哪两个接线柱之间的电阻最大？哪两个接线柱之间的电阻最小，几乎为零？ 6、移动滑片时，哪两个接线柱之间的电阻随着改变？朝哪个方向移动时电阻变大？ 分析：
1、构造：滑动变阻器是由瓷筒、套在瓷筒上表面涂了绝缘漆的电阻丝绕成的线圈、瓷筒上方架在绝缘架上的金属杠、以及套在金属杠上的滑片组成。
2、原理：靠改变连入电路的电阻丝长度来改变电阻。
3、作用：改变电阻从而改变电路中的电流或改变某一导体（或用电器）两端的电压，有时还起保护电路的作用。
要使电路中灯泡的亮度发生变化，必须使电路中电流发生变化，所以实验时将滑动变阻器与灯泡串联在电路中。设计实验电路如图所示。
在实验时，按图所示连接电路，在连接滑动变阻器时，应注意接线柱的正确选择。为了保护整个电路，在闭合开关前，应将滑动变阻器连入电路中的电阻调到最大。闭合开关后，观察灯泡的亮度，并在滑动滑片之前，应先预测灯泡的亮度变化，并通过实验结论总结出其判断的依据。
所需器材：干电池两节、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干 【进行实验】
1、观察滑动变阻器的结构。
2、按电路图连接好电路，确定滑动变阻器所使用的接线柱后，移动滑片，使滑动变阻器连入电路中的电阻最大。然后闭合开关，在移动滑片的同时，观察灯泡亮度的变化。 3、改变滑动变阻器接入电路的接线柱，并重复上面的实验。
【分析和论证】
1、通过动手实验，观察得出：要使灯泡由暗变亮，接通电路前应将滑片放到电阻值最大的位臵上。
2、滑动变阻器的使用方法。 3、使用滑动变阻器应注意几点：
（1）阻值变化范围和允许通过的最大电流。 （2）滑动变阻器一般要与被控制的电路串联。
（3）将滑动变阻器接入电路，在闭合开关前，应将滑片移到阻值最大的位臵。 【评估与交流】
1、探究过程中你发现了哪些问题？和同学交流。 2、回顾我们的探究经历了哪些环节？
提出问题——猜想与假设——设计实验——进行实验——实验总结与交流
六、电阻上的电流跟两端电压的关系
【提出问题】
1、如果知道一个导体的电阻值，还知道加在它两端的电压，，能否计算出通过它的电流？
2、电流与电压、电阻会不会有定量关系呢？ 【猜想或假设】 通过前面的学习知道：
1、电阻不变，电压越大，电流越大； 2、电压不变，电阻越大，电流越小；
3、如果电阻用R 表示，电流用I 表示，电压用U 表示，则三者之间可能会存在的关系为： 。 【设计实验】
实验设计思路：要研究电流、电压、电阻的关系，可利用“控制变量法”，固定电阻不变，来排除电阻变化带来的影响，探究同一电阻上的电流跟电压的关系，通过改变定值电阻两端的电压，观察并记录通过定值电阻的电流。这样就可以把研究三个变量之间的关系问题转变为固定其一，研究另外两者关系的问题。同时为了使研究活动更具客观性、普遍性和科学性，在实验设计中，要采用更换定值电阻进行反复实验的方法，换用不同阻值的电阻，各进行几次测量，从而得出这三个物理量之间的关系，使实验探究得出的规律更具有普遍性。
改变定值电阻两端电压的方法：可通过增减串联电池组中电池的个数，从而改变定值电阻两端的电压；如果实验用的是学生电源，也可以较为方便地改变电源的输出电压；一般是采用滑动变阻器进行分压，通过调节滑动变阻器的滑片，使定值电阻两端的电压发生改变。
实验电路如图：
所需器材：学生电源（或电池若干）、定值电阻（两个阻值不同）、滑动变阻器、开关、导线若干、电流表、电压表
【进行实验】
按图连接好电路，检查无误后，闭合开关S ，调节滑动变阻器的滑片。使R 两端的电压成整数倍地变化，如2V 、4V 、6V 等，根据电压表和电流表的示数，读出每次加在R
上的电压值
O
I
U
和通过R 的电流值，并记录下来。
再换另一个定值电阻，再次实验，测量并记下几组电压和电流的值。
【分析和论证】
1、在图中画出每个电阻的U-I 关系图像，从图像上看，电流I 、电压U 的关系可以表示为 。
2、利用实验记录的数据和U-I 图像进行比较、讨论，尝试对几次测量结果进
行运算，找出它们之间的关系。
结论：通过导体的电流与加在导体两端的电压成正比。电流I 、电压U 、电阻R 的关系可以用公式表示为：I=U/R
【评估与交流】
对自己的探究活动进行回顾、分析，及时总结调整，然后把探究过程、记录及总结与同学和老师交流，改正错误，弥补不足。
实验注意事项：
1、电压表与电流表的连接、使用与读数，要按照要求进行操作。
2、在测量过程中，电路闭合时间不能太长，读取数据后要断开电路，以防通电时间过长，电阻发热给测量带来误差。
3、每次测量至少要得出三组数据，使实验更具普遍性。
4、若使用学生电源并通过滑动变阻器来分压的情况下，要注意调节滑动变阻器的滑片，尽量使定值电阻两端的电压成整数倍地变化。
七、电阻的大小与哪些因素有关
【提出问题】
不同的导体对电流的阻碍作用不同，那么，导体电阻的大小与哪些因素有关呢？ 【猜想或假设】
1、电阻可能与导体的材料有关。 2、电阻可能与导线的粗细、长短有关。 3、电阻还可能与温度有关。 【设计实验】
这是一个多因素问题，应当使用变量控制法研究每一个因素对电阻大小的影响。为此，在一定温度（室温）下用图所示的实验装臵进行实验。
a 、b 、c 是三根用同一种材料制成的导线，它们的长短、粗细如图所示：a 长，c 短，但其横截面积相同；b 的横截面积比a 、c 大，长短和a 相等；d 与c 长短、粗细都相同，但与c 的材料不同。
采用控制变量法研究每一个因素对电阻大小的影响。用a 、b 导线分别连入电路，可以探究横截面积对电阻的影响；用a 、c 导线分别连入电路，可以探究导线长度对电阻的影响；把c 、d 导线分别连入电路，可以探究材料对电阻的影响；把日光灯的灯丝（或细铁丝绕成的线圈）按图所示连入电路，缓慢地给灯丝加热，可以探究温度对电阻的影响。
所需器材：电源、滑动变阻器、开关、电流表、导线a 、b 、c 、d （符合实验方案要求的）、夹子、日光灯的灯丝（或细铁丝绕成的线圈）、小灯泡、酒精灯、火柴。
【进行实验】
1、按图所示将a 导线连入电路，闭合开关，观察电流表的示数；用同样长度，横截面积比a 大的导线b 代替a ，再接通电源，观察电流表的示数。比较这两次测量的电流值。
2、改用横截面积相同而长度不同的a 、c ，分别将它们连入电路，观察电流表的示数。 3、再改用长度、横截面积相同、不同材料的c 、d ，分别将它们连入电路，比较通过它们的电流大小。
4、把日光灯的灯丝（或细铁丝绕成的线圈）按图所示连入电路，缓慢地给灯丝加热，注意观察加热前后电流表的示数有什么变化？
实验记录：
1、把导线a 、b 接入电路，通过 导线的电流大。 可得出结论： 。 2、把导线a 、c 接入电路，通过 导线的电流大。 可得出结论： 。 3、把导线c 、d 接入电路，通过 导线的电流大。 可得出结论： 。 4、随着温度的升高，电流表的电流变 。 可得出结论： 。 【分析和论证】
根据上述实验结论，我们可以总结得出：
1、电阻的大小与导体的长短有关：导线越长电阻越大； 2、电阻的大小与导体的横截面积有关：横截面积越大电阻越小；
3、电阻的大小与导体的材料有关，比如铁、铜、银等不同材料的电阻不同。 4、电阻的大小与导体温度有关：导体温度越高电阻越小。 【评估与交流】
实验设计中是否有不合理的地方？你将如何改进？在操作中有没有失误？所得的结论是否可靠？
实验注意事项：
1、实验选用导体电阻时，一定要保证只有一个因素不同，其他因素相同，这样才好比较实验结果。
2、注意滑动变阻器的使用方法。 3、注意酒精灯的使用方法，安全操作。
八、测量小灯泡的电阻
【提出问题】
如果有额定电压分别为2.5V 和3.8V 的小灯泡各一只，你能测出它们的电阻吗？ 【设计实验与进行实验】
1、实验原理：根据欧姆定律I=U/R，可变形得出R=U/I，因而只要使用电压表、电流表测出被测电阻两端的电压U 和通过它的电流I ，就可以计算出电阻值R 。这种测定电阻的方法叫做伏安法。这是物理学中常用的一种间接测量方法。
2、实验步骤：
（1）设计电路如图所示，并按电路图连接电路。
（2）检查无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，来改变小灯泡两端的电压，观察每次对应的电流的数值，将两电表三次实验的读数填入表格中。
（3）断开开关，整理仪器。
（4）根据记录的三组数据，分别求出三个对应的电阻值，计算出它们的平均值。
3、实验记录表格
所需器材：电源、滑动变阻器、开关、小灯泡或被测电阻、导线、电流表、电压表 【评估与交流】
1、注意分析滑动变阻器的作用。电路中串联一个滑动变阻器有两个作用：一是对电路起保护作用，因为待测电阻的阻值我们不知道，万一它的阻值很小，会造成电路中电流过大，所以在电路中串联入滑动变阻器过程中，变阻口碑载道滑片应放在电阻值最大位臵，使电路中电流最小，对电路起保护作用。二是为了要多次测量取平均值来减小实验误差，如果不串联一个滑动变阻器，那么电压表、电流表只有唯一的一组读数，只能求得一个电阻值。有了滑动变阻器，可通过改变变阻器电阻来改变通过待测电阻的电流和它两端的电压，这样可以获得多组数
据，算出待测电阻的阻值，然后取它们的平均值。
2、测量小灯泡的电阻时应注意：每个小灯泡的金属灯口上都标着它的额定电压，接通电源后可通过调节变阻器把小灯泡两端的电压调节到额定电压。测量时从额定电压开始逐次降低，获得几组数据。因为用电器（灯泡）两端的额定电压是保证用电器正常工作的电压值。当高于额定电压值时，根据欧姆定律，流过用电器的电流就会比正常工作条件下的电流值大，这对用电器的使用寿命是有很大影响的，严重时会烧坏用电器。因此，从设备安全考虑，测量时要使电压逐次降低，而不是升高。
3、连接电路时要将开关断开；应利用试触法选择电表的量程；在不超过量程的情况下，应使用较小的量程，这样测出的数值较准确一些；连接电路时，可暂不连接电压表，先将主电路各器材串联好，再将电压表并接在待测电阻的两端，这样可避免因接线太多而出错。
九、测量小灯泡的电功率
【提出问题】
（1）在前面做过了“测量小灯泡的电阻”的实验，参考它的思路，怎样测量小灯泡的电功率？
（2）如果给你额定电压分别为2.5V 和3.8V 的小灯泡各一只，你能测出它们的电功率吗？ （3）小灯泡上面如果标有额定功率，所标额定功率与通过P=UI测量出来的电功率在什么情况下它们是一致的，在什么情况下它们又是不一致的？
【设计实验】 1、实验原理：P=UI
2、实验设计的思路：由实验原理可知，要测量小灯泡的电功率，只需用电压表与灯泡并联测出它工作时的电压U ，用电流表与灯泡串联测出它工作时的电流I ，即可通过公式P=UI计算出功率值。因为实验中要多次测量灯泡的功率，根据串联分压的原理，还要用一个变阻器与灯泡串联，来改变小灯泡两端的电压，同时也改变了通过灯泡的电流，从而达到改变小灯泡功率的目的。
3、实验电路如图所示：
所需器材：电源、滑动变阻器、开关、小灯泡、导线、电流表、电压表 【进行实验】
1、如图连接电路，闭合开关前将变阻器值调到最大。(在额定电压分别为2.5V 和3.8V 的情况下，注意选择电流表和电压表的量程)
2、检查无误后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，观察电压表的数值，使小灯泡两端的电压等于它的额定电压时，记录此时电流表的示数。
3、移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压等于它的额定电压的1.2倍时，记录此时电压表和电流表的示数，并观察小灯泡发光情况与第一次有何不同。
4、移动滑动变阻器的滑片，使小灯泡两端的电压小于它的额定电压时，记录此时电压表和电流表的示数，并观察小灯泡发光情况与前两次有何不同。
5、整理实验器材，填写实验报告。 6、实验记录表格如下：
【分析和论证】
1、怎样通过测量的数据计算灯泡的功率？
2、小灯泡的额定功率是多少？当灯泡两端的电压比额定电压高和比额定电压低时，它的实际功率各是多少？小灯泡的亮度又如何变化？
【评估与交流】
1、反思实验中最可能出现错误的是哪几个环节？在哪些方面容易出现较大的误差？ 2、在实验的设计、操作和分析过程中，你发现了哪些新的问题？
3、小组间进行交流，互相找出不完善的甚至错误的地方，对于发现的新问题，大家讨论可能的解决方法。