第六章 电压 电阻
知识点1——电压
●电压是形成电流的原因
水压是使水发生定向移动形成水流的原因；电压是使自由电荷发生定向运动形成电流的原因。
●电压的单位
电压的单位是伏特（V），简称伏（V），此外常见的电压单位还有千伏（kV）、毫伏（mV）和微伏（μV）。
1kV=103V，1mV=10-3V，1μV=10-6V
●电源是提供电压的装置
（1）电源把其他形式的能转化为电能。
对外供电时，电源通过用电器把电能转化为其他形式的能。
（2）常见电源的电压值：
①一节干电池的电压为1.5V；
②一个蓄电池的电压为2V；把每节电池的正、负极依次相连，组成的电池组叫串联电池组，它可以满足用电器对直流电压的不同需求。因为每节电池的电压U1相同，n节电池串联后，电池组的总电压U=nU1。
③对人体安全的电压不超过36V；
④家庭电路中电压为220V（照明电路）
●常见电压值的划分
（1）不高于36V的是安全电压； （2）1000V以下的叫低压；（3）1000V以上的叫高压。
●电压表是测量电压的仪器
电流用电流表测量，电压用电压表测量，电压表在电路中的符号是 。
在电路中，电源或用电器两端的电压可以直接用电压表测量。
表盘上的V表示直流电压表，用于测量电池等电源的直流电路电压。
●电压表读数
（1）使用电压表测电压，读数时首先分清电压表用的量程是多少，从而确认电压表相应量程每大格及每小格所代表的电压值。示数=分度值+小格数。
（2）指针偏向哪个刻度就按哪一刻度读数，不必估读，指针向两刻度线中间时，按哪一刻度读数都行，此时读数有两个正确值。
知识点3——电阻
●定义：导体对电流的阻碍作用叫电阻。
不同的导体对电流的阻碍作用不同，物理学中用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小。导体的电阻是导体本身的一种特性，他的大小与是否接入电路，及加在它两端的电压和通过它的电压大小无关。
●电阻的单位
国际单位制中电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω。比欧大的常用单位还有千欧（k Ω）、兆欧（MΩ），它们的换算关系是1Ω=10-3kΩ=10-6MΩ。
第七章 欧姆定律
知识点1电流跟电压、电阻的关系
导体中的电流跟导体两端的电压和导体的电阻有关。研究它们之间的定性关系时，我们采用控制变量法。
●研究电流跟电压的关系时，控制电阻的大小不变，通过改变导体两端的电压，研究电流随电压变化的关系。
●研究电流跟电阻的关系时，保持加在导体两端的电压不变，通过改变导体的电阻，观察电流随电阻变化的关系。
知识点2欧姆定律
●欧姆定律：导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。
（1）欧姆定律公式. I =
U为电源电压，单位为伏（V）；I为通过导体的电流，单位为安（A）；R为导体的电阻，单位为欧（Ω）。
【注意】应用欧姆定律的公式进行计算时，一定要统一到国际制单位后再进行计算。欧姆定律公式中的各个物理量具有同一性，即I,U,R是对同一段导体、同一时刻而言的。
（2）U＝IR R＝
应用欧姆定律公式以及两个变形式进行解题时，只要知道I,U,R三个量中的两个，就可以求出第三个未知物理量。在计算和理解问题的过程中千万注意，物理量的计算不同于数学上的计算，必须用对应的物理量单位才有意义，避免将物理问题数学化，应理解每个量的物理意义。
●公式的物理意义
（1）欧姆定律的公式I = 表示，加在导体两端的电压增大几倍，导体中的电流就随着增大几倍。当导体两端的电压保持不变时，导体的电阻增大几倍，导体中的电流就减为原来的几分之一。
（2）导出式U=IR表示导体两端的电压等于通过它的电流与其电阻的乘积。
（3）导出式R＝ 表示导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与其通过的电流的比值，由于同一导体的电阻一定（导体本身的性质），因此不能说成“导体的电阻与它两端的电压成正比，与通过它的电流成反比”
●运用欧姆定律公式解题技巧
解题时，为了便于分析问题，应先根据题意，画出电路图，并在图中标明已知物理量的符号、数值及未知物理量的符号，公式中的三个物理量的单位均使用国际（制）单位。
知识点3额定电压
●额定电压：用电器正常工作时所需的电压，叫做额定电压。如果实际电压比额定电压高很多，很可能损坏用电器；如果实际电压比额定电压低很多，用电器就不能正常工作，有时还会损坏用电器。
●额定电流：用电器在额定电压下流过的电流叫额定电流。例如，若灯泡标有“3.8V 0.3A”字样，“3.8V”是该小灯泡的额定电压，“0.3A”是该小灯泡的额定电流。一般每个用电器都标有额定电压和额定电流值，对用电器造成损坏的原因往往是电流过大，实际电流大于额定电流时，易损坏用电器，实际电流小于额定电流时，用电器不能正常工作，有时易损坏用电器。
知识点4电阻的串联与并联
●电阻的串联
（1）串联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都大。
（2）串联电阻的总电阻的阻值等于各分值R串=R1+R2+……Rn。
●电阻的并联
（1）并联电阻的总电阻的阻值比任何一个分电阻的阻值都小。
（2）并联电阻的总电阻的阻值得倒数等于各分电阻的阻值之和，即1/R=1/R1+1/R2+……1/Rn。
第八章电功率
知识点1电能
●电能和常见能量
电能是能量的一种形式，电能的获得是由各种其他形式的能量转化而来的，而完成这些能量的转化过程都是由各种各样的发电厂和各种各样的电池提供的。例如发电厂有：火力发电、水力发电、风力发电、太阳能发电等；各种各样的电池有：干电池、蓄电池、硅光电池、太阳电池等，都是提供电能的装置，其实质都是把其他形式的能量转化为电能。
动能：指的是物体运动时所具有的能量。一切运动的物体都具有动能，例如：行驶的骑车、行走的人、飞行的鸟、转动的风车都具有动能。
内能：从感观上如果物体发热了我们就说它具有内能，例如：炉火发热、电暖气发热、电炉子发热等都具有内能。
光能：物体发光时具有的能量，例如：电灯发光、太阳发光等都具有光能。
化学能：物体发生化学变化时所具有的能，其中的化学变化是指物体由一种物质生成新的物质的变化过程，例如：火力发电是靠燃料的燃烧，在燃烧过程中发生了化学变化，具有了化学能，因此火力发电过程中是把化学能转化为电能。干电池内部的构造是碳棒和锌版，它们之间可以发生化学反映使之具有化学能，再向外供电。
●用电器
我们把用电来工作的设备叫做用电器，例如：家庭常用的电灯、电视机、电冰箱、电风扇、电水壶、电炉子等都是用电器，它们的共同特点是：消耗电能，把电能转化成其他形式的能量。如图所示：
●电能的单位
“焦耳”和“千瓦时”，符号分别是“J”和“kW•h”，千瓦时远大于焦耳，它们的换算关系为1 kW•h=3.6×106J，千瓦时又叫“度”。
●电能表：俗称电度表。
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间内所消耗的电能。
（2）电能表的外形构造如图所示，最上面的数字以千瓦时为单位来显示已经用去的电能，中间的铝质圆盘在测量用电器消耗电能时进行转动。读数时注意，最右边的一位是小数点后的数字。
（3）计算方法，电能表计数器上前后两次读数之差，就是用电器在这段时间内的用电度数。
[注意]在读取电能表上的数字时，最右边的方框是否加双层标记都表示小数点后的数字。
●电源的分类
电源分为直流电源和交流电源。所有的电池都是直流电源，从电池得到的电流方向不变，通常叫做直流电。所有的发电机（各种各样的发电厂）都是交流电源，供电时周期性地改变方向的电流叫做交流电。交流电的应用很普遍，家庭电路中的电流，供生产用的动力线路中的电流都是交流电。通常标牌标有50H表示的是交流电的频率是50H，即1s内有50个周期；电能表必须串联接在家庭电路中，不论是直流电源还是交流电源，它们的实质都是在储存电能时把其他形式的能量转化为电能，在向外供电时把电能转化为其他形式的能量。
知识点2电功
●电功：电流所做的功叫做电功。什么是电流做功呢？例如：电流通过电灯使电灯发光，电流通过电动机使电动机旋转，电流通过电热水器使水的温度升高等都是电流做功的过程。从能量的角度分析：电流做功时消耗电能而获得了其他形式的能量。电灯发光是电能转化为光能，如果电灯越亮，说明电流做功越多，获得的光能越多。电动机和电热水器与电灯发光类似，电能分别转化为动能和热，，如果电流做功越多，则电动机转速越快，水的温度升得越高，因此电流做功的实质是：电能转化为其他形式的能量，有多少电能发生了转化，电流就做了多少功。
●电功的表示符号：W。
●单位：电流做了多少功就消耗了多少电能，电流做了多少功和消耗了多少电能，两种说法是一样的，所以，电功的单位和电能的单位相同，是“焦耳”和“千瓦时”。
知识点3 什么是电功率
电能表的转盘转动的快慢与使用不同的用电器有关，接一个热水器转盘转动得快，说明热水器消耗的能量快。接一只普通灯泡转盘转动得慢，说明普通灯泡消耗的电能慢，确切地说使用不同的用电器消耗电能的快慢不同。为了表示用电器消耗电能的快慢，物理学中因如了电功率的概念。
●电功率的物理意义：电功率是表示用电器消耗电能快慢的（也是电流做功快慢）物理量。
[注意]消耗电能快慢可以直接反映电功率的大小，如果用电器消耗电能越快，电能转化得越快，则它的电功率越大；消耗的电能越慢，电能转化得越慢，则它的电功率越小。
●电功率的表示符号及单位
（1）电功率的表示符号：P
（2）电功率的单位：“瓦特”，简称“瓦”，符号是“W”。例如我们经常观察到标有100W，40W，15W的灯泡，它们都指灯泡的电功率。另一个单位是千瓦，符号是kW，千瓦与瓦特的换算关系：1kW=103W。
[注意]各种不同的用电器，电功率各不同相同，因此各种用电器都有标牌或说明书，我们可以根据标牌和说明书提供的参数来了解她它们的电功率的大小。
●电功率的定义和定义式
（1）用电器功率的大小等于它在1s内所消耗的电能。
（2）电功率的定义式：P=W/t
（3）符号的意义和单位
W——电流做的功（消耗的电能），单位是焦耳（J）
t——所用的时间——秒（s）
P——用电器的电功率——瓦特（W）
[注意]电功率的单位是瓦特，根据P=W/t可知，如果电流做功为1J，所用时间是1s，则P=1焦耳/1秒。可见，瓦特=焦耳/秒，其中焦耳/秒由电功的单位和时间的单位组合而成的，叫做复合单位。读法是焦耳每秒。
知识点4总结电功率和电功的公式
●电功率的公式
（1）定义式P=W/t
（2）测量电功率的公式P=IU
（3）由欧姆定律推导的变形公式P=U2/R或P=I2R
●电功的计算公式
（1）W=Pt，根据电功率定义式变形的公式。
（2）W=UIt，根据P=UI和推导的公式。
（3）变形公式：W=I2Rt或W=U2t/R
大学物理实验教案实验名称：PN 结正向电压温度特性的测定
1 实验目的
1）了解PN 结正向电压随温度变化的基本规律。
2）掌握用计算机测绘恒流条件下PN 结正向电压随温度变化的关系曲线。
3）确定PN 结的测温灵敏度。
2 实验仪器
科学工作室接口、放大器、恒流源、计算机
3 实验原理
3.1实验原理
PN 结是半导体器件的核心。在P （或N ）型半导体中，用杂质补偿的方法将其中一部分材料转变成N （或P ）型，这样，在两种材料交界处就形成了PN 结，它保持了两种材料之间晶格的连续性。P 区多子空穴比N 区少子空穴浓度大，空穴由P 区向N 区扩散，并与N 区的多子自由电子复合，在N 区产生正离子的电荷区；N 区多子自由电子比P 区少子自由电子浓度大，自由电子由N 区向P 区扩散，并与P 区的多子空穴复合，在P 区产生负离子的电荷区。P 区和N 区的电荷区之间形成电场，在此电场作用下产生与扩散运动相反的情况，它阻止扩散运动的进一步加强。最终形成两种运动的动态平衡。我们把这个空间电荷区叫PN 结，有时也叫作耗尽层。根据半导体理论，通过PN 结的正向电流
e I I
kT qV s f =
（1） 式中：I f ——正向电流（mA ）；V f ——正向压降（V ）；I s ——反向饱和电流（mA ）；q
电子电量（e ）；k ——波尔兹曼常数；T ——热力学温度（K ）。
而：e T I kT V go
q B A s -=
（2）
式（2）中：V go ——能带间隙电压（V ）；A 、B ——由PN 结工艺结构所决定的常数。
由（1）、（2）式经整理后，PN 结正向压降的温度灵敏度S 为：
)(q kB T f go dT f d S V V V +--== （3）
根据这一特性，PN 结可作为温度传感器来使用。
3.2实验方法
本实验通过电加热的方法提供给PN 结一个温度可以变化的热源，利用精确的温度传感器测量温度。把待测的PN 结放置热源中，并利用恒流源给定待测PN 结一个恒定电流，PN 结两端则接入一高稳定放大器进行电压放大后，连接到自定义电压传感器来测量电压。温度传感器和电压传感器测量到的信号分别输入到500型科学工作室接口上，通过串行口与计算机连接，对电压随温度变化的数值进行实时采集。
3.2.1 温度测量方法
温度测量采用美国PASCO 公司提供的温度传感器，其温度输入与电压输出的关系式为15
.273)36000(ln 10144.136000ln 10045.210253.81
3744-⨯+⨯+⨯=---V V T （4）
根据（4）式，利用科学工作室的“实验计算机”功能，可以对温度进行实时测量。
3.2.2 电压测量方法
电压的测量采用PASCO 公司提供的电压传感器，由于采集的电压是经过放大的，因此其实际的电压输出为
A V V i （i V 为经放大后的电压，A 为放大器的放大倍数）。根据该
式，应用科学工作室的“用户自订传感器”的功能进行电压的测量。
图55—1 PN 结正向压降温度特性测定 3.3 实验内容
3.3.1 装置安装及连接
1） 按图55—1连接好实验装置。电压传感器连接到500型科学工作室的B 接口，传
感器的另外一端红色和黑色插头则分别接到电压放大器对应的红、黑输出端。恒流源的“+”输出端接到PN 结的“+”端，“-”端则连接到PN 结的“-”端。电压放大器的“+”、“-”输入端，同时分别接入恒流源的“+”、“-”输入端。
2） 待测PN 结和温度传感器则分别接入恒流源的“+”、“-”输出端。
3） 待测PN 结置入加热装置中，热敏电阻温度传感器接入科学工作室接口的C 口上。
3.3.2 电压传感器的设置
1） 熟悉PASCO 科学工作室的软件功能及使用方法。
2） 打开500型接口电源，点击科学工作室小图标，则软件自动进入工作界面。如图
55—2所示。
图55—2 科学工作室界面
3）进行科学工作室的数据采集设置。用鼠标选中模拟通道图标，按住鼠标左键并拖动
到B 接口。在传感器列表框中选择“电压传感器”，点击确定。用相同方法为C 接口选择“自订传感器”。结果如图55—2所示。
4）电压传感器的设置。鼠标移动至B 接口下的“电压传感器”图标并双击。系统默
认的电压高值为10V ，电压低值为-10V 。按图55—3所示进行相关参数的设定。在“高值”的空格中填入的数据为放大器上电压示值与放大倍数相比的结果。点击确定。
图55—3 电压传感器参数设置图 3.3.3 温度传感器的设置
1）为C 口设置一个温度传感器。
2）温度传感器的计算公式。点击科学工作室主界面“实验”下拉菜单，从下拉菜单
中选中“计算机视窗”，然后在d出的“实验计算机”（如图55—4所示）进行传感器设置。在计算名称框中填写“温度”， 简称框输入“T ”，单位框输入“℃”等字样。而后按回车键，紧接着进行计算公式编辑，在编辑框中输入计算公式：
15.273)36000(ln 10144.136000ln 10045.210253.813744-⨯+⨯+⨯=---V V T
式中的指数、对数可从)(x f 的标准函数取得，电压输入V 可从点击Input 键后连接到接口C ，并选中电压传感器，公式编辑好再按回车键，计算机便可把“C ”口采到温度传感器的输出电压输入到公式中进行计算并给出计算结果。
图55—4 实验计算机
3.3.4 数据采集及数据显示的设置
把二维图表拖入到B 或C 口，横坐标轴选“实验计算机”，纵坐标轴选电压V 。用鼠标点采样选项，单选项点慢，采样周期为5秒左右。
3.3.5 PN 结正向压降温度特性的测定
1） 待测样品选择二极管，接入恒流源。打开恒流源开关，调节其输出使二极管饱导
通。
2） 双击REC 图标，计算机开始进行数据采集，接通加热装置电源，使其温度从低到
高慢慢升高，观察计算机显示的V B ~T 关系曲线。当温度接近90 0C 时，用鼠标点击“Stop ”图标停止数据采集，同时断开加热装置的开关停止加热。
3）在曲线上确定两点，用坐标测量工具测量对应的数据。
4 教学内容
1．简要讲解实验原理（PN 结半导体器件的工作原理）。
2．介绍有关仪器及其使用方法（温度传感器与电压传感器的使用），在讲解科学工作室
的使用时结合提问题检查学生的预习情况，让学生学会用实验计算机来设定非线性输入输出
表一 锗管正向压降随温度变化数据I= 1 mA
的用户自定义传感器的各项参数。
3．讲解实验 *** 作要领及 *** 作难点。
①恒流源的恒定电流I =1mA(锗管)或I =2~8mA(硅管)，不宜太大太小，恒流源不宜空
载，在更换二极管时，一定要关闭电源开关。加热过程中要保证传感器探头、PN 结与加热器接触良好。
②用投影仪边演示边让学生学习使用500型科学工作室， *** 作上要注意软件的接口连接
及设置。
4．检查学生实验状况及测量结果，并给出相应的评定结果。
5．根据评分标准批改实验报告并给出成绩。
5 实验教学组织及教学要求
1． 教学组织
1） 检查学生的预习实验报告，同时给学生5-10分钟时间熟悉仪器，对本实验有
一定的感性认识。
2） 讲解实验要点及注意事项，同时以提问的方式检查学生的预习情况，加深学生
对实验原理的理解。
3） 随时注意学生的实验 *** 作过程，及时指导解决学生实验中出现的突发情况。
4） 检查每个学生的实验数据，记录实验情况。
2． 教学要求
1） 了解PN 结半导体器件的工作原理。
2） 培养学生运用计算机进行综合物理实验的能力。
3） 培养学生会使用500型科学工作室，会用实验计算机来设定非线性输入输出的
用户自定义传感器的各项参数。
6 实验教学重点及难点
1）重点：PN 结正向压降温度特性的测定。
2）难点：熟练使用500型科学工作室，会用实验计算机来设定非线性输入输出的用户
自定义传感器的各项参数。
7 实验中容易出现的问题
1）实验计算机中的公式输入。
2）传感器的各项设置。
3）与加热器的各接触点不够紧密。
8 实验参考数据
.
001648.0812.4808042.0559.31371.8033761.025719.0-=-=--=∆∆=T V k (v/℃)
5101.4300005.02322-⨯=⨯=∆=
=mv Bv v U U （v ）
3
101.43005
.02322-⨯=⨯=∆==mT
BT T U U （℃）
T （℃） V （v ） 2a (v/℃)
31.559 0.33761 -0.0016533
80.371 0.25719
44232522105102.5812.48101.408042.0101.4----⨯=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=T U V U E T v k
774109106.8102.5001648.0---⨯=⨯=⨯⨯==k k kE U (v/℃)
%
05.0)(10)001.0648.1(3=⨯±=±=-k k E C V U k k (P=0.683)
9 检查采集到的PN 结正向压降随温度变化分布图是否合理。 10 课堂实验预习检查题目
1） 学生预习报告是否完整（实验项目、实验目的、实验原理、实验步骤、记录表格等）？
2） PASCO 科学工作室的有关设置及使用，B 、C 口分别接什么传感器？用于测定什么
物理量？
3） 铜柱体的三个小孔为什么在同一个同心圆上？
11 思考题
1） 比较用户自定义和实验计算机两种传感器定义方法异同点？何时使用实验计算机
进行传感器的定义？
2） 测量值的不确定度如何确定？示值误差如何确定？
3） 通过PN 结的电流大小是非常重要的参数，试分析其对测温灵敏度的影响？
实验注意事项：1）加热后的铜柱不能用手直接接触，避免烫伤手等。
2）PN 结测件两接线柱不能接触铜块。
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大学物理实验报告实验55PN结正向电压温度特性的测定
大学物理实验教案
实验名称：PN 结正向电压温度特性的测定
1 实验目的
1）了解PN 结正向电压随温度变化的基本规律。
2）掌握用计算机测绘恒流条件下PN 结正向电压随温度变化的关系曲线。
3）确定PN 结的测温灵敏度。
2 实验仪器
科学工作室接口、放大器、恒流源、计算机
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3 实验原理
3.1实验原理
PN 结是半导体器件的核心。在P （或N ）型半导体中，用杂质补偿的方法将其中一部分材料转变成N （或P ）型，这样，在两种材料交界处就形成了PN 结，它保持了两种材料之间晶格的连续性。P 区多子空穴比N 区少子空穴浓度大，空穴由P 区向N 区扩散，并与N 区的多子自由电子复合，在N 区产生正离子的电荷区；N 区多子自由电子比P 区少子自由电子浓度大，自由电子由N 区向P 区扩散，并与P 区的多子空穴复合，在P 区产生负离子的电荷区。P 区和N 区的电荷区之间形成电场，在此电场作用下产生与扩散运动相反的情况，它阻止扩散运动的进一步加强。最终形成两种运动的动态平衡。我们把这个空间电荷区叫PN 结，有时也叫作耗尽层。根据半导体理论，通过PN 结的正向电流
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e I I
kT qV s f =
（1） 式中：I f ——正向电流（mA ）；V f ——正向压降（V ）；I s ——反向饱和电流（mA ）；q
电子电量（e ）；k ——波尔兹曼常数；T ——热力学温度（K ）。
而：e T I kT V go
q B A s -=
（2）
式（2）中：V go ——能带间隙电压（V ）；A 、B ——由PN 结工艺结构所决定的常数。
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由（1）、（2）式经整理后，PN 结正向压降的温度灵敏度S 为：
)(q kB T f go dT f d S V V V +--== （3）
根据这一特性，PN 结可作为温度传感器来使用。
3.2实验方法
本实验通过电加热的方法提供给PN 结一个温度可以变化的热源，利用精确的温度传感器测量温度。把待测的PN 结放置热源中，并利用恒流源给定待测PN 结一个恒定电流，PN 结两端则接入一高稳定放大器进行电压放大后，连接到自定义电压传感器来测量电压。温度传感器和电压传感器测量到的信号分别输入到500型科学工作室接口上，通过串行口与计算机连接，对电压随温度变化的数值进行实时采集。
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3.2.1 温度测量方法
温度测量采用美国PASCO 公司提供的温度传感器，其温度输入与电压输出的关系式为15
.273)36000(ln 10144.136000ln 10045.210253.81
3744-⨯+⨯+⨯=---V V T （4）
根据（4）式，利用科学工作室的“实验计算机”功能，可以对温度进行实时测量。
3.2.2 电压测量方法
电压的测量采用PASCO 公司提供的电压传感器，由于采集的电压是经过放大的，因此其实际的电压输出为
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A V V i （i V 为经放大后的电压，A 为放大器的放大倍数）。根据该
式，应用科学工作室的“用户自订传感器”的功能进行电压的测量。
图55—1 PN 结正向压降温度特性测定 3.3 实验内容
3.3.1 装置安装及连接
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1） 按图55—1连接好实验装置。电压传感器连接到500型科学工作室的B 接口，传
感器的另外一端红色和黑色插头则分别接到电压放大器对应的红、黑输出端。恒流源的“+”输出端接到PN 结的“+”端，“-”端则连接到PN 结的“-”端。电压放大器的“+”、“-”输入端，同时分别接入恒流源的“+”、“-”输入端。
2） 待测PN 结和温度传感器则分别接入恒流源的“+”、“-”输出端。
3） 待测PN 结置入加热装置中，热敏电阻温度传感器接入科学工作室接口的C 口上。
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3.3.2 电压传感器的设置
1） 熟悉PASCO 科学工作室的软件功能及使用方法。
2） 打开500型接口电源，点击科学工作室小图标，则软件自动进入工作界面。如图
55—2所示。
图55—2 科学工作室界面
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3）进行科学工作室的数据采集设置。用鼠标选中模拟通道图标，按住鼠标左键并拖动
到B 接口。在传感器列表框中选择“电压传感器”，点击确定。用相同方法为C 接口选择“自订传感器”。结果如图55—2所示。
4）电压传感器的设置。鼠标移动至B 接口下的“电压传感器”图标并双击。系统默
认的电压高值为10V ，电压低值为-10V 。按图55—3所示进行相关参数的设定。在“高值”的空格中填入的数据为放大器上电压示值与放大倍数相比的结果。点击确定。
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图55—3 电压传感器参数设置图 3.3.3 温度传感器的设置
1）为C 口设置一个温度传感器。
2）温度传感器的计算公式。点击科学工作室主界面“实验”下拉菜单，从下拉菜单
中选中“计算机视窗”，然后在d出的“实验计算机”（如图55—4所示）进行传感器设置。在计算名称框中填写“温度”， 简称框输入“T ”，单位框输入“℃”等字样。而后按回车键，紧接着进行计算公式编辑，在编辑框中输入计算公式：
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15.273)36000(ln 10144.136000ln 10045.210253.813744-⨯+⨯+⨯=---V V T
式中的指数、对数可从)(x f 的标准函数取得，电压输入V 可从点击Input 键后连接到接口C ，并选中电压传感器，公式编辑好再按回车键，计算机便可把“C ”口采到温度传感器的输出电压输入到公式中进行计算并给出计算结果。
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图55—4 实验计算机
3.3.4 数据采集及数据显示的设置
把二维图表拖入到B 或C 口，横坐标轴选“实验计算机”，纵坐标轴选电压V 。用鼠标点采样选项，单选项点慢，采样周期为5秒左右。
3.3.5 PN 结正向压降温度特性的测定
1） 待测样品选择二极管，接入恒流源。打开恒流源开关，调节其输出使二极管饱导
通。
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2） 双击REC 图标，计算机开始进行数据采集，接通加热装置电源，使其温度从低到
高慢慢升高，观察计算机显示的V B ~T 关系曲线。当温度接近90 0C 时，用鼠标点击“Stop ”图标停止数据采集，同时断开加热装置的开关停止加热。
3）在曲线上确定两点，用坐标测量工具测量对应的数据。
4 教学内容
1．简要讲解实验原理（PN 结半导体器件的工作原理）。
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2．介绍有关仪器及其使用方法（温度传感器与电压传感器的使用），在讲解科学工作室
的使用时结合提问题检查学生的预习情况，让学生学会用实验计算机来设定非线性输入输出
表一 锗管正向压降随温度变化数据I= 1 mA
的用户自定义传感器的各项参数。
3．讲解实验 *** 作要领及 *** 作难点。
①恒流源的恒定电流I =1mA(锗管)或I =2~8mA(硅管)，不宜太大太小，恒流源不宜空
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载，在更换二极管时，一定要关闭电源开关。加热过程中要保证传感器探头、PN 结与加热器接触良好。
②用投影仪边演示边让学生学习使用500型科学工作室， *** 作上要注意软件的接口连接
及设置。
4．检查学生实验状况及测量结果，并给出相应的评定结果。
5．根据评分标准批改实验报告并给出成绩。
5 实验教学组织及教学要求
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1． 教学组织
1） 检查学生的预习实验报告，同时给学生5-10分钟时间熟悉仪器，对本实验有
一定的感性认识。
2） 讲解实验要点及注意事项，同时以提问的方式检查学生的预习情况，加深学生
对实验原理的理解。
3） 随时注意学生的实验 *** 作过程，及时指导解决学生实验中出现的突发情况。
4） 检查每个学生的实验数据，记录实验情况。
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2． 教学要求
1） 了解PN 结半导体器件的工作原理。
2） 培养学生运用计算机进行综合物理实验的能力。
3） 培养学生会使用500型科学工作室，会用实验计算机来设定非线性输入输出的
用户自定义传感器的各项参数。
6 实验教学重点及难点
1）重点：PN 结正向压降温度特性的测定。
2）难点：熟练使用500型科学工作室，会用实验计算机来设定非线性输入输出的用户
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自定义传感器的各项参数。
7 实验中容易出现的问题
1）实验计算机中的公式输入。
2）传感器的各项设置。
3）与加热器的各接触点不够紧密。
8 实验参考数据
.
001648.0812.4808042.0559.31371.8033761.025719.0-=-=--=∆∆=T V k (v/℃)
5101.4300005.02322-⨯=⨯=∆=
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=mv Bv v U U （v ）
3
101.43005
.02322-⨯=⨯=∆==mT
BT T U U （℃）
T （℃） V （v ） 2a (v/℃)
31.559 0.33761 -0.0016533
80.371 0.25719
44232522105102.5812.48101.408042.0101.4----⨯=⨯=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯=⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=T U V U E T v k
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774109106.8102.5001648.0---⨯=⨯=⨯⨯==k k kE U (v/℃)
%
05.0)(10)001.0648.1(3=⨯±=±=-k k E C V U k k (P=0.683)
9 检查采集到的PN 结正向压降随温度变化分布图是否合理。 10 课堂实验预习检查题目
1） 学生预习报告是否完整（实验项目、实验目的、实验原理、实验步骤、记录表格等）？
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2） PASCO 科学工作室的有关设置及使用，B 、C 口分别接什么传感器？用于测定什么
物理量？
3） 铜柱体的三个小孔为什么在同一个同心圆上？
11 思考题
1） 比较用户自定义和实验计算机两种传感器定义方法异同点？何时使用实验计算机
进行传感器的定义？
2） 测量值的不确定度如何确定？示值误差如何确定？
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3） 通过PN 结的电流大小是非常重要的参数，试分析其对测温灵敏度的影响？
实验注意事项：1）加热后的铜柱不能用手直接接触，避免烫伤手等。
2）PN 结测件两接线柱不能接触铜块
初中物理八年级下册教材内容共包括四章，他们分别是：欧姆定律、电功率、电与磁、信息的传递，他们都是功勋卓著的电与磁内容。第六章 欧姆定律
课程标准的要求:
1. 初步了解半导体的一些特点,了解半导体材料的发展对社会的影响.
2. 初步了解超导体的一些特点,了解超导体对人类生活和社会发展可能带来的影响.
3. 能连接简单的串联电路和并联电路,能说出生活生产中采用串联电路和并联电路的实例.
4. 通过实验探究电流,电压和电阻的关系,理解欧姆定律,并能进行简单计算.
5. 会使用电流表和电压表.
6.了解家庭电路和安全用电知识,有安全用电意识:
全章内容概述.
1．电压 电压的单位,电压的测量.
2．探究串联电路中电压的规律.
3．电阻 电阻的概念,单位,变阻器的结构及作用.
4．欧姆定律 电流电压电阻之间的关系,短路的危害.
5．测量小灯泡的电阻.
6．欧姆定理和安全用电 ．
教材内容分析及建议：
章首图：章首图是雷电现象，是同学们日常生活中常见的自然现象。我们教师要引导学生观察，引发学生思考。可提问：生活中的电和雷电有关系吗？以激发学生探索大自然奥秘的兴趣。
第一节 电压
通过此节的学习要让学生明白电压的单位是什么？怎样测量电压？这是对学生 最基本的要求。
电压是电学中重要的概念，是研究欧姆定律的基础。本节重点是练习使用电压表。
图6.1—1是实验室模拟的雷电现象，即起电机的高压放电现象。与章首图相对比，可让学生思考自然现象与科学实验也有联系。教师可想办法模拟实验，演示放电现象。
电压概念的形成：教材从日常生活中学生热知的“电压”一词来学习。教材只讲了电压是什么的问题。
教学建议：启发提问：你在日常生活那些地方听说过“电压”这一概念呢？让学生讨论、阅读思考回答，让他们从实际中认识电压。
想想做做：要求学生仔细观察灯泡两端电压变化及亮度变化情况。让学生感知灯泡的亮度与电压的关系，从而引出电压的作用。即要在一段电路中产生电流，它的两端要有电压。然后讲解电源作用、电压表示符号及单位。
怎样连接电压表：是本节教材的重点，它去掉了现行教材的讲述式的介绍电压表的使用方法，而是让学生根据说明书自学并使用电压表要求学生带着问题去阅读电压表的使用说明书，来获取所需要的信息。从而培养了学生的阅读能力。
建议：教师可以采用先让学生阅读电压表使用说明书，然后交流获取的信息，谈谈电压表的连接方法。同时让学生根据电压表的使用方法自我设计一个用电压表测小灯泡两端的电路，并动手实验。这样培养了学生与人合作、交流的习惯。
教师注意：电压表的连接与旧教材的区别：过去的是“电压表与部分电路并联”。电流从“＋”入“—”出，过于抽象。现今更加直观、准确、可 *** 作性强。
怎样在电压表上读数：教材没有告诉读数的方法，而是采用类比联想的方法让学生自己思考电压表读数的方法。教师在教学中切忌直接告诉。可先展示一下电流表，让学生说说电流表的读数方法，然后想想该怎样，谈谈你从电流表的读数中受到什么启发。大胆尝试一下电压表的读数。
想想做做：电池串联问题是生活中常见的问题。通过学生动手实验、对测量的分析，不难得出串联电池组电压的特点，即让他们从实验中感知串联电池组电压比单个电池电压多，且等于个串联电池电压之和。
建议：教师可让学生动手实验后提问：串联电池电压组给了我们哪些新的启发呢？关于学生问到并联电池组电压时，由于并联电池组在日常生活中少见，教材未研究，教学中可让学生课外研究。
动手动脑学物理：共有4个小题，且都联系实际，给学生实践的机会。第2题自制盐水电池，并用电压表判断电源正、负极。教师应想办法为学生提供器材，让他们动手实验。有利于提高学生实践能力，打破对电的产生的神秘感。在用电压表判断电源正负极时，大胆用“试触”的方法来实验。遇到问题可讨论如何解决。
第2节 探究串联电路中电压的规律
这个探究是教材中没有告诉结论的探究。它是从学生实验演变而来的，为学生提供了探索过程完全的探究。教材告诉了一个学案，有些探究程序中的具体内容需要学生自己填写。探究的结论，学生容易得出。教材中之所以没有给出结论，其原因之一是标准中没有确定的要求。
建议：由于教材中给出了学生导学的过程。因此，教师可将学生分成小组，让他们自我探讨完成导学内容前五部分，然后让他们交流。同时，教师也可以让学生将并联电路中电压规律的探究，作为课外内容布置，让学生去完成。当然教师也可以用实验向学生展示。
动手动脑学物理：第2题制作水果电池，是一个非常有趣的实验。不仅用菠萝可做，而且用其他水果、蔬菜如葡萄、土豆等也可以做。活动中让学生感知了电压表的作用，进一步巩固了利用电压表判断电源正负极的方法。此实验活动的最后让学生思考：关于“水果电池”你还发现了什么？让学生展开想象，培养了学生的发散思维，让学生利用身边的生活用品来做实验，激发了学生的兴趣。
STS：防止废电池对环境的危害。主要讲保护环境的的问题，教师要引导学生阅读。
第三节 电阻
通过此节的学习，要让学生明白电阻的概念，单位是什么？变阻器是什么样的？如何调节灯泡的亮度？了解半导体、超导体的特点。
本节内容电阻是电学中重要物理量之一，对电阻的理解，探究导体长度对导体电阻大小的影响及怎样用变阻器改变灯炮的亮度是本节内容的重点。
1．电阻概念的形成：教材首先从学生们熟悉的事例中引出了同学们在日常生活中并不陌生的概念：导体、绝缘体、接着让学生通过“想想做做”动手实验来获取不同导体连入电路中对灯泡的亮度的影响的信息。让学生从中受到启发、感知
导体对电流阻碍作用有大、有小。从而形成电阻的概念，避免了过去的读概念、记概念的做法。
想想做做：（见教材附注）建议：当学生自我动手试验后，课中提出思考：你从中受到什么启发？有困难是教师可引导，如“引起灯泡亮度变化，你是通过什么途径获得的？”
2．影响电阻大小的因素：课标中没有明确的要求，而是以活动建议的形式提出，课本中以“想想做做”来研究电阻大小与长度的关系。为理解滑动变阻器的原理打基础。学生通过“想想做做”的实验探究来获取信息。明白了铅笔芯的长短对电阻大小的影响
建议：实验中教师可提问：实验中你研究的问题是什么？小灯泡作用是什么？让学生明白铅笔芯电阻的大小可通过灯泡亮暗程度来体现（学生完成这一思维过程，笔者认为是有一定难度的教师应给予引导）
3．变阻器：研究变阻器时，除研究了滑动变阻器外，还增添拓展了对电位器的研究，画出了电位器的内部结构图，教学建议P16，批注。
4．探究变阻器的作用：怎样用变阻器改变灯炮的亮度？这个探究有两个核心问题：○1变阻器是怎样改变电阻的？○2如何让学生自己设计电路。这对学生来说是有一定难度的。建议：（见教材P16，批注）
5．科学世界 介绍了半导体、超导体的特点及半导体、超导体材料的发展对高科技的影响，教师要给予指导性的阅读。
第四节 欧姆定律
1．探究电阻上的电流跟电压的关系，这是一个完整的探究，不希望教师告诉学生的结论，应让学生去探究，通过测得的数据分析得出结论。应注意多次测量数据，综合分析，以避免出现以偏概全的错误，强调学生要如实记录，综合分析，得出结论。这个探究是过程完全的探究，课标中有要求，教材给出了结论，学生应加强理解。
教材中还设计了例题，渗透了物理学的计算方法。欧姆定律知识的应用，对于物理计算，教师要有度。注意不要把计算题设计的过深、过难、过偏，应有实用性，体现学习物理的实用价值。如教材例题一中，通过对试电笔中电流的计算，让学生明白试电笔的使用方法及安全用电的注意事项。
额定电压、短路：短路主要让学生明白，短路时电阻小，电流大。危害：电源损坏，导线升温，可能导致火灾。
第五节 测量小灯泡的电阻
本节内容突出了学生实践能力的培养。教材中“想想议议”为学生测电阻作准备。思考如何设计测电阻的试验电路，教师应鼓励学生自己设计电路、 *** 作步骤及记录数据表格。实验过程中，一定要强调学生如实记录，引导学生对计算数据的分析。同时，强调变阻器的作用。
第六节 欧姆定律和安全用电（投影）
本节内容涉及知识面较宽，主要研究○1为什么电压越高越危险？○2为什么不能用湿手触摸电器？○3注意防雷：讲了形形色色的避雷方法。○4STS：气象报上的新闻增强了学生对欧姆定律的理解。
第七章 电功率
课程标准的要求:
1． 能从能量的角度认识电源和用电器的作用．
2． 理解电功率和电流．电压之间的关系并能进行简单的计算，能区分用电器的额定功率和实际功率．
3． 通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比．
4． 了解家庭电路和安全用电知识，有安全用电的意识．
全章内容概述:
1．电能 电能的单位，电能表的读数．
2．电功率 家用电器的“瓦”数表示的意思.
3．测量小灯泡的电功率．
4．电和热 什么情况下电流发热多？怎样利用电热和防止电热．
5．电功率和安全用电 保险丝怎样“保险”？为什么用电器接的太多就会烧保险丝？
教材内容分析及建议
章首图：它是风能发电（投影）。学生对水力、火力发电较熟悉，而风力发电只有在我国北方才有，南方同学少见 。这幅图，旨在让大多数同学都能对风力发电有所了解，扩大学生知识面，调动学生学习积极性。
第一节 电能（投影）
电能是本章的核心概念。学生在日常生活中已经对电能的知识有所了解，教材给出了一个火力发电场的图片，让学生感知电能获得的途径致意，火力发电。同时也列举了电能的应用的实例即教材是围绕电能的来源和使用而展开，让学生从实例中来感知“电能”这一概念，并不要求学生了解电能的定义
电能的单位：日常生活中的“度”。科学名词“千瓦时”（KW•h）物理学中常用单位：焦（J）1KW•h＝3.6×106J
电能表：本节重点内容，初中学生学习电能表的作用是一个科普性的内容．学生应该明白：读数、记录一些参数，让学生同过对参数的阅读，更深入了解电能表。建议见P31
电功：教材从电能的转化和过程来让学生识别“功”的概念，学生读教材后，可让学生说说：日常生活中，电流做功的实例。教材没有告诉功的计算公式，降低了难度。
动手动脑学物理：3个题目，实用性很强，与生活联系紧密，学生通过练习，让他们意识到物理就在身边，物理有用。
第二节 电功率
本节内容：是以电能表为基础来研究电功律的。即教师可通过实验让学生观察不同用电器工作时，电能表铝盘转动有快慢，而导出电功率。建议：P33
电功率表示消耗电能的快慢 电功率大小的表示方法可用1s内消耗电能表示即p＝w／t
“千瓦时”的来历：通过对“千瓦时”来历的研究来加深学生对“KW•h”与“KW”的区别。
怎样测量电功率:讲了测电功率的两条途径,即专用功能表，非专业实验中常用V、I间接测量。额定功率 图7.2－2 7．2－3
第三节 测量小灯泡的功率
这是一个电学部分内容总结性的探究实验，综合性较强，是对学生能力的综合性表现。先推导出电功率公式P＝VI然后探究测量方法。建议：（见P36）
第四节 电和热
此接实际是旧教材中的内容。但教材是从常见得用电器入手，引出电流的热效应现象，同时提出问题，让学生通过“想想做做”来研究。感知在电流相同条件下，电阻越大，在单位时间内产生的热量越多，即产生热量的功率大这一规律。
想想做做：学生在探究实验前，教师应给予指导,如在实验中你是采用什么方法来比较电阻器产生热量的快慢的？实验中通过观察温度计示数的变化，来感知电阻丝不同，产生的热不同。P39
电流的热效应跟电阻大小的关系是本节的重点。课标中有明确要求：即通过实验探究知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻呈正比。教材先通过实验让学生有了感性认识，然后推理得出P=I2R。让学生理解定理并解释现象。本节还讲了电热的利用和防止。
第五节 电功率和安全用电
安全用电的内容教材中出现了三次，即第一处是第一章的测电比的使用与全用电、欧姆定律与安全用电、电热与安全用电。教材先通过“想想议议”，让学生思考在电压一定时，电流与电功率的关系接着通过漫画形象地展示了用电器总功率过大造成安全用电隐患的问题，即电路中同时使用的用电器总功率过大容易烧坏保险丝，甚至引起火灾。
保险丝：应用电热的原理制成，也告诉学生不能用Cu、Fe丝代替保险丝的道理，同时还告诉了空气开关
想想议议：动手动脑学物理都从实际中列出的有关物理问题，让学生用所学的物理知识加以解决。让学生体会学习的实用性。
第八章 电和磁
课程标准的要求:
1．能用语言．文字和图表描述常见物质的物理特征．
2．能用实验证实电磁相互作用．
3．通过实验，探究通电螺线管外部磁场的方向．
4．通过实验，了解通电导线在磁场中会受到力的作用，力的方向与电流及磁场的方向都有关．
5．通过实验，探究导体在磁场中运动时产生感应电流的条件．
全章内容概述:
1．磁场 磁场及磁感线的概念．
2．电生磁 电流周围的磁场及通电螺线管外部的磁场是什么样的？
3．电磁继电器 扬声器 如何用小电流控制大电流，低电压控制高电压？扬声器是怎样工作的？
4．电动机 影响通电导体在磁场中受力方向的有关因素，电动机的换向器的作用，电动机和人类生活的关系．
5．磁生电 什么情况下磁生电？什么是交流电？
教材内容分析及建议
本章内容是电磁的基础，应重视学生的感悟与实验，重视实际利用，重视与生产生活的联系，以学生的动手动脑来体会：学习物理有用。注意指导学生联系实际，学习探究物理奥秘的方法。
章首图：它是一幅激光图片。它是地磁场使得来自太阳的高速粒子飞向地球的两极，与空气中分子原子作用形成绚丽的极光。教师可引导学生齐读章首语，通过阅读可以将学生的思维引入到研究磁场的问题中来。
第一节 磁场
本节的重点是磁场及磁感线。教材通过从古代历史入手，即中国人利用手中罗盘在公元843年，开辟了从浙江温州到达日本嘉值岛的航线。导出了我国的四大发明之一：指南针。让学生通过阅读指南针的发明，来进一步明白指南针的作用。
关于磁现象学生是比较熟悉的，虽然对场比较陌生，但对身边有磁场的物体都比较熟悉，尤其对读过小学自然的同学来学习这部分内容，相当于是复习的性质。教师可通过让学生阅读磁现象有关内容及想想议议来学习。让他们自我阅读、看图填空，引发学生思考、激发学生兴趣。
磁场：教材先给出了磁场定义，接着让学生通过想想做做的实验探究来研究磁体的磁极，感知磁体周围的磁场、磁场的方向。
通过教师演示实验让学生感知条形磁体的磁场的分布。通过P48 图⒏1－6 ⒏1－7 类比联想找出磁感线分布规律。
地磁场：学生通过前面的实验不难发现小磁针静止的指向的规律性不易推断出周围有磁场对它的作用，即地磁场教材中明确指出了地理地磁两极并不重合。至于地磁场产生的原因还是一个秘密，还没有满意的结果。教材把希望寄予在同学门身上
磁化：课标中虽没有明确要求，单磁化内容在日常生活中多见，我们要引导学生学习。教材中安排了一个探究性的实验，来研究磁化问题，通过实践活动使学生大致了解到使一根钢针磁化的方法，后面又让学生利用自己自制的磁化钢针制作一个指南针，实验容易成功。这样让学生体验成功的快乐，激发学生学习兴趣。科学世界可引导学生阅读。
第二节 电生磁
本节重点：电流磁效应 教材通过重复奥斯特做过的实验掩饰，让学生明白电和磁之间的联系。并对电流的磁场给了描述性的定义，
通电螺线管的磁场 这部分内容教材通过探究性的实验来研究通电骡线管的磁场可能与那种磁体相似。通电螺线管的磁性与电流方向之间有什么关系。对于螺线管中的极性与电流方向的关系，教材没有结论它希望学生通过图⒏2－6中蚂蚁和猴子的对话受到启发。归纳的出结论。这有一定难度，可以适当提示，不过这部分内容课标并没有做要求。教材也只是让学生通过实验探究的方法，让学生有所了解。
电磁铁：教材是让学生自制电磁铁，自我设计电路、实验方案来探究影响电磁铁磁性强弱的因素。这重安排，我们许多教师在过去教学中都尝试过，效果较好。
动手动脑学物理：第1题 牵牛花的茎 是让学生将前面所学的归纳的螺线管磁极与电流方向的方法迁移运用及发展，教师不易展开。因为它涉及知识面较广。
第三节 扬声器 电磁继电器
本节内容是电磁铁的应用，主要讲了电磁继电器的工作原理，扬声器的结构及工作原理教师可采用阅读讲解的方法进行。“想想做做”教师要引导学生将其落实，让学生阅读继电器的使用说明书，观察结构，动手实验，来加强对电磁继电器的了解。
第四节 电动机
电动机在我们生活中广泛存在，那么电动机能够转动是为什么呢？这一问题对同学们来说都想急切知道，但是要理解它却有一定难度教材改变了过去的从理论开始的教学模式，从探究入手，激发学生求知的欲望和对成功的渴望。
本节主要有以下内容：○1演示磁场对通电导体的作用。○2演示通电线圈在磁场中扭转。○3探究让线圈转起来。○4直流电动机的基本构造 换向器
教学建议：教师引入新课标可先提出问题：磁体再磁场中回受到力的作用。通电的螺线管有磁性像一个磁体有N、S极。那么是不是意味着通电导体也会受到磁场的作用力呢？引发学生猜想，然后师生共同探究可得出结论。通电导体在磁场中要受到力的作用。且受力方向与电流方向、磁感线方向有关。
接着教师启发提问若将一个通电线框放在磁场中，他会怎样运动呢？学生猜想，教师演示实验，验证猜想（也可让学生动手实验）。可发现通电线圈在磁场中发生扭转现象，这样激发了学生兴趣，引发了学生思考。同时教师可在学生思维处于亢奋状态之时提问：通过刚才的两个实验可知，既然磁场对通电导线有力的作用，既然通电线圈在磁场中能发生扭转，那么我们能否想办法让线圈转动起来呢？激发学生探究的欲望。引导学生探究，做让线圈转起来的实验。这个探究是旧教材中自制小小电动机的小制作内容，学生非常感兴趣，很容易成功。
通过这个小小的实验（投影），让学生明白了线圈转动时的主要问题是改变线圈中电流的方向。学生在探究制作的过程中，肯定有成功的或不成功的，这样他们都会去探究，去观察，想知道其中的奥秘。同时定会有学生提问：为什么在制作时只将导线的一端刮掉一半的漆皮呢？此时教师可告诉学生：这是为了改变线圈中电流的方向。从而告诉学生这就是一个小小电动机，接着可讲解一般电动机的结构，换向器的作用。通过前面的小制作，学生感知了线圈转动时需要改变电流。这样对换向器的作用学生就不难理解了。这样在重视实验事实的基础上来研究问题，学生就容易对教材P63图⒏4－5中的现象进行理解了。
第五节 磁生电
本节内容主要有：探究什么情况下磁能生电，引出电磁感应现象。教材中没有直接告诉电磁感应现象的概念，而是让学生去探究感知。
发电机：（投影）改变了过去教学模式，而是从实验入手，讲解发电机，加深学生对发电机得了解。通过“想想做做”，让学生明白发电机电流的方向改变次数与线圈转动次数的关系，发电机转速跟小灯泡亮度的关系。让学生感知、体会发电机发电是能量的转化过程。
动手动脑学物理、STS：介绍了磁记录、录音机、磁记录产品、磁卡等。
第九章 信息的传递
课程标准的要求:
1．知道光是电磁波．
2．知道电磁波的传播速度．
3．了解电磁波的应用及对人类社会发展的影响．
全章内容概述:
1．现代顺风耳＿＿电话 电话的工作原理及电话交换机的作用．
2．电磁波的海洋 电磁波的产生及传播，电磁波的波长，频率和波速的关系．
3．广播．电视和移动通信 无线电广播和电视的工作过程，移动电话是如何工作的？
4．越来越宽的信息之路 微波通信为什么需要中继站，卫星通信？光纤为什么能传送大量的信息？什么是宽带网？
教材内容分析及建议
章首图：（投影）这是一幅古长城，绵延万里，蜿蜒起伏，向人们展示了它的雄伟、壮观。同时也引起学生对它的思考，古长城的作用—抵御来犯之敌，“烽火台”的烟火点燃向远处同伴传递着信息；古人用长城传递信息，现代人用那些方式传递信息呢？引入新课。
教材用一幅组合图（P74），让学生观察，通过“想想议议”来对通信发展的回顾，让学生了解信息传递的历史。教师可让学生在课堂上尽情的交流，可以先让每个人说出自己知道的通信方式，再通过书上的组合图的提示，引导学生梳理出同学通信发展的历史脉络。
教师引导学生对组合图观察，让学生感知了信息是需要运载才能传递的。教师可告诉学生，信息常指的是消息、情报、信号、指令、数据、密码等的总称。信息传递需要的运载工具就是载体。如语文、文字、印刷品、电流、数字网络都是信息的载体。教材就按照信息的载体的发展情况来编写的。
第一节 现代顺风耳—电话
本节的重点是让学生明白电话的工作原理和电话交换机的作用，让学生了解数字信号和摸拟信号。教材通过神化的传说“顺风耳”，引起学生关注信息传递的兴趣，体现了人文精神。讲述了当今社会是狠多神话已变成了现实，引出了电话的内容。
图9.1－2电话：（投影）他向学生展示了电话是利用电流把信息传导远处的，图注告诉了话筒、听筒的基本作用。
电话交换机：教材通过电话的问世到交换机的出现，让学生体会到科学技术进步与社会发展的意义。
想想议议：让学生思考电话交换机的作用，即通过电话交换机能减少电话线的数量，减少材料的浪费。
拓展：程控电话 技术发展，电话交换机有人 *** 作变为自动电话交换机（通过电磁继电器接线），即程控电话机。模拟通信和数字通信：电话分模拟和数字两种。电流传递的信号叫模拟信号，这种通信方式叫模拟通信。用不同符号的不同组合表示的信号叫数字信号，这种通信方式叫数字通信。数字通信是未来的发展方向。
建议：模拟通信、数字通信看起来是技术性很强的名词，实际上它与我们生活息息相关教材通过形象的描述对这两个概念进行了介绍，教师教学时不要展开。教材介绍了莫尔斯电码、汉字电报码旨在加深学生对数字信号的认识，扩大学生的知识面。教师也不要过多讲解。想想做做、动手动脑学物理（见P79）
第二节 电磁波的海洋
这一节是本章的重点。电磁波其实是无限的信息传递的内容。主要讲解了电磁波的产生及传播。
电磁波的产生：教师不要讲产生的基本原理，要通过演示实验来向学生展示电磁波的存在及产生，即电磁波是由迅速变化的电流来产生的。通过实验打破学生对电磁波的神秘感。
电磁波的传播：教师可以声波的传播需要介质为基础，让学生想象：电磁波是否也需要介质呢？让学生带着问题去研究，师生共同设计方案动手实验得出结论。
电磁波的波速与波长、频率的关系，及电磁波谱要引导学生分析。让它们有一个大概的了解对于电磁波在真空中传播速度C＝3×105㎞∕S（即30万千米每秒）应让学生记忆。
科学世界：（投影）微波炉主要告诉学生电磁波不仅可以用来传递信息，还可以使食物分子发生剧烈振动，扩大学生视野，让学生做科普性的了解。
第三节 广播、电视和移动通信
这一节内容，教师可采用科普讲座的形式，向学生介绍展示。主要介绍了无线电广播信号的发射和接收、电视的发射和接收、移动电话的基本原理。教师只作简单介绍，不要深究。笔者认为主要通过教材5幅图片来展示讲解。
科学世界：介绍音频、视频、射频和频道，要引导学生阅读。
STS：电视给我们带来了什么？教师要让学生讨论交流。
第四节 越来越宽的信息之路
此节内容也是一个科普性介绍的内容，主要讲解了为什么要利用微波通信，为什么要建立微波中继站、卫星通信、光纤通信。此部分内容主要通过图片向学生展示介绍即可。
STS：我国光缆通信的发展，教师可以引导学生阅读。它旨在培养学生保护光缆的意识。光的频率比电磁波的频率更高，因此要用光纤通信。
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