15.1 电阻和变阻器 教案- 2024-2025学年沪科版物理九年级上学期

第一节　电阻和变阻器 第1课时　电阻及其影响因素 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量。 2.知道电阻及其单位,能进行电阻的不同单位之间的变换。 3.知道影响电阻大小的因素,电阻是导体本身的性质,能根据决定电阻大小的因素,判断、比较不同导体电阻的大小。 重点:电阻的概念,影响电阻大小的因素。 难点:电阻是导体本身的性质。 【新课导入】 情境导入1 用电阻定律演示器做演示实验,将导线AB代替灯泡连入电路,闭合开关,读出电流表的示数;再将导线CD代替AB,接通电路,读出电流表的示数,两次示数不同。 提出问题:上述两次实验,用的都是一节干电池,也就是说电压相同,那么两条导线中的电流大小为什么不同呢? 情境导入2 老师调节多媒体的音量,让学生感受声音的大小变化; 提出思考问题:声音的变化如何实现的? 视频导入 老师用多媒体展示一条道路上车来车往的视频。车来车往形成车流,车的流动受哪些因素制约?电荷的定向移动形成电流,那电流受哪些因素制约呢? 【课堂探究】 1.电阻 我们已经知道水在水管中流动会受到阻力,那么电荷在导体中运动是否也会受到阻力呢?在物理学中,我们如何表示呢? (1)物理意义 ①电阻表示　导体对电流的阻碍作用　的大小。  ②导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越　大　。电阻是导体本身的一种　性质　,不同的导体,电阻一般　不同　。  ③符号:电阻用字母　R　表示。  (2)单位及其换算 ①电阻的国际单位是　欧姆　,简称　欧　,符号是　Ω　。  ②比较大的单位还有千欧、兆欧,符号分别为　kΩ　、　MΩ　。  ③单位换算 1 kΩ=　1 000　Ω　1 Ω=　10-3　kΩ  1 MΩ=　1 000　kΩ　1 kΩ=　10-3　MΩ  (3)电阻器在电路中的符号是　　。  2.探究影响导体电阻大小的因素 观察探究家用电路的电线是什么材料?家用电线比户外电线粗还是细呢?为什么? (1)提出猜想 你认为影响导体电阻大小的因素可能有　导体的材料　,　导体的长度　,　导体的横截面积　。  (2)实验方法 我们探究“摩擦力的大小与哪些因素有关”的实验中,由于物理量较多,我们采用了什么方法?对于不易直接观察的物理量,是如何设计的呢? ①导体的电阻可能与多个因素有关,在探究时要用到　控制变量　法;  ②由于电阻的大小不易观察,可以根据　电路中电流大小　来间接判断电阻大小,用到了　转换法　。  (3)实验探究 ①实验过程:a,b,c材料相同,a,b长短相同,粗细不同,a,c粗细相同,长短不同,c,d长短、粗细都相同,材料不同。 a.探究电阻与导体的横截面积的关系。 思路:需控制　导体材料、长度　不变,改变　横截面积大小　,比较电流表示数大小。  b.探究电阻与导体长度的关系。 思路:需控制　导体材料、横截面积　不变,改变　导体长度　,比较电流表示数大小。  c.探究电阻与导体材料的关系。 思路:需控制　导体长度、横截面积　不变,改变　导体材料　,比较电流表示数大小。  ②结论 a.导体的电阻大小跟导体的横截面积　有关　,在其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻　越小　;  b.导体的电阻大小跟导体的长度　有关　,在其他条件相同时,导体的长度越长,电阻　越大　;  c.导体的电阻大小跟导体的材料　有关　。  3.类比法理解 导体的电阻跟长度、横截面积的关系可以用人在街上行走做比喻,街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多。同理,导体越　长　、越　细　,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多,其电阻越　大　。  1.下列关于导体电阻的说法正确的是(D) A.长度长的导体,电阻一定大 B.横截面积大的导体,电阻一定小 C.导体中没有电流通过,导体就没有电阻 D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关 2.在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是(D) A.铜线的电阻一定比铝线的小 B.长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等 C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大 D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大 3.如图所示,给灯泡串联一段从白炽灯上取下的钨丝,闭合开关S,用酒精灯将钨丝加热,观察到灯泡变暗,这说明影响导体电阻大小的因素是(D) A.材料 B.长度 C.横截面积 D.温度 4.有一段粗细均匀的电阻丝,电阻是1 Ω,把它对折后作为一条导线使用,此时它的电阻最接近(B) A.2 Ω B.0.25 Ω C.等于1 Ω D.4 Ω 5.如图所示,电阻丝A,B材料、长短都相同,粗细不同,它们的电阻大小关系是RA　<　RB;闭合开关S,通过电阻丝A的电流IA和电阻丝B的电流IB的大小关系是IA　=　IB。(均选填“>”“<”或“=”)  6.小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时,做出了如下猜想: 猜想一:导体电阻可能与导体的长度有关; 猜想二:导体电阻可能与导体的横截面积有关; 猜想三:导体电阻可能与导体的材料有关; 实验室提供了4根电阻丝,其规格、材料如表所示: 编号 材料 长度L/m 横截面积S/mm2 A 镍铬合金 0.25 1.0 B 镍铬合金 0.50 1.0 C 镍铬合金 0.25 2.0 D 锰铜合金 0.25 1.0 (1)如图所示电路,闭合开关后,在M,N之间分别接上不同导体,通过观察相关现象来比较导体电阻大小,请你评估电路中同时接有小灯泡和电流表的优点是　灯泡可以保护电路,灯泡亮度变化不明显时,可以根据电流表示数的变化比较导体电阻大小　。  (2)为了验证猜想二,可依次把M,N跟　A和C　(填字母编号)的两端相连,闭合开关,记下电流表的示数,分析比较这两根电阻丝电阻的大小。  (3)依次把M,N跟电阻丝A,B的两端连接,闭合开关,电流表的示数不同,分析比较A,B两根电阻丝电阻的大小,可探究电阻跟　长度　的关系,其结论是　当材料和横截面积相同时,导体越长,电阻越大。　  　　 1.超导材料,又称为超导体,当某导体在一定温度下,可使电阻为零而称之。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。 1911年,荷兰科学家昂尼斯用液氦冷却汞,当温度下降到4.15 K附近时,水银的电阻突然降到0,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度。 2.导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关系,关系式:R=,其中ρ叫电阻率:某种材料制成的长 1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率。国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,常用单位是欧姆·平方毫米/米;L是物理长度,S是物体横截面积。 第2课时　变阻器 　　　　　　 　　　　　 　　　　　 1.熟悉常用的滑动变阻器的结构,能正确使用滑动变阻器。 2.会用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度。 重点:滑动变阻器的使用方法以及滑动变阻器的构造和原理。 难点:滑动变阻器的使用方法以及滑动变阻器的构造和原理。 【新课导入】 采用演示实验引入新课。应用演示实验,把要研究的物理现象生动地展现在学生的面前,使其感到惊奇,产生疑问,引起思维,激发兴趣,从而顺利引入新课。具体做法是:教师展示调光台灯实物,并当堂演示调光台灯亮度的变化,并引导学生观察的同时让学生提出问题: (1)这种台灯与其他的台灯有什么不同的地方? (2)调节旋钮,台灯的亮度有什么变化? (3)它能够改变亮度的原理是怎样的? 【课堂探究】 1.滑动变阻器 结合实物图,认识变阻器的构造,小组讨论它改变电阻的原理是什么? (1)结构 滑动变阻器主要有瓷筒、支架、　金属杆　、　滑片　、　电阻丝绕成的线圈　。  (2)原理 通过　改变连入电路中电阻丝的长度　来改变电路中的电阻大小。  (3)符号和物理意义 滑动变阻器在电路中的符号:　　;滑动变阻器的铭牌上标有“50 Ω　2 A”,其物理意义是:　该滑动变阻器的最大阻值是50 Ω,允许通过的最大电流是2 A　。  (4)连接方法 ①滑动变阻器有A,B,C,D 4个接线柱,把它接入电路时,如果只需接2个,应该如何连接,讨论完成下表。 序号 接入的 接线柱 有电流通过的部分 滑片移动是 否能改变电阻 1 A,B A——B 　不改变  2 A,D 　A——P——D　  　改变  3 B,C 　C——P——B　  　改变  4 C,D C——D 　不改变  ②结论:滑动变阻器要　一上一下　连入电路。  ③注意:在连接电路时,开关闭合前滑动变阻器要移到　电阻最大处　。  2.电阻箱 (1)电阻箱是一种可以调节电阻大小、并且能够显示　电阻阻值　的变阻器。  (2)电阻箱读数方法:　旋盘下面△所对应的示数乘以相应的倍数之和　。  1. 关于如图所示的滑动变阻器的构造,下列说法正确的是(C) A.金属棒AB是用电阻较大的合金制成的 B.滑片与金属棒AB之间是绝缘的 C.线圈与滑片接触的位置,电阻丝的绝缘漆被刮掉 D.金属棒是绝缘体,瓷筒是导体 2.实验室常用的变阻器有滑动变阻器和电阻箱,下列说法中正确的是(C) A.电阻箱能逐渐地改变其连入电路的电阻,但不能表示出它连入阻值的大小 B.滑动变阻器能够表示出其连入电路时滑片处于不同位置时的阻值大小 C.滑动变阻器、电阻箱的电路图符号分别是“”“” D.滑动变阻器、电阻箱规定有最大的阻值,对通过它们的电流没有任何的限制 3.如图所示,当滑动变阻器的滑片P向左移动时,能使电路中的电阻变小的接法是(D) 4.如图所示是未连接完整的电路,若要求闭合开关后,滑动变阻器的滑片P向右移动时,灯泡变亮。则下列接法符合要求的是(B) A.M接A,N接D B.M接B,N接C C.M接A,N接B D.M接C,N接D 5. 如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合时,灯L正常发光。若将滑动变阻器的滑片P向右滑动,则下列说法中正确的是(D) A.电流表的示数变大,灯L变亮 B.电流表的示数变大,灯L变暗 C.电流表的示数变小,灯L变亮 D.电流表的示数变小,灯L变暗 6.滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的　长度　来改变电阻的,如图(甲)所示,当滑片向C端移动时,它接入电路中的阻值将　变小　(选填“变大”“变小”或“不变”),电路中的电流将　变大　(选填“变大”“变小”或“不变”)。电阻箱是一种能够读出电阻阻值的变阻器,图(乙)中电阻箱的读数是　162　Ω。  7. 滑动变阻器铭牌上标有电流值和电阻值,如图所示,其中“50 Ω”表示　该滑动变阻器接入电路的最大阻值为50 Ω　;“1.2 A”表示　该滑动变阻器允许通过的最大电流为1.2 A　。  8.如图所示是一个未连接完整的实物电路,请你根据要求,用笔画线代替导线,完成电路连接。要求:灯L1,L2并联,滑动变阻器只控制灯L2的亮度,且滑片P向左移动时灯L2变亮,电流表测量干路中的电流,导线不能交叉。 答案:如图所示 　　 滑动变阻器的作用 滑动变阻器在初中物理占有极为重要的一席之地,被称为中考的八大基本器材(刻度尺、温度计、量筒、天平、弹簧测力计、电流表、电压表、滑动变阻器)之一,是八大器材中唯一的非测量工具。 (1)达到保护电路的目的 配有滑动变阻器的电路,教材反复强调,电路连接完毕闭合开关前,一定要将滑动变阻器在电路中的阻值调至最大,目的是利用了滑动变阻器保护电路的作用。 (2)达到控制变量(控制电压不变)的目的 如探究电流与电阻及电压的关系,要采用控制变量法进行实验。在探究电流与电阻的关系时,应该控制电压不变。 (3)达到改变电流大小的目的 在“探究电磁铁的磁性”的教学中。 (4)达到改变小灯泡的亮度的目的 在“测小灯泡功率”的实验中。 (5)达到实现多次测量的目的 在“伏安法测量电阻”实验中,用滑动变阻器来实现多次测量,以达到多次测量求平均值而减小误差的目的。 (6)达到改变电压的目的 在“测算小灯泡的电功率”中。 (7)达到实现调整电压到指定值的目的 根据功率的公式P=UI知道,小灯泡的额定功率应该等于小灯泡的额定电压与额定电流的乘积。因此,用实验测小灯泡的额定功率时,必须要将小灯泡两端的实际电压调整到与额定电压的大小相等。 学科网（北京）股份有限公司 $$