15.1 电阻和变阻器 课件-2024-2025学年沪科版物理九年级全一册

第十五章 探究电路 第一节 电阻和变阻器 情 境 导 入 第一节 电阻和变阻器 观察与思考 在生活及工程技术中，都要用到铜、铝金属材料制成的导线来传送电能（或信息）。 铁也是导体，而且价格便宜，为什么不用铁线？学习了电阻的概念你就明白了。 铜质导线 铝质导线 镀银音响线 单击此处添加标题文本内容 情境导入 新课探究 课堂小结 观察与思考 ①生活中你是怎样改变调光灯的亮度？ ②怎样改变收音机音量的大小？ 原来它们都用了一个叫做电位器（变阻器）的元件。 变阻器为什么能够改变灯的亮度？ 电位器 电位器 新 课 探 究 第一节 电阻和变阻器 1. 实验探究：导体对电流的阻碍作用 （1）实验过程 把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度和电流表的示数。 （2）实验现象 把铜丝接入电路，电流表的示数较大，小灯泡较亮；把镍铬合金丝接入电路，电流表的示数小，小灯泡较暗。 　　 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电 阻 （3）实验分析 导体虽然容易导电，但对电流也有一定的阻碍作用。 在相同的电压下，通过铜丝的电流比较大，表明铜丝对电流的阻碍作用比较小；通过镍铬合金丝的电流比较小，表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用比较大。 （4）实验结论 导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同，用电阻来表示导体的这种性质。　 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电 阻 2. 电阻 （1）概念：导体对电流的阻碍作用叫电阻。用字母R表示。不同的导体，电阻一般不同。 （2）单位 ①国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω. ②常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）. ③换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ. （3）电阻器 收音机、电视机等用电器的电路中连接着许多具有一定阻值的元件——电阻器，用来调节电路中的电流和电压。 电路图中的符号 。 电阻器 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电 阻 （4）对电阻的理解 可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。 ①导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。 ②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电 阻 （5）常见的一些电阻器 普通电阻 热敏电阻 陶瓷电阻 压电电阻 线绕电阻 贴片电阻 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电 阻 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 电流通过不同材料制成的导体时，受到的阻碍作用是不一样的。那么，导体的电阻大小与哪些因素有关呢？ 1. 实验探究：影响电阻大小的因素 【提出问题】电阻的大小与哪些因素有关? 【猜想与假设】 我们从生活经验中知道，输电线越长，耗电量越大；高压输电线很粗，而实验室中做电学实验用的导线却很细；导线一般使用铜、铝制成。据此我们可以猜想，导体的电阻可能跟导体的长度、粗细（横截面积）和材料有关。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 【设计实验与制订计划】 （1）研究方法——控制变量法 有多个因素制约电阻的大小，本实验采用控制变量的方法进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。 ①研究电阻与横截面积的关系，控制导体的长度和材料相同。 ②研究电阻与长度的关系，控制导体的材料和横截面积相同。 ③研究电阻与材料的关系，控制导体的长度和横截面积相同。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 【实验器材】 电源、装有不同规格电阻丝的演示板、电流表、开关。 a、b、c 是三根用同一种材料制成的导线，a、b 长短相同但粗细（横截面积）不同，a、c 粗细相同而长短不同；导线 d 与导线 c 的长短、粗细都相同，但材料不同。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 【进行实验】 （1）选用材料相同、长度相同，横截面积不同的两根电阻丝a和b，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。 （2）选用材料相同、横截面积相同，长度不同的两根电阻丝a和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。 （3）选用长度和横截面积相同、材料不同的电阻丝d和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 （4）数据收集 次数 导线 长度 横截面积 电流大小 电阻大小 1 a l S 小 大 b l 2S 大 小 2 a l S 小 大 c l/2 S 大 小 3 c l/2 S 小 大 d l/2 S 大 小 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 （1）分析实验1：材料和长度相同，横截面积不同的两根电阻丝a和b，通过b的电流大，说明b电阻丝的电阻小。 （2）分析实验2：材料和横截面积都相同，长度不同的两根电阻丝a和c，通过a的电流小，说明a电阻丝的电阻大。 （3）分析实验3：长度和横截面积相同，材料不同的两根电阻丝c和d，通过c的电流小，说明c电阻丝的电阻大。 【分析论证】 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 【实验结论】 导体电阻的大小与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； 导体电阻的大小与导体的长度有关，在其他条件相同时，导体的长度越大，电阻越大； 导体电阻的大小与导体的材料有关。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 2. 小资料 （1）几种长1m、横截面积 1mm2 的导体材料在 20℃时的电阻如表所示。 由表中的数据可知，长短、粗细都相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻大约是铜丝电阻的5.6倍。你现在知道为什么不用铁做电线了吗？ 【分析】长短、粗细都相同时，铁导线的电阻大，如果用铁做导线，将有大量的电能损耗在导线上。所以在通常情况下用铜、铝做导线，电阻较小，电能损耗少。 材料 电阻R/Ω 银 0.016 铜 0.017 铝 0.027 铁 0.096 镍铬合金 1.09～1.12 电木 104～108 橡胶 107～1010 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻的大小与哪些因素有关 （2）导体的电阻还与其温度有关 白炽灯不工作时（灯泡处于常温）的电阻为几十欧，而白炽灯发光时，其电阻就有几百、几千欧。在常温下，常见导体的电阻随温度的变化不大。因此，在初中阶段，若无特别说明均不考虑电阻随温度的变化。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 1. 变阻器 （1）问题探究：生活、学习中我们经常用到台灯，如果感觉台灯发出的光太亮时，我们可以调节台灯旋钮使灯光变暗，为什么调节旋钮可以使灯光变暗呢? 探究分析: ①灯光变暗→连续改变电流 →连续改变电阻。 ②改变导体的电阻的方法有：材料、横截面积和长度。但是改变材料和横截面积不方便，所以是通过改变连入电路中的长度改变电阻的。 （2）变阻器：能够改变电阻的器件叫作变阻器。 （3）原理：靠改变连入电路中的电阻丝的长度来改变接入电路中阻值的大小。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 2. 滑动变阻器 （1）构造 主要部件是电阻丝绕成的线圈，与滑片接触处线圈表面涂有的绝缘漆已被刮去；滑片套在金属杆上，可自由滑动，金属杆的电阻很小，相当于一根导线；另有四个接线柱A、B、C、D。 接线柱 接线柱 电阻线圈 滑片 金属杆 接线柱 接线柱 瓷筒 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 （2）作用：调节滑动变阻器的滑片P，可以逐渐改变电路中的阻值，从而逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压，另外还可以起到保护电路的作用（防止电路元件被烧坏）。 （3）结构示意图和符号：如图所示，A、B、C、D分别表示四个接线柱 ，P表示滑片。元件符号如图所示。 （4）铭牌上各数值的物理意义 “××Ω”表示变阻器的最大电阻是××Ω；“×A”表示允许通过的最大的电流是×A。 该变阻器的最大电阻是20Ω； 允许通过的最大的电流是2A。 结构示意图 元件符号 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 3. 探究滑动变阻器的接法 想一想： ① 滑动变阻器共有ABCD四个接线柱，如果只选其中的两个接入电路M、N两点间，可能有几种连接方法？将你的选择填在横线上（填所选接线柱的字母）： __________________________________________ AB AC AD BC BD CD A M S L N 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 ②如果将滑动变阻器A、D两个接线柱接入电路，电流将流过滑动变阻器的哪些部分?向右（或向左）移动滑片P时，滑动变阻器接入电路的电阻将怎样改变?为什么?电路中的电流将怎样改变？ 电流的流向：电阻丝AP和金属杆PD。向右移动滑片P，接入电路的电阻丝长度变长，接入电路的电阻变大。所以电路中的电流变小。 ➛ ➛ ➛ ③若另选两个接线柱将滑动变阻器接入电路，情况又会怎样? 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 （1）实验与记录 ①按图连接电路。 M N A M S L N 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 ②把滑动变阻器的接线柱接入电路中的M、N两点间。闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度和电流表示数的变化，并记录在表格中。 B C P D A 电流方向 使用的 接线柱 AD 连接示意图 灯泡亮度 的变化 变大 滑片P的 移动方向 左 变亮 滑片向左端移动 ➛ ➛ ➛ ➛ ➛ 电流表示数 的变化 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 ③按表格中的顺序，依次把滑动变阻器的接线柱接入电路中的M、N两点间。闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度和电流表示数的变化，并将观察到的现象记录在表格中。 M N 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 序号 接线柱 电流的路径 滑片移动 灯亮度变化 电流变化 1 2 3 4 5 6 A、D A、B A、C B、C 向右 向左 不变 不变 不变 不变 向左 向右 变亮 变暗 变大 变小 向左 向右 变亮 变暗 变大 变小 C、D 向左 向右 不变 不变 不变 不变 向左 向右 变亮 变暗 变大 变小 B、D 向左 向右 变暗 变亮 变小 变大 ④ 实验记录 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 A B C D ⑤把接线柱C、D连入电路的分析 把C、D接线柱连入电路，相当于一条导线，连入电路的阻值为0 移动滑片不 能改变电阻 电流方向 连接示意图 ➛ ➛ 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 C D B A ⑥把接线柱A、B连入电路的分析 电流方向 把A、B接线柱连入电路，相当于一个定值电阻。 移动滑片不能改变电阻 连接示意图 将A、B接线柱接入电路时，电流要经过全部电阻线，此时变阻器连入电路的电阻值为变阻器的最大阻值且不能改变。 ➛ ➛ 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 滑动变阻器 （2）探究归纳 ①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。 ②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱，上端两个接线柱中任何一个连入电路，接法是等效的。 ③滑片向靠近下接线柱的方向移动，电阻变小，滑片向远离下接线柱的方向移动，电阻变大，可简记为： “近下电阻变小，远下电阻变大”。 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻箱 1. 旋钮式电阻箱 （1）元件符号：电阻箱是一种能读出连入电路阻值的变阻器，在电路图中用符号 表示。 （2）结构：如图所示，箱面上有两个接线柱、四个旋盘。 （3）使用方法：使用时，把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9 999Ω的任意整数阻值。 （4）读数方法：分别计算出四个旋盘上小三角指示的示数与面板上对应倍数的乘积，将得到的四个乘积相加，就是电阻箱接入电路中的阻值。如图所示，接入电路的阻值为 3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω＝3608Ω. 单击此处添加标题文本内容 新课探究 情境导入 课堂小结 电阻箱 2. 插入式电阻箱 插入式电阻箱有两个接线柱，接线柱之间有几段电阻丝，电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时，对应的那段电阻丝就接入了电路；插入铜塞时，对应的那段电阻丝就会被短路，相当于没有接入。 如图所示是一个插入式电阻箱的示意图，接入电路的总电阻R=1Ω+2Ω=3Ω； 如果当四个铜塞都拔出时，接入电路的总电阻R=1Ω+2Ω+2Ω+5Ω=10Ω 课 堂 小 结 第一节 电阻和变阻器 ①电阻表示导体对电流的阻碍作用，常用字母R表示. ②单位：国际单位：欧姆（Ω）. 常用单位：kΩ、MΩ 1kΩ=103Ω 1MΩ=103kΩ ③电阻器的符号： 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关. 在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小. 在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大. 在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同. ①定义：能够改变电阻的器件叫作变阻器. ②原理：靠改变接入电路中电阻线的长度改变电阻. ③结构示意图与元件符号: ④要使用“一上一下”两个接线柱. 电阻 影响因素 电阻和变阻器 变阻器 THANK YOU $$