12.1 电阻 变阻器（优质课件）2025-2026学年沪科版2024九年级物理上册（五四学制·上海专用）

第12章 欧姆定律 九年级上册•沪教版 （五四•学制） 第1节 电阻　变阻器 我国已经建成数条通联南北、横贯东西的特高压交流和直流输电线路。特高压输电的原理虽然复杂，但是和所有的电路一样都遵循电学的基本规律，本章我们将学习电路中电流与电压、电阻之间的关系。 通过本章内容的学习，你将了解电阻，认识影响电阻大小的因素；经历探究电流与电压、电阻关系的过程，理解欧姆定律；并学会测量电阻的方法；体会控制变量、等效替代等思想方法在科学探究中的作用。 导入新课 第1节 电阻　变阻器 高压输电线用铝等材料制成，而剥开普通导线的绝缘层，则可以看见里面的铜芯。 我们知道铜、铁、铝还有镍铬等金属都是导体，但为什么导线一般采用铜或铝来制作呢？ 电阻 01 影响电阻大小的因素 02 变阻器 03 课堂总结 04 提升训练 05 第1节 电阻　变阻器 一、电阻 第1节 电阻　变阻器 一、电阻 【自主活动】 （1）如图所示，将导线M 和N两端直接连接起来，闭合开关S，观察并记录此时电流表的示数。 （2）然后在M、N 之间接入一根康铜丝，观察比较小灯泡的亮度和电流表示数的变化。 （3）如果在M、N 之间改接入一根与康铜丝粗细、长短相同的镍铬合金丝，和接入康铜丝相比较，小灯泡的亮度又如何变化？电流如何变化？ 1. 探究导体对电流的阻碍作用 【实验现象】 （1）在M、N 之间接入一根康铜丝，发现小灯泡变暗，电流表的示数变小。 （3）如果在M、N 之间改接入一根与康铜丝粗细、长短相同的镍铬合金丝，和接入康铜丝相比较，小灯泡更暗，电流表的示数更小。 【分析与结论】 接入康铜丝或镍铬合金丝后，电路中的电流变小，说明导体虽然能够导电，但是对电流有阻碍作用。电路中接入不同材料的金属丝后电流不同，说明不同材料金属丝对电流的阻碍作用不同。 研究表明，不同材料的导体导电能力一般不同。 一、电阻 2. 电阻 （1）概念：把表示导体对电流阻碍作用的物理量叫做电阻。用R表示。不同的导体，电阻一般不同。 （2）单位 ①国际单位是欧姆，简称欧，符号Ω. ②常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）. ③换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ. （3）电阻器 具有一定电阻值的元件—电阻器，也常简称为电阻。电阻在电路图中的符号是： 。 电阻器 一、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。 一、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 一、电阻 （6）一些电阻的大小 实验用的1m长的铜导线，电阻约百分之几欧，通常可以略去不计； 小灯泡正常发光时，灯丝电阻为几欧到十几欧； 日常用的电暖器和电烤箱的电阻约为几十欧； 白炽灯（60W）正常发光时的电阻为800Ω左右。 小灯泡 白炽灯 一、电阻 【例题1】导体对电流的阻碍作用叫电阻，电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流 _______（选填“有关”或“无关”），物理学中用科学家 ________的名字作为电阻的单位，以纪念他对物理学的贡献。在电路中，要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器，也叫做___________，简称电阻，电路图中用_______ 表示。 无关 欧姆 定值电阻 【解析】电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关，只与导体的材料、长度、横截面积有关。 电阻的单位是欧姆，他提出了欧姆定律。电阻器即定值电阻，阻值大小一定。电路图中用 表示。 一、电阻 【例题2】下列有关电阻的说法正确的是（　　） A．导体的电阻小，表明该导体对电流没有阻碍作用 B．导体中的电流为零时电阻也为零 C．导体的电阻与导体两端的电压无关 D．导体的电阻与通过导体的电流成反比 C 【解析】A．导体的电阻小，表明该导体对电流的阻碍作用小，不是没有阻碍作用，故A错误； BCD．导体的电阻是导体的一种性质，与导体中的电流、导体两端的电压大小无关，故BD错误，C正确。 故选C。 一、电阻 二、影响电阻大小的因素 第1节 电阻　变阻器 二、影响电阻大小的因素 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. 自主活动：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。 二、影响电阻大小的因素 【实验器材】 长度相同的镍铬合金丝 AB 和 CD，CD 比 AB 粗，其横截面积较大。 【实验步骤】 1. 探究导体材料、横截面积一定时，电阻大小与长度的关系 连接图所示电路，将镍铬合金丝 AB 或 CD 接入电路，改变连入电路电阻丝的长度，通过观察电流表示数的变化判断电阻的大小。 2. 探究导体材料、长度一定时，电阻大小与横截面积的关系 将镍铬合金丝 AB 和 CD 分别接入电路，保持两次实验中连入电路的电阻丝长度相同，通过观察两次实验中电流表示数的变化判断镍铬合金丝 AB 和 CD 电阻的大小关系。 二、影响电阻大小的因素 【实验记录】 次数 镍铬合金丝 长度 横截面积 电流大小 电阻大小 1 AB l S 小 大 2 AB 0.5l S 较大 较小 3 CD l 2S 最大 最小 【分析论证】 （1）分析实验1与2：两根镍铬合金丝，材料和横截面积都相同，长度不同，长度越长，通过的电流越小，电阻越大，说明导体的电阻与长度有关。 （2）分析实验1与3：两根镍铬合金丝，材料和长度相同，横截面积不同，横截面积越大，通过的电流越大，电阻越小，说明导体的电阻与横截面积有关。 次数 镍铬合金丝 长度 横截面积 电流大小 电阻大小 1 AB l S 小 大 2 AB 0.5l S 较大 较小 3 CD l 2S 最大 最小 二、影响电阻大小的因素 【实验结论】 大量实验表明： 导体的电阻取决于它的材料、长度和横截面积。材料相同的导体，长度越长、横截面积越小，电阻越大；长度、横截面积都相同而材料不同的导体，电阻大小一般不同。 二、影响电阻大小的因素 演示实验——《探究影响导体电阻大小的因素》 二、影响电阻大小的因素 2. 不同材料的导电性能 表为长为1m、横截面积为1mm2的一些金属导体在18℃时的电阻。 材料 电阻R /Ω 银 0.016 铜 0.017 铝 0.027 钨 0.053 铁 0.099 锡 0.11 康铜 0.50 镀铬合金 1.1 （1）分析表格中数据，你能找出电阻比较小的金属导体吗？ 结论：相同长度和横截面积的银线、铜线、铝线的电阻都比较小。 二、影响电阻大小的因素 材料 电阻R /Ω 银 0.016 铜 0.017 铝 0.027 钨 0.053 铁 0.099 锡 0.11 康铜 0.50 镀铬合金 1.1 （2）普通导线用铜制成，而高压输电线一般用铝等材料制成。你能解释其中的原因吗？ 【分析】普通导线使用量较少，应该选用导电性能较好的铜作为导线材料；高压输电线用量大，应选用较轻、价格比铜便宜的材料制成，因此选择密度较小的铝。 二、影响电阻大小的因素 【例题3】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关： A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积 为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。 （1）该实验中，通过观察____________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是_______； A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法 A 电流表示数 【解析】实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小，采用的是转换法。故选A。 二、影响电阻大小的因素 （2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想______（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）； （3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的_______有关； A 材料 【解析】（2）选用①②两根导体，材料、横截面积相同，长度不同，可验证导体电阻与长度的关系，即验证猜想B。 （3）选用①④两根导体，长度、横截面积相同，材料不同，探究的是电阻大小与材料的关系；电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。 二、影响电阻大小的因素 （1）半导体：硅晶体等材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，称为半导体。 （2）半导体的应用： 各种类型半导体材料的物理性质不尽相同，可以制成各种半导体元件。计算机、电视机等电器中都要用到各种类型的半导体元件。半导体是当今社会发展的重要基础材料，被广泛应用于集成电路、移动通信、半导体照明、半导体激光器等领域。 3. 半导体 半导体元件 二、影响电阻大小的因素 【例题4】2024年9月10日，华为发布了全球首款三折叠屏手机，如图所示。手机搭载了自家研发的麒麟芯片，这是先进的人工智能（AI）芯片。制造芯片的主要材料是（ ） A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 B 【解析】芯片主要是由半导体的材料制成的，具有单向导电性，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 三、变阻器 第1节 电阻　变阻器 三、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→连续改变了电流 →连续改变了电阻。 ②改变导体电阻的方法有：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做变阻器。 27 三、变阻器 接线柱 接线柱 电阻线圈 滑片 金属杆 接线柱 瓷筒 （1）构造 如图，主要有滑片、电阻线圈、接线柱3个（A、B、C）、金属杆等。 2. 滑动变阻器 注意：有4个接线柱的滑动变阻器，金属棒上的两个接线柱是等效于同一个接线柱。 28 三、变阻器 （2）原理：滑动变阻器的外面涂有绝缘层的电阻丝密绕在绝缘瓷筒上，电阻丝与金属杆上滑片P接触处的绝缘层已刮掉。滑片P通过金属杆和接线柱C相连，当滑片P移动到不同位置时，A与C两个接线柱间电阻丝的长度会不一样；同样的，B与C两个接线柱间电阻丝的长度也会不一样。这样，当滑动变阻器接入电路后，通过滑片P来控制两个接线柱间电阻丝的长度，就可以改变接入电路中电阻的大小。 29 三、变阻器 （3）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）。 （4）结构示意图和符号：如图所示，A、B、C分别表示三个接线柱 ，P表示滑片。元件符号如图所示。 （5）铭牌上各数值的物理意义 ： “××Ω”表示变阻器的最大电阻是××欧；“×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50欧； 允许通过的最大的电流是1.5A。 铭牌 结构示意图 符号 30 三、变阻器 （6）探究滑动变阻器的接法 想一想：滑动变阻器共有A、B、C三个接线柱，使用时，一般情况下只选其中的两个接线柱接入电路M、N两点间，可能有几种连接方法？ 有三种接法： AB AC BC A M S L N 31 三、变阻器 【实验与记录】 ①按图连接电路。 M N A M S L N 32 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 A、B A、C B、C 向左 向右 变亮 变暗 变大 变小 向左 向右 变亮 变暗 变大 变小 向左 向右 不变 不变 不变 不变 ②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。 33 三、变阻器 ①分析实验序号1与2可以得出：当滑动变阻器在下方接线柱AB与上方金属棒CD各选一个接线柱时，移动滑片可以改变连入电路中的电阻值。 ②分析实验序号3可以得出：当滑动变阻器选用了下方两个接线柱AB时，移动滑片不能改变连入电路中的电阻值。 【分析论证】 34 三、变阻器 C D B A ③把接线柱A、B连入电路的分析 电流方向 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。 ➛ ➛ 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。 35 三、变阻器 【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电阻的变化情况取决于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”。 滑动变阻器的使用方法 36 三、变阻器 视频演示——《练习使用滑动变阻器 》 37 三、变阻器 3. 电位器 滑动电位器 电子产品用到的电位器 旋转式电位器 （1）电位器：滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器中，用于音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。 38 三、变阻器 （2）电位器及其应用 ①构造：如图是机械式电位器，主要有电阻丝和滑片组成，它通过机械式旋钮调节电阻的大小。 ②工作原理：如图所示，若把A和B两个接线柱串联接入电路，则PB部分接入电路。当滑动片P顺时针旋转时，接入电路中的电阻变小，电流变大，音量变大，反之音量变小。 39 三、变阻器 调光 调速 调音控制台 ③电位器的一些应用 电位器也可以用在其他电器上，例如，可调亮度的电灯，可调温度的电热毯、电饭锅，等等。 电热毯调温开关 40 三、变阻器 4. 热敏电阻或光敏电阻 （1）热敏电阻或光敏电阻 由某些材料制成的电阻，其阻值会随外界温度或光照强度的变化而发生明显变化，这类电阻叫做热敏电阻或光敏电阻。 它们可以应用在温控或光控电路中，如冰箱的温度调节，路灯的自动开关等。 41 三、变阻器 （2）自动测温装置 如图所示，热敏电阻R1的阻值随温度变化的关系如图乙所示，热敏电阻R1的阻值随环境温度的升高而减小。 当环境温度降低时，R1的阻值变大，电路总电阻变大，电路电流减小，电流表的示数减小，电压表的示数也减小。所以，电流表或电压表可以指示出温度值。 42 三、变阻器 【例题5】如图所示，是闭合电路中，滑动变阻器的接法，下列判断正确的是（       ） A．滑片向左移动，变阻器的阻值变大 B．滑片向右移动，变阻器的阻值变大 C．电流必须从上接线柱流进变阻器，从下接线柱流出 D．电流必须从下接线柱流进变阻器，从上接线柱流出 A 【解析】AB．由图知，滑动变阻器下端的接线柱接在右端，则滑片向左移动时，电阻丝接入电路的长度变大，阻值变大，故A正确，B错误； CD．变阻器中电流的流向没有限定，所以电流可由上接线柱流入，由下接线柱流出，也可由下接线柱流入，上接线柱流出。故CD错误。 43 三、变阻器 【例题6】如图所示，甲为某调光台灯，乙为该调光台灯用到的电位器的结构图，A、B、C为电位器的三个接线柱，转动滑片可调节灯泡亮度。下列分析不正确的是（　　） A．电位器应该与调光台灯的灯泡串联 B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的 C．若只将A、B接入电路，顺时针旋转滑片，灯泡将变暗 D．若只将A、C接入电路，逆时针旋转滑片，灯泡将变亮 D 44 三、变阻器 【解析】 A．电位器串联在电路中能改变电路中电流的大小，图中电位器应与灯泡串联，转动滑片可调节灯泡亮度，故A正确，不符合题意； B．电位器和滑动变阻器的工作原理是相同的，是通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻的，故B正确，不符合题意； C．若只将A、B接入电路，滑片左边的电阻丝接入电路，即滑片顺时针转动旋钮时，电阻变大，灯泡将变暗，故C正确，不符合题意； D．若只将A、C接入电路，电位器的全部电阻丝都接入电路，不能改变电路的电流，所以不能改变灯泡的亮度，故D错误，符合题意。故选D。 45 四、课堂总结 第1节 电阻　变阻器 课堂总结（1） ①概念：表示导体对电流阻碍作用的物理量，用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： 导体的电阻取决于它的材料、长度和横截面积. 材料相同的导体，长度越长、横截面积越小，电阻越大； 长度、横截面积都相同而材料不同的导体，电阻大小一般不同. ①变阻器：能够改变电阻的器件叫做变阻器. 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 影响电阻因素 电阻 变阻器 滑动 变阻器 47 课堂总结（1） 48 五、提升训练 第1节 电阻　变阻器 提升训练 【解析】A．导体的电阻与长度有关，在材料、横截面积、温度不变时，导体的长度越短，导体的电阻越小，故A不符合题意； BC．电阻是导体本身的一种性质,与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压大小和通过其电流大小无关，故BC不符合题意； D．导体的电阻与横截面积有关，在材料、长度、温度不变时，抽去几条铝线，减小了横截面积，导体的电阻变大，故D符合题意。 故选D. 1．如图所示为常用的铝芯导线，它由多条铝线外包绝缘皮制成，下列方法能增大其电阻的是（　　） A．减小铝芯导线的长度 B．增大铝芯导线两端的电压 C．减小铝芯导线中的电流 D．抽去几条铝线 D 提升训练 【解析】对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体，由于AB段的横截面积小，BC段的横截面积大，故AB段的电阻大于BC段的电阻；且此两段电阻串联，根据串联电路中电流处处相等的关系可知，这两段导体中的电流是相等的。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C. 2. 如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小，有（　　 ） A．AB段电阻大，电流小 B．BC段电阻大，电流大 C．AB段电阻大，电流与BC段相等 D．BC段电阻大，电流与AB段相等 C 提升训练 【解析】铅笔芯与灯泡串联，当缩短a、b两夹子之间的距离时，铅笔芯接入电路中的材料、横截面积不变，长度变小，铅笔芯接入电路中的电阻变小，电路电阻变小，通过灯泡的电流变大，可观察到灯泡的亮度将变亮。 利用此装置探究影响电阻大小的因素时，若发现小灯泡的亮度变化不够明显，此时可以在电路中串联一个电流表，通过电流表指针的变化，判断电路电流的变化，从而得出导体电阻的变化。 3. 如图所示，将铅笔芯接在a、b之间灯泡发光，当缩短a、b两夹子之间的距离时，可观察到灯泡的亮度将______（选填“变亮”“不变”或“变暗”）；利用此装置探究影响电阻大小的因素时，若发现小灯泡的亮度变化不够明显，此时可以在电路中串联一个________（选填“电流表”或“电压表”）。 电流表 变亮 提升训练 【解析】旋转式变阻器与滑动变阻器的原理都是通过改变接入电路的导体的长度来改变其连入电路的电阻。 图中旋转式变阻器的AB两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是PA段，当轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻丝的长度变大，故它连入电路的电阻将变大。 4. 旋转式变阻器（如图所示）与滑动变阻器相比，外形不同，但原理都是通过改变接入电路的导体的_______来改变其接电路的电阻。若图中旋转式变阻器的A、B两接线柱连入电路，则当转轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻将变______ 。  长度 大 【解析】由题知，滑动变阻器的滑片向D端移动时，灯L2的亮度逐渐变暗，灯L1的亮度不变，即两灯互不影响，所以两灯是并联的，且滑动变阻器的左接线柱与L2串联；电流表测L1的电流，所以电流表应与L1串联，实物连接如图所示。 5. 请用笔画线代替导线将如图所示的实物图补充完整。要求：电流表只测L1的电流，滑动变阻器的滑片向D端移动时，灯L2的亮度逐渐变暗，灯L1的亮度不变。 6．小明做“探究影响导体电阻大小的因素”实验，做出了如下猜想： 猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关； 猜想二：导体的电阻可能与导体的横截面积有关； 猜想三：导体的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、材料如下表所示： （1）如图电路，实验前最好在导线a、b间连接________（选填“导线”或“电阻”），在M、N之间分别接上不同导体，闭合开关，通过观察_________来比较导体电阻大小； 电阻 电流表示数 编号 材料 横截面积S（mm2） 长度l（m） A 镍铬合金 1.0 0.25 B 镍铬合金 1.0 0.50 C 镍铬合金 2.0 0.25 D 锰铜合金 1.0 0.25 提升训练 （2）为了验证猜想一，可依次把M、N跟______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）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）小明在做“探究影响导体电阻大小的因素”实验时，发现实验器材中电阻丝只有一根，其他器材足够，不能完成的实验探究是____。 A．导体电阻与长度的关系 B．导体电阻与材料的关系 C．导体电阻与横截面积的关系 A、B B 猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关； 【解析】（1）实验前最好在导线a、b间连接电阻，可以起到保护电路的作用，在M、N之间分别接上不同导体，闭合开关，通过观察电流表示数来比较导体电阻大小，这是转换法。 （2）影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积以及温度，实验中采用的是控制变量法；A、B的材料和横截面积相同，长度不同，可以验证猜想一。 （3）只有一根电阻丝，电阻丝的材料相同，所以她利用这根电阻丝和上述电路，不能够完成猜想三，故AC不符合题意，B符合题意。故选B。 编号 材料 横截面积S（mm2） 长度l（m） A 镍铬合金 1.0 0.25 B 镍铬合金 1.0 0.50 C 镍铬合金 2.0 0.25 D 锰铜合金 1.0 0.25 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $$