14.1 电阻（教学课件）物理沪粤版2024九年级上册

如图，有甲乙丙三根铜导线。已知甲的横截面积最大，乙和丙的横截面积相同，而甲的长度与乙的长度相同，都小于丙的长度。那甲乙丙三根铜导线电阻之间的关系如何？我们知道影响电阻大小的因素有三个，材料、长度与横截面积。同种材料长度相同的导体，横截面积越大电阻越小。而同种材料横截面积相同的导体，长度越短电阻越小。现在甲乙丙三根都是同导线材料相同，因此只需要关注它们的长度和横截面积的关系，就可以得出电阻阻值的关系。先来看甲和乙，二者长度相同，而甲的横截面积要大于乙的横截面积。根据第一条，横截面积大的，甲的电阻来的小，所以甲的电阻小于乙的电阻。再来看乙和丙，二者横截面面积相同，而乙的长度要小于丙的长度。根据第二条，长度短的，乙的电阻要来的小，也就是说乙的电阻小于丙的电阻。综上可以得出三者之间的大小关系，甲的电阻小于乙的电阻，小于丙的电阻，完美总结一下，影响电阻大小的因素有三个，材料、长度与横截面积。同种材料长度相同的导体，横截面积越大的电阻越小。而同种材料横截面积相同的导体，长度越短电阻越小。你学会了吗？呵呵。 如图是一个电阻箱，请问此时电阻箱的读数是多少？电阻箱的读数需要将各指针所指的示数乘以下面的倍数，然后将它们相加，所得的结果即为电阻箱的读数。比如此时左上角的指针为9乘以1000为9000，右上角的指针为6乘以100为600，左下角的指针为0乘以10还是0，右下角的指针为一乘以一为一，加起来为9601欧姆。这就是电阻箱的读数，简单吧？你学会了吗？呵呵。 小胖子连了个非常复杂的电路，长成这个样子。那么以下这么多种情况中，电路都是什么样的呢？你是不是有种想死的感觉，这些变态的实物图确实很心塞，必须得转化成电路图还是好心塞。其实利用电路图我们主要想知道这些电阻灯泡是怎么连的，串还是并以及表测的是谁。所以今天教你个更简单的电路图，等效电路图。这是一种化简掉N多元件，将电路图简化，无电源、无开关、无表的三无产品。先来教你第一个，纸币和S2P在最右边，我们先干掉电表，电流表变成导线，电压表则变成断路，断开的开关当然也要去除。仔细看一下，电流到这里这边都流不通了，只能沿着这里流回到负极灯和滑动变阻器串联，于是我们这样画一个小圈儿代表正极连出去，先到了R2，然后跨过它到了L再回到一个小圈代表负极就行了，然后恢复这两个电表，看一看他们干了什么活电流表测量了这一路的电流，在这里画出箭头和I电压表则接在了L两端，所以得到这样的U一个等效电路图就完成了，那再来试试第二个，闭合它，断开这两个，还是先干掉两个表和两个开关，于是发现这两条路不通了，只能这样流过去，还是串联，先画小圈连接到R2，注意这里的滑片P在中间，所以只有2分之1倍的R然后连接R一之后是L最终再来一个小圈儿再看一下表的作用，电流表压根没电流通过，不用画了，电压表还是L两端的电压，这样画出来就可以了，最后这个还是一样的，干掉S3和2个电表，滑片在最左边，那这个电阻也就没了，一样干掉，于是电流流到这里会发现分两叉，一条走上面的L一条走下面的R1，最终共同回到负极是并联，所以等效电路图就是这个样子的。看一下电表，电流表只测了这一条路，所以这里画箭头和I电压表则是电源的电压，这样画好就OK了。总结一下等效电路图就是无开关、无电表、无电源的简化电路图。应先去除电表和断开的开关之后，从正极出发画出沿途的所有电器元件，最后把表带回，在图中标注出电表测量的物理量就完成了，记得画等效电路图能帮助我们更好的分析电路，是一个非常重要的技能哦，一定要掌握，这样的三无产品你学会了吗？ null 沪粤版 九年级上册 第十四章 欧姆定律 14.1 电阻 学习目标 1．科学观念：理解电阻是导体对电流的阻碍作用，掌握单位（Ω、kΩ、MΩ）。明确电阻与材料、长度、横截面积的关系（长↑/细↑→电阻↑），了解温度对电阻的影响； 2．科学思维：运用控制变量法探究电阻的影响因素。通过数据（如金属电阻表）比较材料导电性，解释实际选材（如铜＞铁）。识别电阻器符号，理解变阻器功能模型； 3．科学探究：规范操作实验，观察灯泡亮度/电流表变化。总结电阻与长度、横截面积的定量关系（正比/反比）。设计滑动变阻器电路控制灯泡亮度，分析滑片移动的影响； 4．科学态度与责任：关注电阻在实际生活中的应用，如铜作为导线材料的原因，体会物理知识的实用价值。认识到科学探究中实验的重要性，培养严谨的科学态度。 重点难点 教学重点： 1．电阻的概念、单位及换算，以及影响电阻大小的因素（材料、长度、横截面积、温度）； 2．滑动变阻器的工作原理及使用方法，包括通过改变电阻丝长度来改变电阻； 3．运用控制变量法探究电阻影响因素的实验过程与结论。 1．对电阻是导体本身性质的理解，能解释不同条件下电阻的变化； 2．滑动变阻器的正确接线方法及滑片移动对电阻和电流的影响分析； 3．控制变量法在探究实验中的准确应用，避免变量混淆。 教学难点： 生活中导线大多是用铜做的，特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体，既多又便宜，想想看，为什么不用铁来做导线呢？ 情景引入 情景引入 在学习电压、电流时 通过电压与水压、电流与水流进行类比，认识了什么是电压？什么是电流？ 水流动时，固定在水中的物体对水流有阻碍作用通过类比 电流在导体中流动时有阻碍吗？阻碍有哪些影响因素？ 02 03 CONTENTS 影响电阻大小的因素 电阻器 探究新知 01 导体的电阻 PART ONE 导体的电阻 观察思考 问题：为什么电线常用铜制作，而不用铁？ 电阻的概念与单位 观察思考 电阻的概念与单位 1、实验目的：比较不同导体对电流的阻碍作用 2、实验方法：①控制变量法；②转换法：用电流表示数大小、灯泡的亮暗来表达导体电阻对电流的阻碍大小 电流大、灯亮表示导体电阻对电流的阻碍小，说明导体的电阻小 观察思考 电阻的概念与单位 3、实验器材及作用 电源：提供电压的装置 开头：控制电路的通断 电流表示数，灯泡亮暗：表示电流的大小 灯泡：保护电路作用 不同规格的电阻丝：对电流的阻碍不同 老虎夹：方便快速改变电阻丝接入电路长度 观察思考 电阻的概念与单位 4、实验过程 1）按电路图，连接好实验电路 2）在实物电路AB间分别接入不同的电阻丝，观察电流表示数      大小及灯泡亮暗 观察思考 电阻的概念与单位 实验现象： 在电路AB间分别接入不同的电阻丝，观察电流表示数大小及灯泡亮暗是不同的， 1）电流表示数越大，灯泡越亮，说明电阻丝对电流的阻碍越小 2）电流表示数越小，灯泡越暗，说明电阻丝对电流的阻碍越大 不同金属导体对电流的阻碍作用是不一样的 5、实验结论： 观察思考 电阻的定义 1、物理学中，用电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，电阻大，阻碍大，用符号R表示 2、电阻单位： 国际单位：欧姆，简称欧（Ω） 常用单位：千欧（KΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系：1MΩ = 103kΩ   1kΩ = 103Ω 欧姆是德国物理学家 PART TWO 影响电阻大小的因素 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 探究导体电阻的实验装置如图 所示，演示板上固定着三根金属丝其材料和直径见图(图中金属丝均为圆柱形，直径单位为毫米)。 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 1、探究问题:导体的电阻跟什么因素有关 2、猜想与假设 1）导体的长度对电阻的影响 2）导体的橫截面积（粗细）对电阻的影响 3）导体的材料对电阻的影响 4）温度对导体电阻的影响 3、实验方法：控制变量法、转换法 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 4、实验器材与作用 1)电源：提供电压的装置 2)开头：控制电路的通断 3)电流表示数，灯泡亮暗：表示对电流的阻碍大小和灯泡对电路的保护作用 4)不同规格的电阻丝：对电流的阻碍不同 5)老虎夹：方便快速改变电阻丝接入电路的长度 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 5、探究过程 1）控制导体的材料和粗细相同，探究导体的长度对电阻的影响 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 现象： 导体的材料和粗细相同时，电阻丝接入的长度越长，灯泡就越暗，电流表的示数就越小，说明对电流的阻碍就越大 结论： 在材料和粗细相同时，导体的电阻跟导体的长度有关，导体越长，电阻越大，导体越短，电阻越小 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 2）控制导体的材料和长度相同时，探究导体的横截面积（粗细）对       电阻的影响 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 现象： 导体的材料和长度相同时，电阻丝越细，灯泡就越暗，电流表的示数就越小，说明对电流的阻碍就越大 结论： 控制导体的材料和长度相同时，导体的电阻跟导体的横截面积有关，导体横截面积越大，电阻越小，导体横截面积越小，电阻越大 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 3）控制导体的横截面积和长度相同时，探究导体的材料对电阻的影响 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 现象： 导体的横截面积和长度相同时，接材料锰铜比接镍铬灯泡要亮些，电流表的示数要大些，说明材料锰铜对电流的阻碍小，材料镍铬对电流的阻碍大 结论： 在横截面积和长度相同时，导体的电阻跟导体的材料有关，不同材料的导体，其电阻不同 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 4）控制导体的材料、长度和粗细相同，探究温度对导体电阻的影响 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 现象： 导体的材料、横截面积和长度相同时，导体在持续加热的情况下 电流表的示数变小，说明导体的电阻增大了 结论： 研究表明，导体的电阻还跟温度有关。 多数金属的电阻随温度的升高而增大，一个正常发光的灯泡，其灯丝的电阻比不发光时要大得多。 活动1 探究导体电阻与哪些因素有关 实验操作 6、实验结论： 导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积、温度有关 一定温度下 注意： 1）电阻是导体本身的一种性质，它的大小与是否接入电路、外加电 压及通过电流大小无关 2）多数金属的电阻随温度的升高而增大   PART THREE 电阻器 电阻器 阅读思考 在物理实验及电子技术中常常需要各种电阻器。电阻值固定不变的电阻器称为定值电阻，其电路符号是 ;电阻值可以调节的电阻器叫做变阻器。常用的变阻器有滑动变阻器(电路符号是 )上电位器等。 活动2 认识滑动变阻器 阅读思考 实验室常用的滑动变阻器如下图所示，A、B、C、D是滑动变阻器的四个接线柱。 活动2 认识滑动变阻器 阅读思考 1）结构：电阻丝、金属杆、滑片、接线柱等 2）铭牌上标有滑动变阻器工作条件 50Ω1.5A表示：最大阻值是50Ω，允许通过的最大电流是1.5A 3）工作原理：改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻 活动2 认识滑动变阻器 （1）滑动变阻器是通过改变电阻丝的____来改变电阻的。 （2）这个滑动变阻器的铭牌标示值是____Ω，这个值指的是哪两个接线柱间的电阻？ （3）滑片是怎样与电阻丝接触的？哪两个接线柱之间的电阻很小，几乎为零？ （4）如图14-1-4所示的变阻器，当滑片 P 向右滑动时，哪两个接线柱间的电阻变大？哪两个接线柱间的电阻变小？哪两个接线柱间的电阻不变？ 答案：（1）长度 （2）50 （3）滑片通过与电阻丝表面涂有绝缘层被刮去的部分接触（即滑片与电阻丝的接触滑道接触）；C、D 两个接线柱之间是金属杆，电阻很小，几乎为零 。 （4）当滑片 P 向右滑动时： A、C（或 A、D ）接线柱间，接入电路的电阻丝长度变长，电阻变大； B、C（或 B、D ）接线柱间，接入电路的电阻丝长度变短，电阻变小； A、B 接线柱间是整段电阻丝，C、D 接线柱间是金属杆，它们的电阻不变 。 活动2 认识滑动变阻器 想一想 滑动变阻器上有四个接线柱，通常接入电路时只需接两个，共有几种接法？在每种接法中，滑动变阻器上哪些部分有电流通过？哪几种接法不能起到改变电阻的作用？ 接法数量：共有 6 种 接法，四个接线柱为 A、B、C、D ，具体组合是 AC、AD、BC、BD、AB、CD 。 每种接法电流通过部分： 接 AC、AD ：电流通过金属杆 C - D 、滑片、滑片与电阻丝接触部分、电阻丝 A 到接触点部分 。 接 BC、BD ：电流通过金属杆 C - D 、滑片、滑片与电阻丝接触部分、电阻丝 B 到接触点部分 。 接 AB ：电流通过整段电阻丝 A - B ，金属杆和滑片无电流（因为 AB 直接连电阻丝，电流不经过金属杆、滑片） 。 接 CD ：电流通过金属杆 C - D ，电阻丝无电流（CD 是金属杆，电阻很小，电流直接走金属杆，不经过电阻丝 ）。 不能改变电阻的接法：接 AB（接入整段电阻丝，电阻为最大值且固定不变 ）和接 CD（接入金属杆，电阻几乎为 0 且固定不变 ）这两种接法不能起到改变电阻的作用 。 活动3 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 实验操作 提出你的设计方案，并与同学讨论。按照设计方案在图 中选择实验器材， 并在虚线框中画出电路图，连接电路，进行实验。请思考以下问题： （1）应该怎样连接电路，才能使滑动变阻器起到改变电路电阻的作用？ （2）接通电路后，滑片向哪边移动，可以使小灯泡由暗变亮？你还能通过调节滑动变阻器使小灯泡由亮变暗吗？ 活动3 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 实验操作 1）实验目的：用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 2）设计电路： 活动3 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 实验操作 3）实验过程 ①按电路图连接实物电路 ②移动滑片，观察电流表示数变化和小周灯泡的亮暗变化 活动3 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 实验操作 4）结论： ①滑动变阻器的作用： a)改变电路中的电流；b)对电路起保护作用 ②滑动变阻器连接方式：     a)一般串联在电路中使用                     b)接线要“一上一下”，不能同时接上面的两个接线柱和同时接        下面的两个接线柱                    同时接上面两个接线柱：如图E：相当于导线         同时接下面两个接线柱：如图F：相当于一个定值电阻     c)闭合开关前应把滑片调至阻值最大处。 活动3 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 实验操作 ③电阻丝接入部分的判断：     a)有电流流过的电阻丝接入电路，接入电阻丝变长则阻值变大，反之变小     b)电阻丝哪端与导线相连就是哪端接入电路，接入电阻丝变长则阻值变大，反之变小 活动3 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 实验操作 要点归纳： (1)滑动变阻器必须满足“一上一下”的接法。 (2)一般情况下，变阻器应串联在电路中。 (3)电路中开关闭合前，滑动变阻器应接入最大阻值，即离下接线柱最远端。 (4)滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻和允许通过的最大电流。滑动变阻器使用时，电路中的电流不能超过其允许通过的最大电流。 电位器和变阻箱 拓展延伸 变阻器的作用主要是通过调节其电阻值，改变电路中的电流， 滑动变阻器一般只在实验室中应用，有些家用电器音量调节的器件也是一种变阻器，通常称为电位器。 电位器和变阻箱 拓展延伸 电阻箱 课堂小结 布置作业 1．某同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时，连接如图所示的电路，将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处，闭合开关S，发现小灯不亮，接下来的操作，在以下步骤中最合理的是（　　） A．断开开关S，更换灯泡重新实验 B．断开开关S，增加电池的节数重新实验 C．断开开关S，拆掉导线重新连接电路 D．观察电流表的示数是否为零，判断电路是否断路 【答案】D 【答案】滑动变阻器的最大电阻为10 Ω 允许通过的最大电流是1.5 A A A、C 不变 定值电阻 2．如图甲所示是滑动变阻器的结构示意图,它的铭牌上标有“10 Ω  1.5 A”,其中10 Ω表示________，1.5 A表示________________．若将A、D接入电路中，滑片P向_____端移动时，接入电路中的电阻将减小，如果将_____接入电路，也能达到同样的效果．乙图中，M、N间接入甲图中的滑动变阻器，当M与A、N与B相连接，滑片向右端移动，接入电路的电阻将______（填“变大”“变小”或“不变”），这是因为将滑动变阻器当成_______接在电路中。 3．如图所示，是练习使用滑动变阻器改变灯泡亮度的未完成电路，请用笔画线代替导线完成电路连接。要求：灯L1和L2并联，开关同时控制两灯，滑动变阻器只控制L1的亮度，导线不能交叉。 【答案】 4．如图所示，是探究“影响导体电阻大小因素”的实验装置图，实验中分别把a、b、c、d四根导体接入电路，其中导体a、b、d长度相同；a、b、c粗细相同；b、d粗细不同，b比d更细。 （1）该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导体电阻的大小，这种研究问题的方法是_____（选填“控制变量法”或“转换法”）； （2）选用_____两根导体分别接入电路中进行实验，可以探究电阻大小跟导体的长度有关； （3）选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验，可以探究电阻大小跟导体的_____有关； （4）选用b、d两根导线分别接入电路中进行实验，发现接入导线_____时电路中电流比较大，通过这个实验现象可以得出结论：_____。 【答案】 转换法 b、c 材料 d 材料、长度相同时，导体横截面积越大，导体的电阻越小 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 $小胖子想要探究影响电阻大小的因素，于是做了一个实验。如图所示的电路，AD和CD均为镍铬合金线，闭合开关后，通过观察电流表示数的大小，可以比较出合金线电阻的大小。这种研究方法叫什么方法？我们知道这是在探究影响电阻大小的因素，而电阻的大小没有办法直接测量，只能将其接入电路，在两端电压相同时用电路电流的大小来间接比较电阻的大小。这是转化法江南一直先测量的电阻大小转化为电路中电流的大小来表示。当电压相等，电路中产生较大的电流时，说明该电阻阻值较小，而电路中产生较小电流时，说明该电阻阻值较大。你明白了吗？那此时选用了AB和CD长度相同的两根镍铬合金线，请问这是在探究导体电阻大小跟什么的关系？我们知道导体的电阻与自身的材料长度与横截面积有关。此时选用的两根电阻丝都是镍铬合金材料相同，而且长度也相同。根据控制变量法，这是在探究导体的电阻与导体横截面积之间的关系。再来一题为了研究电阻与材料的关系，采用了如图所示的电路，其中AB是铜线，CD是镍铬合金线。它们应该满足什么条件？还是要从控制变量法入手，AB是铜线，CD是镍镉核心线，二的材料不同。既然是探究电阻与材料的关系，那么还需要控制材料的长度与横截面积，所以它们应该长度一样，横截面积也一样。总结一下，探究影响电阻大小因素的实验有两个关键点，一是转换法，将导体电阻的大小转化为电路中电流的大小来判断。二是控制变量法，电阻的影响因素有三个，材料、长度与横截面积。在探究其中一个对导体电阻的影响时，必须要控制其他两个不变。你学会了吗？呵呵。 null如图是一个滑动变阻器，如果将AB接入电路向右滑动滑片时，滑动变阻器接入电路的阻值如何变化？分析一下电流从A流入走到滑片这儿往下左也不通用，也不通，只能从B出去。AB可以认为是导线，所以无论怎么滑动滑片，滑动变阻器接入电路的阻值都是0。如果把BC接入电路向右滑动滑片时，滑动变阻器其接入电路的阻值又会如何变化？电流从B流入，经过滑片往下只能向左从C出去，所以滑片向右移动时，接入电路的部分变长，阻值变大，再改一下题目，将BD接入电路向右滑动，滑片时，滑动变阻器接入电路的阻值会如何变化？电流从B流入，经过划片往下只能向右从D流出去，所以滑片向右移动时，接入电路的部分变短，阻值变小。最后如果是将CD接入电路向右滑动滑片时，滑动变阻器接入电路的阻值会如何变化？简单，电流从C流入到达滑片往上左右都不同，只能向右从D出去，只能走CD因此，无论滑片怎么滑动，滑动变阻器接入电路的阻值都不变，都是自身的最大组织。总结一下，从图中可以看出滑动变阻器接入电路的阻值，关键看下面哪个接线柱接入电路，左边接入电路则滑动变阻器，左半段接入电路，右边接入电路则滑动变阻器右半段接入电路。全接则滑动变阻器最大阻值全部接入电路，全部接则电阻为零，你学会了吗？呵呵。 null导体是能导电的物体，不过不同的导体导电能力一样吗？做个实验就知道了。连好电路发现铜丝和铅笔芯接进去，电流表示数果然不同，这是怎么回事？其实导体虽然能导电，但仍对电流有阻碍作用。我们用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小，符号为R这两个电路电压一样，接铜丝的电路电流大意味着铜丝电阻比较小，当然铅笔芯儿的电阻就比较大了。为了纪念伟大的科学家欧姆，他的名字被定为电阻单位符号。这样比如这个就说明电阻的阻值为十欧姆，欧姆这个单位太小了。还有比它大的，比如千欧，1000欧等于1000欧。还有兆欧，一兆欧等于这么多欧。生活中手电筒的小灯泡灯丝电阻从几欧姆到十几欧姆，日常用的电炉丝电阻约几欧姆。人体也有电阻，但差别很大。平常干燥皮肤的人，电阻大约从2000欧到10万欧，如果皮肤潮湿了，则电阻可能降到1000欧左右。实验中，一米长的总导线电阻才9%，通常会忽略不计。但如果换了铁丝，电阻要比同样的铜导线高六倍左右，所以平常见不到铁导线。另外，电流表的电阻很小，可以忽略不计，就像导线一样。电压表的电阻则特别大，可以看成断路。电路图中我们会用这个符号代表电阻。总结一下，电阻就是导体对电流的阻碍作用。用符号R来表示电阻的单位是欧姆，你明白了吗？