第1节 电阻 变阻器（教学课件）物理沪科版（五四学制）2024九年级上册

该初中物理课件聚焦电阻概念、影响因素及滑动变阻器，以“不同材料导体导电能力”实验导入，通过连接导线与接入康铜丝、镍铬合金丝的对比，观察电流和灯泡亮度变化引出电阻阻碍作用，再探究材料、长度、横截面积对电阻的影响，最后学习滑动变阻器原理与应用，构建从现象到概念再到应用的学习支架。 其亮点在于以实验探究贯穿始终，如电阻影响因素的对比实验（表一、表二）培养科学探究能力，通过数据归纳推理得出结论落实科学思维，结合导线材料、半导体芯片等生活实例深化物理观念。学生能提升探究与推理能力，教师可借助结构化资源高效教学。

沪科版（五·四学制） 九年级上册 第12章 欧姆定理 第1节 电阻 变阻器 01 02 03 04 05 CONTENTS 电阻 电阻的大小与哪些因素有关？ 如何改变电阻？ 学习目标 1. 通过实验探究不同材料的导体导电能力一般不同； 2. 学习电阻的概念、表示、单位及其换算；常见的电阻元件； 3. 探究电阻的大小与哪些因素有关； 4. 了解半导体，电阻与材料，超导现象； 5. 掌握滑动变阻器的结构、原理、作用、及其连接方法； 6. 学习电位器及其在电路中的应用。 重点难点 教学重点： 1.电阻的概念、表示、单位及其换算；电阻的影响因素； 2.滑动变阻器的结构、原理、作用、在电路中的连接方法； 3.电位器、敏感电阻的应用。 1.探究电阻的影响因素实验； 2.滑动变阻器、电位器等在电路中的综合应用。 教学难点： 情景引入 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（图 12-1-1）。 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？ PART ONE 电阻 不同材料的导体虽然都能导电，但是它们的导电能力是否相同呢？ 探究新知 不同材料导体的导电能力是否相同？ 如图 12-1-2 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。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。 自主活动 图12-1-2 探究不同材料导体的导电能力 接入一根康铜丝后，小灯泡发光亮度变暗，电流表示数减小。 图12-1-2 探究不同材料导体的导电能力 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？ 变暗； 减小。 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。 1.电阻：物理学中把表示导体对电流阻碍作用的物理量叫做电阻，用R表示。 电阻 2.电阻的单位：在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是 Ω。 电阻的常用单位还有千欧（kΩ)和兆欧（MΩ)。 它们的换算关系为： 1kΩ = 1×103 Ω 1MΩ = 1×106 Ω 3.横截面积为 1mm2 、长为 10 m 的铜线电阻约为 0.2 Ω,普通电吹风吹热风时的电热丝电阻约为 40 Ω。 4. 具有一定电阻值的元件—电阻器，也常简称为电阻。图12-1-3为常见的电阻，其中有能承载十几安电流的波纹电阻，也有只能承载几毫安电流的贴片电阻。如果按照电阻所用材料来分类，有碳膜电阻、金属膜电阻等。电阻在电路图中用符号“ ”表示。 常见的电阻元件 图12-1-3 各种电阻 PART TWO 电阻的大小与哪些因素有关？ 我们已经知道，导体的电阻大小与导体的材料有关。除了材料不同之外，导体还有长短、粗细的差别，那么电阻的大小是否和导体的长度、 粗细有关呢？ 提出问题 自主活动 现有长度相同的镍铬合金丝AB 和CD， CD 比AB粗，其横截面积较大。 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12-1-4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。 图 12-1-4 探究电阻与导体长度、横截面积的关系 接入导体 长度 横截面积 电流强度/A 导体电阻 镍铬合金丝 L S 镍铬合金丝 2L S 大 表一：探究导体的电阻与长度的关系 小 小 大 实验结论：导体材料和横截面积相同时，导体长度越长，导体电阻越大。 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。 图 12-1-4 探究电阻与导体长度、横截面积的关系 接入导体 长度 横截面积 电流强度/A 导体电阻 镍铬合金丝 L 2S 镍铬合金丝 L S 大 表二：探究导体的电阻与横截面积的关系 小 小 大 实验结论：导体材料和长度相同时，导体横截面积越大，导体电阻越小。 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。 表 12-1-1 为长1m 、横截面积1mm2 的一些金属导体在18 ℃ 时的电阻。 由表 12-1-1 提供的数据可知，相同长度和横截面积的银线、铜线、铝线的电阻都比较 小，但普通导线用铜制成，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？ ①铝的密度比铜小，更适合高压架空线路； ②铝的价格比铜低，成本比较小。 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。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（图 12-1-5）。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。 图 12-1-5 半导体元件 连接如图所示的电路，通常温度下，玻璃为绝缘体，小灯不亮；当加热玻璃后，小灯变亮，电路中有电流，表明玻璃导电，成为导体。 绝缘体在一定条件下可以变为导体 在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大，导电性能较弱。 右图展示的是不同材料在导电性能上的排序，从上至下，材料的导电性能依次减弱。 绝缘体和导体并没有绝对界限。 电阻与材料 某些物质在很低的温度时，电阻就变成了零，这就是超导现象。 能够发生超导现象的物质叫做超导体。 物质电阻变为零的温度称为临界温度。当外界温度低于该物质的临界温度时该物质具有超导性。如铝在 －271.76℃ 以下电阻就变成了零。 超导现象 电阻率，与材料种类有关 导体长度 导体横截面积 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。同时导体电阻还与温度有关。 拓展：电阻定律 PART THREE 如何改变电阻？ 1.结构：瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱等。 2.结构示意图和电路符号如图所示： 结构示意图 电路符号 做实验时常常需要改变电路中的电流，我们 可以在电路中接入一种叫做变阻器的元件来改变电路中电阻的大小，从而改变电流。 利用电阻与导体长度的关系，可制成实验室常用的滑动变阻器。 滑动变阻器 3.原理：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变连入电路中的电阻。 4.作用：(1)保护电路；(2)改变电路中的电流；(3)改变用电器两端电压。 滑片P 接线柱C 接线柱A 接线柱B 接线柱D 金属杆 电阻线 滑动变阻器的结构 如图所示，与定值电阻不同，滑动变阻器一般有三个接线柱； 黑色绝缘层包裹着的电阻丝缠绕在绝缘瓷筒上，电阻丝的两端分别连着接线柱 A 和B，它与金属滑片 P 接触处电阻丝上的绝缘层已被刮去；滑片 P 通过金属杆与接线柱 C相连。 滑动变阻器的铭牌上标有一些参数， 比如 “20 Ω 2 A”。 ①“20 Ω”的含义是滑动变阻器的阻值范围是 0 ～ 20 Ω, ②“2 A”的含义是允许通过变阻器电阻丝的最大电流是 2 A。 滑动变阻器铭牌的物理意义 实物图 结构示意图 元件符号 如何连接接线柱？ 滑动变阻器的连接方法 连接方法：串联在电路上，“一上一下”原则，连接前将滑片放在阻值最大处。 为什么需要“一上一下”？ A B C D 接AB 所有电阻都连入了电路， 相当于接入一个定值电阻 结构示意图： 滑动变阻器的错误接法1 连接方法：串联在电路上，“一上一下”原则，连接前将滑片放在阻值最大处。 金属杆接入电路， 相当于接入一根导线 A B C D 接CD 结构示意图： 滑动变阻器的错误接法2 连接方法：串联在电路上，“一上一下”原则，连接前将滑片放在阻值最大处。 有几种连接方式？ A B C D A B C D A B C D A B C D 滑动变阻器的正确接法 连接方法：串联在电路上，“一上一下”原则，连接前将滑片放在阻值最大处。 A B C D A B C D A B C D A B C D 接入电路的是哪一段？ 连入电路中的电阻是AP段 P P P P 连入电路中的电阻是AP段 连入电路中的电阻是BP段 连入电路中的电阻是BP段 A B C D A B C D 连入电路中的电阻是AP段 P P 结构示意图： 滑片P向右移，电阻丝长度变 ，接入电路中的电阻变 。 长 大 A B C D A B C D P P 连入电路中的电阻是BP段 滑片P向右移，电阻丝长度变 ，接入电路中的电阻变 。 短 小 如何利用滑动变阻器改变电路中的电流呢？ 自主活动 连接如图 12-1-7 所示电路， 将滑动变阻器任意两个接线柱接入电路中的 M、N两点。 ① 在图 12-1-7 中的滑动变阻器上用笔将电流通过的那一部分电阻丝圈出。 ② 闭合开关S，移动滑片P， 观察电流表的示数变化。 ③ 在小灯泡两端并联一个电压表，移动滑片P，观察电流表示数变化的同时，电压表的示数如何变化。 图 12-1-7 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 利用滑动变阻器改变电流（或电压） 以M端与C端相连，N端与B端相连为例，电流通过的那一部分电阻丝如红色部分所示（闭合开关）； 若闭合开关，滑片P向右端滑动，小灯泡发光变亮，电流表示数变大。 在小灯泡两端并联一个电压表，滑片P向右端滑动，电流表示数变大，电压表示数也变大。 因此，滑动变阻器不仅可以改变电路中的电流，还可改变用电器两端的电压。 注意：只要将滑动变阻器的接线柱C与A或B接入电路，就可通过移动滑片使它连入电路的阻值在0到最大阻值范围内变化。 图 12-1-8 电位器 除了实验室里常用的滑动变阻器外，各种电器中还会使用电位器，电位器也是一种可变电阻器（图 12-1-8）。尽管它们的外形不同，但工作原理都与滑动变阻器相似。 电位器 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（图 12-1-9）。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。 变阻器作为控制元件，可以改变电路中通过 用电器的电流及其两端的电压，被广泛应用于各 种电子仪器中。 图12-1-9 热敏电阻和光敏电阻 1．关于导体的电阻，下列说法中正确的是（ ） A．导体电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越小 B．导体电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大 C．导体电阻与电流有关，电流越大导体的电阻越小 D．导体电阻与电流有关，电流越小导体的电阻越大 B 课堂练习 2. 0.2 MΩ=_______Ω=______KΩ 2×105 200 3．有材料相同的 a、b、c 三根电阻线，它们的电阻分别是 Ra=10 Ω、Rb=15 Ω、Rc=20 Ω。 如果它们的长度相同，则最粗的是______线， 如果它们的粗细相同，则最长的是______线。 a c 4 ．滑动变阻器的工作原理是改变接入电路中电阻丝的 ( ) A ．长度 B ．粗细 C ．温度 D ．密度 A 5．下面描述的物体中，主要由半导体材料制成的是 ( ) A ． 白炽灯的灯丝 B ．手机芯片 C ．手机的充电线 D ．电水壶的手柄 B A ．ac B ．ab C ．bd D ．cd 6 ．如图，若使滑片 P 向右滑动时滑动变阻器接入电路中的阻值变小，应连接 ( ) C A ．选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的材料有关 B ．选择金属丝①和②可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关 C ．选择金属丝②和③可以探究电阻的大小是否跟导体的长度有关 D ．实验过程中，若灯泡亮度变化不明显，可将灯泡换成电压表进行实验 7．某实验小组利用如图所示的装置探究影响导体电阻大小的因素，实验中用到的锰铜丝和镍铬合金丝的横截面积相同。下列说法正确的是 ( ) C 课堂小结 1．一个滑动变阻器，铭牌上标有“100 Ω 1 A”的字样，以下几种对铭牌意义的理解，你认为正确的是 ( ) A ．电阻的最小值是 100 Ω , 允许通过的最大电流是 1 A B ．电阻的最小值是 100 Ω , 允许通过的最小电流是 1 A C ．电阻的最大值是 100 Ω , 允许通过的最大电流是 1 A D ．电阻的最大值是 100 Ω , 允许通过的最小电流是 1 A C 布置作业 2．如图甲所示是某品牌电风扇的调速旋钮，如图乙所示是其对应电位器的结构图。在图乙中，若要使旋钮顺时针转动时风扇转速加快；则接入电路中的接线柱为 ( ) A ．a 与 b B ．b 与 c C ．a 与 c D ．以上都可以 B 感谢观看 THANK YOU FOR WATCHING $$