16.3 电阻（教学设计） 物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦电阻的定义、单位、影响因素及半导体超导体知识，通过复习串并联电路规律和灯泡亮度本质，演示不同电阻丝电路对比实验，引出电阻概念，承接电压知识，为欧姆定律等核心内容奠基。 以科学探究为核心，通过分组实验运用控制变量法和转换法探究电阻影响因素，结合典例突破“电阻与电压电流无关”等难点，融入半导体超导体应用体现科学态度与责任。提升学生实验能力和科学思维，为教师提供清晰教学框架和中考考点指导。

16.3 电阻（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第3节 电阻 教学 目标 物理观念 知道电阻的定义、符号、单位及单位换算，理解电阻是导体本身的一种性质；掌握影响电阻大小的四个因素，能区分导体、绝缘体、半导体、超导体。 科学思维 通过灯泡亮度、电流表示数变化转换判断电阻大小，建立转换法、控制变量法的实验思维，能根据实验现象推理电阻影响因素。 科学探究 能自主完成探究影响电阻大小因素的分组实验，熟练运用控制变量法设计实验、操作实验、分析数据、归纳实验结论。 科学态度 与责任 养成严谨规范的电学实验习惯，了解半导体、超导体在生活、科技中的应用，体会物理与现代科技的紧密联系，激发科学探究热情。 教材 分析 本节是第十六章《电压 电阻》的第三节，承接电压、电路规律，是电学三大核心物理量（电流、电压、电阻）的收官基础概念。本节课内容包含：电阻的概念与单位、电阻的物理意义、影响电阻大小的因素、半导体与超导体。 电阻是后续欧姆定律、电功率、动态电路分析的核心基础，是初中电学的“转折点”，从表象电路规律进入定量电学计算核心。本节课的控制变量法实验是中考重点实验考点，概念辨析、影响因素判断、半导体超导体应用均为高频选择题考点。 学情分析 已有基础：学生已掌握电流、电压概念，熟练连接串并联电路，会使用电流表、电压表，具备基础电学实验操作能力，掌握基础的控制变量实验思维。 认知难点：难以理解“电阻是导体本身属性，与电压、电流无关”；容易混淆各影响变量，实验中不会严格控制变量；误以为导体越长电阻越小、越粗电阻越大；无法区分半导体、超导体特点。 学习特点：学生对实验探究兴趣浓厚，但抽象理解能力薄弱，容易凭直觉判断电阻大小，需要通过直观实验现象、对比分析、错题辨析突破思维误区。 教学重点 1. 电阻的概念、符号、单位及换算关系； 2. 影响导体电阻大小的因素：材料、长度、横截面积、温度； 3. 控制变量法在电阻探究实验中的规范应用。 教学难点 1. 理解电阻是导体本身的一种性质，与两端电压、通过的电流无关； 2. 精准运用控制变量法分析电阻影响因素实验； 3. 区分导体、绝缘体、半导体、超导体的特性与生活应用。 教学 器材 电源、开关、小灯泡、电流表、不同材料电阻丝（镍铬、锰铜）、不同长度、不同横截面积电阻丝、酒精灯、多媒体课件 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课（4min） 师生复习互动：教师提问旧知，学生集体作答。 1. 串、并联电路的电流、电压规律分别是什么？ 2. 灯泡亮度不同，本质原因是什么？（两端电压、实际功率不同） 演示对比实验，制造认知冲突： 教师连接两个完全相同的简单电路，电源、灯泡、开关均相同，唯一变量：接入不同的金属电阻丝。闭合开关，学生清晰观察到：一个灯泡亮、一个灯泡暗，电流表示数大小不同。 递进设问：电路电压相同、电源相同，为什么电流大小不同、灯泡亮度不同？是什么因素阻碍了电流的流动？ 学生猜想：电路中存在一种“阻碍电流流动的作用”。 教师总结导入：导体虽然容易导电，但对电流仍然有阻碍作用，这种阻碍作用就是电阻。顺势板书课题：16.3 电阻。 设计意图：通过直观对比实验，将抽象的电阻具象化，让学生直观感知电阻的阻碍作用，自然引出新概念，降低抽象知识理解难度。 思考并回答老师的问题 观察老师的演示实验，知道了灯泡亮度不同的原因，初步理解什么是电阻 学习新课 一、电阻（8min） 1. 电阻定义：导体对电流阻碍作用的大小叫做电阻。 2. 符号：物理量符号 R 3. 单位：国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω。 常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 单位换算：、 4. 物理意义深度解读（难点突破） 电阻越大，导体对电流的阻碍作用越强，电路中电流越小，灯泡越暗；电阻越小，阻碍作用越弱，电流越大，灯泡越亮。 核心易错点精讲：电阻是导体本身的一种性质，只与导体自身因素有关，与导体两端的电压、通过的电流大小无关。即使导体不接入电路、没有电压、没有电流，电阻依然存在且保持不变。 【典例1】（23-24九年级上·吉林长春·期末）如图所示为“探究导体对电流的阻碍作用”的实验电路，将导体接到电路A、B之间。    导体与灯泡是________联的；如果将不同的导体分别接到A、B之间，闭合开关，可通过观察、比较________来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大，则要用________表替换灯泡，作进一步的判断，该表的示数表示导体电阻的____________，该实验用到的方法是___________。 【答案】 串 灯泡亮度 电流 电流 转换 【详解】（1）[1]读图可知，将导体接到电路A、B之间时，导体与灯泡是串联的。 [2][3]在电源电压不变的情况下，AB之间接入的电阻越大，电路中的总电阻越大，电流就越小，灯泡电阻不变的情况下，电流越小，灯泡的实际功率就越小，灯泡就越暗，所以可以根据电流表示数的大小或灯泡的亮暗程度来判断所接入导体电阻的大小；若两个导体的电阻差异不大，则可以用电流表替换灯泡作进一步的判断。 [4][5]略 知道了电阻的概念、符号、单位及其换算，以及对电阻的理解 通过实验探究，加深理解电阻的概念 学习新课 二、影响电阻大小的因素 实验方法重点强调：本实验采用控制变量法，每次只改变一个变量，控制其他变量完全相同；同时利用转换法：通过电流表示数大小、灯泡亮度，间接判断电阻大小。 实验猜想：引导学生结合生活经验猜想：电阻大小可能与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。 探究1：电阻与材料的关系 控制变量：控制长度、横截面积、温度相同，改变导体材料（镍铬丝、锰铜丝）。 实验操作：依次将不同材料电阻丝接入同一电路，观察电流表示数、灯泡亮度。 实验现象：材料不同，电流大小不同，灯泡亮度不同。 实验结论：导体的电阻大小与材料有关。不同材料的导体，导电性能不同，电阻不同。 探究2：电阻与长度的关系 控制变量：控制材料、横截面积、温度相同，改变导体长度（长、短镍铬丝）。 实验现象：接入长电阻丝，电流小、灯泡暗；接入短电阻丝，电流大、灯泡亮。 实验结论：在其他条件相同时，导体越长，电阻越大。 探究3：电阻与横截面积的关系 控制变量：控制材料、长度、温度相同，改变导体横截面积（粗、细电阻丝）。 实验现象：接入粗电阻丝，电流大、灯泡亮；接入细电阻丝，电流小、灯泡暗。 实验结论：在其他条件相同时，导体横截面积越大（越粗），电阻越小。 探究4：电阻与温度的关系（教师演示实验） 实验操作：将灯丝接入电路，闭合开关观察灯泡亮度；用酒精灯对灯丝加热，观察电流表示数和灯泡亮度变化。 实验现象：灯丝加热后，灯泡变暗，电流变小。 实验结论：大多数导体，温度越高，电阻越大。 补充特例：少数材料（热敏电阻）温度升高电阻减小，初中默认：一般金属导体温度越高电阻越大。 实验总结论（规范背诵） 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积，还与温度有关；与电压、电流无关。 易错点专项突破 1. 不是越长电阻越小、越粗电阻越大，学生极易记反； 2. 电阻大小和是否通电、电压高低、电流大小无任何关系； 3. 控制变量必须表述完整，答题必须带前提“在XX相同的情况下”。 【典例2】（25-26九年级上·广东·期中）在“探究电阻的大小与哪些因素有关”的实验中，用如图所示的实验装置进行实验。a、b、c是镍铬合金制成的三根导线，a、b长度相同但横截面积不同、a、c横截面积相同而长度不同；导线d由锰铜合金制成，长短、横截面积与导线b相同。 (1)实验中，通过观察________判断导体电阻的大小； (2)依次将导线a、b、c、d接入电路，电流表对应的示数如表所示： 导线代号 a b c d 电流表的示数/A 1.2 1.4 2.5 2.8 比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线________的关系；为了探究导线电阻的大小与长度的关系，应选用的两根导线是________（填导线代号）； (3)经过实验分析数据可以推断出，用相同材料制成的导线，长度越________，横截面积越________，电阻越大。若要制作一个滑动变阻器，选择电阻线时，应从锰铜合金和镍铬合金中，选用________合金； (4)在图丙中，闭合开关，加热电阻丝后电流表示数变小，说明导体电阻的大小与________有关。 【答案】(1)电流表的示数 (2) 横截面积 a、c (3) 长 小 镍铬 (4)温度 【详解】（1）根据转换法，实验中，通过观察电流表示数判断导体电阻的大小，电流表示数越小，说明导体电阻越大。 （2）a、b两根导线只有横截面积不同，根据控制变量法，比较ab两根导线是为了探究导线电阻的大小与导线横截面积的关系； 根据控制变量法，为了探究导线电阻的大小与长度的关系，应选用只有长度不同的a、c两根导线。 （3）由表格中a、c的电流表数据可知：相同材料制成横截面积相同的导线的长度越长，电阻越大；由表格中a、b的电流表数据可知：相同材料制成长度相同的导线的横截面积越小，电阻越大。所以，由此可知：导线电阻的大小与导线的长度和横截面积都有关，用相同材料制成的导线长度越长，横截面积越小，电阻越大； 由表格中b、d的电流表数据可知，其它条件相同时，镍铬合金导线的电阻较大。滑动变阻器是通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变电阻的，应选用电阻较大的材料作为电阻丝，所以应从锰铜合金和镍铬合金中选用镍铬合金作为电阻线。 （4）图丙中，闭合开关，加热电阻丝后电阻丝温度升高，电流表示数变小，说明导体的电阻变大，即导体电阻的大小与温度有关。 通过实验探究影响电阻大小的四个因素 通过实验探究，加深理解影响电阻大小的因素 学习新课 三、半导体和超导现象 1. 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。 常见材料：硅、锗。特点：受温度、光照、杂质影响大。 应用：二极管、三极管、芯片、太阳能电池。 2. 超导体：某些物质在温度极低时，电阻变为0。 特点：零电阻、无热损耗。 应用：远距离输电、超导磁悬浮、超导电机。 重点考点：超导体电阻为零，不能用来做电热器、保险丝，可用于输电节能。 【典例3】（25-26九年级上·云南昭通·阶段检测）关于半导体和超导体，下列说法中正确的是（　　） A．半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间 B．半导体的电阻为零 C．超导体适合做电饭锅的发热体 D．半导体材料不能制成二极管和三极管 【答案】A 【详解】A．半导体的定义就是半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，故A正确； B．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻不为零，故B错误； C．超导体的特性是电阻为零，而电饭锅的发热体电阻较高，因此超导体不能作为电饭锅的发热体，故C错误； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，例如硅、锗等材料就是制造二极管和三极管的半导体材料，故D错误。 故选A。 知道了半导体和超导现象的概念 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 课 堂 练 习 1．（25-26九年级上·湖北宜昌·期中）用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示。将它们串联在电路中，下列说法正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】甲乙两段导体材料相同、长度相等，甲的横截面积大于乙的横截面积，根据影响电阻大小的因素可知，横截面积越大电阻越小，因此。甲乙两段导体串联在电路中，根据串联电路的电流特点，串联电路中各处的电流相等，因此，故选C。 2．（25-26九年级上·云南曲靖·阶段检测）如图所示，是“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置，实验中，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，观察电路中电流表的示数和灯泡的亮度，下列说法正确的是（     ） A．实验中，将小灯泡去掉，仍能正常完成实验 B．实验中，小灯泡越暗，表示接入的金属丝电阻越大 C．实验中，可以探究导体电阻大小与导体长度的关系 D．实验中，只用到了控制变量法 【答案】B 【详解】A. 题干要求观察灯泡亮度，去掉小灯泡无法观察；且小灯泡串联在电路中起保护电路作用，去掉后接入电阻较小的铜丝时，电路电流可能过大烧坏电流表，故A错误； B. 灯泡越暗，说明通过灯泡的电流越小，电路电流越小，则电路电阻越大，说明接入的金属丝电阻越大，故B正确； C. 实验中分别接入长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝，控制了长度和横截面积相同，改变了材料，只能探究导体电阻大小与导体材料的关系，故C错误； D. 实验中通过观察电流表示数和灯泡亮度来判断电阻大小，用到了转换法，故D错误。 故选B。 3．如图所示是以前照明常用的白炽灯，关于其中钨丝的电阻说法正确的是（     ） A．钨丝越粗越长电阻越大 B．用久的灯里的钨丝，由于升华变细，其电阻变大 C．钨丝越细越短电阻越大 D．把钨丝换成同种规格的铁丝电阻大小不变 【答案】B 【详解】导体的电阻由材料、长度、横截面积共同决定：在材料相同时，长度越长、横截面积越小，电阻越大。 A．钨丝越粗，电阻会变小；越长电阻变大，“越粗越长”，两个因素对电阻的影响相反，无法确定总电阻变大。故A错误； B．钨丝升华变细后，材料不变、长度几乎不变，横截面积减小，因此电阻会变大，故B正确； C．钨丝越细，横截面积越小，电阻越大；  钨丝越短，电阻越小，“越细越短”， 两个因素对电阻的影响相反，无法确定总电阻变大。故C错误； D．铁丝和钨丝是不同的材料，即使长度、横截面积规格完全相同，材料不同电阻也不一样，故D错误。 故选B。 4． A和B是两根完全一样的导线，长度都是1m，阻值为和，把A剪去一半，剩下的一半阻值为，把另外一半拉长到1m，阻值为，则下列关系正确的是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】已知A、B两根导线完全相同，因此。 将A剪去一半后得到C，材料和横截面积不变，长度变为原来的一半，因此 把另一半拉长到1m得到D，与C相比长度变为原来的2倍；拉伸过程中体积不变，所以横截面积变为C的一半。导体材料相同时，长度增大使电阻增大，横截面积减小也使电阻增大，因此D的电阻是C的4倍，即 综合四个电阻可得故B正确。 故选B。 5．（23-24九年级上·福建厦门·阶段检测）如图所示为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图，电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示，则下列说法正确的是（     ） A．研究电阻与材料的关系可以选a和b B．研究电阻与长度的关系可以选a和c C．研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D．实验中，电流表示数越大说明电阻越大 【答案】A 【详解】A．根据控制变量法可知，研究电阻与材料的关系，需保持电阻丝的长度和横截面积一致，改变材料这一因素，如图所示，a和b长度、横截面积相同，材料不同，符合实验要求，故A正确； B．研究电阻与长度的关系，需保持电阻丝的材料和横截面积一致，改变长度这一因素；如图所示，应选材料和横截面积相同、长度不同的b和c，故B错误； C．研究电阻与横截面积的关系，需保持电阻丝的材料和长度一致，改变横截面积这一因素；如图所示，应选材料和长度相同、横截面积不同的b和d，故C错误； D．电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电源电压一定，电流表示数越大，说明导体对电流的阻碍作用越小，即电阻越小，故D错误。 故选A。 6．（25-26九年级上·广西南宁·期中）手机芯片的核心材料是________（选填“导体”、“半导体”或“绝缘体”）；当材料的电阻在特定条件下变为零时，这种现象称为________现象。 【答案】半导体 超导 【详解】芯片核心主要是由半导体材料制成，因为半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，可通过掺杂等手段精确控制其导电性，适用于制作集成电路等芯片结构。当某种物质在特定温度等条件下电阻变为零，这种现象称为超导现象。 7．（25-26九年级上·天津滨海新区·期中）高压输电常用的导线是多芯线，如图所示它是由多根细导线并联组成。这相当于增大了导线的_______________，从而_______________了导线的电阻（选填“增大”“减小”）。 【答案】横截面积 减小 【详解】多根细导线并联组成多芯线，相当于增大了导线的横截面积； 由影响导体电阻的因素可知，在材料、长度、温度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小，故导线的电阻减小。 8．（25-26九年级上·广东惠州·期中）实验小组在“探究影响导体电阻大小的因素”时，为了进行验证，设计了如图电路：在M、N之间分别接上不同的导体，通过观察______（选填“电流表示数”或“灯的亮度”）可以更加准确地比较导体电阻的大小，这种实验方法叫做______；如果选用序号为A、D的两根电阻丝进行实验，是为了探究电阻大小与______的关系。 【答案】 电流表示数 转换法 材料 【详解】当M、N间接入的导体电阻差异较小时，灯泡亮度变化非常微弱，人眼很难准确分辨，而电流表可以精确显示电流的大小，因此通过电流表示数能更准确比较导体电阻的大小。 电阻的大小无法直接肉眼观测，实验中将不易直接观察的电阻大小转换为容易读取的电流表示数来间接判断，这种实验方法叫做转换法。 由图可知，A、D两根电阻丝的长度和横截面积都相同，唯一不同的是它们的材料。因此，选用A和D进行实验，是为了探究电阻大小与导体材料的关系。 9．（25-26九年级上·广东惠州·期中）如图所示，AB、CD是长度相同的两条镍铬合金线，AB的横截面积大于CD的。将它们分别接入电路进行实验，这是为了探究导体的电阻大小与导体______的关系，实验中发现导线接______（选填“AB”或“CD”）时电流表示数较大，通过电流表示数大小反映导体电阻的大小，这使用的是____________法（选填“控制变量”或“转换”）。 【答案】横截面积 AB 转换 【详解】因实验控制导体材料、长度相同，仅改变横截面积，故探究电阻大小与横截面积的关系。 由导体电阻的影响因素可知，材料、长度相同时，横截面积越大电阻越小，故；电源电压恒定，接入AB时电路电阻较小，电路电流变大，电流表示数变大，因此可以通过电流表示数大小反映导体电阻的大小，使用的是转换法。 10．（25-26九年级上·山东青岛·期中）小明用如图所示的电路探究“影响电阻大小的因素”，表中给出了可供选择的几种导体。请你回答以下问题： 导体 长度/m 横截面积/ 材料 A 1.0 0.2 锰铜合金 B 1.0 0.4 锰铜合金 C 0.5 0.4 锰铜合金 D 1.0 0.4 镍铬合金 (1)在图甲中M、N之间接入不同导体时，可通过___________来判断导体的电阻大小； (2)为了探究导体的电阻与导体横截面积的关系，M、N之间应接入表中的___________（选填导体的代表字母）。实验可得到的结论是：_________________________________； (3)若在M、N之间接入导体B、C可探究导体的电阻与___________的关系； (4)探究导体的电阻与材料的关系，M、N之间应接入表中的___________（选填导体的代表字母）。 (5)实验中，如果接入M、N之间的导体电阻阻值比较接近而无法通过灯泡的亮暗判断电阻大小，你的解决办法是：_________________________________。 【答案】(1)灯泡的亮度 (2) A、B 在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小 (3)长度 (4)B、D (5)在电路中串联一个电流表，观察电流表示数来比较电阻大小 【详解】（1）在图甲的电路中，电源电压一定，当M、N之间接入不同导体时，导体电阻越大，电路中电流越小，灯泡越暗；导体电阻越小，电路中电流越大，灯泡越亮。所以可通过灯泡的亮暗来判断导体的电阻大小。 （2）探究导体的电阻与导体横截面积的关系时，要控制导体的材料和长度相同，横截面积不同。A、B导体材料都是锰铜合金，长度都是1.0m，横截面积不同，所以M、N之间应接入表中的A、B。A的横截面积小于B的横截面积，接入A时灯泡较暗，说明电阻较大，接入B时灯泡较亮，说明电阻较小，所以可得到的结论是：在导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。 （3）导体B、C材料都是锰铜合金，横截面积都是，长度不同，所以在M、N之间接入导体B、C可探究导体的电阻与长度的关系。 （4）探究导体的电阻与材料的关系时，要控制导体的长度和横截面积相同，材料不同。B、D长度都是1.0m，横截面积都是，材料不同，所以M、N之间应接入表中的B、D。 （5）电阻接近时灯泡亮度差别很小看不出，在电路中串联接入电流表，通过电流表示数大小比较电阻大小。 板 书 设 计 第3节 电阻 一、电阻（R） 1. 定义：导体对电流阻碍作用的大小 2. 单位：Ω、kΩ、MΩ 进制：1000 3. 属性：导体本身性质，与U、I无关 二、影响电阻大小的因素 1. 材料（决定导电能力） 2. 长度：越长，电阻越大 3. 横截面积：越粗，电阻越小 4. 温度：金属温度越高，电阻越大 三、实验方法 控制变量法、转换法（灯亮/电流表示数判电阻） 四、特殊材料 半导体：硅、锗，用于芯片；超导体：零电阻，用于输电 课 堂 小 结 第3节 电阻 作 业 1. 完成教材课后作业：“练习与应用” 2. 配套同步分层作业 教学反思 本节课核心难点是让学生理解“电阻与电压、电流无关”，多数学生容易受思维定式影响，认为电压越大电阻越大，需要通过多次辨析、判断题强化认知。实验过程中，学生能熟练运用控制变量法，但实验结论表述不规范，经常缺少“在其他条件相同的情况下”的前提，答题容易失分。另外，学生对长度、横截面积对电阻的影响容易记反，需要结合实验现象反复对比巩固。半导体和超导体属于识记内容，学生掌握较好。后续教学可增加电阻变化的动态题型训练，为下一节变阻器的学习做好铺垫。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $