16.1 电阻和变阻器（导学案）物理新教材沪科版九年级全一册

第1节 电阻和变阻器 （导学案） 【学习目标】 1. 知道电阻的概念、单位及单位换算，理解电阻是导体本身的一种性质。 2. 知道影响导体电阻大小的因素，会用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素。 3. 认识滑动变阻器的构造、原理与铭牌含义，会正确使用滑动变阻器。 4. 会正确使用旋钮式电阻箱并读数；了解变阻器在调速、调光、调温等生产生活中的应用。 【学习重点】 1. 电阻的概念及影响电阻大小的因素。 2. 滑动变阻器的构造、原理与使用方法。 【学习难点】 1. 运用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素。 2. 判断滑动变阻器滑片移动时接入电阻的变化。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫_电阻_，用字母__R__表示；电阻的国际单位是_欧姆__，符号是__Ω____。 2. 电阻的常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），换算关系： 1kΩ=__103__Ω，1MΩ=_106_Ω。 3. 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的__长度__、_横截面积__、_材料__有关，还与__温度_有关。 4. 滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度__来改变电阻的；它应_串__联在电路中，连接时选用“一上一下”两个接线柱。 5. 滑动变阻器铭牌上“20Ω 2A”表示：最大阻值为_20Ω，允许通过的最大电流为_2A_。 6. 电阻箱读数时，将各旋钮对应小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数_，再将数值_相加_，即为接入电路的阻值。 【课堂探究】 探究一、电阻 1. 演示实验　观察实验现象 【演示实验1】将一段铁丝串联接入如图所示电路，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。 【演示实验2】将一段铅笔芯串联接入如图所示电路，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。 实验现象与分析： （1）将一段铁丝串联接入电路时，通过铁丝的电流比较大 ，灯泡亮度较亮 ，表明铁丝对电流的阻碍作用比较小； （2）将一段铅笔芯串联接入电路时，通过铁丝的电流比较小，灯泡亮度较亮暗，表明铁丝对电流的阻碍作用比较大。 2.阅读教材第91页，完成下面的问题。 （1）什么是电阻？电阻的符号是什么？ 物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫做电阻；电阻的符号是R。 （2）电阻的国际单位是什么？还有哪些常用单位？写出它们之间的换算关系。 电阻的国际单位是欧姆（Ω），电阻的常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），换算关系： 1kΩ=103Ω，1MΩ=106Ω。 （3）什么是电阻器？在电路中它有什么作用？ 具有一定阻值的元件叫作电阻器，简称电阻；作用：用来调节电路中的电流和电压。 【例题1】关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　） A.当导体两端的电压为零时，其电阻也为零 B.导体的电阻越大，表明其导电能力越强 C.通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小 D.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小 【答案】D 【解析】电阻是导体本身的一种性质，其大小与导体两端的电压、通过导体的电流无关，故A、C错误；电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大、导电能力越弱，故B错误；物理学中把导体对电流的阻碍作用叫电阻，故D正确。故选D。 探究二、影响电阻大小的因素 【提出问题】电阻的大小跟什么因素有关？ 【猜想与假设】电阻的大小可能与导体的材料、长度、横截面积有关，还可能与导体的温度有关。 【设计实验】 思考讨论： （1）要探究电阻跟多个因素的关系，可以采用什么方法来研究？ 应采用控制变量法； （2）若探究导体电阻与长度/材料/横截面积的关系，你将选择怎样的导体？ 探究导体电阻与长度的关系，应选择材料、横截面积相同，长度不同的导体； 探究导体电阻与横截面积的关系，应选择材料、长度相同，横截面积不同的导体； 探究导体电阻与材料的关系，应选择长度、横截面积相同，材料不同的导体； （3）实验中，通过什么现象比较电阻的大小？ 实验中通过电流表的示数或小灯泡的亮度来比较电阻的大小，这种方法叫转换法。 （4）在虚线框内画出实验电路图。 探究1：电阻与导体长度的关系（材料、横截面积相同，长度分别为0.25L、0.5L、L）； 结论1：导体的电阻与导体的长度有关。材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。 探究2：电阻与导体横截面积的关系（材料、长度相同，横截面积分别为0.5S、S、2S）； 结论2：导体的电阻与导体的横截面积有关。材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越小。 探究3：电阻与导体材料的关系（长度、横截面积相同，材料分别为铁丝、锰铜合金丝、镍铬合金丝）。 结论3：导体的电阻与导体的材料有关。长度、横截面积相同的导体，材料不同，电阻也不同。 【交流讨论】导体的电阻是否与导体的温度有关？ 导体的电阻还与温度有关：一般情况下，对金属导体来说，温度越高，电阻越大。 【例题2】为维护消费者权益，我市技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现某品牌的铜芯电线不符合规格：电线直径明显比说明书上标定的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是（　　） A．导线材料不当，导致电阻偏小 B．导线长度过长，导致电阻偏大 C．导线横截面积偏小，导致电阻偏大 D．导线温度偏高，导致电阻偏大 【答案】C 【解析】电线可看作圆柱体，直径明显偏小意味着横截面积偏小；在材料、长度、温度相同时，横截面积越小电阻越大，故C符合题意、ABD不符合题意。 探究三、变阻器 1.【演示实验】选取一根铅笔芯接入电路，移动另一端的夹子，观察小灯泡亮度的变化：接入电路的长度变化，电阻变化，灯泡亮度随之变化。 【分析论证】 接入电路的铅笔芯长度越长，电阻越大，电路中的电流越小，灯泡亮度越暗。 【交流与合作】 （1）如何在小范围内安置长电阻丝，且便于操控？ 将电阻丝绕成紧密的线圈，缠绕在绝缘瓷管上。 （2）如何避免电流直接穿过线圈？ 电阻丝外面加上绝缘外皮。 （3）如何改变接入电路的电阻？ 把导线夹与电阻丝接触处的绝缘皮刮掉，制成滑动变阻器。 2.阅读教材第93～94页，完成下面的问题。 （1）滑动变阻器主要由滑片、金属杆、线圈（电阻丝）、接线柱等组成；电路图符号为“”。 （2）滑动变阻器铭牌上标有 “20Ω 2A”表示滑动变阻器的最大阻值为20Ω、允许通过的最大电流为2A。 （3）滑动变阻器工作原理是什么？ 通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流。 （4）根据滑动变阻器工作原理填写以下表格内容。 接入方式 滑片向A端移动 接入的电阻 A、C或A、D 接入长度变短 变小 B、C或B、D 接入长度变长 变大 A、B 接入长度不变 最大且不变 C、D 接入长度不变 为零且不变 2.练习使用滑动变阻器，总结滑片移动时，接入电路电阻大小的变化规律。 变化规律：滑动变阻器采用 “一上一下” 接线；接入电路的是下面接线柱到滑片之间的电阻丝；滑片靠近下方接线柱，接入电阻变小；滑片远离下方接线柱，接入电阻变大。 3. 列举生活中变阻器的 2 个应用实例，并简述其共同的工作原理。 电风扇调速、音箱音量调节、调光台灯、电熨斗调温；共同原理：通过改变接入电路的电阻来改变电流。 4. 电阻箱：旋钮式电阻箱将两个接线柱连入电路，调节各旋钮，能得到0 ～9999 Ω的电阻值；读数时，将各旋钮对应小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，再将数值相加 ，即为接入电路的阻值。 【例题3】在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验课上，闭合开关后，将滑片P向右滑动时，灯变亮，连入电路中的接线柱应是（　　） A．A和B　　B．C和B　　C．A和D　　D．C和D 【答案】B 【解析】滑动变阻器应“一上一下”各选取一个接线柱接入电路；滑片P向右滑动时灯变亮，说明电流变大、接入的电阻变小，即接入的电阻丝长度变短，故一定选用了右下角的接线柱B，上端可选取C或D，因此连入的接线柱可能是“B和C”或“B和D”，故ACD错误、B正确。 【精讲点拨】 1. 电阻是导体本身的一种性质，其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压、通过导体的电流无关。 2. 比较导体电阻大小时必须采用控制变量法，保证其他因素相同；实验中常用电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小，即转换法。 3. 一般情况下，金属导体的温度越高，电阻越大；某些绝缘体（如玻璃）温度升高时导电能力会增强。 4. 滑动变阻器使用要点：串联接入、“一上一下”连接、闭合开关前调到阻值最大处。 5. 判断接入电阻变化的方法：“一上一下”接法下，滑片靠近下接线柱时接入电阻变小，远离下接线柱时接入电阻变大。 【归纳整理】　第1节 电阻和变阻器 【课堂练习】 1.关于导体电阻的正确说法是（　　） A．导体的电阻越大，表明其导电能力越强 B．导体电阻表示导体对电流的阻碍作用，导体中没有电流通过时，导体的电阻为零 C．两根长短相同的铜导线和铝导线，铜导线的电阻小 D．已知甲导体电阻小于乙导体电阻，将它们串联到电源两端通过它们的电流相等 【答案】D 【解析】A、电阻越大表示导体对电流的阻碍作用越大、导电能力越弱，故A错误；B、电阻是导体本身的一种性质，与导体中是否有电流无关，没有电流通过时电阻也不为零，故B错误；C、比较电阻大小需同时控制长度、横截面积和温度，仅长度相同无法判断铜、铝导线电阻大小，故C错误；D、串联电路中电流处处相等，故D正确。故选D。 2.如图是小红用废旧铅笔芯制作的调光台灯模型，下列说法中不正确的是（　　） A．开关闭合前，回形针放到铅笔芯最右端，可以保护电路 B．闭合开关后，向左移动回形针，灯泡会变亮 C．移动回形针时，灯泡亮度不明显，可换用更短更粗的铅笔芯 D．移动回形针改变铅笔芯接入电路中的长度，改变灯泡亮度 【答案】C 【解析】A、闭合前回形针置于最右端，接入铅笔芯长度最长、电阻最大，可保护电路，故A正确；B、向左移动回形针，接入长度变短、电阻变小，电流变大，灯泡变亮，故B正确；C、灯泡亮度变化不明显说明接入电阻的变化范围太小，应换用更长更细的铅笔芯来增大电阻变化量，“更短更粗”反而使变化更不明显，故C错误；D、移动回形针改变接入电路中的铅笔芯长度，从而改变电阻、改变灯泡亮度，故D正确。故选C。 3.小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图，如图所示。在E、F 间接入滑动变阻器，闭合开关，当滑片P 向左滑动时，灯泡变暗。下列四种接入方式，符合要求的是( ) 【答案】B 【解析】（1）要求滑动变阻器的滑片P向左移动时灯泡变暗，滑动变阻器的滑片向左移时电阻变大，故滑动变阻器右下接线柱连入电路中。故选：B。 4.电位器是电气设备中常用的电路元件（如图甲所示），已知接入电路的电阻越小，音量越大，若要实现沿逆时针旋转调节旋钮时，提高音量，必须将B和___接入电路。如图乙所示的是电阻箱，此时接入电路的电阻值是_______Ω 。 【答案】A；2035 【解析】收音机上用以调节音量的一种电位器，逆时针方向旋转调节旋钮时，提高音量，即使扬声器电流变大，电阻变小，由图知，应B和A接入电路；电阻箱的电阻值：2×1000Ω+0×100Ω+3×10Ω+5×1Ω=2035Ω。 5.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，其中R0是定值电阻，R是滑动变阻器，油量表是由________（选填“电流表”或“电压表”）改装而成的。R0在电路中的作用是__________。当油箱内油量逐渐增多时，R接入电路的电阻值将______（选填“增大”“减小” 或“不变”）。 【答案】电流表；保护电路；减小； 【解析】由电路图可知，R和R0串联。油量表串联在电路中，是由电流表改装而成。闭合开关，当油箱内所盛油量逐渐增多时，滑杆左侧上升，右侧下降，滑动变阻器接入电路的电阻减小； 当油箱内所盛油量最多时，滑动变阻器接入电路的电阻为0，为了防止电路短路，在电路中串联一个定值电阻，即定值电阻在电路中的作用是保护电路。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第1节 电阻和变阻器 （导学案） 【学习目标】 1. 知道电阻的概念、单位及单位换算，理解电阻是导体本身的一种性质。 2. 知道影响导体电阻大小的因素，会用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素。 3. 认识滑动变阻器的构造、原理与铭牌含义，会正确使用滑动变阻器。 4. 会正确使用旋钮式电阻箱并读数；了解变阻器在调速、调光、调温等生产生活中的应用。 【学习重点】 1. 电阻的概念及影响电阻大小的因素。 2. 滑动变阻器的构造、原理与使用方法。 【学习难点】 1. 运用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素。 2. 判断滑动变阻器滑片移动时接入电阻的变化。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫_电阻_，用字母__R__表示；电阻的国际单位是_欧姆__，符号是__Ω____。 2. 电阻的常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），换算关系： 1kΩ=__103__Ω，1MΩ=_106_Ω。 3. 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小与导体的__长度__、_横截面积__、_材料__有关，还与__温度_有关。 4. 滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度__来改变电阻的；它应_串__联在电路中，连接时选用“一上一下”两个接线柱。 5. 滑动变阻器铭牌上“20Ω 2A”表示：最大阻值为_20Ω，允许通过的最大电流为_2A_。 6. 电阻箱读数时，将各旋钮对应小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数_，再将数值_相加_，即为接入电路的阻值。 【课堂探究】 探究一、电阻 1. 演示实验　观察实验现象 【演示实验1】将一段铁丝串联接入如图所示电路，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。 【演示实验2】将一段铅笔芯串联接入如图所示电路，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。 实验现象与分析： （1）将一段铁丝串联接入电路时，通过铁丝的电流比较大 ，灯泡亮度较亮 ，表明铁丝对电流的阻碍作用比较小； （2）将一段铅笔芯串联接入电路时，通过铁丝的电流比较小，灯泡亮度较亮暗，表明铁丝对电流的阻碍作用比较大。 2.阅读教材第91页，完成下面的问题。 （1）什么是电阻？电阻的符号是什么？ 物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫做电阻；电阻的符号是R。 （2）电阻的国际单位是什么？还有哪些常用单位？写出它们之间的换算关系。 电阻的国际单位是欧姆（Ω），电阻的常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），换算关系： 1kΩ=103Ω，1MΩ=106Ω。 （3）什么是电阻器？在电路中它有什么作用？ 具有一定阻值的元件叫作电阻器，简称电阻；作用：用来调节电路中的电流和电压。 【例题1】关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　） A.当导体两端的电压为零时，其电阻也为零 B.导体的电阻越大，表明其导电能力越强 C.通过导体的电流越大，这段导体的电阻就越小 D.电阻表示导体对电流阻碍作用的大小 探究二、影响电阻大小的因素 【提出问题】电阻的大小跟什么因素有关？ 【猜想与假设】电阻的大小可能与导体的材料、长度、横截面积有关，还可能与导体的温度有关。 【设计实验】 思考讨论： （1）要探究电阻跟多个因素的关系，可以采用什么方法来研究？ 应采用控制变量法； （2）若探究导体电阻与长度/材料/横截面积的关系，你将选择怎样的导体？ 探究导体电阻与长度的关系，应选择材料、横截面积相同，长度不同的导体； 探究导体电阻与横截面积的关系，应选择材料、长度相同，横截面积不同的导体； 探究导体电阻与材料的关系，应选择长度、横截面积相同，材料不同的导体； （3）实验中，通过什么现象比较电阻的大小？ 实验中通过电流表的示数或小灯泡的亮度来比较电阻的大小，这种方法叫转换法。 （4）在虚线框内画出实验电路图。 探究1：电阻与导体长度的关系（材料、横截面积相同，长度分别为0.25L、0.5L、L）； 结论1：导体的电阻与导体的长度有关。材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。 探究2：电阻与导体横截面积的关系（材料、长度相同，横截面积分别为0.5S、S、2S）； 结论2：导体的电阻与导体的横截面积有关。材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越小。 探究3：电阻与导体材料的关系（长度、横截面积相同，材料分别为铁丝、锰铜合金丝、镍铬合金丝）。 结论3：导体的电阻与导体的材料有关。长度、横截面积相同的导体，材料不同，电阻也不同。 【交流讨论】导体的电阻是否与导体的温度有关？ 导体的电阻还与温度有关：一般情况下，对金属导体来说，温度越高，电阻越大。 【例题2】为维护消费者权益，我市技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现某品牌的铜芯电线不符合规格：电线直径明显比说明书上标定的直径要小。这种电线不符合规格的主要原因是（　　） A．导线材料不当，导致电阻偏小 B．导线长度过长，导致电阻偏大 C．导线横截面积偏小，导致电阻偏大 D．导线温度偏高，导致电阻偏大 探究三、变阻器 1.【演示实验】选取一根铅笔芯接入电路，移动另一端的夹子，观察小灯泡亮度的变化：接入电路的长度变化，电阻变化，灯泡亮度随之变化。 【分析论证】 接入电路的铅笔芯长度越长，电阻越大，电路中的电流越小，灯泡亮度越暗。 【交流与合作】 （1）如何在小范围内安置长电阻丝，且便于操控？ 将电阻丝绕成紧密的线圈，缠绕在绝缘瓷管上。 （2）如何避免电流直接穿过线圈？ 电阻丝外面加上绝缘外皮。 （3）如何改变接入电路的电阻？ 把导线夹与电阻丝接触处的绝缘皮刮掉，制成滑动变阻器。 2.阅读教材第93～94页，完成下面的问题。 （1）滑动变阻器主要由滑片、金属杆、线圈（电阻丝）、接线柱等组成；电路图符号为“”。 （2）滑动变阻器铭牌上标有 “20Ω 2A”表示滑动变阻器的最大阻值为20Ω、允许通过的最大电流为2A。 （3）滑动变阻器工作原理是什么？ 通过改变接入电路中电阻丝的长度，来改变电路中的电阻，从而改变电路中的电流。 （4）根据滑动变阻器工作原理填写以下表格内容。 接入方式 滑片向A端移动 接入的电阻 A、C或A、D 接入长度变短 变小 B、C或B、D 接入长度变长 变大 A、B 接入长度不变 最大且不变 C、D 接入长度不变 为零且不变 2.练习使用滑动变阻器，总结滑片移动时，接入电路电阻大小的变化规律。 变化规律：滑动变阻器采用 “一上一下” 接线；接入电路的是下面接线柱到滑片之间的电阻丝；滑片靠近下方接线柱，接入电阻变小；滑片远离下方接线柱，接入电阻变大。 3. 列举生活中变阻器的 2 个应用实例，并简述其共同的工作原理。 电风扇调速、音箱音量调节、调光台灯、电熨斗调温；共同原理：通过改变接入电路的电阻来改变电流。 4. 电阻箱：旋钮式电阻箱将两个接线柱连入电路，调节各旋钮，能得到0 ～9999 Ω的电阻值；读数时，将各旋钮对应小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，再将数值相加 ，即为接入电路的阻值。 【例题3】在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验课上，闭合开关后，将滑片P向右滑动时，灯变亮，连入电路中的接线柱应是（　　） A．A和B　　B．C和B　　C．A和D　　D．C和D 【精讲点拨】 1. 电阻是导体本身的一种性质，其大小只与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与导体两端的电压、通过导体的电流无关。 2. 比较导体电阻大小时必须采用控制变量法，保证其他因素相同；实验中常用电流表示数或灯泡亮度反映电阻大小，即转换法。 3. 一般情况下，金属导体的温度越高，电阻越大；某些绝缘体（如玻璃）温度升高时导电能力会增强。 4. 滑动变阻器使用要点：串联接入、“一上一下”连接、闭合开关前调到阻值最大处。 5. 判断接入电阻变化的方法：“一上一下”接法下，滑片靠近下接线柱时接入电阻变小，远离下接线柱时接入电阻变大。 【归纳整理】　第1节 电阻和变阻器 【课堂练习】 1.关于导体电阻的正确说法是（　　） A．导体的电阻越大，表明其导电能力越强 B．导体电阻表示导体对电流的阻碍作用，导体中没有电流通过时，导体的电阻为零 C．两根长短相同的铜导线和铝导线，铜导线的电阻小 D．已知甲导体电阻小于乙导体电阻，将它们串联到电源两端通过它们的电流相等 2.如图是小红用废旧铅笔芯制作的调光台灯模型，下列说法中不正确的是（　　） A．开关闭合前，回形针放到铅笔芯最右端，可以保护电路 B．闭合开关后，向左移动回形针，灯泡会变亮 C．移动回形针时，灯泡亮度不明显，可换用更短更粗的铅笔芯 D．移动回形针改变铅笔芯接入电路中的长度，改变灯泡亮度 3.小聪设计了利用滑动变阻器改变灯泡亮度的电路图，如图所示。在E、F 间接入滑动变阻器，闭合开关，当滑片P 向左滑动时，灯泡变暗。下列四种接入方式，符合要求的是( ) 4.电位器是电气设备中常用的电路元件（如图甲所示），已知接入电路的电阻越小，音量越大，若要实现沿逆时针旋转调节旋钮时，提高音量，必须将B和___接入电路。如图乙所示的是电阻箱，此时接入电路的电阻值是_______Ω 。 5.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，其中R0是定值电阻，R是滑动变阻器，油量表是由________（选填“电流表”或“电压表”）改装而成的。R0在电路中的作用是__________。当油箱内油量逐渐增多时，R接入电路的电阻值将______（选填“增大”“减小” 或“不变”）。 【课后反思】 本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $