16.1电阻和变阻器（教学课件）物理新教材沪科版九年级全一册

物理九年级全一册 •沪科版 第十六章 探究电路 第1节 电阻和变阻器 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道电阻的概念、单位及其换算关系。了解滑动变阻器的结构和作用，掌握滑动变阻的连接方法。知道电阻箱的作用及读数方法。 02 科学思维 通过水流受阻的类比建立电阻概念，发展类比与模型建构思维；根据影响导体电阻大小的因素，分析滑动变阻器的工作原理，建立 “因果关联” 的逻辑思维模型。 03 科学探究 能运用控制变量法和转换法设计方案，探究影响导体电阻大小的因素，能基于实验证据分析自己猜想的合理性；能完成“用滑动变阻器控制灯泡亮度”的实验。 04 科学态度与责任 理解规范使用变阻器的重要性，树立保护电路安全的意识；了解半导体、超导体的特性及我国的研究贡献，培养关注科技发展的责任意识。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 理解电阻的概念； 2.了解影响导体电阻大小的因素； 3. 知道滑动变阻器的构造及原理。 1.设计方案探究影响电阻大小的因素。 2. 掌握滑动变阻器的连接方法。 课堂引入 日常生活中用于连接用电器的导线通常是用铜做的，并且连接不同用电器的导线往往粗细不同。这是为什么呢? 问题 铜 铝 银 铁 知识点1 电阻 知识点1：电阻 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。 铁丝 知识点1：电阻 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。 铅笔芯 知识点1：电阻 自由电荷在导体中定向移动形成电流时，不同导体对电流的阻碍作用大小不同。 在相同的电压下，通过铁丝的电流比较大，表明铁丝对电流的阻碍作用比较小；通过铅笔芯的电流比较小，表明铅笔芯对电流的阻碍作用比较大。 实验现象 　　 实验分析 接入导体 电流大小 灯泡亮度 铁丝 铅笔芯 较大 较小 较亮 较暗 知识点1：电阻 （2）电阻的单位 ①在国际单位制中：欧姆，简称欧，符号Ω。 ②常用单位有：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ ）。 ③单位换算： 1kΩ=103Ω 1MΩ=106Ω 物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫电阻。电阻用字母R表示。 （1）电阻的概念 1. 电阻 知识点1：电阻 物理学家—乔治·西蒙·欧姆 简 介 1787年3月-1854年7月，德国物理学家。1827 年提出了著名的欧姆定律。1841 年，英国皇家学会授予他科普利奖章。为纪念他，电阻的国际单位定为欧姆（Ω）。 主要成就 借助水流类比建立电路模型，通过大量实验探究，发现了“欧姆定律”。 探究得出导体电阻与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关，为电阻概念的建立奠定实验基础。 知识点1：电阻 2. 电阻器 用电器的电路中连接着许多具有一定阻值的元件——电阻器，用来调节电路中的电流和电压。 电阻器（简称电阻）在电路图中的符号是“ ”。 普通电阻 热敏电阻 贴片电阻 知识点1：电阻 （4）生活中常见电阻值 实验用导线（每根） 实验用 小灯泡 照明灯泡 （工作时） 双手间 0.01~0.1Ω 5~50Ω 100~2000Ω 干燥：1000~5000Ω 潮湿：200~800Ω 例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 典例分析 【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无关，电压为零时电阻不为零，故A错误；B、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；C、电阻的大小与通过导体的电流无关，故C错误；D、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。 D 知识点2 电阻的大小与哪些因素有关 探究影响导体电阻大小的因素 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 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等有关。 【猜想与假设】 【提出问题】 电阻大小跟什么因素有关？ 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 【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？ （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？ （3）实验中，通过什么现象比较电阻的大小？ 控制变量法 每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。 转换法 通过灯的亮度或电流的大小来判断接入导体电阻的大小 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 A A B × A B × A A B 电路设计 方案一 方案二 方案三 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 探究1：电阻是否与导体的长度有关 材料 长度 横截面积 电流I/A 镍铬合金丝 0.25L S 镍铬合金丝 0.5L S 镍铬合金丝 L S 导体的电阻与导体的长度有关。材料、横载面积相同的导体，长度越长，电阻越大。 结论一 导体的电阻与导体的横载面积有关。材料、长度相同的导体，横载面积越大，电阻越小。 结论二 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 探究2：电阻是否与导体的横截面积有关 材料 长度 横截面积 电流I/A 镍铬合金丝 L 0.5S 镍铬合金丝 L S 镍铬合金丝 L 2S 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 探究3：电阻是否与导体的材料有关 材料 长度 横截面积 电流I/A 铁丝 L S 锰铜合金丝 L S 镍铬合金丝 L S 导体的电阻与导体的材料有关。长度、横载面积相同的导体，材料不同，电阻也不同。 结论三 知识点2：电阻的大小与哪些因素有关 温度升高钨丝电阻增大 温度升高玻璃电阻减小 【交流讨论】 导体的电阻是否与导体的温度有关？ 一般情况下，对金属导体来说，温度越高，电阻越大。 导体、绝缘体、半导体和超导体 导电性能排序 如图是生活中常见材料在导电性能方面的排序。电阻较小的材料导电性能较强，电阻较大的材料导电性能较弱。 常见材料：某些金属、合金 特点：低温下电阻突然变为零 应用：磁悬浮列车、超导电缆、核磁共振 半导体和超导体 半导体 导电能力介于导体和绝缘体之间 常见材料：硅、锗 特点：电阻随温度、光照等变化 应用：集成电路、芯片、LED灯、二极管 超导体 在极低温度下电阻为零 典例分析 【解析】由题干信息可知，电线直径明显比说明书上标定的直径要小，而电线可看作圆柱体，直径变小意味着横截面积变小，由影响电阻大小的因素可知，会导致电阻偏大，故C符合题意、ABD不符合题意。 例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 C 知识点3 变阻器 知识点3：变阻器 家里的可调台灯为什么可以实现灯光由暗变亮、由亮变暗？电风扇旋钮为什么可以调节风速大小？ 可调节台灯 电风扇 电阻 变化 知识点3：变阻器 演示实验：如图所示，选取一根铅笔芯连接入电路，移动另一端的夹子，观察小灯泡的亮度。 分析论证 铅笔芯的 长度变化 亮度 变化 亮度 变化 用铅笔芯控制小灯泡的亮度 知识点3：变阻器 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 缺点：夹子只能连接导线两端，不能改变接入的电阻。 把导线夹与电阻丝接触地方的绝缘皮刮掉，即可解决问题。 解决办法 滑动变阻器 交流与合作 知识点3：变阻器 （1）滑动变阻器的结构与符号 1.滑动变阻器 实物示意图 滑片 金属杆 线圈(电阻丝) 接线柱 结构示意图 电路图符号 知识点3：变阻器 （2）滑动变阻器的铭牌及意义 “20Ω”表示滑动变阻器的最大阻值为20Ω； “2A”表示变阻器允许通过的最大电流为2A。 知识点3：变阻器 （3）滑动变阻器的使用 ①将A、C或A、D接入电路，向A端移动滑动变阻器的滑片，电阻_____. ②将B、C或B、D接入电路，向A端移动滑动变阻器的滑片，电阻______. 变大 变小 知识点3：变阻器 （3）滑动变阻器的使用 ④将A、B接入电路，接入电路的电阻最大且不变 ③将C、D接入电路，接入电路的电阻为零且不变 滑动变阻器的使用方法： ①连接时将“一上、一下”两个接线柱串联接入电路； ②闭合开关前，应将滑动变阻器滑片调到阻值最大处。 用滑动变阻器控制灯泡亮度 如图所示电路，闭合开关，当滑动变阻器的滑片 位于图中位置时，灯泡较暗。若要使灯泡由暗变亮，滑动变阻器 的滑片应向哪个方向移动？ 尝试移动滑片，观察电流表的示数或 灯泡的亮度变化。想一想，接通电路前应将滑片放到什么位置? 为什么? 知识点3：变阻器 知识点3：变阻器 2.电阻箱 旋钮式电阻箱 将电阻箱的两个接线柱连入电路中，调节四个旋钮，就能得到0～9999Ω的电阻值。 将各旋钮对应小三角对准的数字乘以面板上标记的倍数，然后将数值加在一起就是电阻箱连入电路中的阻值。 （1）使用方法 （2）读数方法： 知识点3：变阻器 变阻器的应用 ① 电风扇调速 旋转底座上的调速旋钮，改变接入电路的电阻大小，从而改变电流，调节风扇转速的快慢。 ② 音箱音量调节 旋转音箱上的音量旋钮，通过变阻器改变电路中电流大小，控制扬声器发出声音的强弱。 ③ 调光台灯 旋转台灯底座的调光旋钮，改变电流大小，从而调节灯泡的亮暗程度，满足不同照明需求。 ④ 电熨斗调温 旋转手柄上的温度旋钮，调节发热体的功率大小，控制熨烫温度，适应不同面料。 共同原理：通过改变接入电路的电阻来改变电流，实现调速、调音量、调亮度、调温度等功能。 A．A和B B．C和B C．A和D D．C和D 典例分析 【解析】滑动变阻器应“一上一下”各选取一个接线柱接入电路中，由题意可知，将滑片P向右滑动时，灯变亮，说明电路中的电流变大，则滑动变阻器接入电路的电阻变小，变阻器接入电路中电阻丝的长度变短，所以，由图可知一定选择了右下角的接线柱B，上方可选取C接线柱或D接线柱，则连入电路中的接线柱可能选择的是“B和C”或者“B和D”，故ACD错误，B正确。 例3 在“用滑动变阻器改变小灯泡的亮度”的实验课上，老师给出的实验器材如图所示。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（　　） 9. B 课堂小结 课堂小结 　换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =106 Ω 电阻：把导体对电流的阻碍作用叫电阻。用字母 R 表示。 国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω。 常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 电阻器：具有一定阻值的元件，符号为 导体的长度、横截面积、材料 单位： 电阻 影响因素： 电阻和变阻器 变阻器 滑动变阻器 定义：能改变接入电路中电阻大小的元件。 电路图符号： 使用方式：串联、一上一下连接 电阻箱 课堂练习 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 D 课堂练习 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 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、 间接入滑动变阻器，闭合开关，当滑片 向左滑动时，灯泡变暗。下列四种接入方式，符合要求的是( ) 课堂练习 B A. B. C. D. 课堂练习 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_______ 。 A 2 035 课堂练习 5.如图是一种自动测定油箱内油面高度的装置，其中 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。 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”）。 电流表 保护电路 减小 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 Lavf59.27.100 Lavf61.7.100 vid:v0300fg10000cbls443c77uatqsbe6mg Lavf61.7.100 vid:v0200fg10000c65km1jc77udpqvgsk6g Lavf58.24.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $