资源简介

《16.1.1电阻和变阻器》教学设计
课题 1.1电阻和变阻器 单元 16 学科 物理 年级 九
教材分析 本节课是沪科版九年级物理 “第十六章 探究电路” 的第一节的内容。 1. 教材定位：“电阻和变阻器”是初中物理电学模块的核心基础，衔接“电流、电压”与“欧姆定律”，是理解电路中“阻碍作用”的关键，也是后续学习动态电路、电学计算的前提。 2. 核心内容：教材围绕“电阻是什么（定义、单位）→ 电阻与哪些因素有关（材料、长度、横截面积、温度）→ 如何改变电阻（变阻器原理与使用）”展开，逻辑上从“认识”到“探究”再到“应用”，符合学生认知规律。 3. 教材价值：不仅承载物理知识，还渗透“控制变量法”（探究电阻影响因素）和“转换法”（通过电流表示数判断电阻大小），搭建“物理知识→实际电路”的桥梁，提升学生的实践能力。
2022新课标要求 物理观念：要求学生形成电阻等基本物理量的概念，理解电阻对电流的影响。 科学思维：通过探究影响电阻大小的因素等实验，培养学生的科学探究能力和逻辑思维。 科学探究：学生要掌握电阻测量的方法，学会设计实验方案、收集数据并分析实验结果。 科学态度与责任：在实验过程中培养严谨的科学态度，认识到电阻和变阻器在电路中的重要作用，以及电学知识在日常生活和科技领域中的广泛应用。
学习 目标与核心素养 学习目标 1.理解电阻概念及作用。 2.通过实验探究，知道电阻大小的影响因素。 3.掌握使用控制变量法和转换法进行探究实验。 核心素养 1.通过 “水流受阻力类比电流受电阻”，理解电阻的 “阻碍作用”，培养 “类比推理” 的科学思维； 2.参与 “探究影响电阻大小的因素” 实验，运用控制变量法（如控制材料、长度相同，探究横截面积的影响）分析数据，培养 “控制变量→归纳结论” 的逻辑思维； 3.参与 “探究影响电阻大小的因素” 实验：能根据实验装置（图 16-2）连接电路，记录不同导体接入时的电流数据，分析数据得出 “电阻与材料、长度、横截面积的关系” 了解半导体、超导体的特性及我国的研究贡献，增强民族自豪感，培养关注科技发展的责任意识。
学情分析 1. 已有基础：学生已掌握“电流、电压的概念”和“串联电路的连接方法”，能使用电流表、电压表，具备初步的电路分析能力，但对“电流受到阻碍”的抽象概念理解存在难度。 2. 认知难点：抽象思维不足：难以将“电阻的阻碍作用”与“电流大小变化”建立直观联系，易混淆“电阻”与“电压、电流”的概念。 3.实验操作短板：对“控制变量法”的具体应用（如探究电阻与长度关系时，需保证材料、横截面积相同）易遗漏关键步骤。
重点 电阻的定义、单位及影响电阻大小的因素（材料、长度、横截面积）
难点 运用控制变量法探究影响电阻大小的因素，分析数据得出结论
材料准备 开关、电源、电流表、导线、 a、b、c 是三根用同种材料制成的导体，a、b 长度相同但粗细（横截面积）不同，a、c 粗细相同而长度不同；导体 d 与 c 的长度、粗细都相同，但材料不同。
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 情境导入 电线常用铜制作，导线的核心材料主要是铜和铝，铁也是导体，既多又便宜，为什么很少用它来做导线呢？ 铜线 铝线 不同用电器的导线往往粗细不同？这又是为什么呢？ 导线核心不用铁，是因为铁的电阻率远高于铜和铝，即铁的电阻大，不同用电器的导线粗细不同，也和电阻有关。本节将讨论与此相关的问题。 学生思考回答 引出本节课题
讲授新课 一、电阻 水在水管中流动会受到阻力，粗水管水流大、细水管水流小，有杂物的水管水流受阻，同样，电荷在导体中定向移动也会受到阻碍。 1.电阻的定义与单位 （1）定义：物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫电阻。用符号R表示。 （2）单位：国际单位为欧姆（Ω） 常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系：1kΩ=103Ω，1MΩ=103kΩ； 2.物理意义 导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。 3. 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“ ” 4.常用电阻 实验用的 1 m 长的铜导线，电阻约百分之几欧 白炽灯（60 W）正常发光时的电阻为 800 Ω 左右 小灯泡正常发光时灯丝电阻为几欧到十几欧 日常用的电暖器和电烤箱的电阻约为几十欧。 二、电阻的大小与哪些因素有关 1.猜想与假设 电阻大小可能跟导体的材料、长度、横截面积有关。 2. 实验方法 ①控制变量法：在探究电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细有关时，利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 ②转换法：在电源电压不变的情况下，通过电流表的示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。 3.实验电路图 3.实验器材 开关、电源、电流表、导线、 a.b、c 是三根用同种材料制成的导体，a、b 长度相同但粗细（横截面积）不同，a、c 粗细相同而长度不同；导体 d 与 c 的长度、粗细都相同，但材料不同。 4.实验步骤 （1）选用材料、长度相同，横截面积不同的电阻丝a和b，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。 出示视频 材料长度横截面积电流大小/A镍铬合金丝L2S0.24S0.20.5S0.12
观察思考：请说出实验现象以及结论。 现象：材料和长度相同，横截面积越小，通过的电流越小，则电阻丝的电阻就越大。 结论：导体的电阻与横截面积有关。材料和长度相同的导体，横截面积越小，电阻就越大。 （2）选用材料、横截面积相同，长度不同的电阻丝a和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。 出示视频 材料长度横截面积电流大小/A镍铬合金丝0.25LS0.240.5L0.22L0.2
观察思考：请说出实验现象以及结论。 现象：材料和横截面积相同，长度越长，通过的电流越小，则电阻丝的电阻就越大。 结论：导体的电阻与长度有关。材料和横截面积相同的导体，长度越长，电阻就越大。 （3）选用长度和横截面积相同、材料不同的电阻丝d和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。 出示视频 材料长度横截面积电流大小/A铜丝LS0.6镍铬合金丝0.22
观察思考：请说出实验现象以及结论。 现象：长度和横截面积相同，材料不同，电流大小不同，电阻不同。 结论：导体的电阻与材料有关。长度和横截面积都相同的不同材料的导体，其电阻一般不同。 实验结论 大量实验表明：横截面积相同的同种材料的导体，长度越长，电阻越大；长度相同的同种材料的导体，横截面积越小，电阻越大；长度和横截面积都相同的不同材料的导体，其电阻一般不同。 研究表明，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、横截面积和温度有关。 注意： 1.导体的电阻是导体本身的一种性质，与电流、电压无关，它的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。 2.白炽灯不工作时（灯丝处于常温）的电阻为几十欧，而白炽灯正常发光时，其电阻却高达几百、几千欧。在初中物理的学习中，通常不考虑温度对电阻的影响。 知识拓展 导体、绝缘体、半导体和超导体 导电性能排序 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。 1.导体和绝缘体 人们常把容易导电的材料叫作导体，不容易导电的材料叫作绝缘体。 2.半导体 有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间，叫作半导体。 3.超导现象 20 世纪初，科学家们还发现，有些材料在很低的温度时，电阻就变成了 0，这就是超导现象。发生超导现象的物体叫作超导体。 4.导体电阻和温度的关系 （1）一般的物体，如金属，其电阻随温度的升高而增大，随温度的下降减小。 （2）有的合金，如康铜和锰铜，其电阻几乎不随温度的变化而变化，是制作标准电阻的好材料。 （3）半导体的电阻和温度的关系较为复杂，有些半导体的电阻随温度的升高而减小，有些半导体的电阻随温度的升高而增大。 “水流类比电流”，理解 “电阻” 的概念 聆听电阻定义与单位以及电阻器讲解，记忆换算关系 了解常用电阻 在老师的引导下学生进行合理猜想 掌握实验探究的方法和实验步骤，并观察记录实验现象，总结实验结论 知道导体的电阻是导体本身的一种性质。 了解常见物体的导电性能排序，导体、绝缘体、半导体和超导体 了解导体电阻和温度的关系 让学生对电阻的概念，有个感性认知 掌握电阻的基本概念和在电路图中的符号 学以致用让学生对日常的导线或用电器的电阻有个大致认识 锻炼学生逻辑思维能力 通过探究影响电阻大小的因素等实验，培养学生的科学探究能力和逻辑思维 掌握影响电阻大小的因素 扩展学生的知识面 为高中进一步学习打下基础
课堂练习 1.影响导体电阻大小的因素：导体的电阻是导体 _______________ ，它的大小决定于导体的_____、_____和_____，还与_____ 有关。材料、横截面积一定时，导体越 _____，电阻越大；材料、长度一定时，导体横截面积越_____ ，电阻越大；大多数导体的电阻随温度的升高而_____ 。 1.【答案】本身的一种性质 材料 长度 横截面积 温度 长 小 增大 【解析】导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积，它还与温度有关。当导体的材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大；材料、长度一定时，导体横截面积越小，电阻越大；且大多数导体的电阻随温度的升高而增大。 2. 小明收集了很多材料和长度都相同但粗细不同的铅笔芯。如图所示，是用他身边的器材自制的简易调光灯电路，下列说法正确的是（　　） A．该实验装置可以探究导体电阻与导体材料的关系 B．该实验装置不可以探究导体电阻与导体长度的关系 C．闭合开关，夹子A向右移动的过程中灯泡亮度变暗 D．夹子A从最左端移动到最右端的过程中，他发现灯泡亮度变化不明显，他应该调换更细的铅笔芯来做实验 2.【答案】D 【解析】A．根据题意可知，都是铅笔芯，材料都相同，所以不能探究电阻与材料的关系，故A错误； B．根据实物图可知，铅笔芯接入电路中的长度可以改变，所以可以探究导体电阻与导体长度的关系，故B错误； C．闭合开关，夹子A向右移动的过程中，铅笔芯接入电路中的长度变短，电路中电阻变小，根据欧姆定律可知，电压不变，电流变大，灯泡亮度变亮，故C错误； D．夹子A从最左端移动到最右端的过程中，发现灯泡亮度变化不明显，说明电流变化不明显，电阻变化不大，应换用电阻大的铅笔芯，而在长度不变时，铅笔芯越细，电阻越大，故D正确。 故选D。 3. 如图所示是“探究影响导体电阻大小的因素”实验电路，其中a是锰铜合金丝，b、c、d是镍铬合金丝；a、b的长度、粗细均相同，b、c的粗细相同、长度不同，b、d的长度相同、粗细不同。在此实验中，导体电阻的大小通过 来比较；探究导体电阻大小与长度的关系时应选择 两合金丝；若选择b、d两合金丝进行实验可以探究导体电阻大小与 的关系。 3.【答案】电流表示数 b、c 横截面积 【详解】[1]导体电阻大小不易观察，根据转化法，实验中可通过比较电流大小来反映，所以在此实验中，导体电阻的大小通过电流表示数来比较的。 [2]根据控制变量法，要想探究导体电阻与长度的关系，应控制导体的材料和横截面积相同，长度不同，因此应选用b、c两合金丝。 [3]根据控制变量法，由题意知，b、d两合金丝材料和长度相同，横截面积不同，所以可用于探究导体电阻与导体横截面积的关系。 学生练习 巩固本节的知识
课堂小结 1.电阻 （1）定义：导体对电流的阻碍作用，导体本身的一种性质。 （2）单位：欧姆（Ω），常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 2.影响因素 研究方法：控制变量法、转换法 因素：横截面积，长度，横截面积，金属导体的温度（一般忽略不计） 学生总结教师补充 让学生对本节知识有个系统理解
板书 第一节：电阻与变阻器（第1课时） 一、电阻 1.电阻的定义 物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫电阻。用符号R表示。 2.单位及其换算：国际单位为欧姆（Ω），常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系：1kΩ=103Ω，1MΩ=103kΩ； 3. 电阻器 4.常用电阻 二、电阻的大小与哪些因素有关 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、横截面积和温度有关。 对照板书回顾 夯实本节基础
课外拓展 /课外阅读内容 科普文章：推荐《为什么超导体能实现“零电阻”？》，用通俗语言解释超导体的特性（如低温下电阻消失）、发现历程（荷兰物理学家昂内斯的实验），以及在磁悬浮列车、核磁共振中的应用，打破“电阻必然存在”的认知局限。
特色资源分析和技术手段说明 多媒体资源，视频
教学反思 这节课，让学生认识了电阻，探究了影响电阻大小的因素，了解电阻大小与长度、横截面积的定性关系，认识到电阻是导体本身的一种性质。初步形成电阻 的概念，知道电阻的单位及换算关系。强化了用控制变量法解决问题的思想。本节在实验探究影响导体电阻大小的因素活动中，学生小组合作比较成功，组内同学 能够达到互动的目的，充分体现了自主性学习的教学模式，并且通过本节课的学习学到了 一种研究物理的方法-——控制变量法，深刻地理解了方法的实质，在探究的过程中锻炼了学生的依据问题设计电路的能力和分析问题的能力。

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