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第十六章　探究电路
第一节
电阻和变阻器
初中物理沪科版（2024）九年级全一册
2
能用控制变量法探究影响电阻大小的因素。
3
了解变阻器的结构和作用，能运用电阻知识解决一些相关问题。
1
知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，知道电阻的国际单位和常用单位，会画电阻的电路符号。
学习目标
1.如图所示，在探究并联电路的电流规律时，闭合开关S后，电流表A的示数是0.4A，A1的示数是0.1A，则通过小灯泡L1的电流为 A，通过小灯泡L2的电流为 A，干路中的电流为 A。
2.小明按图甲的电路进行实验，闭合开关，用电器正常工作时，电压表V1和V2的指针完全一样，如图乙所示，则L1的电压为 V ，L2的电压为 V，电源电压为 V。
0.3
0.4
0.1
6
1.5
7.5
复习巩固
生活中的导线
情景引入
1.在如图所示的电路中，先后将铜导线、镍铬合金丝(或铁丝)分别接入电路M、N之间，观察比较电流表的示数变化和小灯泡的亮度变化。哪段导线对电流的阻碍作用较大？说出你的理由。
答案　略
一、电阻
合作探究
2.物理学中，把 叫电阻，用字母 表示，在国际单位制中，其单位是 ，符号 ，常用单位有： 。单位换算：1 kΩ＝ Ω，1 MΩ＝ kΩ。
导体对电流的阻碍作用
R
欧姆
Ω
千欧、兆欧
103
103
3.电阻器：在电子技术中，我们常用到有 的元件——电阻器，也叫作定值电阻，简称电阻。电路图中用符号 表示。
一定阻值
二、探究电阻大小与哪些因素有关
1.实验：探究影响导体电阻大小的因素
(1)猜想与假设：导体的电阻可能与 、 、 等有关。
(2)设计实验：
①要探究电阻跟多个因素的关系，可以用 法。
②要探究电阻与导体的材料是否有关，应控制 相同，选用 不同的两段导体，比较它们的电阻是否相等。
③怎样探究电阻与导体的长度是否有关？怎样探究电阻与导体的横截面积是否有关？
材料
长度
横截面积
控制变量
长度和横截面积
材料
合作探究
答案　要探究电阻与导体的长度是否有关，应控制材料和横截面积相同，选用长度不同的两段导体，比较它们的电阻是否相等；
要探究电阻与导体的横截面积是否有关，应控制材料和长度相同，选用横截面积不同的两段导体，比较它们的电阻是否相等。
④实验时，可以用哪些方法间接地显示出电阻的大小？你认为哪一种方法较好？
答案　实验时可以利用小灯泡的亮度或电流表的示数间接地显示出电阻的大小。利用电流表的示数更好。
(3)实验装置
实验次数 所用的电阻丝 电流/A
长度/m 横截面积/mm2 材料 1
2
3
4
(4)数据记录与处理：将实验数据记录在表格中。
(5)实验结论：横截面积相同的同种材料的导体，长度 ，电阻 ；长度相同的同种材料的导体，横截面积 ，电阻 ；长度和横截面积都相同的不同材料的导体，其电阻一般 。
2.导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小跟 、 、
和 有关，与电流和电压无关。
越长
越大
越小
越大
不同
导体的材料
横截面积
长度
温度
探究影响导体电阻大小的因素
拓展
导体、绝缘体、半导体和超导体
1.人们常把容易导电的材料叫做导体，不容易导电的材料叫做绝缘体。
2.半导体：半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅等都是半导体。利用半导体材料可以制作二极管和三极管。
3.超导体：当温度低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失，这种现象叫做超导现象。可以将具有这种性能的材料做成超导材料。
学以致用
1.(2024·广西)关于超导材料，下列说法正确的是(　　)
A.是绝缘体材料
B.是半导体材料
C.常温常压下电阻为零
D.用来输电可减少电能损耗
D
2.某物理研究小组的同学在“探究影响电阻大小的因素”时，从实验室中选出符合要求的学生电源、滑动变阻器、电流表、开关、导线若干以及几种电阻丝，电阻丝的参数如表(不考虑温度对电阻大小的影响)。探究前他们作出了如下猜想：
甲同学：电阻与导体的长度有关。
乙同学：电阻与导体的材料有关。
丙同学：电阻与导体的横截面积有关。
为了完成实验探究，同学们设计了如图所示的实验电路。请回答下列问题：
(1)实验中应通过比较　　　　　 的大小，来比较电阻丝电阻的大小，达到验证猜想的目的，这种实验方法叫　　　　。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
电流表示数
转换法
解析　实验过程中，电阻大小不能直接观察，电路中电阻的变化引起电路中电流的变化，通过电流表示数大小的变化，来比较电阻丝大小的变化，这种方法是转换法。
(2)若要验证乙同学的猜想，则应该选用　　　(选填编号)两根电阻丝进行对比实验。若要验证丙同学的猜想，则应该选用　　　(选填编号)两根电阻丝进行对比实验。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
c和d
a和b
解析　c和d电阻丝的长度相同，横截面积相同，材料不同，可以探究导体电阻跟材料的关系，是验证乙同学的猜想。
a和b材料相同，长度相等，横截面积不同，可以探究导体电阻跟横截面积的关系，是验证丙同学的猜想。
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验，目的是验证　　(选填“甲”“乙”或“丙”)同学的猜想。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
甲
解析　选用b、c两根电阻丝进行对比实验，b、c两根电阻丝材料相同、横截面积相同，长度不同，可以探究导体的电阻跟长度的关系，是验证甲同学的猜想。
(4)在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找另外一些因素的关系，这种研究方法叫　　　　　　。
控制变量法
解析　在上述探究过程中，总要控制某些因素，使它们保持不变，进而寻找另外一些因素的关系，这种研究方法叫控制变量法。
定义 能改变接入电路中 大小的元件
实验中常用的变阻器：滑动变阻器 构造
1.认识滑动变阻器
阅读教材，了解滑动变阻器的构造和原理，完成下面的表格。
电阻
说明：电阻丝外面涂着绝缘层，使各匝电阻丝间彼此绝缘；与滑片P接触处的电阻丝的绝缘层被刮掉，以便电阻丝与滑片P相连
三、变阻器
合作探究
结构 示意图 电路 符号
变阻 原理 通过改变接入电路中电阻丝的 来改变接入电路中电阻的大小 铭牌 如图所示，某滑动变阻器上标有“1.5 A　200 Ω”字样，“200 Ω” 表示该滑动变阻的 ；“1.5 A”表示_________________________________________ 长度
最大阻值为200 Ω(或变阻范围为0~200 Ω)
该滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5 A
①当A、B两个接线柱接入电路，此时接入电路中的电阻丝为 段，滑片P滑动时，电阻不变，此时变阻器接入电路中的电阻最大；
②当C、D两个接线柱接入电路，此时接入电路中的部分为 段，滑片
P滑动时，电阻不变，此时变阻器接入电路中的电阻R＝0；
③当A、C两个接线柱接入电路，此时接入电路中的电阻丝为 段，滑片P向右滑动时，AP长度变长，此时变阻器接入电路中的电阻 ；
2.如图是滑动变阻器的原理示意图，据图说明滑动变阻器的连接情况：
AB
CD
AP
变大
④当A、D两个接线柱接入电路，此时接入电路中的电阻丝为 段，滑片P向右滑动时，AP长度变长，此时变阻器接入电路中的电阻 ；
⑤当B、C两个接线柱接入电路，此时接入电路中的电阻丝为 段，滑片P向右滑动时，BP长度变短，此时变阻器接入电路中的电阻 ；
⑥当B、D两个接线柱接入电路，此时接入电路中的电阻丝为 段，滑片P向右滑动时，BP长度变短，此时变阻器接入电路中的电阻 。
滑动变阻器的正确接法： 。
BP
变小
AP
变大
BP
一上一下
变小
3.用滑动变阻器控制灯泡亮度
(1)如图所示连接电路，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？
当滑动变阻器的滑片向A端移动时，接入电路中的电阻减小，电路中的电流变大，灯泡变亮。
为了电路的安全，通常接通电路前应将滑片移至滑动变阻器阻值最大处。变阻器通常标有最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择。若通过的电流超过最大值，变阻器可能会损坏。
(2) 想一想，接通电路前应将滑片放到什么位置？为什么？
3.电阻箱：不仅可以调节电阻大小，还能显示电阻阻值。
旋钮式电阻箱
内部结构
请你读出图中电阻箱的阻值为 Ω。
1 022
4.变阻器在生活中的应用很广泛。例如，家用电器的音量调节、台灯调光和电热毯的温度调节皆用到变阻器(这类变阻器常称为电位器)，即通过改变电阻来实现调音量、调光、调温等功能。
电位器
音量调节
台灯调光
数字电位器调节耳机音量
现在还有一种用数字信号改变阻值的数字电位器，这种电位器具有噪声小、寿命长、抗环境污染，并可通过程序调控，常用于自动检测与控制、智能仪器仪表等重要领域。
学以致用
(2025·东莞模拟)如图所示为旋转式变阻器，它是通过改变接入电路的电阻片的　　　来改变其阻值大小的；若将该旋转式变阻器的B、C两接线柱接入风扇中，则连入电路的弧形电阻片是　　(选填“AP”“PB”或“AB”)段；当轴沿顺时针方向旋转时，风速将　 　(选填“变大”“变小”或“不变”)。
长度
PB
变大
解析　旋转式变阻器，是通过改变接入电路的电阻片的长度来改变其连入电路的电阻的大小的；图中旋转式变阻器的B、C两接线柱连入电路，则连入电路的弧形电阻片是PB段，当轴顺时针旋转时，它连入电路的电阻片的长度变短，故它连入电路的电阻将变小，电流变大，故风速将变大。
迷
你
实
验
室
了解调光台灯的工作原理，选取台灯支架、照明灯、电位器、电烙铁、黏胶等材料自制一个调光小台灯。给制作好的小台灯接通电源，调节电位器，观察其亮度变化，体会变阻器在电路中的调节作用。
调光小台灯
自制调光小台灯
1.(2024·江门期中)在“设计制作一个调光灯”的实践活动中，小明设计了如图所示的电路，用A、B两个金属夹子将一根铅笔芯接入电路中，当B夹子左右移动时，小灯泡的亮度会发生变化。下列关于这一装置的说法中正确的是(　　)
A.将铅笔芯换成塑料吸管，灯泡也能亮起
B.本实验可通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小
C.实验过程中电阻变化的主要因素是改变了横截面积
D.增加一节干电池，灯泡会更亮，说明铅笔芯电阻随电压的增大而减小了
B
课堂练习
解析　铅笔芯是导体，容易导电，塑料吸管是绝缘体，不容易导电，因此把铅笔芯换成塑料吸管后灯泡不会亮；可以通过灯泡的亮暗反映接入电路的电阻大小；当B夹子左右移动时，因铅笔芯接入电路的长度发生变化，因此接入电路的阻值发生变化；电阻是导体自身的一种性质，与导体的材料、长度、横截面积、温度有关，与电压、电流无关，故选B。
2.如图所示，向右移动滑片时，连入电路的变阻器电阻的变化效果相同的是(　　)
A.甲和乙 B.甲和丙
C.甲和丁 D.乙和丁
C
解析　甲图中连入电路的电阻线是PA，乙图中连入电路的电阻线是PB，丙图中连入电路的电阻线是AB，丁图中连入电路的电阻线是PA，甲和丁图中连入电路的电阻线是相同的，向同一方向移动滑片时，电阻的变化效果相同。
3.(2024·广州期中)想探究“在温度一定的条件下，导体电阻与长度的关系”，已选好代号为“a”的导体，还应选用表中哪个导体进行实验探究
(　　)
导体代号 a b c d e
导体长度L/m 1.5 0.5 1.0 1.0 1.5
导体横截面积S/mm2 1.2 1.2 0.8 1.2 2.0
导体材料 镍铬 镍铬 镍铬 锰铜 镍铬
A
A.b B.c C.d D.e
解析　探究“在温度一定的条件下，导体电阻与长度的关系”时，要控制导体的材料和横截面积相同，找两个长度不同的导体，已知选定了代号为“a”的导体，结合表格数据可知，代号为“b”的导体与代号为“a”的导体材料和横截面积相同，长度不同，因此应选用表中代号为“b”的导体，故B、C、D不符合题意，A符合题意。
4.(2025·肇庆端州区一模)如图所示，把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成电路，闭合开关后，将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时，发现注入的盐水越多，灯泡越亮，可以说明电阻越　　(选填“大”或“小”)，此实验证明电阻大小和导体的　　　　　有关。
小
横截面积
课堂小结
定义：导体对电流阻碍作用的大小
单位：欧姆（Ω），常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）
影响因素
研究方法：控制变量法、转换法
因素
导体的材料
导体的长度
导体的横截面积
电阻
导体本身的一种性质
导体的温度（一般忽略不计）
课堂小结
变阻器
滑动变阻器
应用：电位器
构造：瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱等
优、缺点：能够连续改变接入电路的电阻， 但不能显示接入电路的阻值大小
原理：通过改变接入电路中的电阻丝长度来改变电阻
接法：“一上一下”
作用：改变电路中的电流和部分电路两 端的电压；保护电路
谢谢

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