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第一节 怎样认识电阻
设计说明 本节主要内容有：电阻及其单位，决定电阻大小的因素，滑动变阻器。 电阻与电流、电压一样，是电学中的重要物理量。电阻器是电阻知识的应用，定值电阻和变阻器在电学实验和无线电技术中应用很广泛。滑动变阻器的学习，既有助于学生更好地理解电阻的概念，又为后续的学习——特别是做电学实验做了必要的准备。 教学中通过一个生活现象，使学生意识到“两灯泡的灯丝”对电流的阻碍作用不同，进而学习什么是电阻和电阻的单位，并激发学生探究电阻的兴趣。知道了电阻及其单位，自然会产生一个疑问：不同的导体，电阻有大有小，那么电阻的大小与哪些因素有关？“活动1”让学生通过动手实验，探究影响导体电阻大小的因素，并在实验过程中体会控制变量的科学方法。研究导体的电阻跟长度、横截面积、材料的关系，不仅加深了学生对电阻的理解，也是学生学习滑动变阻器的基础。关于滑动变阻器，教材安排了两个活动。“活动2”让学生对照实物和结构图，边观察、边阅读，并通过几个问题引导学生思考讨论，从而搞清滑动变阻器的结构和原理，学会画其结构示意图和符号。“活动3”让学生练习使用滑动变阻器，重点学习滑动变阻器的接法和调节，为下一节探究欧姆定律奠定基础。 教学目标 【知识与技能】 1.知道什么是电阻，知道电阻的单位，知道决定导体电阻大小的因素。 2.了解滑动变阻器的基本结构和原理，会使用滑动变阻器改变电路中的电流。 【过程与方法】 通过实验探究，了解导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积有关，理解控制变量的科学方法。 【情感态度和价值观】 乐于探究电阻与哪些因素有关和滑动变阻器的原理，体验科学发现和科学探究的乐趣。 重点难点 教学重点 1.探究影响电阻大小因素的实验方案的设计。 2.电阻的概念、导体的电阻跟哪些因素有关。 教学难点 滑动变阻器的结构和使用。 教学方法 实验探究、观察、讨论和分析相结合的教学方法。 教具、学具 多媒体课件、电源、开关、导线、铜丝、铁丝、康铜丝、镍铬合金丝、滑动变阻器、灯泡和电流表等。 授课时数 2课时 第1课时 认识电阻 教学过程 导入新课 美丽的大都市，色彩斑斓、五光十色的灯光，忽明忽暗，这样美丽的夜景令人神往，让人遐思。在欣赏美景之余，你是否曾经思考过，美丽的彩灯为什么能调光，它的调光原理是什么？自来水在水管中流动会受到水管的阻碍作用，那么电荷在导体中运动时会不会同样受到阻碍呢？阻碍作用的大小与哪些因素有关呢？学完本节内容后，你一定能知道答案。 讲授新课 一、什么是导体的电阻 活动1：找一位同学到讲台上，按如图所示的电路图连接实物图。连接好后请同学观察。 【提问】 1.闭合开关，电流表有示数吗？为什么？ 2.在、之间接入一根康铜丝，观察电流表的示数，并读出电流值。 3.再用另一根长度、粗细相同的镍铬合金丝代替康铜丝接入、之间，观察电流表的示数，并读出电流值。 4.比较实验可以发现什么？ 【交流讨论】闭合开关，电流表没有示数，因为电路是断路；通过观察实验结果发现，同样用的都是两节干电池，通过康铜丝的电流较大，说明它对电流的阻碍作用较小；通过镍铬合金丝的电流较小，说明它对电流的阻碍作用较大。 【总结】 1.在物理学中，用电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，用符号表示。 2.在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是。 3.常用单位：千欧()和兆欧()，换算关系：，。 【资料】 欧姆(G.S. Ohm,)是德国物理学家。欧姆定律及其公式的发现，给电学的计算，带来了很大的方便，人们为了纪念他，将电阻的单位定为欧姆，简称欧，1854年7月，欧姆逝世。 【拓展】 1.实验室用的连接导线的电阻很小，常用的1 m长的铜导线，阻值小于百分之几欧，通常可以忽略不计。 2.电流表的电阻很小，近似情况下可看作等于零。 3.电压表的电阻很大，近似情况下可看作无限大。 4.人体的电阻为几千欧至几十兆欧。 5.手电筒的小灯泡其灯丝电阻为几欧至几十欧。 【教师提问】导体对电流的阻碍作用有大有小，那么导体的电阻大小跟哪些因素有关呢？ 二、电阻与哪些因素有关 活动2：探究导体的电阻跟哪些因素有关 1.提出问题：金属导体有电阻，其他导体也有电阻，它们的电阻与哪些因素有关呢？ 2.猜想与假设： (1)导体的电阻可能与导体的材料有关； (2)导体的电阻可能与导体的长度有关； (3)导体的电阻可能与导体的横截面积有关。 3.制定与设计实验：判断导体的电阻相同或不同，可以把不同导体接在同一电源上，然后比较通过每个导体的电流，电流较大的，说明电阻较小；电流较小的，说明电阻较大；电流相同，说明电阻相同。 【教师点拨】控制变量法： (1)如果研究导体电阻与材料的关系，就应该控制导体的长度、横截面积和温度不变，只比较材料不同的导体电阻是否相同； (2)如果要研究导体电阻与长度的关系，就应该控制导体的材料、横截面积、温度不变，改变导体的长度，比较导体的电阻怎样变化； (3)如果要研究导体电阻与横截面积的关系，就应该控制导体材料、长度和温度保持不变，只改变导体的横截面积，比较导体的电阻怎样变化； (4)如果要研究导体电阻与温度的关系，就应该控制导体的材料、长度和横截面积保持不变，只改变导体的温度，比较电阻的变化情况。 4.实验器材：电池4节，电流表1个，开关1个，灯泡1个，导线若干，固定着四根金属丝的演示板1个。 5.进行实验与收集数据： (1)探究导体的长度对电阻的影响。 如图所示，连接电路，闭合开关。让鳄鱼夹在、之间移动，观察灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。 实验表明：导体的电阻跟导体的长度有关，导体越长，电阻越大。 (2)探究导体的横截面积(粗细)对电阻的影响。 电路中分别接入、金属丝，观察前后灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。 实验表明：导体的电阻跟导体的横截面积有关，导体横截面积越大，电阻越小。 (3)探究导体的材料对电阻的影响。 电路中分别接入、金属丝，观察前后灯泡的亮度和电流表示数的变化情况。 实验表明：导体的电阻跟导体材料有关，不同材料的导体，其电阻不同。 6.探究结论：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小跟导体的材料、长度、横截面积有关。 【教师提问】通过实验探究我们知道，导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积有关，那么它还与什么因素有关呢？ 【演示实验】温度对电阻的影响。 【交流总结】进一步的研究表明，导体的电阻还跟温度有关。例如，多数金属的电阻随温度的升高而增大，一个正常发光的灯泡，其灯丝电阻比不发光时要大得多。 【实验结论】 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。 1.长度、横截面积和温度相同时，材料不同，导体的电阻不同。 2.材料、横截面积和温度相同时，导体越长，导体的电阻就越大。 3.材料、长度和温度相同时，导体横截面积越小，导体的电阻就越大。 4.导体的电阻与温度有关。有的导体温度升高，电阻变小，有的导体温度升高，电阻变大。 课堂小结 一、电阻 1.导体对电流阻碍作用的大小叫做电阻，用符号表示。 2.在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，符号是。 3.常用单位：千欧)和兆欧)。 换算关系：，。 二、影响电阻大小的因素 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小跟导体的材料、长度、横截面积有关。 当堂达标 1．一根金属导体，把它拉长后，跟原来相比较，它的电阻____________。（选填“不变”“变大”或“变小”） 2．___________。 3．有甲、乙、丙三根同种材料制成的导线，甲和乙导线长为1 m，乙导线粗些；乙和丙导线粗细相同，丙导线长为0.5 m，则按电阻由大到小排列的三根导线应是（　　） A．甲、乙、丙 B．丙、乙、甲 C．丙、甲、乙 D．甲、丙、乙 4．关于导线电阻的大小，下列说法中正确的是（温度对电阻的影响可以不计）（ ） A．横截面积越大的导线，电阻越小 B．横截面积相同的导线，长导线的电阻大 C．长度相同的导线，细导线的电阻大 D．同种材料制成的长短相同的导线，粗导线的电阻小 5．在进行“导体电阻的大小与哪些因素有关”的实验时，将一根粗细均匀的导体截成长短不同的两段后，分别接入电路中，这是用来研究（　　） A．导体电阻与温度的关系 B．导体电阻与长度的关系 C．导体电阻与材料的关系 D．导体电阻与横截面积的关系 6．在探究影响导体电阻大小的因素时，小华同学作出了如下猜想： 猜想1：导体的电阻与导体的长度有关。 猜想2：导体的电阻与导体的横截面积有关。 猜想3：导体的电阻与导体的材料有关。 实验室提供了四根电阻丝，其规格、材料如下表： 电阻丝材料长度/横截面积/镍铬合金0.50.5镍铬合金1.00.5镍铬合金0.51.0锰铜合金0.50.5
（1）为了验证上述猜想，她设计了如图所示的实验电路，在、之间分别接上不同的导体，则通过观察______________来比较导体电阻的大小。 （2）为了验证猜想1，应该选用编号为________的两根电阻丝进行实验；如果选用编号为、的两根电阻丝进行实验，是为了验证猜想_______（填序号），此时得出的结论是：_______________________________________。 参考答案 1.变大 2. 200 3.A 4.D 5.B 6.（1）电流表的示数 （2） 2 当导体的材料和长度相同时，横截面积越大，导体的电阻越小 板书设计 第1课时 认识电阻 1.物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小 2.电阻的单位是欧姆，简称欧，符号Ω 3.导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小跟导体的材料、长度、横截面积有关，还受温度影响 第2课时 电阻器 教学过程 引入新课 台灯调光器可调节灯泡的亮度；用音量开关可调节音乐盒的音量；用旋钮开关可调节电熨斗的温度。 问题：你知道灯光的亮暗、声音的强弱、温度的高低等是怎么控制的吗？ 讲授新课 活动1：按如图所示连接电路，调节铅笔芯串入电路中的长度，使灯泡发光，当铜环在铅笔芯上滑动时灯泡的亮度会发生变化，亲自动手试一试，这其中的奥妙是什么？ 【实验现象】 当铅笔芯连入电路中的长度变长时，灯泡亮度变暗。 当铅笔芯连入电路中的长度变短时，灯泡亮度变亮。 【分析总结】 当铜环左右滑动时，铅笔芯接入电路的有效长度就会改变，长度变了，电阻就会变。 【思考】实验中，引起电流变化的原因是什么？ 【总结】用铅笔芯来改变接入电路中的电阻。 【思考】用铅笔芯来改变接入电路中的电阻有怎样的缺点呢？ 【总结】当接入电路中的电阻很大时，铜环移动的距离就很大。 指导学生阅读教材第内容，并交流总结。 一、电阻器 1.定值电阻：阻值固定不变的电阻器，其图形符号是“”。 2.变阻器：阻值可以调节变化的电阻器。常用的变阻器有滑动变阻器(图形符号是“”)、电位器等。 活动3：认识滑动变阻器 出示实验室所用滑动变阻器的实物，让学生观察并总结。 1.滑动变阻器的构造：滑动变阻器的构造如图所示。表面附着绝缘层的电阻线紧密绕在瓷筒上形成一个线圈，它的始端与末端分别接到、两个接线柱上；瓷筒上方有金属杆与支架相连，端和端各有一个接线柱。滑片可在金属杆上左右滑动，下面有金属滑片与线圈紧密接触，线圈上与滑片接触处的绝缘层已被刮去，滑片在该处可与线圈相连，相邻两线圈之间是由绝缘层隔开的，彼此绝缘。 2.滑动变阻器的工作原理：滑动变阻器靠改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻。 3.滑动变阻器的作用：调节滑动变阻器的滑片，可以逐渐改变连入电路中的电阻的大小，从而逐渐改变电路中电流和部分电路两端的电压，另外还可以起到保护电路的作用。 4.滑动变阻器的原理示意图和电路符号如图所示。 5.认识铭牌：变阻器上标注的“1.5 A 200 Ω”的含义是允许通过最大的电流是1.5A，该滑动变阻器的最大电阻是200Ω。 6.探究滑动变阻器的使用： (1)提出问题：滑动变阻器有四个接线柱，而连入电路中使用，只需要用两个接线柱，那么如何连接呢？如果想利用滑动变阻器改变通过灯泡的电流，它与灯泡的连接方式是串联好，还是并联好呢？ (2)猜想与假设：使用任意两接线柱都可以，与灯泡串联。 (3)进行实验：实验装置如图所示。 ①首先将、接在、(接，接)之间，闭合开关，灯泡发光。左、右移动滑片，观察灯泡亮度变化情况。 【学生回答】灯泡发光较亮，左右移动滑片，灯泡亮度不发生变化。 ②将、接入、之间(接，接)，闭合开关，灯泡发光，左右移动滑片，观察灯泡亮度变化情况。 【学生回答】灯泡发光较暗，左右移动滑片，灯泡亮度不发生变化。 ③将、分别与、接线柱连接，闭合开关，左、右移动滑片，观察灯泡亮度变化情况。 【学生回答】滑片向左移动时灯泡变亮，向右移动时灯泡变暗。 ④将、分别与、接线柱连接，闭合开关，左、右移动滑片，观察灯泡亮度变化情况。 【学生回答】滑片向左移动时灯泡变亮，向右移动时灯泡变暗。 ⑤将、分别与、接线柱连接，闭合开关，左、右移动滑片。观察灯泡亮度变化情况。 【学生回答】滑片向左滑动时灯泡变暗，向右移动时灯泡变亮。 ⑥将、分别与、接线柱连接，闭合开关，左、右移动滑片，观察灯泡亮度变化情况。 【学生回答】滑片向左滑动时灯泡变暗，向右移动时灯泡变亮。 (4)实验现象分析： ①接、两接线柱时，灯泡亮度较亮，说明、间电阻很小，线圈没有接入电路，接入的只是金属杆。故不能用这两个接线柱把变阻器接入电路。 ②将、分别与、相连，灯泡发光较暗，表明电路中电阻变大了，移动滑片灯泡亮度不变，仍较暗。说明滑动变阻器只起到定值电阻的作用，不能改变电路中的电阻，故这种连接方法也不行。 ③将、分别与、连接，实验时灯泡亮度发生变化，说明此种连入方式可行。向左移动时灯泡变亮，向右移动时灯泡变暗，说明此时变阻器段连入电路。接、时现象与上面相同，表明此种接法可行，而且连入部分仍是段。改用、(或、)时仍能改变灯泡亮度，说明这种连接方法也是可行的，但根据灯泡亮度变化情况判断，此时段连入电路。 【拓展】如果将滑动变阻器采用“一上一下”的接法连入电路，并且与灯泡并联，重复前面实验，发现灯泡亮度不发生改变，表明这时滑片的移动不能改变通过灯泡的电流。 (5)实验结论： ①滑动变阻器在使用时，应采用“一上一下”的连接方式(即、中选用1个接入电路，、中选用1个连入电路)。 ②滑动变阻器与灯泡并联时，不能改变灯泡亮度。 【教师提问】我们在使用滑动变阻器改变电路中的电流时，应注意什么？ 【交流总结】使用滑动变阻器应注意下列几个问题： 1.要了解所使用滑动变阻器的阻值范围和允许通过的最大电流。比如一个滑动变阻器上标有“30Ω　1.2 A”字样，它表示此滑动变阻器的最大阻值是30Ω，允许通过的最大电流是1.2 A，使用时要根据实际需要对滑动变阻器进行选择，不能使通过的电流超过允许通过电流的最大值。 2.滑动变阻器要与被控制电路串联。 3.将滑动变阻器连入电路时应采用“一上一下”的接法，不能同时使用上面两个接线柱)，也不能同时使用下面两个接线柱(为定值，即最大阻值)，这样就起不到改变电路中电阻的目的。 4.为了保护电路，在闭合开关前应使滑动变阻器的连入阻值最大。 【教师提问】我们已经共同学习了滑动变阻器的概念和作用，那么怎样用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流？ 活动4：用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流 师生共同讨论，提出各自的设计方案，选择实验器材，画出电路图如图所示，按照电路图连接电路后，进行实验。 【思考】 1.应该怎样连接电路，才能使滑动变阻器起到改变电阻的作用？ 2.要让小灯泡由暗变亮，接通电路前滑片应放在什么位置？接通电路后滑片应向哪边移动？ 3.要让小灯泡由亮变暗，接通电路前滑片应放在什么位置？接通电路后滑片应向哪边移动？ 【交流总结】 1.应将滑动变阻器采用“一上一下”的方式串联接人电路，才能使滑动变阻器起到改变电阻的作用。 2.要让小灯泡由暗变亮，接通电路前应将滑片放在阻值最大位置。接通电路后应将滑片从左向右移动。 3.要让小灯泡由亮变暗，接通电路前滑片应放在阻值较小位置。接通电路后应将滑片从右向左移动。 【拓展】变阻器的应用——油量表 如图是一种测定油箱内油量的装置。其中是滑动变阻器的电阻片，滑动变阻器的滑片跟滑杆连接，滑杆可以绕固定轴转动，另一端固定着一个浮标。油箱中的油量减少时，油面下降，浮标随液面落下，带动滑杆使滑动变阻器滑片向上移动，接入电路中电阻增大，从而使电路中电流表的示数减小。因此，电流表上一定的示数便对应着油面的一定高度，把电流表刻度盘改为相应的油量体积数，就可以直接读出油箱中的油量。 【拓展】电阻箱 电阻箱是能表示出阻值的变阻器。如图甲所示为旋钮式电阻箱，其读数方法为指针所指数值乘倍率后相加。如图乙所示为插孔式电阻箱，当铜塞插入时，则该铜塞处的电阻丝就会短路，这部分电阻不连入电路。连入电路的电阻丝的阻值相加即可得到插孔式电阻箱的阻值。 甲 乙 课堂小结 1.能改变接入电路中电阻大小的元件叫做变阻器。 2.滑动变阻器通过改变接入电路中电阻线长度来改变接入电阻，从而改变电流，应串联在电路，接线注意 “一上一下”。 3.电阻器是变阻器在生活中的应用。 当堂达标 1.下列关于滑动变阻器（如图）的构造说法正确的是（　　） A.线圈是用铜丝或铝丝制成 B.滑片与金属杆之间是绝缘的 C.滑片与线圈之间是绝缘的 D.瓷筒与线圈是绝缘的 2.如图是滑动变阻器的结构和连入电路的示意图。当滑片向右滑动时，连入电路的电阻变小的是哪个？（　　） A B C D 3．如图所示，用滑动变阻器控制灯的亮度，若要求滑片向端滑动时灯变亮，则变阻器连入电路中正确的接法是（ ） A．接，接 B．接，接 C．接，接 D．接，接 4.滑动变阻器（如图）是通过改变接入电路的___________来改变电路中电阻的。滑动变阻器的“铭牌”上有两个重要数据，是选用滑动变阻器的依据。如“50Ω　1.5A”，表示的物理意义是“50Ω”表示该滑动变阻器的阻值变化范围是___________，“1.5A”表示__________________是1.5A。 5.请用笔画线表示接线，连接如图所示的电路，使滑动变阻器能够控制灯泡的亮度。在你连的电路中，要使灯泡越来越亮，变阻器的滑片应该向哪个方向移动？ 6.如图是一位同学按照上题要求所连的电路。这个电路能不能满足题目的要求？为什么？按这个图进行操作时，实验现象是怎样的？ 参考答案 1.D 2.D 3. C 4.电阻丝的长度 0～50Ω 允许通过的最大电流 5.右 6.不能，因为滑动变阻器接成了“全下”，相当于定值电阻。灯泡亮度不变且较暗。 板书设计 第2课时 电阻器 变阻器 1.实物图： 2.原理：靠改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻 3.连接方法：一上一下 4.原理示意图和电路符号： 5.作用：改变电路中的电流，对电路有保护作用 教学反思

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