滬科版141_電阻和變阻器(教案)

1、第十四章 探究電路【本章概述】本章在知識與技能方面，是要讓學生認識電阻，學會使用常見的變阻器(滑動變阻器和變阻箱)。通過實驗探究，認識影響電流大小的因素，理解歐姆定律并能應用于解決簡單電路問題；了解家庭電路的構成；正確使用測電筆；知道安全用電常識。在科學究素質(zhì)方面，突出猜想與假設、設計實驗、分析與論證、評估等環(huán)節(jié)，同時讓學生進一步學習“控制變量法”研究物理問題，并向?qū)W生介紹用“圖線法”分析實驗數(shù)據(jù)，歸納物理規(guī)律，讓學生經(jīng)歷基本的科學探究過程，學習科學探究方法，發(fā)展初步的科學探究能力，形成實事求是、尊重自然規(guī)律、樂于參與科學實踐的科學態(tài)度和科學精神，讓學生增加與他人的協(xié)同、合作能力?！颈菊陆虒W要

2、求】1.理解電阻的概念，通過實驗探究影響電阻大小的因素，了解變阻器及其應用2.通過實驗探究電流、電壓和電阻的關系。3.了解家庭電路和安全用電知識。有安全用電的意識。4.能注意探究活動中未解決的矛盾，發(fā)現(xiàn)新的問題【本章教學重點】歐姆定律的學習和在經(jīng)歷科學探究的過程中體驗一些科學探究方法和科學思維方法?！颈菊陆虒W難點】經(jīng)歷探究過程中“評估與反思”、“交流與合作”等環(huán)節(jié)，強化參加這兩個環(huán)節(jié)的具體體驗?！颈菊抡n時分配】內(nèi)容 課時第一節(jié) 電阻和變阻器 1第二節(jié) 科學探究：歐姆定律 1第三節(jié) 家庭用電 1本章單元總結與提升1【本章教學建議】本章在內(nèi)容組織上。將“過程與方法”作為重要的培養(yǎng)目標之一。探究和實

3、驗貫穿全章始終。學生在本章學習中將會經(jīng)歷多方面的動手實驗操作，較全面的感受科學探究過程中的若干要素，如猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數(shù)據(jù)、分析與論證、評估等。對比在教學時應予足夠的注意。第一節(jié) 電阻和變阻器一、教學目標【知識與技能】1知道電阻是表示導體對電流阻礙作用大小的物理量,知道電阻的單位及其換算關系。2理解電阻的大小決定于導體的材料、長度、橫截面積和溫度，能根據(jù)決定電阻大小的因素判斷比較不同導體電阻的大小。3知道滑動變阻器的構造，會把滑動變阻器正確地連人電路來改變電路中的電流知道電阻箱的構造，會讀出電阻箱的示數(shù)?！具^程與方法】 1通過觀察和實驗，探究電阻及影響電阻大小的因

4、素培養(yǎng)學生觀察、分析、比較、概括的能力 2通過學生探究活動，研究電阻大小與材料種類、長度、橫截面積的關系，滲透研究問題的一種方法控制變量法【情感、態(tài)度與價值觀】1通過了解半導體及超導在現(xiàn)代科技中的應用，開闊視野，激發(fā)學生求知欲2通過多種活動形式，聯(lián)系學生生活實際，培養(yǎng)學生對科學探索的熱愛二、教學重點難點重點：電阻的概念、變阻器的使用及其作用難點：決定電阻大小的因素、變阻器能改變電路中的電流的原理三、課時安排 1課時四、教與學互動設計（一）創(chuàng)設情境，導入新課【導語一】復習電流表和電壓表的使用規(guī)則。為什么電流表要串聯(lián)在被測電路中，電壓表要并聯(lián)在被測電路中？【導語二】類比水在水管中流動要受到阻力，電

5、荷在導體中定向移動也會受到阻力?！緦дZ三】出示預先準備的各式各樣的電線電線、導線、電纜線、電話線、閉路電視線讓學生觀察，剝開導線的絕緣外皮，看一下導線的芯是用什么材料做成的，是用銅做的、是用鋁做的電線芯是用容易導電的金屬來做的，是導體電線芯的外面包了一層橡膠或塑料，是不容易導電的物體，叫絕緣體常用的導線通常是用銅或鋁做的，特別重要的用電設備的導線還要用昂貴的銀來做大家見過用鋼、鐵做芯的導線嗎?我們已經(jīng)知道鋼、鐵也是導體，又多又便宜，那么為什么不用鋼鐵來做導線呢?讓同學們大膽地猜想引入新課。（二）合作交流，解讀探究1.電阻【做一做】如圖電壓相同，通過AB和CD的電流不相同，為什么？【點撥】（1）

6、電阻是表示導體對電流阻礙作用的大小，用字母R表示。（2）電阻的單位：國際單位：歐姆，簡稱：歐（）。常用單位：兆歐（M），千歐（k）。1k=103Q 1M=1031的含義：當導體兩端電壓為1V，通過的電流為1A，這段導體的電阻為1（3）在電子技術中經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件電阻器用來調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓，如調(diào)節(jié)收音機和電視機音量大小的電位器，調(diào)光臺燈的控光旋鈕，改變燈的亮度。電阻器在電路中的符號是。讓同學們閱讀信息窗中常見用電器的電阻阻值2.影響電阻大小的因素實驗探究提出問題：電阻的大小與哪些因素有關？猜想與假設：（1）導體的電阻可能與導體的材料有關 （2）導體的電阻可能與導體的粗細有關 （

7、3）導體的電阻可能與導體的形狀有關 （4）導體的電阻可能與導體的長度有關 （5）導體的電阻可能與導體的溫度有關制定實驗計劃，設計實驗： 由于導體電阻的大小跟長度、橫截面積、材料和溫度等因素有關，因此在研究電阻和其中一個因素的相互關系時，使用控制變量法，即保持其他因素不變，觀察研究電阻與這個因素之間有什么關系為此，在溫度一定下用如圖所示實驗裝置進行實驗。a、b、c是三根用同一種材料制成的導線，與d的材料不同。它們的長短、粗細如圖。進行實驗與收集證據(jù)學生動手實驗，教師給予指導。將鐵絲繞成螺旋狀線圈，再接入原電路中觀察電流表指針偏轉情況給接入電路中的螺旋狀的線圈加熱，觀察電流表指針有什么變化交流與合

8、作導體越細橫截面積越小，電阻越大；導體越長，電阻越大；導體電阻的大小與導體的材料有關；一般大多數(shù)的導體，溫度越高，電阻越大【得出結論】（1）導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積。（2）對大多數(shù)導體來說，溫度越高，電阻越大。（少數(shù)導體如碳例外）【討論交流】指導學生閱讀信息窗“幾種長1m橫截面積1mm2的金屬導線任20時的電阻值”比較幾種材料導線的電阻值，能得出什么樣的結論?并說為什么不用鐵做導線?【點撥】幾種材料中銀的電阻最小，除鎳鉻合金外，鐵的電阻最大，銅的電阻和銀差不多，但銅比銀便宜，所不用鐵做導線，而常用鋁或銅3.變阻器【想一想】前面幾種金屬導線的電阻鎳

9、鉻合金的電阻最大，如果需要電阻在O10范圍內(nèi)變化，使用電阻最大的鎳鉻合金絲，需要多長? 將這樣長的鎳鉻合金接人電路可行嗎? 【點撥】長1m橫截面積是1mm2的鎳鉻合金的電阻是0.1 接人電路的電阻從0變化到10 ，就需100 m這樣做肯定不行，將100 m長的鎳鉻線繞成像彈簧那樣的圈，就能減小長度教師可預先將變阻器拆開，取出繞著線圈的瓷管請同學們看，需要使用哪部分，就在哪個地方抽出一個頭，教師將滑動變阻器的金屬桿及滑片再裝上，利用滑片在線圈上滑動就可以改變接入電路的電阻，所以把它叫做滑動變阻器 滑動變阻器（1）原理：通過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的。（2）結構示意圖： (如右圖)（3

10、）銘牌：滑片上標出的數(shù)字“502A”，其中50表示最大阻值，2A表示允許通過的最大電流。（4）元件符號：(如右圖)（5）作用：調(diào)節(jié)滑動變阻器可以逐漸改變連入電路的電阻，從而逐漸改變電路中的電流（6）使用方法： 【想一想】在如圖所示電路圖中把變阻器接入M,N中，共有幾種接法？哪些接法能起到改變電阻作用？不能改變電阻接法的實質(zhì)是什么？ 【點撥】共有6種接法，其中接AC,AD,BC,BD能起到改變電阻作用，而接AB相當于接定值電阻，接CD相當于接電阻很小的金屬棒。上述六種接法中，只有前四種為正確接法，能起到改變電阻作用，正確接法為金屬棒和合金線各一個接線柱接入。后兩種接法都不能改變電阻。變阻器的四種

11、接法：【議一議】滑動變阻器接入電路中，閉合開關前要注意什么？為什么？如何操作？【點撥】閉合開關前，滑片應處于最大阻值位置，使電流最小，操作把滑片遠離下接線柱即可?！拘〗Y】滑動變阻器使用注意事項：滑動變阻器應串聯(lián)在要改變電流的電路中；閉合開關前，滑片應處于最大阻值位置（遠離下接線柱）；正確接法：“一上一下”接法；下接線柱至P為接入電阻。 【做一做】用滑動變阻器改變小燈泡的亮度，要求：P向右滑動，燈變亮。（教師巡視指導鼓勵同學們在科學探究的過程中養(yǎng)成良好的習慣，培養(yǎng)科學的態(tài)度）電阻箱【議一議】出示電阻箱，并講解電阻箱的結構圖和電阻箱的讀數(shù)。（注意加單位） 如圖旋盤式電阻箱連入電路的電阻是多少?【點

12、撥】構造：接線柱、旋盤、電阻值當旋盤式電阻和面板上的兩個接線柱串聯(lián)在電路中時，旋動旋盤，就能改變電阻并表示出連入電路的電阻值，調(diào)節(jié)四個旋盤就能得到O9990 間的任意整數(shù)電阻值。讀數(shù)：各旋盤對應的指示點的示數(shù)乘以面板上標記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接人電路的阻值讀數(shù)時各旋盤對應的指示點(圖中小三角形)的讀數(shù)乘以面板上標記的位數(shù)，然后加在一起，即是接入電路的電阻值 圖中的電阻值是：3×1000+6×100+O×10+8×1=3608（三）應用遷移，鞏固提高類型之一：電阻【例1】有兩段導體1和2，在相同的電壓下，通過導體1的電流較大，通過導體2的電流較小，哪

13、段導體的電阻大? ( )A.導體l的電阻大 B.導體2的電阻大C.兩段導體的電阻一樣大 D.無法確定 解析：導體對電流有阻礙作用，電阻是由導體本身的因素決定，跟外部其他因素無關，但可通過檢測在一定電壓下導體中的電流大小來感知導體對電流阻礙作用的大小導體1和導體2，在相同的電壓作用下，導體1中通過的電流比較大，說明導體1對電流的阻礙作用比較小，導體1的電阻比較小由以上分析知，導體2的電阻比較大。答案：B點評：本題考查對導體的電阻概念的理解及其量度方法解答本題應該理解：不同導體在相同電壓作用下，通過的電流不同，說明不同導體對電流的阻礙作用不同，即不同導體的電阻不同；導體的電阻是導體本身固有的阻礙電

14、流作用的性質(zhì)，由導體本身決定，跟導體兩端的電壓和通過導體的電流無關，但可以用一定電壓下通過導體的電流大小表現(xiàn)出來導體對電流阻礙作用的大小把比較導體電阻大小的問題轉化為比較相同電壓下導體中的電流大小的問題，通過觀察了解不同導體中的電流大小來獲得不同導體(相同條件下)對電路中電流的阻礙作用大小的信息，這種研究問題的科學方法在學習過程中要逐步學會運用類型之二：影響電阻大小的因素【例2】在做“決定電阻大小的因素”實驗時，需要在電壓相同的條件下，比較通過不同導線的電流，發(fā)現(xiàn)決定電阻大小的因素下表是幾種實驗用導線的參數(shù)導體代號ABCDEFG長度/m1.00.51.51.01.21.50.5橫截面積/3.2

15、0.81.20.81.21.21.2材料錳銅鎢鎳鉻絲錳銅鎢錳銅鎳鉻絲 (1)為研究電阻與導體材料有關，應在上表中選用導線C和導線_(2)為研究電阻與導體的長度有關，應在上表中選用導線C和導線_(3)為研究電阻與導體橫截面積的關系，應在上表中選用導線A和導線_ 解析：題目所列表中給出了七種導體的長度、橫截面積和材料三個因素研究導體的電阻跟這三個因素的關系，實驗就需要分三組不同的情況進行探索研究要研究導體的電阻跟導體材料的關系，必須使導體的長度和橫截面積都相同，應選用導線C和導線F，通過比較在相同電壓下導體中的電流大小來比較電阻的大小，找出導體電阻大小和材料的關系；同樣的道理，要研究電阻與導體長度

16、的關系，必須使導體的材料和橫截面積都相同，應選用導線C和導線G；要研究電阻與導體橫截面積的關系，必須使導體的材料和長度都相同，應選用導線A和導線D答案：(1)F；(2)G；(3)D變式題：關于導體的電阻，下列說法中正確的是 ( )A.長導線的電阻一定比短導線的電阻大 B.粗導線的電阻一定比細導線的電阻大C.銅導線的電阻一定比鐵導線的電阻小 D.導體的電阻的大小是由它的材料、長度、橫截面積和溫度決定的解析：導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)它的大小由導體的材料、長度和橫截面積共同決定還跟溫度有關系比較導體電阻的大小，要同時考慮材料、長度和橫截面積三個因素答案：D類型之三：變阻器【例3】小宇在實驗室用

17、圖所示的電路做電學實驗，請你幫助他完成以下的判斷：(1)當滑動變阻器的B、C兩個接線柱接入電路中，滑片P向A端移動時，燈L將_(填“變暗”、“不變”或“變亮”)(2)當滑動變阻器的A、D兩個接線柱接入電路中，要使燈L變暗，滑片戶應向_端移動 解析： 由圖知，滑動變阻器和燈L串聯(lián)起來接在電源兩極之間變阻器接入電路的是B、C兩個接線柱，連入電路的是PB段電阻線，當滑片P向A端移動時，連入電路的電阻線長度變大，則連入電路的電阻變大，電源電壓保持不變，電路中的電流變小，燈L因通過的電流變小而變暗；若把變阻器的A、D兩個接線柱接入電路，則連入電路的電阻線是AP段，要使燈L變暗，電路中的電流必須變小，在電

18、路兩端電壓一定的情況下，變阻器連入電路的電阻必須變大，滑片P應向B端移動答案 (1)變暗；(2)B變式題：在沒有滑動變阻器和電阻箱的情況下，為了調(diào)節(jié)燈泡的亮度，你能想出一個簡易的方法來代替滑動變阻器嗎?請介紹你的設計。 解答：用鉛筆代替滑動變阻器的方法，如圖所示。把電路中接電阻的兩個接線頭都裝上金屬夾子，用其中的一個金屬夾子把鉛筆芯一端夾牢，在鉛筆芯上卡上一只曲別針，再把另一個金屬夾子夾在曲別針上。移動曲別針在鉛筆芯上的位置，可以改變接入電路的阻值，從而達到改變電路中的電流大小的目的。（四）總結反思，拓展延伸【總結】通過本節(jié)課的學習主要學習了以下幾個問題：（引導學生自己總結，教師予以點評）【點

19、撥】1.物理學中用電阻來表示導體對電流阻礙作用的大小，導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)電阻的符號是R，單位是歐姆()，電阻在電路圖中的符號是2. 導體的電阻大小跟哪些因素有關： 決定因素導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導體的材料、長度和橫截面積 影響因素導體的電阻還跟溫度有關，大多數(shù)導體的電阻隨溫度升高而增大，少數(shù)導體(如碳)的電阻隨溫度的升高而減小 研究導體的電阻跟哪些因素有關運用的是控制變量法3.滑動變阻器原理：通過改變導體在電路中的長度來改變電阻構造：電阻絲繞成的線圈、絕緣管、金屬棒、滑片結構示意圖：使用規(guī)則： a首先觀察變阻器的銘牌，弄清變阻器的最大值和允許通過的最大電流

20、b連接時要將滑動變阻器的“一上、一下”兩個接線柱串聯(lián)接入所要控制的電路中 c閉合電路前，應將滑動變阻器滑片滑到阻值最大的位置上電阻箱和電位器是滑動變阻器的變形，實質(zhì)都是變阻器?！就卣埂浚?5年遼寧省大連市）鉛筆芯的主要成分是石墨。軟硬程度不同的鉛筆其用途是不同的，例如作畫用6B軟鉛筆，寫字用軟硬道中的HB鉛筆，制圖用6H硬鉛筆。鉛筆芯是導體，那么鉛筆芯的電阻大小與其軟硬度有什么關系呢？請你設計一個實驗方案對這個問題進行探究。（1）寫出主要實驗步驟及所要測量的物理量（用字母表示）。（2）分析測得的物理量，說明鉛筆芯電阻大小與鉛筆芯軟硬度的對應關系。答案：點評：“勇于探究日常用品中的物理學原理，有

21、將科學技術應用于日常生活、社會實踐的意識”是新課程目標之一本題以鉛筆芯為情境，圍繞“鉛筆芯的電阻大小與其軟硬度有什么關系?”這一疑問的解決，考查學生利用身邊有限的常用工具，解決實際問題的能力，同時，要求用書面形式表述解決方法，能利用控制變量法對問題進行探究。當研究的某一個物理量和多個因素有關時，只研究某個量與多個因素量中一個因素量的關系，常用此法。研究物理問題的方法很多，理解和掌握這些方法，將為我們的科學探究提供很大的幫助。（五）當堂檢測反饋1為什么使用電流表時，絕對不允許不經(jīng)用電器而將表的兩個接線柱直接連到電源的兩極上，而電壓表可以直接和電源相接?答案：如果電流表的內(nèi)阻較大，把它串聯(lián)到電路中

22、后，勢必導致電路中的電流大幅度下降為了使電流表接人電路中后，不影響電路的電流，所以要求電流表的內(nèi)阻很小正因為它的內(nèi)阻很小，所以使用電流表時，絕對不允許不經(jīng)用電器而將表的兩個接線柱直接連到電源上，以免電流過大而將電表燒壞電壓表是用米測量電路兩端電壓的，所以必須將電壓表與被測電路并聯(lián)，電壓表兩端電壓才和被測電路兩端的電壓相等如果電壓表電阻較小，并聯(lián)后電路的總電阻將顯著變小而使電路的電流大幅增加，勢必影響待測電路兩端電壓，那么電壓表就不能客觀地反映電路電壓的值為了不影響電路的電壓值，要求電壓表的內(nèi)阻必須相當大，所以電壓表可以直接和電源相連 2如圖為滑動變阻器的結構和連入電路情況的示意圖，當滑片向右滑

23、動時，連入電路的電阻變小的為( )解析：在B圖中把變阻器的最大電阻值連入了電路移動滑片不起作用C圖中滑片向右移時，接人電路的電阻絲變長，即連人電路的電阻變大，D圖中變阻器連入電路的電阻等于零，移動滑片，變阻器連入電路的電阻不變，仍為零在A圖中，當滑片向右移時變阻器連人電路的電阻絲變短，因此連人電路的電阻變小，這種連接符合題目要求 答案：A 3將圖中滑動變阻器的接線柱ABCD中的兩個接人電路的M、N處，如果當滑片P向左移動時，電流表的讀數(shù)變大，則M、N應分別與哪兩個接線柱相連?解析：電阻是對電流的阻礙作用，要使電流表的讀數(shù)增大，變阻器的阻值應變小變阻器的接線往沒有“+、一”之分，所以選準A、B、

24、C、D上的兩個合理的接線柱與M，N相連即可那么，如何選擇兩個接線柱呢?接(：、D時變阻器不能變阻阻值可視為零，選A、B時變阻器也不能變阻，阻值等于它的最大值正確使用滑動變阻器應掌握“一上、一下”的原則，即選 A、B中的一個，C、D中的一個阻值如何變化與選A、B無關因為AP和BP的電阻都視為零關鍵在C、D兩個接線柱本題要使滑片向左移動，電阻減小，就應認準A接線柱是必須的，再根據(jù)“一上、一下”的原則，就可得出正確答案，可見連接滑動變阻器首先要選準“下”接線柱，然后在“上”接線拄中任選一個答案：接C、A或者A、D 5 如右圖，表示插塞式電阻，從圖示位置開始則 ( ) A現(xiàn)在使用的電阻是70 B將第二個銅塞插上使用電阻為90 C將全部銅塞插上使用電阻為100 D將銅塞都拔出，總電阻為零 解析：插塞式電