電阻與變阻器教案

電阻與變阻器適用學(xué)科物理適用年級八、九年級適用區(qū)域新人教版課時時長（分鐘）120知識點電阻的相關(guān)概念決定導(dǎo)體電阻大小的因素電阻器變阻器滑動變阻器的使用教學(xué)目標(biāo)理解電阻的物體意義知道決定導(dǎo)體電阻大小的因素正確使用滑動變阻器教學(xué)重點導(dǎo)體電阻的影響因素滑動變阻器的原理及其使用教學(xué)難點導(dǎo)體電阻的影響因素的探究過程滑動變阻器的使用教學(xué)過程一、復(fù)習(xí)預(yù)習(xí)1.導(dǎo)體：容易導(dǎo)電的物體。絕緣體：不容易導(dǎo)電的物體。物體的導(dǎo)電性能其實與導(dǎo)體對電流的阻礙作用有關(guān)。電壓是形成電流的原因。我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓一定時，通過導(dǎo)體的電流不一定相同，那么電流大小還與什么因素有關(guān)呢？二、知識講解考點/易錯點1電阻的概念在物理學(xué)中，把導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做這個導(dǎo)體的電阻。電阻符號是R，國際單位是歐姆，簡稱歐（Ω）。常用單位：兆歐（MΩ），千歐（kΩ）。換算關(guān)系：1MΩ=103kΩ=106Ω考點/易錯點2決定導(dǎo)體電阻大小的因素通通過實驗探究發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種屬性，其大小與導(dǎo)體的長度，橫截面積，材料及溫度有關(guān)。導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系。在材料與橫截面積一定時，導(dǎo)體越長，電阻越大。事實上，此時導(dǎo)體的電阻與長度成正比。如一段長1m的合金絲的電阻為1Ω，那么一段長2m的同樣粗細(xì)的同種合金絲的電阻為2Ω。導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系。在導(dǎo)體的材料與長度一定的情況下，導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小。事實上此導(dǎo)體的電阻與橫截面積成反比。如上所述電阻絲，若將其橫截面積減小為原來的一半，其電阻會變?yōu)樵瓉淼?倍。材料導(dǎo)電性能與電阻的關(guān)系。材料導(dǎo)電性能的好壞可用該材料制成長1m，橫截面積為1mm2的導(dǎo)體的電阻來表示。在常見金屬材料中，導(dǎo)電性能最好的材料是銀，其次是銅和鋁，但銀太昂貴，所以平時用的導(dǎo)線都是銅線或鋁線。（4）溫度與電阻的關(guān)系。大多數(shù)金屬都是溫度升高時電阻變大，但一般導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而改變很小，所以在研究一般問題時，往往忽略這個變化，而認(rèn)為其電阻不隨溫度而改變?？键c/易錯點3電阻器電阻器的概念：具有一定電阻值的元件叫定值電阻，也簡稱電阻。電阻在電路圖中的符號：考點/易錯點4變阻器類型：滑動變阻器，電位器，電阻箱滑動變阻器的原理：通過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的?；瑒幼冏杵鞯慕Y(jié)構(gòu)：四個接線柱，滑片，金屬桿，支架，電阻絲；電阻線是由電阻率大的合金線制成?；瑒幼冏杵鞯你懪疲夯蠘?biāo)出的數(shù)字“50Ω2A”，其中50Ω表示最大阻值，2A表示允許通過的最大電流。元件符號：考點/易錯點5滑動變阻器的使用1.使用前應(yīng)將滑片放在變阻器阻值最大位置。2.串聯(lián)在電路中，連接時要“一上一下”連接。若接同上兩個接線柱時，相當(dāng)于接入了導(dǎo)線，電阻為0；接同下兩個接線柱時，相當(dāng)于定值電阻，接入是的最大電阻。這兩種接法不能改變電阻。3.使用前要了解銘牌。銘牌上標(biāo)有變阻器的最大電阻值和變阻器允許通過的最大電流值。三、例題精析【例題1】一根銅導(dǎo)線的電阻為R，要使連入電路中的導(dǎo)線電阻變大，可以采用下列哪些措施（）將導(dǎo)線對折后連入電路B、將導(dǎo)線拉長后連入電路C、增大導(dǎo)線兩端的電壓或減小通過導(dǎo)線的電流強度D、用長度、橫截面積相同的鋁導(dǎo)線代替銅導(dǎo)線接入電路中【答案】B、D【解析】A選項中，如果將這根導(dǎo)線對折后連入電路，電阻反而變小了，因為對折后，導(dǎo)線變短了，而且也相當(dāng)于增大了導(dǎo)體的橫截面積，電阻就又減小了，所以A選項是錯誤的。B選項是對的，將導(dǎo)線拉長后連入電路電阻變大了，因為拉長，導(dǎo)線變長了，電阻變大了，而且橫截面積變小了，導(dǎo)線又細(xì)了，電阻就更大了，所以B選項是對的。C選項是不對的，因為電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它不隨電壓和電流的改變而改變，雖然導(dǎo)線兩端的電壓減小了，但導(dǎo)線的長短、粗細(xì)沒有變，所以電阻也不變，同樣導(dǎo)線兩端的電壓增大了，導(dǎo)線的電阻也不變。同理通過導(dǎo)線的電流變大或變小都不會影響電阻值的大小。所以C選項也是不對的。D選項是正確的，因為如果換用長度，橫截面積相同的鋁導(dǎo)線代替銅導(dǎo)線接入電路中，電阻會變大，鋁的電阻率比銅的電阻率大，長1m，橫截面積是1mm2的銅導(dǎo)線的電阻是0.017Ω，而鋁的是0.027Ω，所以D是正確的，應(yīng)選B、D?！纠}2】質(zhì)量相等的銅絲和鋁絲，它們的橫截面積相等，銅絲和鋁絲的電阻相比較（）A、銅絲的電阻大B、鋁絲的電阻大C、電阻一樣大D、條件不足，無法判斷【答案】B【解析】質(zhì)量相等的銅絲和鋁絲，由于銅的密度大于鋁的密度，所以鋁的體積大于銅的體積，又因為銅絲和鋁絲的橫截面積相等，那么鋁絲肯定比銅絲要長，如果銅絲和鋁絲橫截面積相等，長度也相等時，鋁就已經(jīng)比銅絲的電阻大了，何況此時鋁絲比銅絲長，電阻就更大了，應(yīng)選B。【例題3】在探究導(dǎo)體電阻大小與那些因素有關(guān)的實驗中，采用了“控制變量”的方法。下表是某實驗小組在實驗中所用導(dǎo)體的相關(guān)物理量的記錄：導(dǎo)體編號ABCD長度（m）1.01.01.00.5橫截面積（mm2）1.21.22.41.2材料鎳鉻絲錳銅絲鎳鉻絲鎳鉻絲（1）要探究導(dǎo)體電阻大小與長度是否有關(guān)，應(yīng)選用____________________兩根導(dǎo)體。（2）要探究導(dǎo)體電阻大小與橫截面積是否有關(guān)，應(yīng)選用_____________兩根導(dǎo)體。（3）要探究導(dǎo)體電阻大小與材料是否有關(guān)，應(yīng)選用_________________兩根導(dǎo)體?！敬鸢浮浚?）A、D；（2）A、C；（3）材料．【解析】（1）要探究電阻的大小與長度的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，要選取這樣兩根導(dǎo)線具有以下特征：材料、橫截面積都相同，只有長度不同．由此結(jié)合表中給出的，只有導(dǎo)線A、D符合要求．（2）要探究電阻的大小與橫截面積的關(guān)系，根據(jù)控制變量法的思路，要選取這樣兩根導(dǎo)線具有以下特征：材料、長度都相同，只有橫截面積不同．由此結(jié)合表中給出的四根導(dǎo)線的特點，只有A、C合要求．（3）選擇A和B兩根導(dǎo)體，根據(jù)控制變量法的思路結(jié)合表中信息可知，兩根導(dǎo)線，長度、橫截面積都相同，只有材料不同．因此選擇A和B兩根導(dǎo)體是為探究導(dǎo)體電阻大小與材料是否有關(guān)．【例題4】圖6-3-3為滑動變阻器連入電路的示意圖，當(dāng)滑片P向右滑動時，連入電路的電阻變大的是（）圖6-3-3【答案】CD【解析】滑動變阻器原理：通過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的,要求滑片右移，電阻變大，連入電路的電阻應(yīng)該是左邊的電阻絲，下接線柱應(yīng)該選左邊的接線柱，因此C、D正確。四、課堂運用【基礎(chǔ)】1．在關(guān)于導(dǎo)體電阻的四種說法中，正確的說法是（）A、鐵導(dǎo)線的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大B、兩根粗細(xì)一樣的導(dǎo)線，長的比短的電阻大C、兩根由同種材料制成的，長短相同的導(dǎo)線，粗的比細(xì)的電阻小D、粗的銅導(dǎo)線的電阻比細(xì)的鐵導(dǎo)線的電阻小【答案】C【解析】A是不對的，因為沒有說長度和橫截面積是否一定；B也是錯誤的，沒有說材料是否相同；C是正確的，因為電阻的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積；D是錯誤的，沒有說長度是否相同。應(yīng)選C。2.白熾燈的燈絲，正常發(fā)光時的電阻若為R1，不發(fā)光時的電阻為R2，則R1_________________R2（填“＞”“＜”或“=”），這是因為________________?！敬鸢浮浚?，對于白熾燈來講，溫度越高其電阻越大【解析】考查了溫度對電阻的影響，溫度越高電阻越大，燈發(fā)光時的溫度高，電阻大；3．如圖6-3-7所示是小明探究怎樣用滑動變阻器改變燈泡亮度設(shè)計的實驗電路圖。當(dāng)開關(guān)S閉合時,要使燈泡變亮,滑動變阻器的滑片P應(yīng)向哪一端移動？【答案】應(yīng)向左端移動【解析】當(dāng)開關(guān)S閉合，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，此時，滑動變阻器連入電路的電阻線長度是AP段，要使燈泡變亮，電路中的電阻應(yīng)減小，AP段電阻線長度應(yīng)變短，滑片P就應(yīng)向左移動。【鞏固】1.小宇用如圖所示的電路．探究影響金屬絲電阻大小的因素．他手邊除了有電路中的器材外．還有一根金屬絲，則（）A．只能探究電阻與金屬絲長度的關(guān)系B．電阻與金屬絲長度、橫截面積的關(guān)系都能探究C．電阻與金屬絲長度、橫截面積的關(guān)系都不能探究D．只能探究電阻與金屬絲橫截面積的關(guān)系【答案】B【解析】將電阻絲的一段固定在A端，然后使B在電阻絲上滑動，通過電流表的示數(shù)即可探究電阻與電阻絲長度的關(guān)系；將電阻絲的一半分別接入A、B兩端，并記錄電流表的示數(shù)；再將電阻絲對折后接入A、B兩端，同時記下電流表的示數(shù)，通過比較電流的示數(shù)即可得出電阻與電阻絲橫截面積的關(guān)系．2.電位器是變阻器的一種，它可以用來改變收音機的音量．小紅買了一個電位器，如圖2所示．如果把它與燈泡串聯(lián)起來，利用它改變燈的亮度，請仔細(xì)觀察，現(xiàn)想使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動，燈泡變暗，下列連法正確的是（）A．連接A、CB．連接B、CC．連接A、BD．以上都不正確【答案】C【解析】滑動變阻器通過滑片的移動從而改變電阻，是由于當(dāng)滑片移動以后改變了連入電路中電阻絲的長度；滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動時，燈泡變暗，說明電路中的電流減小，所以接入電路中的電阻應(yīng)變大．應(yīng)將左邊部分接入電路，即連接A、B．圖6-24圖6-241.一位同學(xué)設(shè)計了一個風(fēng)力測定儀，如圖6-24所示，O是轉(zhuǎn)動軸，OC是金屬桿，下面連接著一塊受風(fēng)板．無風(fēng)時OC是豎直的，風(fēng)越強，OC桿偏轉(zhuǎn)的角度越大．AB是一段圓弧形電阻，P點是金屬桿與圓弧形電阻相接觸的點，電路中接有一個小燈泡，測風(fēng)力時，閉合開關(guān)S即可．通過分析可知：金屬桿OC與弧形電阻AB組合在一起相當(dāng)于一個，觀察小燈泡的可以粗略地知道風(fēng)力的大?。敬鸢浮炕瑒幼冏杵鳌⒘炼取窘馕觥靠疾樽冏杵鞯膽?yīng)用2.在探究“導(dǎo)體的電阻與哪些因素有關(guān)”的問題時，某同學(xué)作了如下猜想：猜想一：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)；猜想二：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)；猜想三：導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)。下表給出了實驗中所用到的導(dǎo)體的情況：導(dǎo)線代號ABCDEFG導(dǎo)線長度（m）1.00.51.51.01.21.50.5導(dǎo)線橫截面積（mm2）3.00.61.80.61.81.81.8導(dǎo)線材料錳銅鎢鎳鉻錳銅鎢錳銅鎳鉻（1）為了探究導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系，應(yīng)選代號為_________的導(dǎo)線。（2）為了探究導(dǎo)體電阻與材料的關(guān)系，應(yīng)選代號為_________的導(dǎo)線。（3）為了探究導(dǎo)體電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，應(yīng)選代號為_________的導(dǎo)線?！敬鸢浮浚?）C、G（2）C、F（3）A、D【解析】考查了控制變量法，及影響電阻大小的四個因素，要探究與長度的關(guān)系，需要控制材料與橫截面積一定，要探究與材料的關(guān)系，需要控制長度與橫截面積一定。五、課程小結(jié)1.在物理學(xué)中，把導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫做這個導(dǎo)體的電阻。2.電阻符號是R，國際單位是歐姆，簡稱歐（Ω）。常用單位：兆歐（MΩ），千歐（kΩ）。換算關(guān)系：1MΩ=103kΩ=106Ω3.導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系：在材料與橫截面積一定時，導(dǎo)體越長，電阻越大。導(dǎo)體的電阻與橫截面積的關(guān)系：在導(dǎo)體的材料與長度一定的情況下，導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小。材料導(dǎo)電性能與電阻的關(guān)系：在常見金屬材料中，導(dǎo)電性能最好的材料是銀，其次是銅和鋁，。溫度與電阻的關(guān)系：大多數(shù)金屬都是溫度升高時電阻變大，但一般導(dǎo)體的電阻隨溫度的變化而改變很小，所以在研究一般問題時，往往忽略這個變化，而認(rèn)為其電阻不隨溫度而改變。4.電阻器的概念：具有一定電阻值的元件叫定值電阻，也簡稱電阻。電阻在電路圖中的符號：5.滑動變阻器的原理：通過改變接入電路中電阻線的長度來改變電阻的。元件符號：6.滑動變阻器的使用：使用前應(yīng)將滑片放在變阻器阻值最大位置。串聯(lián)在電路中，連接時要“一上一下”連接。若接同上兩個接線柱時，相當(dāng)于接入了導(dǎo)線，電阻為0；接同下兩個接線柱時，相當(dāng)于定值電阻，接入是的最大電阻。這兩種接法不能改變電阻。使用前要了解銘牌。銘牌上標(biāo)有變阻器的最大電阻值和變阻器允許通過的最大電流值。六、課后作業(yè)【基礎(chǔ)】1．為維護消費者權(quán)益，崇左市某技術(shù)監(jiān)督部門對市場上的電線產(chǎn)品進行抽查，發(fā)現(xiàn)有一個品牌的銅芯電線不符合規(guī)格：①用鍍銅的鋁芯冒充銅芯；②電線直徑明顯比說明書上標(biāo)定的直徑要?。疬@種電線不符合規(guī)格的主要原因是（）A．電線的長度引起電阻偏大B．電線的橫截面積引起電阻偏大C．電線的材料引起電阻偏大D．電線的溫度引起電阻偏大【答案】BC【解析】（1）鋁的電阻率比銅的大，即長度、橫截面積一定時，鋁比銅的電阻大，用鍍銅的鋁芯冒充銅，增大了電阻；（2）電線直徑比說明書上標(biāo)定的直徑小，即橫截面積減小了，當(dāng)材料、長度一定時，橫截面積減小，電阻增大；2．如圖6-3-4所示，粗細(xì)、長短都相同的銅絲和鐵絲分別連入電路中，閉合開關(guān)后，觀察到電路中小燈泡的亮度不同，這個現(xiàn)象說明了____________________________________。【答案】導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)【解析】考查了材料對電阻的影響3.有兩只定值電阻，上面分別標(biāo)有“2A10Ω”和“1A5Ω”的字樣，若將它們串聯(lián)在電路中使用，則電路中允許通過的最大電流為〔〕A．1AB．2AC．3AD．不能確定【答案】A【解析】串聯(lián)電路中電流處處相等，只能選擇小電流，才能保證兩個電阻都不被燒壞。4.下列各組應(yīng)用中，不屬于滑動變阻器的是（）A．調(diào)臺燈亮度的裝置B．調(diào)收音機音量大小的電位器C．調(diào)收音機頻道的裝置D．調(diào)節(jié)電動車速度的裝置【答案】C【解析】調(diào)臺燈亮度的裝置、調(diào)收音機音量大小的電位器、調(diào)節(jié)電動車速度的裝置都是通過改變接入電路電阻的大小，使電路中電流發(fā)生改變的；調(diào)收音機頻道的裝置是通過改變電磁波波段的接受信號的．故C選項與滑動變阻器無關(guān)．5．圖3—1是滑動變阻器的示意圖，如果將C、D接入電路中，電阻值為_____；將A、B接入電路中，電阻值為_____，起_____作用；將B、D接入電路中，電阻值為_____，起_____作用，滑動片P位于_____時接入電路中的電阻最大，滑動片P向右滑動時，接入電路的電阻將_____?！敬鸢浮?，定值，電阻，可變，變阻器，左（或A）端，變小【解析】考查滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用6.下列做法中，使電阻絲的電阻變大的是（）A．把電阻絲拉長B．把電阻絲對折C．把電阻絲剪掉一段D．把電阻絲繞成螺線管【答案】A【解析】A、導(dǎo)體被拉長后，導(dǎo)體的長度增大、而橫截面積減小，導(dǎo)體的電阻增大；故A正確；B、對折后，導(dǎo)體的長度減小，橫截面積增大，則導(dǎo)體的電阻減小，故B錯誤；C、把電阻絲剪掉一段，電阻絲的長度變短，電阻減小，故C錯誤；D、把電阻絲繞成螺線管后，電阻絲的材料、長度以及橫截面積均不變，電阻不變，故D錯誤；7.使用滑動變阻器改變電路中電流大小時，使滑動變阻器滑片P向右滑動，電阻變大的是（）【答案】D【解析】A、滑動變阻器同時連接了上面的兩個接線柱，相當(dāng)于在電路中串聯(lián)了一段導(dǎo)線，滑片移動，電路電阻不變．不符合題意；

B、滑片向右滑動時，接入電路電阻線長度減小，電阻變?。环项}意；

C、滑動變阻器同時連接了下面的兩個接線柱，相當(dāng)于在電路中串聯(lián)了一個電阻，滑片移動，電路電阻不變．不符合題意；

D、滑片向右滑動時，接入電路電阻線長度增大，電阻增大．符合題意．【鞏固】1．為了研究電阻的大小是否與長度有關(guān)，采用了如圖所示的電路，其中，AC和DF分別為直徑與長度均相同的銅導(dǎo)線和鎳鉻合金線，B和E分別為AC和DF的中點．在對比研究時，下列選擇正確的是（）A．第一次接入AB，第二次接入DEB．第一次接入DE，第二次接入ACC．第一次接入AB，第二次接入DFD．第一次接入DE，第二次接入DF【答案】D【解析】A、第一次接入AB，第二次接入DE，AB和DE長度相同，材料不同．故A錯誤．B、第一次接入DE，第二次接入AC，材料不同．故B錯誤．C、第一次接入AB，第二次接入DF，材料不同．故C錯誤．D、第一次接入DE，第二次接入DF，DE和DF長度不同，材料和橫截面積又相同．所以D正確．2．（2011?長寧區(qū)一模）圖為小王同學(xué)設(shè)計的高速公路收費站計重秤的原理圖．該原理圖中，使得車重表示數(shù)發(fā)生變化的