15.1　电阻和变阻器教案

1、适用学科初中物理适用年级初三适用区域沪科版区域课时时长分钟2课时知识点1. 电阻的概念 2. 电阻的单位及单位换算3. 决定导体电阻大小的因素 4. 滑动变阻器教学目标1知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,知道电阻的单位及其换算关系。2理解电阻的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度,能根据决定电阻大小的因素判断比较不同导体电阻的大小。3知道滑动变阻器的构造,会把滑动变阻器正确地连入电路来改变电路中的电流。教学重点电阻的概念、变阻器的使用及其作用。教学难点决定电阻大小的因素、变阻器能改变电路中的电流的原理教学过程一、导入电阻是电学中最重要的物理量之一,在我们的日常生活中,存在着大

2、量运用电阻的例子,如图,是电阻的应用实例。那么,电阻是什么？电阻又是怎样被应用到生活中的？这就是今天的主要内容。根底知识回忆前面我们学习了有关电流与电压的根本知识,学会了电流表与电压表的使用,并利用电流表与电压表探究了串联电路与并联电路的电流与电压特点。这些都是十分重要的内容。现在,我们来思考一个问题,如图,当我们在电路中接上两个灯泡时,闭合开关,灯泡发光。如果我们把一个灯泡取下来,只接一个灯泡,会发生什么变化？是什么原因引起的？这是我们今天将要讨论的内容。二、知识讲解一考点解读1. 电阻的概念和单位2. 影响电阻大小的因素3. 滑动变阻器与电阻箱4. 变阻器的应用考点1 电阻的概念问题：如图

3、,把不同材料的金属丝分别接入电路当中,灯泡的亮度会有什么变化,说明什么问题？答复：灯泡的亮度会随金属丝不同而明暗不同,这说明不同导体对电流的阻碍作用不同。总结：导体对电流有阻碍作用,在物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。考点2 电阻的单位及单位换算 1.电阻的单位及换算：电阻的表示符号：电阻通常用字母R表示。 电阻的单位：在国际单位制里,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是。此外,常用的电阻单位还有千欧(k)、兆欧(M)等。 它们的换算关系：1千欧(k)=1000欧()  1兆欧(M)=1000千欧(k 考点3决定导体电阻大小的因素 思考：决定导体

4、电阻大小的因素有哪些呢？ 提示：我们可以提出猜想,认为它与哪些因素有关,然后设计相应的实验验证。答复：电阻的大小与导体的长度、横截面积和材料的性质有关,电阻是导体本身的一种性质。我们可以通过以下列图实验获得各因素对电阻的影响。在其他条件相同下：材料不同,电阻不同；长度越长,电阻越大；横截面积越小,电阻越大。提示：金属导体的电阻还与温度有关。金属导体温度越高,电阻越大,温度越低,电阻越小考点4滑动变阻器 1.电阻器：利用导体的电阻制成的具有固定阻值的元件叫电阻器。在日常生活中一般直接称为电阻。在电路图中,用符号表示。2.滑动变阻器：阻值可以连续变化的电阻器叫滑动变阻器。电路图中,用符号表示。如以

5、下列图,是滑动变阻器。通常,滑动变阻器会有“2A  10的标识,这表示流过滑动变阻器的最大电流为2A,滑动变阻器的最大电阻为10。3.滑动变阻器的结谈判原理：1滑动变阻器原理：滑动变阻器是通过改变金属丝长度从而改变电阻大小的。2滑动变阻器结构：如以下列图,是滑动变阻器的结构。3滑动变阻器的使用：滑动变阻器与用电器串联在电路中,接线柱必须一上一下,在开关闭合前,滑片应移到阻值最大处。三 、例题精析例题1关于导体电阻大小,以下说法正确的选项是 A. 导体不接入电路时它的电阻为零B. 导体两端的电压越大,它的电阻就一定越大C. 通过导体的电流越大,导体的电阻就一定越小D. 其他因素一定时,

6、导体的长度越长它的电阻就越大【参考答案】D【解析】(1)由于电阻是导体本身的一种性质,其大小由导体材料、长度、横截面积决定,与导体的电压、电流、是否接入电路无关,所以ABC都是错误的；(2)导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关,其他因素一定时,导体的长度越长它的电阻就越大,故D正确。应选：D。例题2如下列图,AB和BC是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,以下说法正确的选项是A. AB段的电阻小于BC段的电阻B. 通电相同时间,AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能C. 这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的D. 假设将AB段材料换成铜,其他条件不变

7、,这两段导体的总电阻将变大【参考答案】B【解析】导体AB和BC由同种材料制成、长度相同,由图可知导体AB的横截面积比BC小,那么AB段的电阻大于BC段的电阻,即RABRBC,故A错误；因为两段导体串联,所以通过两导体的电流相等,即IAB=IBC；因为IAB=IBC,RABRBC,通电相同时间,所以,根据W=I2Rt可知,WABWBC,即AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能,故B正确；金属导体中的电流是自由电子定向移动形成的,故C错误；铜的导电性比铝的导电性好,假设将AB段材料换成铜,AB段的电阻变小,其他条件不变,那么这两段导体的总电阻将变小,故D错误；故应选B。例题3如下列图是油量自动测定装

8、置的示意图,O为杠杆支点,R0为定值电阻,Rx是滑动变阻器,当闭合开关S后 A. 滑动变阻器Rx连入电路的阻值随油量的增加而增大B. 电流表的读数随油量的增加而减小C. 电压表的读数随油量的增加而增大D. 电压表改装成油量表刻度均匀【参考答案】C【解析】试题分析：由电路图可知,定值电阻R0与滑动变阻器Rx串联,电流表串联在电路中,电压表测R0两端的电压；当油量增加时,浮标上移,在杠杆的作用下滑片下移,变阻器Rx接入电路的电阻减小,电路中的总电阻减小,故A错误；由I=U/R可知,电路中的电流增大,即电流表的示数增大,故B错误；由U=IR可知,R0两端的电压增大,即电压表的示数增大,故C正确；因串

9、联电路中总电阻等于各分电阻之和,所以,电路中的电流：I=,电压表的示数：U0=IR0=R0,因U0与Rx不成正比,所以,电压表改装成油量表时,刻度不均匀,故D错误；故应选C。例题4小明家的灯泡的灯丝烧断了,他把开关断开后,把灯泡摇了一摇,灯丝就被重新接上了,但使用时发现灯比原来亮了许多,这是因为灯丝接上后 。【参考答案】 长度变短,电阻变小【解析】在其他条件不变的条件下,导体长度变短,电阻变小。如果是灯泡,那么使用时灯泡会比原来亮许多。四 、课堂运用根底1、如下列图的滑动变阻器,可以变阻的连接方法有 ；如果想让滑片P向右移动时,连入电路中的电阻增大,那么能够采用的连接方法有 。【参考答案】4种

10、 2种【解析】滑动变阻器的使用：滑动变阻器与用电器串联在电路中,接线柱必须一上一下,在开关闭合前,滑片应移到阻值最大处。2、 一根锰铜线的电阻为R,要使这根连入路的导线电阻变大,可采用的方法是( ) A.减小导线两端的电压 B.增大导线中的电流C.将导线拉长后连入电路 D.将导线对折后连入电路【参考答案】C【解析】电阻是导体本身的一种性质。与电压、电流无关。在其他条件相同下：材料不同,电阻不同；长度越长,电阻越大；横截面积越小,电阻越大。所以,参考答案选C。3.把甲、乙两段电阻线接在相同的电压下,甲线中的电流大于乙线中的电流,忽略温度的影响,以下判断中错误的选项是 ( ) A.当它们材料、粗细

11、都相同时,甲线长乙线短 B.当它们材料、长度都相同时,甲线粗乙线细C.当它们长度、粗细都相同时,两线的材料一定不同D.甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同【参考答案】A【解析】电阻是导体本身的一种性质。与电压、电流无关。在其他条件相同下：材料不同,电阻不同；长度越长,电阻越大；横截面积越小,电阻越大。所以,参考答案选A。稳固1、如下列图,当开关S由闭合变为断开时,以下说法中不正确的选项是 A.电路中的电流为零 B.灯泡两端电压为零C.电灯的电阻为零 D.电源两端的电压不为零【参考答案】C【解析】电阻是导体的固有属性,大小只与材料,长度,横截面积和温度有关,和通过自身的电流和夹在两端电

12、压无关2、白炽灯的灯丝,正常发光时的电阻假设为R1,不发光时的电阻为R2,那么R1_R2填“或“=,这是因为_。【参考答案】,对于白炽灯来讲,温度越高其电阻越大【解析】考查了温度对电阻的影响3.如下列图,粗细、长短都相同的铜丝和铁丝分别连入电路中,闭合开关后,观察到电路中小灯泡的亮度不同,这个现象说明了_。【参考答案】导体的电阻大小与导体的材料有关【解析】考查了材料对电阻的影响拔高1、图为滑动变阻器连入电路的示意图,当滑片P向右滑动时,连入电路的电阻变大的是 【参考答案】CD【解析】滑动变阻器原理：通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的2、有两只定值电阻,上面分别标有“2A 10和“1A

13、5的字样,假设将它们串联在电路中使用,那么电路中允许通过的最大电流为 A 1A B2A C 3A D 不能确定【参考答案】A【解析】串联电路中电流处处相等,只能选择小电流3、如下列图,将长短和粗细相同、材料不同的金属丝分别接入电路,当把镍铬合金丝接入电路后,闭合开关,小灯泡发光较暗,这说明_的电阻较小。生活中,假设想制作电阻加热元件应选择_这种材料。【参考答案】 铜丝 镍铬合金丝【解析】解答：(1)根据生活经验可知,长短、粗细都相同的铜丝和镍铬合金丝,铜丝的电阻小,所以把铜丝接入电路中灯泡更亮一些,说明镍铬合金丝的电阻更大；(2)根据QI2Rt可知,在同样电流和相同的通电时间情况下,镍铬合金丝

14、产生的热量多,故镍铬合金丝更适合制作电阻加热元件。课堂小结通过本节课,学习了如下内容:1.电阻的概念和单位2.影响电阻大小的因素3.滑动变阻器与电阻箱4.变阻器的应用课后作业根底 1.关于导体的电阻,以下说法中正确的选项是()A.锰铜丝的电阻比铜丝的电阻大B.粗细相同的导线,长的电阻较大C.长短相同的导线,细的电阻大D.同种材料制成的长短一样的两条导线,细的电阻较大【参考答案】D【解析】选D。此题考查影响电阻大小的因素。因为电阻与三个因素有关,不加任何条件地说“导线越长电阻越大“导线越细电阻越大“锰铜丝的电阻比铜丝的电阻大都是不对的。2、小明用如下列图的器材探究“影响电阻大小的因素。a、b为长

15、度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。关于此实验,以下说法正确的选项是()A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的关系D.为了准确比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电压表【参考答案】C【解析】选C。此题考查影响电阻大小的因素。小灯泡越亮,电路中的电流越大,接入的合金丝电阻应越小;通过夹子的移动可以改变接入电路的合金丝长短,可以探究电阻与长度的关系,但是同一种导体,无法探究电阻与材料的关系,假设灯泡亮度变化不易观察,在电路中串联一只电流表,根据电表示数变化可准确比较两条合金丝的电阻大小。应

16、选C。3.如下列图的电路中,开关S闭合后,假设滑动变阻器的滑片移到最下端,可能出现的现象是()A.烧坏灯泡和电流表B.烧坏灯泡和电源C.烧坏电流表和电压表D.烧坏电流表和电源【参考答案】D【解析】选D。此题考查了滑动变阻器使用的本卷须知。当滑动变阻器的滑片移至最下端时,电源两极不经用电器形成直接连通的电路,故形成电源短路,将烧坏电流表和电源。稳固1、如下列图是一种自动测定油箱内油面高度的装置,R是滑动变阻器,它的金属滑片是杠杆的一端,且由定位挡板限制只能在电阻上滑动。从油量表(由电流表改装而成)指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。电流增大时,电流表指针向右偏转,那么()A.油面下降时,

17、电流表指针向右偏转B.油量表的零刻度线一定与电流表原零刻度线相重合C.油量表的刻度值从左往右是逐渐增大的D.油箱内的油越少,流过电流表的电流越大【参考答案】C【解析】选C。此题考查滑动变阻器的应用。如题图所示,这种自动测定高度的装置设计巧妙,其设计的核心思想是利用滑动变阻器改变电路中的电流,然后通过电流表示数来判断油量的多少。观察题图可知,当油箱内油量减少时,浮标就会下降,拉动横杆左端下降,使横杆右端上升,使得接入电路中的导体变长,电阻增大,电路中的电流减小,油量表(电流表)的指针向左偏转,示数减小。反之,当油箱内油量增加时,浮标就会上升,推动横杆左端上升,使横杆右端下降,使得接入电路中的导体

18、变短,电阻减小,电路中的电流增大,油量表(电流表)的指针向右偏转,示数增大。因此,油量表指针向右偏转,示数增大,表示油量增加。油量表的刻度值应为左小右大,应选C。2、在研究性学习活动中,小美同学用如下列图的电路探究导体的电阻跟哪些因素有关。她选取了6根金属丝。其材料、规格和测得的电压、电流值如表所示,并计算出了每一根金属丝的电阻值。金属丝代号材料长度l/m横截面积S/mm2电压/V电流/A电阻值R/镍铬合金1.801.01.50.752.0镍铬合金0.901.01.51.51.0镍铬合金0.451.01.53.00.5镍铬合金0.902.01.53.00.5镍铬合金0.900.51.50.75

19、2.0锰铜合金0.900.51.51.90.79镍铬合金3.60.5_ (1)请你利用代号为的三组数据,在坐标纸中画出R-L图线。(2)金属丝代号为的3根导线是用来探究导体的电阻与横截面积的关系的,金属丝代号为的2根导线是用来探究导体电阻与材料的关系。(3)根据表中数据所反映出的规律,可推知代号为的金属丝的电阻值,请将结果填在表中。【参考答案】(1)如下列图 (2)(3)8.0【解析】此题考查影响电阻大小因素的知识。(1)根据表格中数据,先在坐标纸中描点,然后用平滑的曲线连接起来,即可得到R-L图线。(2)采用控制变量法探究导体的电阻跟哪些因素有关。探究导体的电阻与横截面积的关系,应控制导线的

20、长度、材料相同,横截面积不同,选3根导线;探究导体电阻与材料的关系,应控制导线的长度、横截面积相同,材料不同,选2根导线。(3)根据表中三组数据及图线可知,在材料、横截面积一定时,电阻跟导体的长度成正比;据此规律,比较表中与,导线的材料、横截面积相同,的长度是的4倍,故的电阻应是的4倍,即为8.0。3、 小禹在温习“探究导体的电阻与哪些因素有关的实验时,产生了一些疑惑；实验中为什么选择不常见的镍铬合金作为研究的导体,而不选用常见的铜丝？难道选用钢丝会不利于探究？带着这些思考,小禹决定进行实验验证；1为了能够更好地反映出电阻的变化,小禹可以在如下列图的电路中接入_,且与研究导体_联2连接电路时,

21、开关必须处于_状态3实验中,选择一根带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变_4分别用铜丝、镍铬合金丝进行实验,记录实验结果于下表,比照实验记录,发现用_作为研究导体,实验现象不明显不明显之处是：_ 5通过实验,小禹解开了心中的疑惑,并进一步理解了滑动变阻器的原理及其在电学实验中的作用,如在如下列图的“探究电流与电阻的关系实验中,将电阻R由5换成10后,滑动变阻器的滑片应该向_选填“上或“下端移动,以起到使电阻R两端电压_的作用【参考答案】 电流表 串 断开 接入导体的长度 铜丝电阻小 电流变化小 上 保持不变【解析】1电阻的大小是不便于直接观察的,所以我们将电阻的大小转化为电流表的示数来观察,即在

22、电压一定时,电流越大,说明电阻越小,即通过观察电流表的示数来比较导体电阻的大小；电流表应与研究导体串联；2为保护电路,连接电路时,开关必须处于断开状态；3实验中,选择带鳄鱼夹的导线,主要是为了方便改变接入导体的长度；4由表格数据可知,长度变化时,发现通过铜丝的电流变化不明显,原因是铜导线的电阻小,在电压一定时,通过铜丝的电流变化很小；5在“探究电流与电阻的关系实验中,应控制电阻R两端电压不变；把5的电阻换成10的电阻,电阻的阻值变大,由分压原理可知,电阻分压变大,为保持电阻两端电压不变,应减小电阻两端电压,增大滑动变阻器两端的电压,应增大变阻器接入电路的阻值,故将滑片向上移动。拔高1、在“探究

23、电阻的大小与什么因素有关实验中,甲、乙、丙三位同学作出如下猜想：甲：导体电阻跟长度有关。乙：导体电阻跟横截面积有关。丙：导体电阻跟材料有关。1甲同学思考：既然“电阻描述的是导体对电流的阻碍作用,而粗细相同的水管,管子长,阻力大；于是他猜想导体越长,它的电阻可能越大。甲同学在猜想中用到了_的思维方法。A类比 B转换 C等效 D控制变量2如下列图,是为探究连接的实验电路。实验中通过比较_来比较电阻丝电阻的大小,到达验证猜想的目的。3假设要验证乙同学的猜想,那么应该选用_两根电阻丝进行比照实验。4选用A、B两根电阻丝进行比照实验,是为了验证_同学的猜想。【参考答案】 A 小灯泡的亮度 B、C 丙【解析】1甲同学根据生活中的现象“粗细相同的水管,管子越长,阻力越大,猜想,电阻与导体长度的关系是：在材料、横截面积相同时,导体越长,它的电阻可能越大,所以用到的是类比法,故A符合题意；2由图知道,小灯泡串联在电路中,电源电压一定,所以,导体电阻越大,电路电流越小,导体电阻越小,电路电流越大,即通过比较小灯泡的亮度来比较导体电阻的大小,所以实验采用了转换法比较电阻大小；3假设要验证乙同学的猜想,即导体的电阻与导体的横截面积有关,应控制导体的材料和长度相同,横截面积不同,应该选用编号B、D的电阻丝进行比照实验；4由图知道,A、B两根电阻丝的长度和横截面积