《電阻和變阻器》教學(xué)設(shè)計(jì)【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能知道電阻是表示導(dǎo)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(guān)系；理解電阻的大小決定于導(dǎo)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(dǎo)體電阻的大小；知道滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造，會(huì)把滑動(dòng)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(gòu)造，會(huì)讀出電阻箱的示數(shù)。過程與方法通過觀察和實(shí)驗(yàn)，探究電阻及影響電阻大小的因素．培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、比較、概括的能力；通過學(xué)生探究活動(dòng)，研究電阻大小與材料種類、長度、橫截面積的關(guān)系，滲透研究問題的一種方法——控制變量法。情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過了解半導(dǎo)體及超導(dǎo)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，開闊視野，激發(fā)學(xué)生求知欲；通過多種活動(dòng)形式，聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)探索的熱愛。【教學(xué)重點(diǎn)】電阻的概念、變阻器的使用及其作用【教學(xué)難點(diǎn)】決定電阻大小的因素、變阻器能改變電路中的電流的原理【教學(xué)方法】探究法，演示法，討論法【課前準(zhǔn)備】多媒體課件、電池、各種電阻器、廢舊電路板、開關(guān)、電流表、電阻率演示器、導(dǎo)線。【課時(shí)安排】1課時(shí)【教學(xué)過程】一、導(dǎo)入新課復(fù)習(xí)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？類比水在水管中流動(dòng)要受到阻力，電荷在導(dǎo)體中定向移動(dòng)也會(huì)受到阻力。出示預(yù)先準(zhǔn)備的各式各樣的電線．電線、導(dǎo)線、電纜線、電話線、閉路電視線…讓學(xué)生觀察，剝開導(dǎo)線的絕緣外皮，看一下導(dǎo)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(dǎo)電的金屬來做的，是導(dǎo)體。電線芯的外面包了一層橡膠或塑料，是不容易導(dǎo)電的物體，叫絕緣體。常用的導(dǎo)線通常是用銅或鋁做的，特別重要的用電設(shè)備的導(dǎo)線還要用昂貴的銀來做。大家見過用鋼、鐵做芯的導(dǎo)線嗎?我們已經(jīng)知道鋼、鐵也是導(dǎo)體，又多又便宜，那么為什么不用鋼鐵來做導(dǎo)線呢?讓同學(xué)們大膽地猜想。引入新課。二、講授新課（一）電阻如圖電壓相同，通過AB和CD的電流不相同，為什么？點(diǎn)撥：（1）電阻是表示導(dǎo)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（Ω）。常用單位：兆歐（MΩ），千歐（kΩ）。1kΩ=103Q1MΩ=103Ω1Ω的含義：當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓為1V，通過的電流為1A，這段導(dǎo)體的電阻為1Ω（3）在電子技術(shù)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(jī)和電視機(jī)音量大小的電位器，調(diào)光臺(tái)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(xué)們閱讀信息窗中常見用電器的電阻阻值（二）影響電阻大小的因素實(shí)驗(yàn)探究提出問題：電阻的大小與哪些因素有關(guān)？猜想與假設(shè)：（1）導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)（2）導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的粗細(xì)有關(guān)（3）導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的形狀有關(guān)（4）導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長度有關(guān)（5）導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的溫度有關(guān)制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：由于導(dǎo)體電阻的大小跟長度、橫截面積、材料和溫度等因素有關(guān)，因此在研究電阻和其中一個(gè)因素的相互關(guān)系時(shí)，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(gè)因素之間有什么關(guān)系。為此，在溫度一定下用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。a、b、c是三根用同一種材料制成的導(dǎo)線，與d的材料不同。它們的長短、粗細(xì)如圖。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，教師給予指導(dǎo)。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(zhuǎn)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。交流與合作導(dǎo)體越細(xì)橫截面積越小，電阻越大；導(dǎo)體越長，電阻越大；導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的材料有關(guān)；一般大多數(shù)的導(dǎo)體，溫度越高，電阻越大。得出結(jié)論（1）導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積。（2）對大多數(shù)導(dǎo)體來說，溫度越高，電阻越大。（少數(shù)導(dǎo)體如碳例外）。討論交流指導(dǎo)學(xué)生閱讀信息窗“幾種長1m．橫截面積1mm2的金屬導(dǎo)線任20℃時(shí)的電阻值”比較幾種材料導(dǎo)線的電阻值，能得出什么樣的結(jié)論?并說為什么不用鐵做導(dǎo)線?點(diǎn)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(dǎo)線，而常用鋁或銅．（三）變阻器前面幾種金屬導(dǎo)線的電阻鎳鉻合金的電阻最大，如果需要電阻在O～10Ω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(diǎn)撥：長1m橫截面積是1mm2的鎳鉻合金的電阻是Ω．接人電路的電阻從0變化到10Ω，就需100m這樣做肯定不行，將100m長的鎳鉻線繞成像彈簧那樣的圈，就能減小長度。教師可預(yù)先將變阻器拆開，取出繞著線圈的瓷管請同學(xué)們看，需要使用哪部分，就在哪個(gè)地方抽出一個(gè)頭，教師將滑動(dòng)變阻器的金屬桿及滑片再裝上，利用滑片在線圈上滑動(dòng)就可以改變接入電路的電阻，所以把它叫做滑動(dòng)變阻器。滑動(dòng)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(jié)構(gòu)示意圖：(如右圖)（3）銘牌：滑片上標(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。（4）元件符號：(如右圖)（5）作用：調(diào)節(jié)滑動(dòng)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：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(shí)質(zhì)是什么？點(diǎn)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(dāng)于接定值電阻，接CD相當(dāng)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(gè)接線柱接入。后兩種接法都不能改變電阻。變阻器的四種接法：滑動(dòng)變阻器接入電路中，閉合開關(guān)前要注意什么？為什么？如何操作？點(diǎn)撥：閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)處于最大阻值位置，使電流最小，操作把滑片遠(yuǎn)離下接線柱即可。小結(jié)：滑動(dòng)變阻器使用注意事項(xiàng)：滑動(dòng)變阻器應(yīng)串聯(lián)在要改變電流的電路中；閉合開關(guān)前，滑片應(yīng)處于最大阻值位置（遠(yuǎn)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。用滑動(dòng)變阻器改變小燈泡的亮度，要求：P向右滑動(dòng)，燈變亮。（教師巡視指導(dǎo)鼓勵(lì)同學(xué)們在科學(xué)探究的過程中養(yǎng)成良好的習(xí)慣，培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度。電阻箱出示電阻箱，并講解電阻箱的結(jié)構(gòu)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(diǎn)撥：①構(gòu)造：接線柱、旋盤、電阻值．當(dāng)旋盤式電阻和面板上的兩個(gè)接線柱串聯(lián)在電路中時(shí)，旋動(dòng)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(gè)旋盤就能得到O～9990Ω間的任意整數(shù)電阻值。②讀數(shù)：各旋盤對應(yīng)的指示點(diǎn)的示數(shù)乘以面板上標(biāo)記的倍數(shù)，然后加在一起，就是接人電路的阻值．讀數(shù)時(shí)各旋盤對應(yīng)的指示點(diǎn)(圖中小三角形)的讀數(shù)乘以面板上標(biāo)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：3×1000Ω+6×100Ω+O×10Ω+8×1Ω=3608Ω（四）應(yīng)用遷移，鞏固提高類型之一：電阻例1有兩段導(dǎo)體1和2，在相同的電壓下，通過導(dǎo)體1的電流較大，通過導(dǎo)體2的電流較小，哪段導(dǎo)體的電阻大?()A.導(dǎo)體l的電阻大B.導(dǎo)體2的電阻大C.兩段導(dǎo)體的電阻一樣大D.無法確定解析：導(dǎo)體對電流有阻礙作用，電阻是由導(dǎo)體本身的因素決定，跟外部其他因素?zé)o關(guān)，但可通過檢測在一定電壓下導(dǎo)體中的電流大小來感知導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。導(dǎo)體1和導(dǎo)體2，在相同的電壓作用下，導(dǎo)體1中通過的電流比較大，說明導(dǎo)體1對電流的阻礙作用比較小，導(dǎo)體1的電阻比較小。由以上分析知，導(dǎo)體2的電阻比較大。答案：B點(diǎn)評：本題考查對導(dǎo)體的電阻概念的理解及其量度方法。解答本題應(yīng)該理解：①不同導(dǎo)體在相同電壓作用下，通過的電流不同，說明不同導(dǎo)體對電流的阻礙作用不同，即不同導(dǎo)體的電阻不同；②導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身固有的阻礙電流作用的性質(zhì)，由導(dǎo)體本身決定，跟導(dǎo)體兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān)，但可以用一定電壓下通過導(dǎo)體的電流大小表現(xiàn)出來導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。把比較導(dǎo)體電阻大小的問題轉(zhuǎn)化為比較相同電壓下導(dǎo)體中的電流大小的問題，通過觀察了解不同導(dǎo)體中的電流大小來獲得不同導(dǎo)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(xué)方法在學(xué)習(xí)過程中要逐步學(xué)會(huì)運(yùn)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(shí)驗(yàn)時(shí)，需要在電壓相同的條件下，比較通過不同導(dǎo)線的電流，發(fā)現(xiàn)決定電阻大小的因素．下表是幾種實(shí)驗(yàn)用導(dǎo)線的參數(shù)。導(dǎo)體代號ABCDEFG長度/m橫截面積/材料錳銅鎢鎳鉻絲錳銅鎢錳銅鎳鉻絲(1)為研究電阻與導(dǎo)體材料有關(guān)，應(yīng)在上表中選用導(dǎo)線C和導(dǎo)線_____________。(2)為研究電阻與導(dǎo)體的長度有關(guān)，應(yīng)在上表中選用導(dǎo)線C和導(dǎo)線__________。(3)為研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，應(yīng)在上表中選用導(dǎo)線A和導(dǎo)線_________。解析：題目所列表中給出了七種導(dǎo)體的長度、橫截面積和材料三個(gè)因素．研究導(dǎo)體的電阻跟這三個(gè)因素的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)就需要分三組不同的情況進(jìn)行探索研究。要研究導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體材料的關(guān)系，必須使導(dǎo)體的長度和橫截面積都相同，應(yīng)選用導(dǎo)線C和導(dǎo)線F，通過比較在相同電壓下導(dǎo)體中的電流大小來比較電阻的大小，找出導(dǎo)體電阻大小和材料的關(guān)系；同樣的道理，要研究電阻與導(dǎo)體長度的關(guān)系，必須使導(dǎo)體的材料和橫截面積都相同，應(yīng)選用導(dǎo)線C和導(dǎo)線G；要研究電阻與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系，必須使導(dǎo)體的材料和長度都相同，應(yīng)選用導(dǎo)線A和導(dǎo)線D。答案：(1)F；(2)G；(3)D。變式題：關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說法中正確的是()A.長導(dǎo)線的電阻一定比短導(dǎo)線的電阻大B.粗導(dǎo)線的電阻一定比細(xì)導(dǎo)線的電阻大C.銅導(dǎo)線的電阻一定比鐵導(dǎo)線的電阻小D.導(dǎo)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(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)．它的大小由導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積共同決定。還跟溫度有關(guān)系。比較導(dǎo)體電阻的大小，要同時(shí)考慮材料、長度和橫截面積三個(gè)因素。答案：D類型之三：變阻器例3小宇在實(shí)驗(yàn)室用圖所示的電路做電學(xué)實(shí)驗(yàn)，請你幫助他完成以下的判斷：(1)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的B、C兩個(gè)接線柱接入電路中，滑片P向A端移動(dòng)時(shí)，燈L將____________(填“變暗”、“不變”或“變亮”)。(2)當(dāng)滑動(dòng)變阻器的A、D兩個(gè)接線柱接入電路中，要使燈L變暗，滑片戶應(yīng)向_________端移動(dòng)。解析：由圖知，滑動(dòng)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(gè)接線柱，連入電路的是PB段電阻線，當(dāng)滑片P向A端移動(dòng)時(shí)，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(gè)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(yīng)向B端移動(dòng)。答案(1)變暗；(2)B變式題：在沒有滑動(dòng)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(gè)簡易的方法來代替滑動(dòng)變阻器嗎?請介紹你的設(shè)計(jì)。解答：用鉛筆代替滑動(dòng)變阻器的方法，如圖所示。把電路中接電阻的兩個(gè)接線頭都裝上金屬夾子，用其中的一個(gè)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(gè)金屬夾子夾在曲別針上。移動(dòng)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(dá)到改變電路中的電流大小的目的。【板書設(shè)計(jì)】電阻與變阻器一、電阻的概念、符號、單位，電路圖符號。1.概念:導(dǎo)體對電流的阻礙作用2.符號:R3.單位:歐姆(Ω)千姆（KΩ）兆姆（MΩ）1MΩ=1000000Ω1KΩ=1000Ω4.電路圖符號、示意圖二、電阻大小的影響因素。1.長度:2.橫截面積:3.材料:4.溫度三、變阻器1.定義：阻值可以改變的電阻器叫變阻器。2.種類：滑動(dòng)變阻器和電阻箱是常見的兩種變阻器。3.滑動(dòng)變阻器：①原理：靠改變連入電路的電阻線的長度來改變電阻。②作用：調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器可以逐漸改變連入電路中的電