第一節電阻和變阻器設計說明本節主要內容有：電阻及其單位、決定電阻大小的因素、滑動變阻器。電阻與電流、電壓一樣，是電學中的重要物理量。電阻器是電阻知識的應用，定值電阻和變阻器在電學實驗和無線電技術中應用很廣泛。滑動變阻器的學習，既有助于學生更好地理解電阻的概念，又為后續的學習——特別是做電學實驗作了必要的準備。教學中通過一個生活現象，使學生意識到“兩燈泡的燈絲”對電流的阻礙作用不同，進而學習什么是電阻和電阻的單位，并激發學生探究電阻的興趣。知道了電阻及其單位，自然會產生一個疑問：不同的導體，電阻有大有小，那么電阻的大小與哪些因素有關？讓學生通過動手實驗，探究影響導體電阻大小的因素，并在實驗過程中體會控制變量的科學方法。研究導體的電阻跟長度、橫截面積、材料的關系，不僅加深了學生對電阻的理解，也是學生學習滑動變阻器的基礎。關于滑動變阻器，讓學生對照實物和結構圖，邊觀察、邊閱讀，并通過幾個問題引導學生思考討論，從而搞清滑動變阻器的結構和原理，學會畫其結構示意圖和符號。讓學生練習使用滑動變阻器，重點學習滑動變阻器的接法和調節，為下一節探究歐姆定律奠定基礎。教學目標【知識與技能】1.知道什么是電阻，知道電阻的單位，知道決定導體電阻大小的因素。2.了解滑動變阻器的基本結構和原理，會使用滑動變阻器改變電路中的電流。【過程與方法】通過實驗探究，了解導體的電阻跟導體的材料、長度、橫截面積有關，理解控制變量的科學方法。【情感、態度和價值觀】樂于探究電阻與哪些因素有關和滑動變阻器的原理，體驗科學發現和科學探究的樂趣。重點難點教學重點1.探究影響電阻大小因素的實驗方案的設計。2.電阻的概念、導體的電阻跟哪些因素有關。教學難點滑動變阻器的結構和使用。教學方法實驗探究、觀察、討論和分析相結合的教學方法。教具、學具多媒體課件、電源、開關、導線、銅線、鐵線、鎳鉻合金絲、滑動變阻器、燈泡和電流表等。授課時數2課時第1課時電阻教學過程導入新課導線多是用銅做的，特別重要的電器設備的導線還要用昂貴的銀來做。鐵也是導體，既多又便宜，想想看，為什么不用鐵來做導線呢？講授新課一、電阻【教師提問】1.怎樣知道電路中電流的大小？（燈泡的亮度或電流表的示數大小）2.用哪些方法可以改變電路中電流的大小？（接入電阻不同的電阻絲）【想一想】改變電路中電流大小的方法方法一改變導體兩端的電壓方法二改變電路中的導體活動1找一位同學到講臺上，按如圖所示的電路圖連接實物圖。連接好后請同學觀察。【提問】1.閉合開關S2.在A3.再用另一根長度、粗細相同的鎳鉻合金線代替銅絲接入A4.比較實驗可以發現什么？【交流討論】閉合開關S，電流表沒有示數，因為電路是開路；通過觀察實驗結果發現，同樣用的都是兩節干電池，通過銅絲的電流較大，說明它【總結】1.導體對電流的阻礙作用叫做電阻，用符號R2.在國際單位制中，電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號是Ω。3.常用單位：千歐(kΩ)和兆歐(MΩ)，換算關系：14.在電子技術中，要經常用到具有一定電阻值的元件——電阻器，也叫定值電阻，簡稱電阻。其圖形符號是“”。【資料】歐姆是德國物理學家。歐姆定律及其公式的發現，給電學的計算，帶來了很大的方便，人們為了紀念他，將電阻的單位定為歐姆，簡稱“歐”。【練一練】128kΩ=1.28×105220Ω=0.22280kΩ=0.28【拓展】1.實驗室用的連接導線的電阻很小，常用的1m長的銅導線，阻值小于百分之幾歐，通常可以忽略不計。2.電流表的電阻很小，近似情況下可看作等于零。3.電壓表的電阻很大，近似情況下看作無限大。4.人體的電阻為幾千歐至幾十兆歐。5.手電筒的小燈泡其燈絲電阻為幾歐至幾十歐。【教師提問】導體對電流的阻礙作用有大有小，那么導體的電阻大小跟哪些因素有關呢？二、電阻的大小與哪些因素有關活動2探究導體的電阻跟哪些因素有關1.提出問題：金屬導體有電阻，其他導體也有電阻，它們的電阻與哪些因素有關呢？2.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長度有關；(3)導體的電阻可能與導體的橫截面積有關。3.設計實驗與制定計劃：判斷導體的電阻相同或不同，可以把不同導體接在同一電源上，然后比較通過每個導體的電流，電流較大的說明電阻較小；電流較小的說明電阻較大；電流相同說明電阻相同。【教師點撥】控制變量法：(1)如果研究導體電阻與材料的關系，就應該控制導體的長度、橫截面積和溫度不變，只比較材料不同的導體電阻是否相同；(2)如果要研究導體電阻與長度的關系，就應該控制導體的材料、橫截面積、溫度不變，改變導體長度，比較導體的電阻怎樣變化；(3)如果要研究導體電阻與橫截面積的關系，就應該控制導體材料、長度和溫度保持不變，只改變導體橫截面積，比較導體的電阻怎樣變化；(4)如果要研究導體電阻與溫度的關系，就應該控制導體的材料、長度和橫截面積保持不變，只改變導體的溫度，比較電阻的變化情況。4.實驗器材：電池4節，電流表1個，開關1個，導線若干，固定著四根金屬絲的演示板1個。5.實驗表格導體燈泡的亮度電流表示數電阻的大小材料長度粗細6.進行實驗與收集數據：(1)探究導體的材料對電阻的影響。如圖所示，電路中分別接甲和乙金屬絲，觀察前后電流表示數的變化情況。導體燈的亮度電流表示數電阻大小錳銅（甲）鎳鉻（乙）實驗表明：導體的電阻跟導體材料有關，不同材料的導體，其電阻不同。(2)探究導體的長度對電阻的影響。如圖所示，電路中分別接乙和丙金屬絲，觀察燈泡的亮度和電流表示數的變化情況。導體燈的亮度電流表示數電阻大小鎳鉻（乙）鎳鉻（丙）實驗表明：導體的電阻跟導體的長度有關，導體越長，電阻越大。(3)探究導體的橫截面積(粗細)對電阻的影響。如圖所示，電路中分別接入乙和丁金屬絲，觀察前后燈泡的亮度和電流表示數的變化情況。導體燈的亮度電流表示數電阻大小鎳鉻（乙）鎳鉻（丁）實驗表明：導體的電阻跟導體的橫截面積有關，導體橫截面積越大，電阻越小。6.探究結論：導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小跟導體的材料、長度、橫截面積有關。【教師提問】通過實驗探究我們知道，導體的電阻跟導體的材料、長度、橫截面積有關，那么它還與什么因素有關呢？【演示實驗】溫度對電阻的影響。【交流總結】進一步的研究表明，導體的電阻還跟溫度有關。例如，多數金屬的電阻隨溫度的升高而增大，一個正常發光的燈泡，其燈絲電阻比不發光時要大得多。【實驗結論】電阻是導體本身的一種性質，導體的電阻與導體本身的材料、長度、橫截面積和溫度有關。1.長度、橫截面積和溫度相同時，材料不同，導體的電阻不同。2.材料、橫截面積和溫度相同時，導體越長，導體的電阻就越大。3.材料、長度和溫度相同時，導體橫截面積越小，導體的電阻就越大。4.導體的電阻與溫度有關。有的導體溫度升高，電阻變小，有的導體溫度升高，電阻變大。課堂小結一、電阻1.導體對電流的阻礙作用的大小叫做電阻，用符號R2.在國際單位制中，電阻的單位是歐姆，符號是Ω3.常用單位：千歐(kΩ)和兆歐(M換算關系：1kΩ二、影響電阻大小的因素導體的電阻是導體本身的一種性質，它的大小跟導體的材料、長度、橫截面積有關，還受溫度影響。當堂達標1.一根金屬導體，把它拉長后，跟原來相比較，它的電阻____________（選填“不變”“變大”或“變小”）。答案：變大2.0.2MΩ=______答案：2×3.有甲、乙、丙三根同種材料制成的導線，甲和乙導線長為1mA.甲、乙、丙B.丙、乙、甲C.丙、甲、乙D.甲、丙、乙答案：A4.關于導線電阻的大小，下列說法中正確的是（溫度對電阻的影響可以不計）（）A.橫截面積越大的導線，電阻越小B.橫截面積相同的導線，長導線的電阻大C.長度相同的導線，細導線的電阻大D.同種材料制成的長短相同的導線，粗導線的電阻小答案：D5.在進行“導體電阻的大小與哪些因素有關”的實驗時，將一根粗細均勻的導體截成長短不同的兩段后，分別接入電路中，這是用來研究（）A.導體電阻與溫度的關系B.導體電阻與長度的關系C.導體電阻與材料的關系D.導體電阻與橫截面積的關系答案：B6.在探究影響導體電阻大小的因素時，小華同學作出了如下猜想：猜想1：導體的電阻與導體的長度有關。猜想2：導體的電阻與導體的橫截面積有關。猜想3：導體的電阻與導體的材料有關。實驗室提供了四根電阻絲，其規格、材料如下表：電阻絲材料長度/m橫截面積/mmA鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5（1）為了驗證上述猜想，她設計了如圖所示的實驗電路，在M、（2）為了驗證猜想1，應該選用編號為________的兩根電阻絲進行實驗；如果選用編號為A、答案：（1）電流表示數（2）A、板書設計第一節電阻和變阻器第1課時電阻1.物理學中，用電阻（R）來表示導體對電流的阻礙作用。2.電阻的單位是歐姆，簡稱歐，符號Ω3.電阻是導體本身的性質。它的大小取決于導體的材料、長度、橫截面積，還受溫度影響。第2課時變阻器教學過程引入新課臺燈調光器可調節燈泡的亮度；音量開關可調節音樂盒的音量；旋鈕開關可調節電熨斗的溫度。問題：你知道燈光的亮暗、聲音的強弱、溫度的高低等是怎么控制的嗎？講授新課活動1按如圖所示連接電路，調節鉛筆芯串入電路中的長度，使小電泡發光，當夾子在鉛筆芯上移動時小燈泡的亮度會發生變化，親自動手試一試，這其中的奧妙是什么？【實驗現象】當鉛筆芯連入電路中的長度變長時，燈泡亮度變暗。當鉛筆芯連入電路中的長度變短時，燈泡亮度變亮。【分析總結】當夾子左右移動時，接入電路的有效長度就會改變，長度變了，電阻值就會變。【思考】實驗中，引起電流變化的原因是什么？【總結】用鉛筆芯來改變接入電路中的電阻。【思考】用鉛筆芯來改變接入電路中的電阻有怎樣的缺點呢？【總結】當接入電路中的電阻很大時，滑片移動的距離就很大。一、電阻器實驗室常用的變阻器是滑動變阻器和電阻箱，滑動變阻器電路符號是“”，電阻箱電路符號是“”。活動2認識滑動變阻器出示實驗室所用滑動變阻器的實物，讓學生觀察并總結。1.滑動變阻器的構造：滑動變阻器的構造如圖所示。表面附著絕緣層的電阻線緊密繞在瓷筒上形成一個線圈，它的始端與末端分別接到A、B兩個接線柱上；瓷筒上方有金屬桿CD與支架相連，C端和D端各有一個接線柱。滑片P可在金屬桿上左右滑動，下面有金屬滑片與線圈2.滑動變阻器的工作原理：滑動變阻器靠改變連入電路的電阻線的長度來改變電阻。3.滑動變阻器的作用：調節滑動變阻器的滑片P，可以逐漸改變連入電路中的電阻的大小，從而逐漸改變電路中電流和部分電路兩端的電壓，另外還可以起到保護電路的作用。4.滑動變阻器的原理示意圖和電路符號如圖所示。5.認識銘牌：變阻器上標注的“1.5A200Ω”的含義是允許通過最大的電流是6.探究滑動變阻器的使用：(1)提出問題：滑動變阻器有四個接線柱，而連入電路中使用，只需要用兩個接線柱，那么如何連接呢？如果想利用滑動變阻器改變通過燈泡的電流，它與燈泡的連接方式是串聯好，還是并聯好呢？(2)猜想與假設：使用任意兩接線柱都可以，與燈泡串聯。(3)進行實驗：實驗裝置如圖所示。①先將C、D接在M、N(C接M，【學生回答】發現燈泡亮度不變。②將A、B接入M、N之間(A接M，【學生回答】發現燈泡發光較暗，左右移動滑片，燈泡亮度不發生變化。③將M、N分別與【學生回答】發現滑片向左移動時燈泡變亮，向右移動時燈泡變暗。④M、N分別與【學生回答】發現滑片向左移動時燈泡變亮，向右移動時燈泡變暗。⑤M、N分別與【學生回答】發現滑片向左滑動時，燈泡變暗，向右移動時燈泡變亮。⑥M、N分別與【學生回答】發現滑片向左滑動時，燈泡變暗，向右移動時燈泡變亮。(4)實驗現象分析：①接C、D兩接線柱時，燈泡亮度較亮，說明C、②將A、B分別與③將C、A分別與M、N連接，實驗時燈泡亮度發生變化，說明此種連入方式可行。向左移動時燈泡變亮，向右移動時燈泡變暗，說明此時滑動變阻器AP段連入電路。接A、D時現象與上面相同，表明此種接法可行，而且連入部分仍是AP段。改用【拓展】如果將滑動變阻器采用“一上一下”的接法連入電路，并且與燈泡并聯，重復前面實驗，發現燈泡亮度不發生改變，表明這時滑片的移動不能改變通過燈泡的電流。(5)實驗結論：①滑動變阻器在使用時，應采用“一上一下”的連接方式(即C、D中選用1個接入電路，②滑動變阻器與燈泡并聯時，不能改變燈泡亮度。【練一練】將如圖所示的滑動變阻器的滑片P向左移動的過程中：（1）當A、（2）當B、（3）當C、（4）當A、答案：（1）變小（2）變大（3）零（4）定值電阻【教師提問】我們在使用滑動變阻器改變電路中的電流時，應注意什么？【交流總結】使用滑動變阻器應注意下列幾個問題：1.要了解所使用變阻器的阻值范圍和允許通過的最大電流。比如一個滑動變阻器上標有“30Ω1.2A”字樣，它表示此滑動變阻器的最大阻值是2.滑動變阻器要與被控制電路串聯。3.將滑動變阻器連入電路時應采用“一上一下”的接法，不能同時使用上面兩個接線柱(R=0)，也不能同時使用下面兩個接線柱(4.為了保護電路，在閉合開關前應使滑動變阻器連入電路的阻值最大。【教師提問】我們已經共同學習了滑動變阻器的概念和作用，那么怎樣用滑動變阻器改變通過小燈泡的電流？活動3用滑動變阻器改變通過小燈泡的電流師生共同討論，提出各自的設計方案，選擇實驗器材，畫出電路圖，按照電路圖連接電路后，進行實驗。【思考】1.應該怎樣連接電路，才能使滑動變阻器起到變阻的作用？2.要讓小燈泡由暗變亮，接通電路前滑片應放在什么位置？接通電路后滑片應向哪邊移動？3.要讓小燈泡由亮變暗，接通電路前滑片應放在什么位置？接通電路后滑片應向哪邊移動？【交流總結】1.應將滑動變阻器采用“一上一下”的方式串聯接入電路，才能使滑動變阻器起到變阻的作用。2.要讓小燈泡由暗變亮，接通電路前應將滑片放在阻值最大位置，接通電路后應將滑片從右向左移動。3.要讓小燈泡由亮變暗，接通電路前滑片應放在阻值較小位置，接通電路后應將滑片從左向右移動。活動4用滑動變阻器控制電阻兩端的電壓①由電路圖連接實物電路。②閉合開關S，調節滑動變阻器的滑片，使定值電阻R兩端的電壓成整數倍地變化，如2V、4V、6V③換用不同的定值電阻，使電阻成整數倍地變化，如5Ω、10Ω、15Ω等。閉合開關S二、電阻箱電阻箱是能表示出阻值的變阻器。如圖甲所示為旋鈕式電阻箱，其讀數方法為指針所指數值乘倍率后相加。如圖乙所示為插孔式電阻箱，當銅塞插入時，則該銅塞處的電阻絲就會短路，這部分電阻不連入電路。連入電路的電阻絲的阻值相加即可得到插孔式電阻箱的阻值。甲旋鈕式電阻箱乙插孔式電阻箱【總結】滑動變阻器和電阻箱的異同滑動變阻器電阻箱不同點逐漸改變電阻，不能讀出電阻值跳躍式改變電阻，能讀出電阻值相同點都可以改變連入電路中的電阻，從而改變電路中的電流三、變阻器的應用【拓展】油量表如圖是一種測定油箱內油量的裝置。其中R是滑動變阻器的電阻片，滑動變阻器的滑片跟滑桿連接，滑桿可以繞固定軸轉動，另一端固定著一個浮子。油箱中的油量減少時，油面下降，浮子隨液面落下，課堂小結1.能改變接入