(共42张PPT)
幻灯片 1:封面
标题:16.1 电阻和变阻器
副标题:探索电流的 “阻碍” 与调控
姓名:[你的名字]
日期:[具体日期]
幻灯片 2:课程导入
实验演示:用两节干电池、一个开关、导线分别连接两个不同的灯泡(一个灯丝粗短,一个灯丝细长),闭合开关,观察灯泡的亮度差异。
提问引导:为什么同样的电源连接不同的灯泡,亮度会不一样呢?是什么因素影响了电流的大小?
引出主题:今天我们就来学习一个新的电学物理量 —— 电阻,以及能够改变电阻大小的仪器 —— 变阻器,揭开电流 “阻碍” 的奥秘。
幻灯片 3:电阻的概念
定义阐述:电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量,用符号 “R” 表示。导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大,通过导体的电流就越小。
单位及符号:电阻的单位是欧姆,简称欧,符号为 “Ω”。常用的单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),它们之间的换算关系是:1kΩ=10 Ω,1MΩ=10 Ω。
举例说明:手电筒的小灯泡电阻约为几欧到十几欧,人体的电阻约为几千欧到几万欧,绝缘体的电阻非常大,可达几十兆欧甚至更大。
图片展示:展示不同电阻值的电阻器实物图片,标注其电阻值和单位。
幻灯片 4:影响电阻大小的因素
猜想提出:结合导入实验,引导学生猜想电阻的大小可能与哪些因素有关(如导体的材料、长度、横截面积等)。
实验探究思路:采用控制变量法,分别探究导体的材料、长度、横截面积对电阻大小的影响。
实验结论:
材料:在长度、横截面积相同时,不同材料的导体电阻不同。例如,铜导线的电阻比铁导线小。
长度:在材料、横截面积相同时,导体的长度越长,电阻越大。就像道路越长,通行阻力越大一样。
横截面积:在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。类似道路越宽,通行阻力越小。
温度:大多数导体的电阻随温度的升高而增大,如灯丝的电阻在发光时比不发光时大得多;少数导体(如某些合金)的电阻受温度影响较小。
动画演示:通过动画模拟不同材料、长度、横截面积的导体对电流阻碍作用的差异,直观展示电阻大小的影响因素。
幻灯片 5:电阻的分类
定值电阻:电阻值固定不变的电阻,常用符号 “ ” 表示。定值电阻在电路中起限流、分压等作用,广泛应用于各种电子设备中。
可变电阻:电阻值可以改变的电阻,如变阻器。可变电阻能根据需要调节电路中的电阻大小,从而改变电路中的电流和电压。
图片展示:展示定值电阻和可变电阻的实物图片及电路符号,帮助学生区分和识别。
幻灯片 6:变阻器的种类
滑动变阻器:通过改变接入电路中导体的长度来改变电阻,是实验室中最常用的变阻器。
电阻箱:能准确读出接入电路中电阻值的变阻器,通过调节旋钮可以得到不同的电阻值。
图片展示:展示滑动变阻器和电阻箱的实物图片,介绍它们的外观特点和适用场景。
幻灯片 7:滑动变阻器的构造和原理
构造组成:展示滑动变阻器的结构示意图,标注出金属杆、电阻丝、滑片、接线柱等主要部件。电阻丝通常由电阻率较大的合金丝制成,绕在绝缘瓷筒上,金属杆的电阻很小,可以忽略不计。
工作原理:滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻大小的。当滑片移动时,接入电路中的电阻丝长度发生变化,电阻也随之改变。
电路符号:滑动变阻器的电路符号为 “”,其中两端的竖线表示电阻丝的两端,中间的横线表示金属杆,滑片用箭头表示。
幻灯片 8:滑动变阻器的使用方法
接线规则:滑动变阻器接入电路时,应 “一上一下” 选择接线柱。即选择上面一个接线柱和下面一个接线柱接入电路,不能同时接上面两个接线柱(此时电阻为 0,相当于导线),也不能同时接下面两个接线柱(此时电阻为最大值,且不能改变)。
变阻原理:当滑片向不同方向移动时,接入电路的电阻丝长度变化。例如,接左下和右上接线柱时,滑片向右移动,接入电路的电阻丝长度变长,电阻变大;滑片向左移动,接入电路的电阻丝长度变短,电阻变小。
实物连接演示:通过图片分步展示滑动变阻器的正确接线方法,对比错误接线方式,强调 “一上一下” 的重要性。
幻灯片 9:滑动变阻器的作用
保护电路:在连接电路时,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大的位置,使电路中的电流最小,防止电路中的电流过大损坏用电器和仪表。
改变电路中的电流和电压:通过改变接入电路的电阻大小,滑动变阻器可以改变电路中的电流大小,进而改变用电器两端的电压。例如,调节收音机的音量旋钮(实质是滑动变阻器),可以改变电路中的电流,从而改变喇叭的音量大小。
生活应用举例:展示滑动变阻器在台灯调光旋钮、电风扇调速开关、收音机音量调节旋钮等生活物品中的应用图片,说明其作用。
幻灯片 10:电阻箱的使用
构造特点:电阻箱上有多个旋钮,每个旋钮对应不同的倍率(如 ×1、×10、×100、×1000 等),旋钮上标有数字 0~9。
读数方法:电阻箱的读数是各旋钮指向的数字乘以对应的倍率,然后将它们相加。例如,某电阻箱的 ×1 旋钮指向 3,×10 旋钮指向 5,×100 旋钮指向 2,×1000 旋钮指向 0,则其接入电路的电阻值为 0×1000 + 2×100 + 5×10 + 3×1 = 253Ω。
使用优点:电阻箱能准确读出接入电路的电阻值,但不能连续改变电阻大小;滑动变阻器能连续改变电阻大小,但不能准确读出电阻值,两者各有优缺点。
图片展示:展示电阻箱的实物图片和读数示意图,演示读数过程。
幻灯片 11:课堂实验活动
实验一:探究影响电阻大小的因素:
器材:电源、开关、电流表、不同材料(铜、铁)、不同长度、不同横截面积的导体、导线若干。
步骤:按照控制变量法分别连接不同的导体,闭合开关,观察电流表示数的变化,比较电阻大小。
要求:记录实验数据,分析不同因素对电阻大小的影响,得出实验结论。
实验二:滑动变阻器的使用:
器材:电源、开关、电流表、小灯泡、滑动变阻器、导线若干。
步骤:将滑动变阻器正确接入电路,闭合开关,移动滑片,观察灯泡亮度和电流表示数的变化。
要求:掌握滑动变阻器的接线方法,理解其变阻原理和作用,记录滑片移动时电流和亮度的变化情况。
幻灯片 12:电阻的串联和并联(拓展)
电阻的串联:串联电路的总电阻等于各串联电阻之和,即\(R_总=R_1+R_2+\dots+R_n\)。串联电阻相当于增加了导体的长度,总电阻比任何一个分电阻都大。
电阻的并联:并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和,即\(\frac{1}{R_总}=\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}+\dots+\frac{1}{R_n}\)。并联电阻相当于增加了导体的横截面积,总电阻比任何一个分电阻都小。
公式应用示例:两个电阻分别为 3Ω 和 6Ω 的电阻串联,总电阻为 3Ω+6Ω=9Ω;若并联,则总电阻的倒数为\(\frac{1}{3Ω}+\frac{1}{6Ω}=\frac{1}{2Ω}\),总电阻为 2Ω。
幻灯片 13:课堂练习
题目展示:
电阻的单位是_____,符号为_____。2kΩ=_____Ω,5MΩ=_____kΩ。
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的_____、和,还与_____有关。
滑动变阻器是通过改变接入电路中_____来改变电阻的,它在电路中的作用是_____和_____。
一个滑动变阻器标有 “50Ω 2A” 的字样,其中 “50Ω” 表示_____,“2A” 表示_____。
答案讲解:逐一讲解答案,重点分析滑动变阻器的工作原理和参数含义。
幻灯片 14:课堂小结
知识回顾:回顾电阻的概念、单位、影响因素,滑动变阻器和电阻箱的构造、原理、使用方法及作用等重点知识。
核心观点强调:电阻是导体对电流的阻碍作用,其大小由导体本身的因素决定;变阻器能改变电路中的电阻,从而控制电流和电压,在电路中具有重要作用。
思维导图展示:以思维导图形式呈现本节课的知识框架,帮助学生梳理知识脉络。
幻灯片 15:课后作业
作业布置:
完成课本上相关的练习题。
观察生活中哪些电器设备用到了变阻器,记录下来并分析其作用。
设计一个利用滑动变阻器控制灯泡亮度的电路,画出电路图,并说明滑动变阻器的接线方法和变阻原理。
幻灯片 16:结束页
总结语:本节课我们认识了电阻,了解了影响电阻大小的因素,学习了变阻器的使用方法。电阻和变阻器是电学中的重要概念和仪器,在生活和生产中应用广泛。
鼓励语:希望同学们通过本节课的学习,能更好地理解电路中的电阻现象,学会使用变阻器调控电路,为后续的电学学习打下坚实的基础!
2024沪科版物理九年级全册
16.1 电阻和变阻器
第十六章 探究电路
授课教师: . 班 级: . 时 间: .
学习目标
知道电阻及其单位。(重点)
01
能用控制变量法探究影响电阻大小的因素。(重、难点)
02
了解变阻器的结构和作用。(重点)
03
会用滑动变阻器改变灯泡的亮度。(重、难点)
04
观察与思考
思考:导线多是用铜做的,特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体,既多又便宜,想想看,为什么不用铁来做导线呢?
那么电流在导体中会不会受到阻碍呢?
思考:水在水管中流动会受到阻力,有的地方水流大,有的地方水流小。
一、电阻
观察与思考
电荷在导体中定向移动时,会受到阻碍。物理学中,把导体对电流的阻碍作用叫电阻。电阻用字母R表示,其国际单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。常用的电阻单位有有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),他们之间的换算关系是:
一、电阻
电阻及其单位
1 kΩ = 103 Ω
1 MΩ = 103 kΩ
电阻器(简称电阻)在电路中的符号: 。
一、电阻
电阻器
收音机、电视机等用电器的电路中连接着许多具有一定阻值的元件——电阻器,用来调节电路中的电流和电压,如图。
常见用电器 电阻R/Ω
白炽电灯(15W) 约3200
白炽电灯(60W) 约800
电熨斗(600W) 约80.7
电烤箱(900W) 54
电暖器(1000W) 48.4
一、电阻
常见用电器工作时的电阻
(1)高压输电用的电线,使用的金属线又粗又直。为什么不用细导线输电呢?
(3)导体的电阻大小还跟哪些因素有关?
(2)电炉上面的电炉丝,为什么不用粗而直的导线呢?
二、电阻的大小与哪些因素有关
观察与思考
导体的长度
导体的粗细
导体的材料
温度
人走路情景
电荷运动
街道的长度
街道的宽度
天气
不同的街道
二、电阻的大小与哪些因素有关
类比分析
你能结合上面的类比设计实验探究影响电阻大小的因素吗?
A
A
B
影响导体电阻大小的因素有多个,所以在探究电阻的影响因素时,应用控制变量法进行探究。
在探究的过程中,电阻的大小无法直接观察到,实验中是通过电流表的示数大小来反映的,这种研究问题的方法称为转换法。
实验电路如图。
二、电阻的大小与哪些因素有关
实验思路
二、电阻的大小与哪些因素有关
实验过程
用如图的实验装置进行实验。a、b、c是三根用同种材料制成的导体,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长度不同;导体d与c的长度、粗细都相同,但材料不同。
将四根导体分别接入相同电路中,记录电路中的电流并分析实验结果。
将导体a、c分别接入电路
导体的材料、横截面积相同时 ,长度越长 ,电阻_______。
越大
二、电阻的大小与哪些因素有关
实验现象
导体 a c
电流表示数
小结
小
大
将导体a、b分别接入电路
导体的材料、长度相同时 ,横截面积越大 ,电阻_______。
越小
二、电阻的大小与哪些因素有关
实验现象
导体 a b
电流表示数
小结
小
大
将导体c、d分别接入电路
导体的长度、横截面积相同 时,材料不同 ,电阻_________。
不同
二、电阻的大小与哪些因素有关
实验现象
导体 c d
电流表示数
小结
大
小
二、电阻的大小与哪些因素有关
实验结论
研究表明,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小跟导体的材料、长度、横截面积和温度有关。
理解:
(1)电阻是导体本身的一种性质,与加在导体两端的电压和通过它的电流无关。
(2)在初中物理的学习中,一般不考虑温度对电阻的影响。
二、电阻的大小与哪些因素有关
拓展——导体、绝缘体、半导体和超导体
如图,不同材料的导线性能是不同的,一般电阻较小的材料导电性能较强,电阻较大的材料导线性能较弱。
人们常把容易导电的材料叫做导体,不容易导电的材料叫做绝缘体。有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。有些材料在很低的温度时,电阻就变成了0,这样的物体叫做超导体。
剧场在演出时,我们看到,灯光从亮逐渐变暗,又从暗逐渐变亮的现象。现在有一只灯泡,已接入电路,怎样使它的亮度发生改变?
三、变阻器
观察与思考
改变灯泡中的电流
可以通过改变导体的材料、长度、横截面积来改变导体的电阻。而最方便的是改变导体的长度。
电阻变化
电流变化
那么用什么办法可以改变导体的电阻?哪种方法最简单?
用哪些方法可以改变电流的大小?
三、变阻器
思考
变阻器就是这样一种易于改变电阻的器件。实验室常用变阻器的是滑动变阻器。
元件符号:
结构示意图:
实物图:
工作原理:改变接入电路中电阻丝的长度来改变接入电阻,从而改变电流。
三、变阻器
滑动变阻器
瓷筒
电阻线圈
三、变阻器
滑动变阻器的结构
50Ω 1.5A
滑动变阻器铭牌上标有什么?“50Ω 1.5A”是什么意思?
滑动变阻器允许接入电路的最大阻值是50Ω;允许通过的最大电流是1.5A。
三、变阻器
滑动变阻器的铭牌
三、变阻器
用滑动变阻器控制灯泡亮度
要改变灯泡的亮度,我们可以把滑动变阻器串联在电路中,如图。闭合开关后,移动滑片P,灯泡的亮度就会改变。
想一想,怎样移动滑片可以使灯泡变亮?闭合开关前滑片应在什么位置?
三、变阻器
视频——练习使用滑动变阻器
(1)滑动变阻器接线时应“一上一下” 。
(2)开关闭合前,滑动变阻器应接入最大阻值,即离下接线柱最远端。避免开关闭合后电路中的电流过大,保护电路中的元件。
(3)当滑动变阻器的滑片靠近下接线柱时,其连入电路中的电阻变小;当滑动变阻器的滑片远离下接线柱时,其连入电路中的电阻变大。“近小远大”。
(4)滑动变阻器使用时,电路中的电流不能超过其允许通过的最大电流。
三、变阻器
小结
电阻箱是一种不仅可以调节电阻大小、还可以显示电阻阻值的变阻器,如图。
三、变阻器
电阻箱
电路符号: 。
使用方法:使用时把两个接线柱接入电路,调节四个旋盘就能得到0~9 999 Ω之间的任一整数值。使用时注意不能超过允许通过的最大电流值。
读数:四个旋盘对应的数值与对应的倍数相乘,然后相加就是电阻箱接入电路的阻值。图中电阻箱的读数是多少?
三、变阻器
电阻箱的使用
2 093 Ω
知识点1
1.下列有关电阻的说法正确的是( )
A.导体电阻越大,对电流的阻碍作用就越大
B.通过导体的电流越大,导体的电阻越小
C.导体的电阻越大,导电性能越强
D.导体未接入电路中时没有电阻
A
电阻
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
13
2.单位换算:1 MΩ=________kΩ=________Ω。
1 000
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
106
13
3.小点对影响电阻大小的因素进行了探究。
【实验思路】(1)可以通过比较___________的大小来比较导体电阻的大小。
【实验过程】
小点选择下表所示的几种电阻丝,设计了如图所示的电路进行实验。
电流表示数
知识点2
影响电阻大小的因素
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.1
b 镍铬合金丝 1.0 0.2
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
13
(2)要探究电阻大小跟导体的横截面积是否有关,应选用电阻丝________和________分别接入电路中。
(3)分别将a和c两电阻丝接入如图电路中,发现接a时电流表示数更小,由此可得出结论:当导体的__________和__________相同时,__________,电阻越大。
(4)要研究电阻大小与材料的关系,与电阻丝a相比,
准备的电阻丝应满足的条件是______、_________
相同,________不同。
a
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
b
材料
横截面积
长度越长
长度
横截面积
材料
13
4.如图所示,钨丝与小灯泡L连接,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知钨丝的电阻与________有关,用酒精灯对钨丝加热时,钨丝的电阻__________(填“变大”“变小”或“不变”)。
温度
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
变大
13
5.[2025年1月芜湖期末]如图所示的是高压输电铁塔上的绝缘子,能起到绝缘、防止产生火花等作用,绝缘子制造材料可能是( )
A.铜 B.石墨
C.陶瓷 D.钢
C
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
13
6.[2025年1月合肥期末]如图所示的是以前照明常用的白炽灯,灯丝是由导体钨丝制成的,下列关于钨丝的电阻说法正确的是( )
A.钨丝越粗越长电阻越大
B.灯发光时钨丝的电阻与不发光时大小相等
C.钨丝越细越短电阻越大
D.用久的灯里的钨丝,由于升华变细,其电阻变大
D
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
13
7. [立德树人·五育并举 2025·天津模拟]为确保用电安全,学校安全部门对全校的用电线路进行了排查,发现有一根连接电动机的铜导线的直径明显比说明书上要求的小。从影响导体电阻大小的因素来判断这根导线不符合规格的理由是( )
A.长度太长引起电阻偏小
B.长度太长引起电阻偏大
C.横截面积太小引起电阻偏大
D.横截面积太小引起电阻偏小
C
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
13
8.[2024·合肥期中]小明用如图所示的实验装置“探究影响电阻大小的因素”, a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a横截面积大。关于此实验,下列说法中正确的是( )
A.为了更准确地比较电阻大小,可以在电路中再并联接入一块电流表
B.利用此装置探究的是导体电阻大小与导体横截面积的关系
C.用夹子分别将a、b接入电路,接入a时小灯泡更亮
D.断开开关,镍铬合金丝a和b的电阻都为0
B
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
13
9.有A、B、C三根完全相同的导线,将A导线剪去一半,电阻变为R1;将B导线均匀地拉伸到原来长度的两倍,电阻变为R2;将C导线从中间对折,电阻变为R3。下列大小关系正确的是
( )
A.R1>R2>R3 B.R2>R1>R3
C.R2>R3>R1 D.R3>R1>R2
B
2
3
4
5
6
7
8
1
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9
13
10.[2025年1月淮南期末]小晨同学先后将长度和粗细相同的HB、2B两种型号的铅笔芯通过A、B两金属夹子接入如图所示的电路,当2B铅笔芯接入电路时,灯泡较亮,这说明______(填“HB”或“2B”)铅笔芯的导电性能更好。
2
3
4
5
6
7
8
1
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9
2B
13
11. [新器材 2024·六安模拟改编]小点用如图甲所示的实验,可探究导体电阻与______的关系;小训用如图乙所示的实验,可探究导体电阻与____________的关系
(塑料管中的盐水可倒掉一部分)。
[补充设问]小灯泡亮度不明显,
可在电路中______联一块________表,
通过比较____________来比较电阻的大小。
长度
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
横截面积
串
电流
电流表示数
13
12.如图所示,将包装口香糖的纸剪成中间较窄的细条,然后将锡箔细条的两端连接电池正负极,很快发现细条中较窄处ab段开始冒烟起火,这是因为细条将电池短路。若ab段长度等于bc段长度,则ab段电阻______bc段电阻,此时ab段电流________bc段电流。
大于
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
等于
13
13.如图所示的是一块合金导体,将导体按照图中不同的方式连入电路,电阻最小的接法是________(填“前后”“左右”或“上下”)接,原因是这样接时导体的____________最大且________最小。
上下
2
3
4
5
6
7
8
1
10
11
12
9
横截面积
长度
13
电阻和变阻器
物理学中,把导体对电流的阻碍作用叫做电阻。
影响导体电阻大小的因素
变阻器
作用:改变接入电路的电阻值。
原理:改变接入电路电阻丝的长度。
电阻箱
导体的长度
导体的横截面积
导体的材料
既可以调节电阻大小,可以显示电阻阻值。
谢谢观看!