4.4 电 阻
第4章 电流、电压和电阻
教科2024版物理九年级全册【精做课件】
授课教师:********
班 级:********
时 间:********
《4.4 电阻》教案
一、教学目标
(一)知识与技能目标
学生能够准确阐述电阻的概念,理解电阻是导体对电流阻碍作用的物理量,明确电阻是导体本身的一种性质。
熟练掌握电阻的单位欧姆(Ω)及其常用单位千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),并能准确进行单位换算,了解常见导体电阻的大致范围。
理解影响电阻大小的因素,包括导体的材料、长度、横截面积和温度,能够根据这些因素定性分析电阻的变化情况。
了解滑动变阻器的构造、原理和使用方法,能够正确使用滑动变阻器改变电路中的电流和部分电路两端的电压。
(二)过程与方法目标
通过类比水流遇到阻碍的现象,帮助学生形象理解电阻的概念,培养学生运用类比法学习物理概念的能力,降低抽象知识的学习难度。
组织学生开展探究实验,如探究影响电阻大小因素的实验,让学生经历提出问题、猜想假设、设计实验、进行实验、收集数据、分析论证等科学探究全过程,提高学生的实验设计能力、操作能力以及数据分析处理能力。
在使用滑动变阻器改变电路的实践操作中,培养学生的动手能力和解决实际问题的能力,引导学生将理论知识与实际操作相结合。
(三)情感态度与价值观目标
激发学生对电阻知识的学习兴趣和探索欲望,让学生感受物理知识与生活的紧密联系,体会科学探究的乐趣,培养学生对物理学科的热爱。
在实验探究过程中,培养学生严谨的科学态度、实事求是的科学精神和团队协作意识,使学生养成认真观察、仔细记录、积极思考的良好学习习惯。
引导学生关注电阻知识在日常生活和科技领域中的广泛应用,增强学生将物理知识应用于实际生活的意识,激发学生利用科学知识改善生活、推动社会发展的责任感。
二、教学重难点
(一)教学重点
电阻的概念、单位及单位换算。
影响电阻大小的因素。
滑动变阻器的原理和使用方法。
(二)教学难点
深入理解电阻是导体本身的一种性质,与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
设计并完成探究影响电阻大小因素的实验,准确控制变量,分析实验数据得出正确结论。
灵活运用滑动变阻器的原理,在不同电路中正确连接和调节滑动变阻器,实现对电路电流和电压的有效控制。
三、教学方法
讲授法:系统讲解电阻的基本概念、单位换算、影响因素以及滑动变阻器的原理和使用方法,为学生构建完整、准确的知识体系。
类比法:将电阻与水流遇到的阻碍进行类比,帮助学生理解电阻对电流的阻碍作用,使抽象的物理概念变得通俗易懂。
实验探究法:组织学生分组进行探究影响电阻大小因素的实验和滑动变阻器使用的实验,让学生在实践操作中自主发现问题、探索规律,培养学生的实践能力和科学探究精神。
演示法:利用实物、实验器材和多媒体课件进行演示,如展示不同导体的电阻差异、演示滑动变阻器改变电路电流的过程等,增强教学的直观性和趣味性,帮助学生更好地理解和掌握知识。
讨论法:针对教学中的重点、难点问题,如影响电阻大小因素的分析、滑动变阻器的正确连接等,组织学生进行小组讨论,促进学生之间的思想交流和思维碰撞,培养学生的合作学习能力和独立思考能力。
四、教学过程
(一)情境导入(5 分钟)
演示实验:教师连接一个简单电路,包含电源、小灯泡和开关。闭合开关,观察小灯泡正常发光。然后依次将相同长度和横截面积的铜丝、镍铬合金丝接入电路(每次接入时断开开关),让学生观察小灯泡的亮度变化。
提问引导:同学们,我们看到接入不同的金属丝后,小灯泡的亮度发生了变化,这是为什么呢?是什么影响了电流的大小?(鼓励学生发表看法)其实,这和我们今天要学习的 “电阻” 密切相关。(板书课题:4.4 电阻)
(二)新课讲授
1. 电阻的概念(15 分钟)
类比引入:教师拿出一个水管模型,向学生演示水流在水管中流动的情况。当水管中放入一些障碍物时,水流会变小。引导学生思考:在电路中,是否也存在类似对电流起阻碍作用的因素呢?
讲解概念:通过多媒体动画展示电流在导体中流动时,自由电子与导体原子碰撞的过程,讲解电阻的概念:电阻是导体对电流阻碍作用的大小,用字母 R 表示。强调电阻是导体本身的一种性质,无论导体中是否有电流通过,导体的电阻都是存在的。
举例说明:列举生活中利用电阻的实例,如电炉丝、电烙铁等,它们都是利用电阻产生热量工作的;同时说明在输电线路中,我们希望导线的电阻越小越好,以减少电能的损耗,让学生对电阻有更直观的认识。
课堂讨论:组织学生讨论 “如果导体没有电阻,我们的生活会变成什么样?” 引导学生进一步理解电阻在电路中的重要作用。
2. 电阻的单位(10 分钟)
单位介绍:讲解电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是 Ω。为了纪念德国物理学家欧姆在电学方面的杰出贡献,人们以他的名字命名电阻的单位。同时介绍常用的电阻单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),并讲解单位换算关系:1MΩ = 1000kΩ,1kΩ = 1000Ω 。
实例感知:通过多媒体展示一些与电阻单位相关的实例,如一般手电筒小灯泡的电阻约为几欧到十几欧,人体的电阻在干燥时约为几千欧到几万欧,而超导体在特定条件下电阻几乎为零等,让学生感受不同大小电阻的实际应用场景。
单位换算练习:给出一些电阻单位换算的练习题,如 “将 5MΩ 换算成 Ω”“2000Ω 等于多少 kΩ” 等,让学生在练习本上进行计算,教师巡视指导,及时纠正学生的错误,强化学生对单位换算的掌握。
3. 影响电阻大小的因素(20 分钟)
提出问题:教师引导学生思考:不同的导体电阻不同,那么导体的电阻大小与哪些因素有关呢?鼓励学生根据已有的知识和生活经验进行猜想。
设计实验:组织学生分组讨论,设计探究影响电阻大小因素的实验方案。教师参与到小组讨论中,给予适当的指导和建议,帮助学生确定实验步骤、所需器材和数据记录表格。明确实验采用控制变量法,分别探究导体材料、长度、横截面积和温度对电阻大小的影响。
进行实验:学生按照设计好的实验方案进行实验,分别改变导体的材料、长度、横截面积和温度(如用酒精灯加热导体来改变温度),测量对应的电阻值(可通过观察小灯泡亮度或电流表示数间接判断电阻大小变化),并将测量数据记录在表格中。实验过程中,教师巡视各小组,观察学生的实验操作过程,及时解决学生遇到的问题,如电路连接故障、数据测量不准确等。
分析论证:实验结束后,各小组对实验数据进行分析讨论,总结影响电阻大小的因素。教师引导学生得出结论:导体的电阻大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关。在相同条件下,导体长度越长,电阻越大;横截面积越大,电阻越小;不同材料的导体电阻一般不同;大多数导体的电阻随温度升高而增大。
交流评估:各小组派代表上台汇报实验结果,分享实验过程中的经验和遇到的问题。其他小组可以提出疑问和建议,进行交流和讨论,教师对各小组的实验进行评价和总结,强调实验过程中控制变量的重要性以及实验数据处理的方法。
4. 滑动变阻器(20 分钟)
实物展示:教师拿出滑动变阻器,向学生展示其外观,介绍滑动变阻器的主要结构,如电阻丝、滑片、金属杆、接线柱等,并讲解每个部分的作用。
原理讲解:通过多媒体动画演示滑动变阻器的工作原理,让学生理解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。当滑片在电阻丝上移动时,接入电路的电阻丝长度发生变化,从而使电阻改变,进而影响电路中的电流和部分电路两端的电压。
使用规则讲解
接线规则:滑动变阻器要 “一上一下” 接入电路,若都接上面接线柱,滑动变阻器相当于导线;若都接下面接线柱,滑动变阻器相当于定值电阻,无法起到改变电阻的作用。
调节方法:在闭合开关前,应将滑片移到阻值最大处,以保护电路。在调节过程中,要缓慢移动滑片,观察电路中电流或电压的变化情况。
演示操作:教师在黑板上画出一个包含电源、小灯泡、开关和滑动变阻器的简单电路,然后按照滑动变阻器的使用规则,将其正确接入电路,进行连接和调节滑动变阻器改变小灯泡亮度的演示操作。同时,讲解在操作过程中的注意事项,如连接电路时开关要断开等。
学生操作:给每个小组发放实验器材,包括电池、小灯泡、开关、导线和滑动变阻器,让学生按照教师的演示,连接电路并使用滑动变阻器改变小灯泡的亮度。教师巡视指导,及时纠正学生在操作中出现的错误,如接线错误、调节方法不当等。
(三)课堂小结(5 分钟)
知识梳理:与学生一起回顾本节课所学的主要内容,包括电阻的概念、单位及换算、影响电阻大小的因素以及滑动变阻器的原理和使用方法。
强调重点:再次强调本节课的重点知识,如电阻的概念、影响电阻大小的因素和滑动变阻器的正确使用,提醒学生在课后加强理解和记忆。
总结方法:总结学习本节课所运用的类比法、实验探究法等学习方法,鼓励学生在今后学习物理知识时,多运用这些方法进行自主学习和探究。
(四)课堂练习(10 分钟)
选择题
(1)关于电阻,下列说法正确的是( )
A. 导体中有电流通过时才有电阻
B. 导体没有电流通过时电阻为零
C. 电阻是导体对电流的阻碍作用,与电流、电压无关
D. 导体的电阻越大,对电流的阻碍作用越小
(2)滑动变阻器的原理是通过改变接入电路中的( )来改变电阻大小的。
A. 电阻丝的材料
B. 电阻丝的长度
C. 电阻丝的横截面积
D. 电阻丝的温度
(3)将一根镍铬合金丝均匀拉长接入电路,其电阻将( )
A. 变大
B. 变小
C. 不变
D. 无法确定
填空题
(1)电阻的单位是______,简称______,符号是______。1kΩ = ______Ω,1MΩ = ______kΩ。
(2)滑动变阻器在接入电路时应遵循 “______” 的接线原则,在闭合开关前,应将滑片移到______处。
简答题
(1)简述影响导体电阻大小的因素。
(2)在使用滑动变阻器改变电路电流时,若发现无论怎样移动滑片,小灯泡亮度都不变,可能的原因是什么?
让学生独立完成练习,然后教师进行讲解和点评,及时反馈学生的学习情况,针对学生存在的问题进行重点讲解,帮助学生巩固所学知识,提高解题能力。
(五)作业布置(5 分钟)
书面作业:完成教材课后相关习题,加深对电阻知识的理解和掌握,要求学生认真书写解题过程,规范作答。
实践作业:观察家庭中的一个电器(如调光台灯、电扇的调速器等),思考它们是如何实现调节功能的,是否用到了电阻相关知识,下节课与同学们分享。
五、教学反思
在本节课的教学过程中,密切关注学生对电阻概念、影响因素和滑动变阻器使用等知识的理解和掌握程度,通过课堂提问、练习反馈等方式及时了解学生的学习情况。对于学生在理解电阻本质、设计实验和正确使用滑动变阻器等方面容易出现的问题,深入分析原因,调整教学方法,加强针对性的讲解和练习。同时,观察实验探究活动中学生的参与度和表现,思考如何更好地引导学生进行有效的实验设计和数据分析,提高学生的科学探究能力。根据学生的作业完成情况和实践作业反馈,评估教学目标的达成度,总结教学经验,为今后的教学改进提供依据,不断优化教学过程,提高教学质量。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
1.知道导体和绝缘体的区别,认识常见的导体和绝缘体。
2.知道电阻及其单位,知道决定电阻大小的几个因素。
3.知道滑动变阻器的构造、原理及使用方法。
4.在探究决定电阻大小因素的过程中,体会如何用控制变量法研究物理问题。
观察电路元件的组成材料,它们与什么异同点。
铜丝
铜丝、钨丝、铁片是导电材料;
塑料、玻璃是绝缘材料。
塑料
钨丝
玻璃
铁片
塑料
连接如图所示的电路,做成导电性检测器,在导线间分别接入细铜线、铅笔芯、橡皮、塑料尺、木片等,观察小灯泡的亮度和电流表的示数,你有什么发现?
学生活动一:做一个导电性检测器
物体的导电性
转换法
思考:1.用到了什么实验方法?
2.如果去掉小灯泡是否可行?
3.如果去掉电流表是否可行?
不可行,可能会发生短路,烧坏电流表
不可行,小灯泡的亮暗变化不易准确的比较
导体和绝缘体
2.绝缘体:对电流的阻碍作用较大,
不容易导电。
1.导体:对电流的阻碍作用较小,
容易导电。
导体和绝缘体
演示实验
3.导体与绝缘体没有绝对的界限,在一定条件下可以相互转化。
1.电阻的定义:物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。
符号为:R
2.电阻的单位:
(1)国际制基本单位:欧姆,简称:欧 符号:Ω
(2)常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
(3)单位换算:1kΩ=103Ω、1MΩ=106Ω
认识电阻
常见的电阻值
电阻的大小与什么因素有关
猜想:导体的电阻与导体的 、 、 ……有关
设计实验:实验装置如图所示,实验方法 、 。
材料
长度
横截面积
转换法
控制变量法
2.探究电阻与长度的关系时,应将 分别接入电路;
3.探究电阻与横截面积的关系时,应将 分别接入电路。
1.探究电阻与材料的关系时,应将 分别接入电路;
设计实验:
A、B
A、D
A、C
电阻的大小与什么因素有关
进行实验:
1.将A、D分别接入电路,发现IA ID,说明电阻与材料 ;
2.将A、B分别接入电路,发现IA IB,
说明同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻 ;
3.将A、C分别接入电路,发现IA IC,
说明同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻 。
≠
有关
>
越大
<
越小
电阻的大小与什么因素有关
提问:导体的电阻与导体的温度也有关系呢?
设计实验:根据控制变量法,我们应选取 、 、
都相同但 不同的电阻丝。
进行实验:将废旧的白炽灯中的钨丝小心取出,
接入如图所示的电路中,闭合开关,用酒精灯
给钨丝加热。
观察现象得出结论:电流表的示数 ,可见导体的电阻与温度 。
材料
长度
横截面积
温度
变小
有关
电阻的大小与什么因素有关
得出结论:
导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小取决于导体的长度、横截面积、材料和温度等因素。
2.同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小。
1.同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大。
3.横截面积、长度相同的导体,电阻与材料的关系如右图。
4.一般金属随温度的升高,电阻增大,玻璃、石墨等随温度的升高,电阻变小。
电阻的大小与什么因素有关
(1)常见物质:锗、硅
(2)影响因素:温度、光照、掺加杂质等
(3)应用:
1.半导体:导体的导电性能好,绝缘体导电性能比较差。有些材料,例如锗、硅,导电性能介于导体和绝缘体之间,常常被称作半导体。
半导体和超导现象
应用:
(1)超导输电。
(2)发电机、电动机的线圈可用超导材料制作:功率大、效率高。
好处:减少热量的散失,降低输送成本
弊端:获取低温困难,成本高
2.超导现象:某种物质在很低温度时,如水银在-269℃左右时,电阻就变成了0,这就是超导现象。
半导体和超导现象
知识点1 物体的导电性
1. 下列四组物体中,在通常情况下都属于导体的一组是
( )
D
A. 钢尺、瓷碗、大地
B. 固体食盐、纯净水、煤油
C. 铅笔芯、食盐水、玻璃杯
D. 钢制刀片、铝制饭勺、人体
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2. [2025·石家庄月考]关于导体和绝缘体,下列说法正确
的是( )
D
A. 导体都是固体
B. 绝缘体很不容易导电,是因为在绝缘体中没有电荷
C. 导体容易导电,是因为导体中有大量的自由电子
D. 导体与绝缘体没有绝对界限
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3.在一些精密的电子设备上,为减小对电流传输过程的影响,
会用银导线而不用常见的铜导线,这是因为银的导电性能比
铜____(填“好”或“差”),常用_____________来定量描述导
体对电流阻碍作用的大小,其单位为_____________。
好
电阻(或????)
?
欧姆(或Ω)
?
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知识点2 探究影响导体电阻大小的因素
4. 小红在探究“影响导体电阻大小的因素”的实验中,
所用“不同规格的电阻丝”是一些可比较的电阻丝。在一个木
板上有四根电阻丝(温度相同),其中????、????、????、???? 的材料、
横截面积和长度情况及记录的电流表示数如表。
?
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流大小/A
????
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
????
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
????
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
????
锰铜合金
0.5
0.4
0.24
编号
材料
电流大小/A
镍铬合金
0.5
0.4
0.16
镍铬合金
1.0
0.4
0.08
镍铬合金
0.5
0.8
0.32
锰铜合金
0.5
0.4
0.24
(1)实验通过观察_______
_____来比较导体电阻的大
小。
电流表示数
(2)实验中采用的研究方
法是____________和______
___。
控制变量法
转换法
(3)为了探究导体电阻大小
跟横截面积的关系,应该把图
中的______(填电阻丝的字母
代号)依次接入???????? 间,闭合
开关,记下电流表的示数。分
?
????、????
?
大
(4)小红依次把电阻丝????、????接入???????? 间,闭合开关,记下
电流表的示数,可以探究导体电阻跟导体______的关系。
?
材料
析比较表格中实验数据可得结论:在材料和长度相同时,横
截面积越小,导体电阻越____。
(5)小红应把______两根电
阻丝分别接入???????? 间来探究导
体电阻与长度的关系。分析比
较表格中实验数据可得结论:
导体的材料和横截面积一定时,
长度越____,电阻越大。
?
????、????
?
长
(6)她由实验想到,自己的家乡进行了输电线路的改造,
将原来较细的铝质输电线换成较粗的铜质输电线,这样就
______(填“增大”或“减小”)了输电线的电阻。
减小
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5. [2025·北京期中]有甲、乙两根完全相同的铜导线,把
甲导线对折后绞合起来使用,此时它的电阻为????甲 ,若乙导线
的电阻为????乙 ,则下列判断正确的是( )
?
C
A. ????甲>????乙 B. ????甲=????乙
C. ????甲???乙 D. 无法确定
?
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6. [2025·枣庄期中]欧姆不仅发现了欧姆定律,还研究了
决定导体电阻大小的因素。如图所示,有一个长方体的金属
电阻,材料分布均匀,长、宽、高分别为????、????、???? ,且
????>????>???? 。当有电流按下列方向通过该电阻时( )
?
A
A. 沿???????? 方向通电流时电阻最小
B. 沿???????? 方向通电流时电阻最小
C. 沿???????? 方向通电流时电阻最小
D. 沿以上三个方向通电流时电阻相等
?
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7. 由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的????????和???????? 两
段导体,按如图所示的方式接入电路中,导体的电阻及通过
的电流大小关系正确的是( )
?
A
A. ????????????>????????????,????????????=???????????? B. ????????????>????????????,???????????????????????
C. ???????????????????????,????????????=???????????? D. ???????????????????????,????????????>????????????
?
返回
1.导体:容易导电的物体。
2.绝缘体:不容易导电的物体
3.电阻:对电流的阻碍作用,符号R,单位:欧姆Ω
4.决定电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度
谢谢观看!