第1节 电阻和变阻器
【学习目标】
1、知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量;
2、知道电阻及其单位,能进行电阻的不同单位之间的变换;
3、经过探究知道影响电阻大小的因素,培养学生的动手操作能力
4、了解滑动变阻器的构造、作用和原理;
5、知道滑动变阻器的使用方法;
6、等会通过演示和分组实验,掌握滑动变阻器的使用方法,培养分析概括和应用力。
【学习重点】影响电阻大小的因素、滑动变阻器的构造、作用和原理。
【学习难点】探究知道影响电阻大小的因素、滑动变阻器的使用方法。
【预习检测】
1、课本上的小实验16.3—1表明不同导体对电流的 作用大小不同。导体的这种作用就叫做 ,符号 ;在电路图中的符号是 。
2、电阻的单位有 、 、 ;符号分别为 、 、
单位换算:1KΩ= Ω 1MΩ= KΩ= Ω
3、导体对_________阻碍作用叫做_________;影响导体电阻大小的因素是:________、_________、__________________。
4、电阻是导体本身的一种_________;电阻的国际单位是:__________。
【共同探究】
探究点一 电阻
1.按课本图16.3-1给出的演示实验连接好电路.
(1)先将铜丝接入电路,合上开关,观察小灯泡的亮度.
(2)断开开关,将铜丝换成长短、粗细相同的镍铬合金丝,合上开关,观察小灯泡的亮度.
(3)思考两种情况小灯泡亮度不同的原因?
2.引导:如果给上述实验电路中接入电流表,可以看到,灯泡亮的时候通过电路的电流大。所以,在相同的电压下,通过铜丝的电流比通过镍铬合金丝的电流大。通过上面的实验知道,导体虽然能够通过电流,但同时对电流有阻碍作用。在相同的电压下,通过铜丝的电流较大,也就是说铜丝对电流的阻碍作用较小;而通过镍铬合金丝的电流较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用大。
在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同。电阻是导体本身的一种性质。
导体的电阻通常用字母R表示,在国际单位制里,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω。比较大的单位有千欧(kΩ),兆欧(MΩ)。
换算关系:1kΩ=1000Ω 1MΩ=106Ω。
元件符号:
探究点二 影响电阻大小的因素有什么?
猜想:影响电阻大小的因素有材料、长度、横截面积(粗细)……
设计实验:
实验电路装置及器材如右图所示。
其中:A为细长的铜丝
B为细长的镍铬合金丝
C为粗长的镍铬合金丝
D为细短的镍铬合金丝
进行实验:
由于探究过程中涉及到多个因素,因此实验时采用 的实验方法对各个因素逐个研究。通过比较电流表示数的大小来比较电阻的大小,电流的计数越大,接入电路中的电阻丝的电阻越 。
(1)探究电阻的大小跟材料的关系
需要控制的变量是 ,改变的变量是 ,因此应选择的电阻丝是 和 进行实验。
结论1:导体电阻大小与导体的材料 关。
(2)电阻的大小跟导体横截面积的关系
需要控制的变量是 ,改变的变量是 ,因此应选择的电阻丝是 和 进行实验。
结论2:导体电阻大小与导体的材料 关。相同情况下,导体的横截面越大电阻越 。
(3)电阻的大小跟导体长短的关系
需要控制的变量是 ,改变的变量是 ,因此应选择的电阻丝是 和 进行实验。
结论3: 。
(4)除以上因素外,你们小组认因导体的电阻还与什么因素有关?设计实验并动手探究一下吧。
猜想:影响电阻大小的因素还有
经过探究发现 。
综上所述,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定与导体的 、 、 。
探究点三 滑动变阻器
1、情境体验
(1)打开台灯,旋动旋钮,观察灯泡的亮度有什么变化?
(2)用干电池、小灯泡、开关、导线组成简单的电路,思考:在电压一定时,思考:如何改变小灯泡的高度?
归纳总结:在电压一定时,要改变通过导体的电流,可以改变导体的________。
2、自主学习
(1)变阻器:能 的元件
(2)滑动变阻器
(1)、原理:通过改变接入电路中电阻线的_________来改变电阻的大小的。
(2)、结构:主要由_________、___________、___________三部分构成。
(3)、符号:
(4)、铭牌:“20Ω、1.5A”的含义是:_________________________________。
3、实验探究:滑动变阻器的使用
思考:a、观察滑动变阻器的接线柱,思考有几种接法?
b、在下面画出用滑动变阻器控制灯泡亮度的实验电路图。
所选接线柱
用笔标出所选
接线柱
滑片向左滑
连入电路中的符号
连入电路的阻值变化
灯的亮度变化
A、D
A、C
B、D
B、C
A、B
C、D
(5)、使用方法:
a、滑动变阻器要_________在电路中;
b、滑动变阻器接入电路时,要连接_________________两个接线柱;
c、为了保护电路,闭合开关前,应将滑片放在____________________;
d、移动滑片时,弄清滑动变阻器接入电阻线长度的变化情况,以及电路中的电阻和电流的变化规律。
【拓展练习】
1.A、B是两根材料相同,长度相同的导体,如果A导体的横截面积是0.5cm2,B导体的横截面积是5mm2,则导体A的电阻 导体B的电阻。
2.有三根相同材料制成的导体A、B、C,在相同的温度下,A比B长,粗细相同;C与B长度一样,C粗些.这三根导体的电阻由大到小的排列顺序为 。
3、关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体中有电流,导体才能有电阻
B.导体电阻的大小取决于通过它的电流的大小
C.导体电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流无关
D.导体的电阻只与导体的长度有关
4.下列说法正确的是( )
A.铁导线的电阻一定比铜导线的电阻大
B.两根长度相同的镍铬合金导线,横截面积较小的电阻一定大
C.长度相同的两根导线,细的导线电阻一定大
D.长度相同,材料相同,横截面积也相同的导线,在任何情况下,电阻都一样大
5.a是长1m,粗0.1mm2的康铜线;b是长1m,粗0.2 mm2的康铜线;c是长0.5m,粗0.2mm2的康铜线;d是长1m,粗0.1m 2的镍铬线,要研究导体的电阻与材料是否有关,应选取做实验的金属线是( )
A.a和b B.b和c C.a和c D.a和d
6.在如图1所示电路中,开关闭合后,电流表的示数是0.6A,当缓慢地给线圈加热一段时间后,观察电流表的示数,可以看到电流表的示数将( )
A.小于0.6A B.等于0.6A C.大于0.6A D.无法判断
7.如图2所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中.比较通过它们的电流的大小,有( )
????A. IAB<IBC?? B. IAB=IBC?? ??C.IAB>IBC D.无法确定
8、下图为滑动变阻器连入电路的示意图,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变大的是 ( )
9、如图,当把滑动变阻器接入电路后,滑片P向右滑动时,电路电阻变大,此时与电路相连接的接线柱应是 ( )
(A)C和D (B)B和D (C)A和C (D)B和A
10、如图所示,闭合开关S,在滑动变阻器的滑片P向左移动过程中,电路中的电流变大。则电路与滑动变阻器的连接方式正确的是( )
A.M连c,N连d
B.M连a,N连b
C.M连c,N连a
D.M连c,N连b
11、小芳同学在探究“决定导体电阻大小的因素”时,做出了如下猜想:
猜想①:在温度不变时,导体的电阻与导体的材料有关;
猜想②:在温度不变时,导体的电阻与导体的长度有关;
猜想③:在温度不变时,导体的电阻与导体的横被面积有关.
供她选择的导体如下表所示:
序号
材料
长度(m)
横截面积(mm2)
A
镍铬合金
0.8
0.5
B
锰铜
0.8
1
C
锰铜
0.8
0.5
D
锰铜
1.2
0.5
她画出了实验电路图,并按要求正确地连接了电路.请完成下列填空(只填序号):
(1)要验证猜想①,小芳同学应选择的两段导体是 和 ;
(2)要验证猜想②,小芳同学应选择的两段导体是 和 ;
(3)要验证猜想③,小芳同学应选择的两段导体是 和 ;
(4)这种物理研究方法,通常叫做 。
12、下图为观察滑动变阻器作用的实验器材,将所有器件连接起来,要求滑动变阻器滑片P向右滑动,电流表示数变大,灯泡变亮。并在虚线框内画出电路图。