第七章 简单电路 四 电阻 滑动变阻器[下学期]

沪粤版《7.4 电阻滑动变阻器》教案
课程目标
1．知道电阻及其单位，探究影响电阻大小的主要因素
2．知道滑动变阻器的构造．
3．学会利用滑动变阻器改变电路中的电流、电压．
一、导入新课
情境：在晚会上，需要根据节目的需要设计出两种灯光效果：一种是让舞台上的灯光渐渐变化，如太阳升起时，舞台渐渐亮起来．另一种是让舞台灯光跳跃式的变化，如根据剧情需要让灯光“唰-唰-唰”分三个层次跳跃式的变亮．你如何设计 学过本节之后，你便会了．
二、备课要点
1．通过观察实验、对比等方法，学习利用滑动变阻器改变电流电压．
2．通过了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用，开阔视野．
重点：(1)电阻的定义及影响电阻大小的因素．
(2)滑动变阻器的构造和原理以及连接方法．
难点：(1)滑动变阻器在电路中的作用．
(2)滑动变阻器在生产、生活中的应用及在电路中的有关计算．三、知识点击
1．电阻
(1)定义
导体对电流的阻碍作用叫电阻．
(2)符号
国际上通常用字母R来表示导体的电阻，在电路图中的符号是
汪意：在物理学中，用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小，导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。电阻的产生是由导体本身的性质决定的．例如在金属导体中，自由电子的定向移动要受到正电荷的阻碍作用；在酸、碱、盐的水溶液中，正、负离子定向移动受到的阻碍作用，都称作电阻．
(3)单位
在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，符号是Ω．
1Ω的物理意义是：如果导体两端的电压是1V，通过导体的电流是1A，这段导体的电
阻就是lΩ．即：
常用的单位还有千欧(kΩ))，兆欧(MΩ)，它们的换算关系是：
1MΩ=103kΩ lkΩ=103Ω
(4)决定电阻大小的因素 ，
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长度、横截面积和材料，导体的电阻还跟温度有关．
实验表阴：由同一种材料组成的导体，横截面积相同时，导体越长电阻越大；长度相瓦时，横截面积大的电阻小．例如用同样粗细的铝导线架设的输电线路，线路架设的越长，导线的电阻越大；若想减小输电线的电阻又不改变输电线的长度，需要用较粗的铝导线来架设．
实验表明：不同的材料组成的导体，在长度、横截面积相同时，电阻大小不相同．
导体的电阻还随温度的变化而改变．对于大多数导体，温度升高时，电阻增大，但也有少数导体，其电阻随温度的升高而减小．
说阴：一般金属导体温度升高几度或十几度时，电阻值变化不超过百分之几，通常我们可以忽略温度对电阻的影响．在初中阶段，如果不加说明，温度变化对电阻值的影响不计．
注意：正确理解电阻是导体本身的一种性质．
电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，它是导体本身的一种性质．一段导体，它的长度、横截面积、组成材料是确定的，在温度确定时，它的电阻是一定的。也就是说，导体的电阻由导体自身的情况决定，不管这个导体是否被连人电路，是否通过电流，也不管加在它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用(即电阻)总是存在的(无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已)．
2．电阻器
物理实验及电子技术中常常需要各种电阻器．保持阻值不变的电阻器叫定值电阻
R，其图形符号是：
可以调节变化的电阻简称变阻器，图形符号是
(1)认识滑动变阻器
①原理：靠改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻．
说明：考虑到决定导体电阻大小的因素，在其他条件相同的情况下，导体的电阻与导线的长度成正比．
②作用：调节滑动变阻器可以逐渐改变连人电路中的电阻，从而逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压，有时还起到保护电路的作用．
③构造：滑动变阻器是由瓷筒、套在瓷筒上表面涂了绝缘漆的电阻线绕成的线圈、瓷筒上方架在绝缘架上的金属棒以及套在金属棒上的滑片组成．
④结构示意图和符号：滑动变阻器的结构示意图如图7—4—1(甲)所示，在电路图中的符号如图7—4—1(乙)所示．
⑤滑动变阻器铭牌的含义：若铭牌上标注有“20Ω lA”字样，表示的是它的最大值是20Ω，允许通过的最大电流为1 A．
(2)滑动变阻器的使用
①使用方法：
从结构上可以看到，滑动变阻器有四个接线柱，通常使用时只需使用2个接线柱即可．要使滑片移动时，能够改变接人电路中的电流或部分电压需：
a．滑动变阻器要与被控电路串联．b．滑动变阻器接入电路的两个接线柱必须是“一上一下”．不能同时使用上面两个接线柱(R=O)，也不能同时使用下面两个接线柱(R=定值，即最大阻值)，这样就起不到改变电路中电阻的目的．c．为了保护电路，在通电前应将滑片置于阻值最大处，即置于远离“-下”的位置．d．通过滑动变阻器的电流不能超过其允许通过的最大电流值．
②使用时应注意事项：
a．使用前应观察滑动变阻器的最大阻值和允许通过的最大电流，通过的电流大小不能超过它的最大值．b．在闭合电路前，应将滑片的位置移到连入电路中的电阻值最大的位置，以避免烧坏用电器．c．使用滑动变阻器前，先应来回滑动几次滑片，除去接触点上灰尘等污物，以保证接触良好．d．实验时谨防损伤电阻丝绝缘层，以免造成匝间短路．四、探究活动
活动内容一
提供情景：大多数电灯开关只能点亮或关闭电灯，假设你想找到使电灯慢慢变暗的方
法，你设计一个怎样控制电灯亮度的开关．
提出问题：用什么材料制作调光开关
大胆猜想：导体、绝缘体．
探究准备：2B铅笔芯、与铅笔一样长的不带绝缘皮的铜导线、与铅笔一样长的塑料管、小灯泡、电池一端装有鳄鱼夹的导线．
探究过程：1．按图7—4—2所示连接电路：
2．铅笔芯为电阻可改变的电阻器，把鳄鱼夹牢牢地夹在铅笔芯的一端上，并保证鳄鱼夹和铅笔芯接触良好：
3．闭合开关s，移动一只鳄鱼夹观察小灯泡的亮度是否增强或减弱；
4．换用一根不带绝缘皮的铜导线来代替铅笔芯，灯泡的亮度会发生怎样变化；
5．用塑料管来代替铅笔芯，灯泡的亮度会发生怎样变化．
记录信息：当沿着铅笔芯滑动鳄鱼夹时，小灯泡的亮度会发生变化，接人铅笔芯长度越长，小灯泡越暗等．
活动内容二
探究：怎样用变阻器改变灯泡的亮度．
所需器材：干电池两节、小灯泡、滑动变阻器、开关、导线若干．
实验方案：要使电路中灯光的亮度发生变化，必须使电路中电流发生变化，所以实验时应将滑动变阻器与灯泡串联在电路中，如图7—4—3所示．
实验步骤：1．观察滑动变阻器的结构
(1)观察电阻丝和金属棒分别所接的两个接线柱；
(2)观察电阻丝上被刮去绝缘漆的部分；
(3)移动滑片，思考任选两接线柱之间的电阻的变化．
2．按上面电路图所示连接好电路，确定滑动变阻器所使用的接线柱后，移动滑片，使滑动变阻器连人电路中的电阻最大，然后闭合开关，在移动滑片的位置时，观察灯泡亮度的变化．
3．改变滑动变阻器的接线柱，并重复上面的实验．
注意事项：1．使用滑动变阻器之前，要弄清楚它的最大电阻值和允许通过的最大电流值，使用时不得超过允许通过的最大电流值．
2．使用滑动变阻器前，应先来回滑动几次滑片，除去接触点上的污物，以保证接触良好，在接人电路之前，一般应把滑片P移到连入电阻最大的地方，保护电源和电表．
3．正确连入电路，不要接成固定电阻或接成短路．
4．为了保护整个电路，在开关闭合前，应将滑动变阻器连入电路中的电阻渊到最大．
活动内容三
阅读材料
实用型超导电缆
2004年7月11日，由国产超导线材制造的中国第一组超导电缆当日在昆明正式并网运行，昆明西北地区的几万户居民和多个工业企业开始用上了通过超导电缆传输的电力．这标志着继美国、丹麦之后，中国成为世界上第三个将超导电缆投入电网运行的国家．
这组超导电缆于4月19日在昆明普吉变电站投入运行，两个多月来经受了多种气象条件的考验，运行状态良好，其部分性能指标优于目前已经并网运行的美国和丹麦的高温超导电缆．中国第一组实用超导电缆的顺利并网运行，表明中国超导电缆的技术已趋于成熟，对中国电力系统的发展具有深远影响．超导电缆在中国电网干线及输电瓶颈线路的应用将有利于提高电网的安全性和可靠性．在长距离大容量输电时，超导电缆在系统综合性能上具有无可比拟的优势，从长远上将根本解决中国“西电东送”等长距离大容量输电问题．
与常规电缆相比，超导电缆具有明显的优势：
一是损耗低、节省能源．超导电缆采用在液氮汽化温度下(约-196℃)无电阻传输大电流，导体损耗不足常规电缆的十分之一，加上制冷的能量损耗，其运行总损耗也仅为常规电缆的50％至60％．
二是容量大．同样截面的超导电缆的电流输送能力是常规电缆的3至5倍．所以使用超导电缆还可以节约输电系统的占地面积和空间，节省大量宝贵的土地资源．
三是节约材料．具有同样传输能力的超导电缆与常规电缆相比，使用较少的金属和绝缘材料．
四是无污染．超导电缆没有造成环境污染的可能性，而充油常规电缆则存在着漏油污染环境的危险．另外，超导电缆还具有低噪音的特性．
指点迷津
例1：下列有关电阻的说法中正确的是( )
A．通过导体的电流越小，电阻就越大
B．电阻器没接人电路中时，电阻为0
C．灯泡中灯丝的电阻是不变的
D．电阻是导体本身的一种性质，它的大小不会随通过它的电流大小而改变
解析：导体的电阻是导体自身的一种性质，其大小由导体自身的长度、材料、横截面积和温度等因素决定，而跟外加电压和通过的电流大小无关．
由于导体的电阻大小取决于长度、材料、横截面积及温度，与外界的因素，如电流、电压等无关．故选项A错，D对．有电流通过时，导体对电流的阻碍作用会体现出来，没有电流通过时，导体的这种阻碍作用虽未体现出来，但仍然存在，故选项B错，灯泡中的灯丝电阻会随温度的升高而增大．故选项C错．
答案：D
例2：在温度不变的条件下，下列关于电阻大小的说法正确的是( )
A．导体通电时有电阻，不通电时没有电阻
B．铜的电阻比铁的电阻小
c．长度与横截面积相同的导体，电阻一定相等
D．同种材料制成的粗细相同的电阻，长度越长，其电阻值越大 解析：正确解决好以上问题，关键是准确理解电阻的意义和决定电阻大小的因素．因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小与加或不加电压，通过或不通过电流无关，其电阻是客观存在，所以A选项是错误的．决定电阻大小的因素是长度、横截面积和所用材料，同时与温度有关，考虑时要综合研究，单纯比较所用材料，而不考虑长度和横截面积是无法比较的，因此B选项也是错误的．同样只考虑长度和横截面积而不考虑材料也无法比较，因此C选项也是错误的．而材料相同，横截面积也相同，其电阻决定干长度，长度越长电阻越大，因此D选项是正确的．
答案．D
}自我评价与作业答案
1．(略)
2．答：接AD或BC时能起滑动变阻作用，接AB、CD时不能起滑动变阻作用．
课外活动：
制作建议：如图7-4-11所示，灯杆可以用“带护套的双股硬线”制作，灯罩用半个乒乓球或小塑料瓶制作，开关可用回形针或按扣制作，底座可用小塑料盒或小木盒或硬纸盒制作．各部件之间可用“粘得牢”或“AB胶”等胶水粘合．