14.1 电阻和变阻器

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§14.1 电阻和变阻器
【教学目标】
知识与技能
知道电阻的概念、单位及换算、电路图符号。
理解决定电阻大小的因素。
过程与方法
利用“控制变量法”和“归纳法”对决定电阻大小的因素进行实验探究，在探究过程中使学生经历从猜想到制定实验方案，然后进行实验的探究过程。
情感态度与价值观
培养实事求是的科学探究态度和表达自己观点、尊重他人的意识。
【教学重点】
使学生经历从猜想到制定实验方案，然后进行实验的探究过程，理解决定电阻大小的因素
【教学难点】
控制变量法的运用
【教学方法】
实验探究法、讲授法、实验验证法、类比分析法。
【教学准备】
演示用：电池3节、各种电阻器、开关2个、电流表、电阻率演示器、导线若干、多媒体课件
【课时数】 2课时
【教学过程】
引言
我们知道导体是能够导电的物体，电流是电荷的定向移动形成的，金属导体的内部原子核束缚电子的能力弱，部分电子可以脱离原子核的束缚，而在金属内部自由移动，这就是自由电子，在电压的作用下，自由电子定向移动就形成了电流，电子移动过程中必然与原子核发生碰撞，所以导体对电流——自由电荷的定向移动会产生阻碍作用。我们把这种阻碍作用叫做电阻。
一、电阻
1、电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻
2、符号：R 电路图符号
3、单位：
国际单位：欧姆 简称 欧 符号Ω
常用单位：千欧、兆欧。
换算：1MΩ=1000KΩ 1 KΩ=1000Ω
了解一些电阻值：手电筒的小灯泡，灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯，灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的铜线，电阻小于百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。人体也有电阻，人体的电阻约为1000Ω到5000Ω。
【教师】那么电阻的大小与哪些因素有关呢？
【学生】猜想
【教师点拨】 从定义出发，我们知道电阻是导体对电流的阻碍作用，电流是电荷的定向移动形成的，我们以金属导体为例，金属导体内部是移动的是自由电子，我们可以猜想，如果自由电子越多，那么电流是不是就越大，自由电子越多跟什么有关呢？是不是跟导体的材料有关。还跟导体的温度有关。金属内部有排列整齐的原子核，电子在移动过程中必然和原子实发生碰撞，碰撞越剧烈，对电子的阻碍能力越强，每秒钟通过导体任一横截面的电荷量就越少，电流就越小，导体对电流的阻碍能力就越强，电阻就越大。如果导体的横截面越大，单位时间内流过导体的电荷量就越多，电流就越大，导体对电流的阻碍作用越小，电阻就小。
【学生总结】电阻可能和导体的材料和温度有关，与导体的长度有关，还和导体的横截面积有关。
【教师】好的，那么这么多因素影响导体的电阻大小，那么我们应该用什么方法来探究这个问题呢？
【学生回答】控制变量法
【说明】这里初中阶段，我们不考虑电阻值随温度的变化情况。
二、实验探究：电阻的大小与哪些因素有关
（1）、猜想：电阻可能和导体的材料和温度有关，与导体的长度有关，还和导体的横截面积有关
（2）、探究方法：控制变量法
（3）、探究过程：
同一电路接入相同导体，长度相同但横截面不同，探究导体电阻和导体横截面大小是否有关
同一电路接入不同的导体，导体的横截面和长度都相同，探究跟导体的材料是否有关
同一电路接入相同导体，导体的横截面相同，导体的长度不同，探究导体电阻和导体长度是否有关。
（4）、表格设计
表格一
导线 AB CD
横截面 大 小
长度 相同
材料 相同
电流
电阻
表格二
导线 AB CD
横截面 相同
长度 S S/2
材料 相同
电流
电阻
表格三
导线 AB CD
横截面 相同
长度 相同
材料 锰铜 镍铬
电流
电阻
（5）、分析与论证
长度与横截面想呕吐哪个，材料不同的导体，通过电流不同，说明电阻不同
横截面，材料相同，长度不同的导体，长度越长，通过的电流越小，说明电阻大
长度，材料相同，横截面不同的导体，横截面越大，通过的电流越大，什么电阻越小。
（6）、得出结论
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材料、长度和横截面积，还与温度有关，导体越长,电阻越大，横截面积越大，电阻越小。
三、探究导体电阻和温度的关系
用酒精灯给钨丝加热，随着细钨丝温度升高，电流表示数变小，灯泡变暗。
结论：导体电阻的大小与导体的温度有关，对大多数导体来说，电阻随温度升高而增大。
【教师解释】
温度越高,金属内部的热运动越剧烈，自由电子与这种原子实之间的碰撞机会就越大，也就越阻碍电子的定向运动，也就是电阻增大了。
【说明】电阻表示导体对电流阻碍作用的物理量，它是导体本身的一种性质。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用总是客观存在的。无电流通过时这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
【教师】根据电阻的特点，我们如果要调节电路中的电流大小，可以通过调节电路中的电阻的大小，这就需要一种易于改变电阻的器件——变阻器
四、变阻器
【教师】 实验室常用的变阻器是滑动变阻器和电阻箱，
（一）滑动变阻器
1、滑动变阻器：电路符号
2、构造：瓷筒、线圈、滑片P、金属棒、接线柱
结构示意图：
3、变阻原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
4、使用方法：串联在电路中；“一上一下”接法变阻：接入电路前应调到阻值最大（滑片远离下接线柱）。
5、铭牌：某滑动变阻器标有“50Ω1.5A”字样，50Ω表示滑动变阻器的最大阻值为50Ω或变阻范围为0-50Ω。1.5A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.5A.
6、作用：
①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压的目的，进而起到保护电路和用电器的目的。
【强调】（1）滑动变阻器要与被控制的电路串联
（2）闭合电路开关前，应将划片置于最大电阻值处，以起到保护电路的
（二）电阻箱
1、电路符号
2、电阻箱的使用和读数
电阻箱是一种可以调节电阻的并且能够显示出电阻阻值大小的变阻器。电阻箱板上只有两个接线柱，使用时只要从这两个接线柱接入电路，调节旋盘即可得到0~9999Ω之间的任意整数数值。读数时，将旋盘对应的指示点乘以面板上对应的倍数，再将它们相加，所得的数值即为电阻箱在电路中的电阻值。
3、滑动变阻器和电阻箱的区别
滑动变阻器：可以连续改变接入的电阻阻值（准确地说，是以一匝电阻线的电阻为最小变化单位来改变），缺点是不能从变阻器上读出接入电路的阻值。
电阻箱：可以从电阻箱表面的刻度读出接入电路的阻值，但不能连续改变接入电路的电阻阻值，其电阻的改变是跳跃式的，如电风扇、电饭锅等都是利用电阻箱实现跳跃式调节的。
五、例题
关于影响电阻大小因素问题
例1、3、要改变某段导体电阻的大小，下列方法中无效的是 ( )
A、改变导体两端的电压 B、改变导体的材料
C、改变导体的横截面积 D、改变导体的长度
例2、将一根导线均匀拉长为原来的两倍，则电阻变为原来的（ ）
A. 1倍 B.2倍 C.4倍 D.不确定
关于滑动变阻器连接问题
例3、如图1所示，滑动变阻器有4个接线柱，使用时只需接入其中2个，因此有几种接法，在这些接法中，不能改变电阻大小并且可能损坏仪器的接法是 ( )
A．接A和D B.接B和C C.接A和B D.接C和D
六、板书设计
一、电阻
1、电阻：导体对电流的阻碍作用叫电阻
2、符号：R 电路图符号
3、单位：
国际单位：欧姆 简称 欧 符号Ω
常用单位：千欧、兆欧。
换算：1MΩ=1000KΩ 1 KΩ=1000Ω
二、实验探究：电阻的大小与哪些因素有关
（1）、猜想：电阻可能和导体的材料和温度有关，与导体的长度有关，还和导体的横截面积有关
（2）、探究方法：控制变量法
（3）、探究过程：
（4）、表格设计
（5）、分析与论证
（6）、得出结论
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材料、长度和横截面积，还与温度有关，导体越长,电阻越大，横截面积越大，电阻越小
三、探究导体电阻和温度的关系
四、变阻器
（一）滑动变阻器
1、滑动变阻器：电路符号
2、构造：瓷筒、线圈、滑片P、金属棒、接线柱
结构示意图：
3、变阻原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻。
4、使用方法
5、铭牌：
6、作用：
①通过改变电路中的电阻，逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压
（二）电阻箱
1、电路符号
2、电阻箱的使用和读数
3、滑动变阻器和电阻箱的区别
【教学反思】
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