怎样认识电阻精品教案

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第十二章 探究欧姆定律
第一节 怎样认识电阻
名师精品教案
【三维目标】
知识与技能
⑴知道什么是电阻，知道电阻的单位，知道决定导体电阻大小的因素。
⑵了解滑动变阻器的基本结构和原理，会使用滑动变阻器改变电路中的电流。
过程与方法
⑶通过实验探究，了解导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积有关，理解控制变量的科学方法。
情感态度与价值观
⑷通过观察和使用滑动变阻器，体会滑动变阻器的结构之巧、之妙，培养学生的创新意识和实践能力。
【教学重难点】
重点：电阻的概念；导体的电阻跟哪些因素有关。
难点：滑动变阻器的结构和使用。
【教学设计】
一、[导入新课]
方案1：实验1：如图12-1-1所示，电源为三节干电池串联组成的电池组，L为3.8V的小灯泡，先后将两根长度、横截面积相同的铜导线丝和镍铬合金线分别接入电路M、N之间，引导学生观察比较电流表的示数和小灯泡的亮度。
启发学生思考：前后两次实验，电源电压相同，为什么接入铜线时电流较大，而接入镍铬合金线时电流较小？学生思考、讨论。
方案2：实验2：如图12-1-2所示，用一个金属夹（作滑片）、一段镍铬合金线制作一个滑线变阻器，将该“变阻器”与小灯泡、电流表、开关串联起来，接在电源上。缓缓滑动金属夹，小灯泡的亮度逐渐变化。
学生首次看到这种现象，感到既“好玩”又好奇。
教师：小灯泡的亮度为什么会变化呢？（稍停，让学生思考或猜测。）由此引入新课。
二、[推进新课]
1、什么是导体的电阻
教师：导体在导电的同时，对电流还有一定的阻碍作用。为了表示导体对电流阻碍作用的大小，物理学中引入了电阻的概念。
关于电阻的单位，可以直接告诉学生，或让学生看书自学，然后出示两道练习题，让学生进行单位换算，既及时巩固了知识，又锻炼了学生换算单位的能力。
为了使学生对电阻的单位“欧姆”具有感性认识，可以向学生介绍一些电器正常工作时的电阻值（见教材32页）。
2、电阻与哪些因素有关
教师（过渡）：不同的导体，电阻有大有小。那么电阻的大小与哪些因素有关呢？我们通过实验进行探究。
对于“活动1”，教材是以“学案”的形式编写的，可以按照教材的编写思路进行教学，即先让学生参照教材进行实验，待学生有了感性认识，再归纳总结、反思方法。具体教学时，教师可先向学生介绍实验器材，然后让学生认真阅读教材，明确每一步的实验目的和方法，再动手操作。
关于“导体的电阻跟温度有关”，可通过演示实验得出结论。取废旧日光灯的灯丝或用细铁丝绕制的线圈，接入图12-1所示电路的M、N两端，用酒精灯缓缓地给灯丝加热，让学生观察加热前后小灯泡亮度的变化，由此判断电阻的变化，进而得出结论。
关于“几种导电材料的电阻”和“一些电器正常工作时的电阻”，目的是增加学生对电阻大小的感性认识，使所学知识与生活实际联系起来，不要求学生记忆有关数据。对于这两个表格，可以让学生阅读自学。
（教学说明：在实验过程中，要注意引导学生具体说明怎样用控制变量法进行实验，如保持哪些量不变？改变什么量？比较哪两个量的变化？二者是否有关？）
3、电阻器
关于定值电阻和电位器，可以搜索一些实物图片，用多媒体展示、介绍；如果条件允许，最好能收集（或到电子元件商店购买）一些实物，课上分发给学生，让学生观察。对于电阻的符号，可在介绍了定值电阻之后告诉学生。作为练习，可以让学生画一个由电阻、开关、电源组成的电路图。变阻器的符号可在“活动2”中介绍。
滑动变阻器的构造是本节教学的难点。对于“活动2”，可以让学生对照实物和教材图12-5及有关文字，边观察、边阅读、边思考；如有疑问，同学之间相互交流；教师视情况点拨引导、提炼总结。
“活动3“的目的是让学生练习使用滑动变阻器，学生通过动手操作，学会滑动变阻器的连接、调节及判断电阻的变化，同时体会到成功的喜悦，激发学生的学习兴趣。学生活动过程中，教师要注意指导，培养学生形成良好的实验习惯。
三、【课堂小结】
指导学生归纳总结本课内容：
1、 以板书内容为纲，回顾知识点；
2、 回顾探究影响导体电阻大小的因素过程，体会在实验过程中控制变量的科学方法。
【板书设计】
12.1怎样认识电阻
一、电阻：
1.概念：表示导体对电流阻碍作用的大小
2.单位：欧姆，符号Ω，常用的单位：kΩ、MΩ
3.影响因素：横截面积、长度、材料、温度
二、变阻器
1．原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻的。
2．结构：接线柱、金属杆、滑片、电阻丝、瓷筒。
3. 符号：
优化设计学案
【新知预习】
一、什么是导体的电阻
1、概念：导体对电流阻碍作用的大小。
2、单位及其换算： 1MΩ=１０3kΩ=　１０6Ω。
二．电阻与哪些因素有关
1、长度：材料和横截面积一定时，导体越长，其电阻就越大；
2、横截面积：在材料和长度一定时，横截面积越大的导体电阻越小；
3、材料：在长度和横截面积相同的情况下，不同材料的导体电阻不同；
4、温度：一般情况下，导体的温度升高电阻变大。
三．电阻器
1、定值电阻：阻值固定不变的电阻。
2、滑动变阻器
（1）原理：通过改变接入电路中的电阻线的长度来改变电阻的。
（2）结构：接线柱、金属杆、滑片、电阻线、瓷筒、支架。
（3）符号：
【精巧点拨】
1．决定导体电阻大小的因素
精析：我们可以从微观的角度来认识和理解影响电阻大小的这些因素。导体都是有一些微粒（如原子、分子等）组成的，当自由电荷在导体中发生定向移动时，就会受到这些微粒的阻碍，这种阻碍就是电阻。显然，如果导体越长，自由电荷在导体中定向移动受到的阻碍作用就越大；如果导体越细，自由电荷在导体中定向移动的“渠道”越狭窄，受到的阻碍作用就越大；如果材料不同，则其中的微粒不同，对自由电荷的阻碍也不同；如果温度升高，导体中的微粒无规则运动加剧，对自由电荷定向移动的阻碍增大。
【例题1】在“探究影响导体电阻大小的因素”的活动中，小明发现实验器材中金属丝只有一根，其它器材足够，如果要他完成下面的一些实验探究活动，其中他不可能完成的是（ ）
A．探究导体电阻与长度的关系　　　B．探究导体电阻与横截面积的关系
C．探究导体电阻与材料的关系　　　D．探究导体电阻与温度的关系
【解析】因为实验器材只有一根金属丝，这样只能探究导体电阻与长度、横截面积与温度的关系，而无法探究电阻与导体材料之间的关系。
【答案】C
2．滑动变阻器阻值变化的判断
精析：阻值的变化总要针对具体的接线来判断。具体方法是先确定是哪一部分电阻线接入电路，再看滑片沿某方向移动时该部分长度的变化，最后依长度变化确定阻值的变化，即长度增加，电阻变大，反之变小。
在使用滑动变阻器时：①选择合适的滑动变阻器，不能使通过滑动变阻器的电流超过允许通过的最大电流值，否则会烧坏滑动变阻器．②滑动变阻器连入电路的有效接法共4种，即“一上一下”选取接线柱．③另外，为保护电路，滑动变阻器在连入电路之前，应该使阻值调至最大。
【例题2】在如图12–1–3所示的电路中，用滑动变阻器控制灯的亮度，若要求滑片P向左端滑动时灯逐渐变亮，则下列接法正确的是（ ）
A. M接C，N接D B. M接A，N接B
C. M接C，N接B D. M接A，N接D
【解析】因为灯泡与滑动变阻器串联，若灯泡变亮，电路中的电流需变大，滑动变阻器接入的电路的电阻应该变小，即：当滑片向左滑动时，变阻器接入电路的阻值变小.M需要接C接线柱，N接A或B均可.
【答案】C
【点拨】判断电路中电流大小的变化，关键要看滑动变阻器连入电路部分电阻线的长度如何变化，如果长度变长，则电阻变大，电流就变小。
【课堂检测】
1、导体的电阻大小与下列哪个因素无关？（ ）
A.导体的长度 　　B.导体的横截面积　　
C.导体的材料 　　D导体两端的电压
【解析】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，与导体两端的电压和通过导体的电流无关。
【答案】D
2、一些实验仪器具有调节作用，如图12–1–4所示滑动变阻器在电路中的接线方式不同，其中对电路能起调节作用的是（ ）
【解析】 A的接法是“一上一下”选取接线柱，滑片右端的电阻线连入电路，若滑片滑动，都会引起连入电路的电阻线长度发生变化，从而使滑动变阻器起到调节作用。
【答案】 A
3、白炽灯用久了灯丝变细，灯丝的电阻变 ，滑动变阻器是通过改变连入电路中电阻丝的 来改变电阻的。
【答案】大 长度
4、如图12–1–5所示，当开关闭合后，用酒精灯对导线加热，电流表的读数会 ，这是因为导体的电阻与 有关，酒精灯对导线加热时，导线的电阻 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】减少 温度 变大
5、如图12–1–6所示是学生实验中常用的滑动变阻器。要改变其接入电路中的电阻大小，若一根导线接在D接线柱时，另一根导线应接在 _接线柱上，按你的接法，实验前滑片P应移到 _端(均用图中的字母表示)。
图12–1–6
【答案】A（或B） B（或A）
【优化作业】
我夯基，我达标
1．以下关于影响电阻大小的因素的说法中正确的是（ ）
A．导体电阻的大小与温度没有关系
B．同种材料制成的粗细相同的导体，长的电阻大
C．同种材料制成的长度相同的物体，粗的电阻大
D．长短、粗细都相同的导体一定具有相同的电阻
【解析】 导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关，在材料相同时，导体的长度越大，横截面积越小，电阻越大。另外，导体的电阻还跟温度有关系。
【答案】 B
2、 (2008浙江杭州中考，17)分析复杂电路时，为了将电路简化，通常先把电路中的电流表和电压表进行理想化处理，正确的处理方式是（ ）
A．把电流表看成是一个大电阻 B．把电压表看成是一根导线
C．把电流表看成是断开的 D．把电压表看成是断开的
【解析】电流表的内阻很小相当于导线，电压表的内阻非常大，相当于很大的电阻，因此，在电路分析中，常把电流表视为导线，把电压表视为开路。
【答案】D
3、如图12–1–7所示，当开关闭合后，滑动变阻器的滑片向右移动时( )
A．电流表的示数变大，灯变亮
B．电流表的示数变小，灯变亮
C．电流表的示数变小，灯变暗
D．电流表的示数不变，灯亮度不变
图12–1–7
【解析】滑片向右滑动，电路中的电阻变小，电流变大，则灯变亮。
【答案】A
4、（2008江西中考，14）如图12–1–8所示，是用滑动变阻器调节灯泡亮度的几种方案，你认为可能达到目的的方案是（　　）
图12–1–8
【解析】A图中灯泡被短路，无论怎样调节滑动变阻器灯泡都不发光;B图滑动变阻器与灯泡并联，起不到改变灯泡亮度的作用;D图滑动变阻器和灯泡都被短路，也不能调节灯泡的亮度.
【答案】C
5．将一根镍铬合金丝均匀拉长接入电路，其电阻将 ；若将这根镍铬合金丝对折后接入电路，其电阻将 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
【解析】导体的电阻与材料、长度和横截面积有关，当减小横截面积、同时增大长度时，导体电阻增大；当增大横截面积、减小导体长度时，导体电阻减小。
【答案】增大 减小
6、（2008湖南衡阳中考，25）小丽要自制滑动变阻器，老师向她提供了右下表所示的几种材料及相关数据，她应选取_______材料做电阻丝，因为在相同条件下，这种材料的电阻______(选填“较大”或“较小”)。右图12–1–9中AB和CD是她选取的这种材料制成的两根粗细一样的电阻丝，用图示的装置可以研究导体电阻的大小跟____________的关系。
几种长1m的横截面积为lmm2的金属导体在20℃时的电阻值
导体 电阻R/Ω
铜 0.017
铝 0.027
铁 0.096
镍铬合金 l.1
图12–1–9
【解析】制作滑动变阻器的电阻丝，需要电阻较大的材料，在相同条件下，镍铬合金的电阻较大，因此应选用镍铬合金；她选取的同种材料制成的两根粗细一样的电阻丝，这是保持材料、横截面积不变，研究电阻跟长度的关系
【答案】 镍铬合金 较大 长度
7、如图12–1–10所示，这是一个电表的表盘。也许你没有见过，但根据已学知识可知，该电表使用前也需校零、观察并明确　 　 和　　　 ；使用该表所测量的物理量是　　　　 ，图中示数是　　 　。
【解析】结合电流表和电压表的使用，根据该表的单位是欧姆可确定该表所测的物理量及此时示数。
【答案】量程 分度值 电阻 26Ω
8、（2008宜宾中考，18）如图12–1–11甲所示，为一种调光型台灯中使用的电位器示意图(图中虚线所示为旋钮)， P为可导电的旋片，转动旋钮可以改变旋片在碳膜(相当于一根电阻丝)上的位置，C、D、E为三个接线柱，C、E分别连在碳膜两端，D通过导体连在旋片P上．图12乙是台灯的其余部分电路，请你以笔画线将甲、乙两图连在一起，要求顺时针转动旋钮时灯泡亮度增加．
图12–1–11
【解析】各种电器上常用的旋转式电位器也是一种滑动变阻器，它与我们在实验室见到的滑动变阻器虽然结构有所不同，但原理完全相同。如图12–1–11所示，黑色粗环为碳膜电阻，相当于滑动变阻器中的电阻丝，滑动触头相当于滑动变阻器的滑片，滑动时可以改变接入电路中的碳膜电阻的长度，从而改变电阻，C、D、E为三个接线柱。如果把它与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，为了使滑动触头顺时针转动时灯泡变亮，接入电路中的电阻要变小，此时应该把滑动触头右边的碳膜电阻接入电路，即接D、E两个接线柱。
【答案】如图12–1–12
图12–1–12
9、小明要研究小灯泡的亮度与流过小灯泡电流的关系，他已连接的部分电路如图12–1–13示，请你用画线代表导线，将电路连接完整，并在方框内画出对应的电路图。
【解析】本题研究的是小灯泡的亮度与流过小灯泡电流的关系，因此应改变电路中的电流并同时观察小灯泡的亮度，这就要求小灯泡、滑动变阻器、电流表要串联起来。
【答案】如图12–1–14
我综合，我发展
10、如图12-1-15所示，AC、EG分别为长度和粗细都相同的锰铜丝和镍铬合金丝，B、F分别为这两段电阻丝的中点，张明同学用该装置做“探究决定电阻大小的因素”实验，记录数据见下表：
步骤 M接 N接 电流/A
1 A C 0.5
2 A B 1.0
3 A和C B 2.0
4 E G 0.2
5 E F 0.4
6 E和G F 0.8
⑴比较步骤 ，得出结论：导体电阻大小与材料有关。
⑵比较步骤1和2（或4与5），得出结论： ；
⑶比较步骤2和3（或5与6），得出结论： ；
⑷张明同学在完成上述实验后，将M同时接到A和E，N同时接到C和G，读出电流表示数为0.7A，再与步骤1与4结果相比较，又悟出一个电流规律： 。
【解析】本题考查的重点是对控制变量法的理解和分析比较数据找出规律。⑴要说明导体电阻的大小与材料有关，必须选择长度相同、横截面积也相同的不同材料进行对比实验。题中已经限定两根导线的横截面积相同，只需考虑长度相同、材料不同即可。⑵步骤1和2选择的导体横截面积相同、材料也相同，但长度不同。1选择的导体比2的长，1的电流较小，说明导体越长电阻越大。⑶步骤2和3选择的导体长度相同，材料也相同， 3的导体横截面积大， 2的电流较小，说明导体的横截面积越大电阻越小。⑷将M同时接到A和E，N同时接到C和G，此时AC和EG并联，电流表所测电流为干路中的电流，为0.7A。从表中可知，AC支路中的电流为0.5A，EG支路中的电流为0.2A。分析这些数据可以发现：并联电路的总电流等于各支路电流之和。
【答案】⑴1与4（或2与5，或3与6）；⑵横截面积和材料相同时，导线越长电阻越大；⑶长度和材料相同时，横截面积越大电阻越小；⑷并联电路的总电流等于各支路电流之和。
【教研中心】
【教学建议】
本节主要内容有：电阻及其单位，决定电阻大小的因素，滑动变阻器。电阻与电流、电压一样，是电学中的重要物理量。电阻器是电阻知识的应用，定值电阻和变阻器在电学实验和无线电技术中应用很广泛。滑动变阻器的学习，既有助于学生更好地理解电阻的概念，又为后续的学习——特别是做电学实验作了必要的准备。
本节教学重点：电阻的概念、导体的电阻跟哪些因素有关，是本节教学的重点。
本节教学难点：滑动变阻器的结构和使用是本节教学的难点。
教材开宗明义，通过一个生活现象，使学生意识到“两灯泡的灯丝”对电流的阻碍作用不同，进而学习什么是电阻和电阻的单位，并激发学生探究电阻的兴趣。知道了电阻及其单位，自然会产生一个疑问：不同的导体，电阻有大有小，那么电阻的大小与哪些因素有关？“活动1”让学生亲自动手实验，探究影响导体电阻大小的因素，并在实验过程中体会控制变量的科学方法。研究导体的电阻跟长度、横截面积、材料的关系，不仅加深了学生对电阻的理解，也是学生学习滑动变阻器的基础。关于滑动变阻器，教材安排了两个活动。“活动2”让学生对照实物和结构图，边观察、边阅读，并通过几个问题引导学生思考讨论，从而搞清滑动变阻器的结构和原理，学会画其结构示意图和符号。“活动3”让学生练习使用滑动变阻器，重点学习滑动变阻器的接法和调节，为下一节探究欧姆定律奠定基础。
【实验园地】
火柴点电灯
铅笔芯是石墨做的，能导电。小明用它做了一个滑动变阻器，连成了如图12–1–19所示的电路。当他改变连入电路中的铅笔芯的长度使，发现了灯泡的亮度发生了改变。
他想，如果铅笔芯的温度改变，它的电阻是否改变呢？他猜想：也许像金属导体那样，温度升高时变大，反之则变小吧？为了检验这个想法的正确性，他继续实验。
调节连入电路中铅笔芯的长度刚好使小灯泡不发光，然后一根火柴加热铅笔芯，小灯泡随着铅笔芯温度的升高开始发光了，火柴一旦熄灭，小灯泡也慢慢不发光了。根据小明同学的实验可以得出什么结论？
请你也亲自做做试试，看看跟小明观察到的现象和得出的结论是否一致。
图12-1-1
图12-1-2
图12–1–3
图12–1–4
图12–1–5
图12–1–10
图12–1–13
图12–1–14
图12-1-15
图12–1–16
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