沪科版九年级全册物理 15.1 电阻和变阻器（2课时） 教案+当堂检测+备课资源

15.1 电阻和变阻器
第1课时　电阻及其影响因素
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、知识与技能
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.知道影响电阻大小的因素,电阻是导体本身的性质,能根据决定电阻大小的因素,判断、比较不同导体电阻的大小.
二、过程与方法
重点培养学生的科学探究精神与自主学习方法.
三、情感态度价值观
1.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.
2.让学生建立将物理知识应用于生活,服务于人类的意识.
【重点难点】
重点:电阻的概念,影响电阻大小的因素.
难点:电阻是导体本身的性质.
【新课导入】
导入1:情境导入
用电阻定律演示器做演示实验,将导线AB代替灯泡连入上述电路,闭合开关,读出电流表的示数;再将导线CD代替AB,接通电路,读出电流表的示数,两次示数不同.
提出问题:上述两次实验,用的都是一节干电池,也就是说电压相同,那么两条导线中的电流大小为什么不同呢?
导入2:情境导入
老师调节多媒体的音量调节,让学生感受声音的大小变化;
提出思考问题:声音的变化如何实现的?
导入3:视频导入
老师用多媒体展示一条道路上的车来车往视频.车来车往形成车流,车的流动受哪些因素制约?电荷的定向移动形成电流,那电流受哪些因素制约呢?
【课堂探究】
1.认识电阻
老师演示将不同物体接入电路中,灯泡亮度(电流表示数大小)不同,并指导学生阅读P91~92“电阻”部分.
(1)电阻表示　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　.电阻是导体本身的一种　性质　,不同的导体,电阻一般　不同　.?
(2)电阻用字母　R　表示,电阻的国际单位是　欧姆　,简称　欧　,符号是　 Ω　,比较大的单位还有千欧、兆欧,符号分别为　kΩ　、　MΩ　.?
(3)电阻器在电路中的符号是　　.?
2.探究影响导体电阻大小的因素
(1)提出猜想:你认为影响导体电阻大小的因素可能有　导体的材料　,　导体长度　,　导体的横截面积　.?
(2)本实验所应用的方法:
导体的电阻可能与多个因素有关,在探究时要用到　控制变量　法;我们根据　电路中电流大小　来间接判断电阻大小,用到了　转换法　.?
(3)指导学生阅读P92~93,并分小组完成“图152”实验探究.
①实验过程:a,b,c材料相同,a,b长短相同,粗细不同,a,c粗细相同,长短不同,c,d长短、粗细都相同,材料不同.
a.探究电阻与导体的横截面积的关系.
思路:需控制　导体材料、长度　不变,改变　横截面积大小　,比较电流表示数大小.?
b.探究电阻与导体材料的关系.
思路:需控制　导体长度、横截面积　不变,改变　导体材料　,比较电流表示数大小.?
c.探究电阻与导体长度关系.
思路:需控制　导体材料、横截面积　不变,改变　导体长度　,比较电流表示数大小.?
②结论:a.导体的电阻大小跟导体的材料　有关　;?
b.导体的电阻大小跟导体的长度　有关　,在其他条件相同时,导体的长度越长,电阻　越大　;?
c.导体的电阻大小跟导体的横截面积　有关　,在其他条件相同时,导体的横截面积越大,电阻　越小　.?
3.类比法理解导体的电阻跟长度、横截面积的关系
可以用人在街上行走作比喻,街道越长,街面越窄,行人受到阻碍的机会越多.同理,导体越　长　、越　细　,自由电子定向移动受到碰撞的机会就会越多,其电阻越　大　.?
第一节　电阻和变阻器(一)
1.认识电阻
(1)导体对电流的阻碍作用的大小——电阻,用字母R表示.
(2)电阻单位:在国际单位制里,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω.
1 kΩ =103 Ω,1 MΩ=103 kΩ=106 Ω.
2.决定电阻大小的因素
导体的电阻决定于它的材料、长度、横截面积和温度.
1.下列说法正确的是(　B　)
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、材料、横截面积都相同的导线,在任何情况下,电阻都一样大
2.如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验装置(导线的数量及连接可改变),演示板上的金属丝长短粗细都相同,A,B和C都是镍铬丝、D是铜丝、E是铁丝,下列说法正确的是(　B　)
A.实验中,电流表示数越大说明电阻越大
B.该装置无法研究电阻与导体横截面积的关系
C.在图示情况下,将B接线柱处导线改接在C处,电流表示数将变大
D.在图示情况下,连接B,C接线柱,电流表示数将变大
3.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,其他器材足够,那么下面的一些探究活动他不能完成的是(　A　)
A.探究导体电阻与材料的关系
B.探究导体电阻与长度的关系
C.探究导体电阻与横截面积的关系
D.探究导体电阻与温度的关系
4.某导线长5 m,它的电阻为2 Ω,将它对折后,并起来使用,则它的电阻(　A　)
A.小于2 Ω B.等于2 Ω
C.大于2 Ω D.不能确定是否变化
5.如图所示,将导体接到电路的A,B之间时,导体与灯泡是　串联　(填“串联”或“并联”)的,如果将不同的导体分别接到A,B之间,闭合开关,可通过观察和比较来判断不同导体电阻的大小.?
6.一段铝导线被均匀拉长后,它的电阻　变大　(填“变小”“变大”或“不变”),这是因为它的　长度　变大,而且同时　横截面积　变小的缘故.?
1.超导材料
超导材料,又称为超导体,当某导体在一定温度下,可使电阻为零而称之.零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性.
1911年,荷兰科学家卡末林—昂内斯用液氦冷却汞,当温度下降到4.2 K(-268.95 ℃)时,水银的电阻完全消失,这种现象称为超导电性,此温度称为临界温度.
1933年,迈斯纳和奥克森菲尔德两位科学家发现,如果把超导体放在磁场中冷却,则在材料电阻消失的同时,磁感应线将从超导体中排出,不能通过超导体,这种现象称为抗磁性.
2.导体的电阻R跟它的长度L成正比,跟它的横截面积S成反比,还跟导体的材料有关系,关系式:R=ρL/S,其中ρ叫电阻率:某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的导线的电阻,叫做这种材料的电阻率.国际单位制中,电阻率的单位是欧姆·米,常用单位是欧姆·平方毫米/米;L是物理长度,S是物体横截面积.
第2课时　变阻器
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
一、知识与技能
1.熟悉常用的滑动变动器的结构,能正确使用滑动变阻器.
2.会用滑动变阻器来控制电路中灯泡的亮度.
二、过程与方法
通过观察实验、对比、探究等方法,学习利用滑动变阻器改变电流、电压.
三、情感态度价值观
通过探究活动,体验探究的乐趣,使学生乐于观察、实验,培养学生团队合作与交流的能力.
【重点难点】
重点:滑动变阻器的使用方法以及滑动变阻器的构造和原理.
难点:滑动变阻器的使用方法以及滑动变阻器的构造和原理.
【新课导入】
采用演示实验引入新课.应用演示实验,把要研究的物理现象生动地展现在学生的面前,使其感到惊奇,产生疑问,引起思维,激发兴趣,从而顺利引入新课.具体做法是:教师出示调光台灯实物,并当堂演示调光台灯亮度的变化,并引导学生观察的同时让学生提出问题:(投影)
①这种台灯与其他的台灯有什么不同的地方?
②调节旋钮,台灯的亮度有什么变化?
③它能够改变亮度的原理是怎样的?
【课堂探究】
1.滑动变阻器
(1)再次具体演示实验,体会变阻器在电路中的作用,且指导学生阅读P94,尝试完成以下问题:
灯泡的亮度为什么会变化?灯泡变亮时铅笔芯连入长度怎样改变?
通过改变连入电路中铅笔芯的　长度　来改变　电阻　,从而改变了灯泡的亮度.?
(2)结合实物,认识变阻器的构造(各组在组长组织下进行组内小展示).
滑动变阻器主要有瓷筒、支架、　金属杆　、　滑片　、　电阻丝绕成的线圈　.?
(3)滑动变阻器的原理:通过　改变连入电路中电阻丝的长度　来改变电路中的电阻大小.?
(4)滑动变阻器在电路中的符号:　;滑动变阻器的铭牌上标有“50 Ω　2 A”,其物理意义是:　该滑动变阻器的最大阻值是50 Ω,允许通过的最大电流是2 A　.?
(5)合作探究:滑动变阻器的有效接法与变阻情况.
(安排完成较好的一组进行大展示,其他学习小组进行补充、质疑,共同交流与提高.)
a.滑动变阻器共有　4　个接线柱,每次使用接　2　个,共有　6　种接法:　AB　、　AC　、　AD　、　BC　、　BD　、　CD　.?
b.讨论交流:滑动变阻器一定能改变电阻吗?
连接　AC　、　AD　、　BC　、　BD　接线柱能改变电阻,连接　AB　、　CD　两个接线柱不能改变电阻.?
(6)操作实践:怎样用滑动变阻器改变灯泡的亮度?
先独立思考,然后小组内交流,并根据实际连接电路回答以下问题.
①要使灯泡和变阻器中的电流大小相同,变阻器应该与灯泡串联还是并联?
②要能控制电流的大小,应该使用变阻器上的哪两个接线柱?
③要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑片放到什么位置上?
2.电阻箱
(1)电阻箱是一种可以调节电阻大小、并且能够显示　电阻阻值　的变阻器.?
(2)电阻箱读数方法:　旋盘下面△所对应的示数乘以相应的倍数之和　.?
1.下列用电器中,可能不需要用到变阻器的是(　A　)
A.手电筒 B.收音机
C.电视机 D.调光台灯
2.
小明同学在做“用滑动变阻器改变电流”的实验时,连接如图所示的电路,将滑动变阻器的滑片移动到最大阻值处,闭合开关S,发现小灯泡不亮.接下来的操作,在以下步骤中最合理的是(　D　)
A.断开开关S,更换灯泡重新实验
B.断开开关S,增加电池的节数重新实验
C.断开开关S,调节滑动变阻器观察小灯泡是否发光
D.观察电流表的示数是否为零,判断电路是否断路
3.在如图所示的滑动变阻器的四种接法中,当滑片P向左滑动时,电阻变大的是(　D　)
4.在如图所示的电路中,用滑动变阻器调节灯的亮度,若要求滑片P向右端滑动时灯逐渐变亮,则下列接法正确的是(　D　)
A.M接A,N接B
B.M接C,N接D
C.M接C,N接B
D.M接A,N接D
5.小明同学把如图所示的变阻箱接入电路,则此变阻箱接入电路的电阻为　427　Ω.该电阻箱最大能调节的阻值为　9 999　Ω.?
6.如图所示是有四个接线柱的滑动变阻器,当A,D端接入电路时,滑片P向右移动时,接入电路中的阻值将　增大　(选填“增大”“减小”或“不变”);当A,B端接入电路时,滑片P向左移动,接入电路中的阻值将　不变　.?
7.滑动变阻器是通过改变导体的　长度　来改变电阻,从而改变电路中的电流.某滑动变阻器上标有“100 Ω　1 A”的字样,其中100 Ω表示　最大阻值为100 Ω　,1 A表示　通过最大电流为1 A　.?
8.
如图所示是滑动变阻器的结构示意图,要使滑片P向右滑动时电阻变大,应接入的接线柱为　A,C　两个或　A,D　两个接线柱,若使滑动变阻器相当于一个定值电阻,应接入　A　和　B　接线柱.?
第一节　电阻和变阻器(二)
滑动变阻器的作用
滑动变阻器在初中物理占有极为重要的一席之地,被称为中考的八大基本器材(刻度尺、温度计、量筒、天平、弹簧测力计、电流表、电压表、滑动变阻器)之一,是八大器材中唯一的非测量工具.
(1)达到保护电路的目的
配有滑动变阻器的电路,教材反复强调,电路连接完毕闭合开关前,一定要将滑动变阻器在电路中的阻值调至最大,目的是利用了滑动变阻器保护电路的作用.
(2)达到控制变量(控制电压不变)的目的
如探究电流与电阻及电压的关系,要采用控制变量法进行实验.在探究电流与电阻的关系时,应该控制电压不变.
(3)达到改变电流大小的目的
在“探究电磁铁的磁性”的教学中.
(4)达到改变小灯泡的亮度的目的
在“测小灯泡功率”的实验中.
(5)达到实现多次测量的目的
在“伏安法测量电阻”实验中,用滑动变阻器来实现多次测量,以达到多次测量求平均值而减小误差的目的.
(6)达到改变电压的目的
在“测算小灯泡的电功率”中.
(7)达到实现调整电压到指定值的目的
根据功率的公式P=UI知道,小灯泡的额定功率应该等于小灯泡的额定电压与额定电流的乘积.因此,用实验测小灯泡的额定功率时,必须要将小灯泡两端的实际电压调整到与额定电压的大小相等.