电阻与变阻器教案

电阻与变阻器适用学科物理适用年级八、九年级适用区域新人教版课时时长（分钟）120知识点电阻的相关概念决定导体电阻大小的因素电阻器变阻器滑动变阻器的使用教学目标理解电阻的物体意义知道决定导体电阻大小的因素正确使用滑动变阻器教学重点导体电阻的影响因素滑动变阻器的原理及其使用教学难点导体电阻的影响因素的探究过程滑动变阻器的使用教学过程一、复习预习1.导体：容易导电的物体。绝缘体：不容易导电的物体。物体的导电性能其实与导体对电流的阻碍作用有关。电压是形成电流的原因。我们发现，当导体两端电压一定时，通过导体的电流不一定相同，那么电流大小还与什么因素有关呢？二、知识讲解考点/易错点1电阻的概念在物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫做这个导体的电阻。电阻符号是R，国际单位是欧姆，简称欧（Ω）。常用单位：兆欧（MΩ），千欧（kΩ）。换算关系：1MΩ=103kΩ=106Ω考点/易错点2决定导体电阻大小的因素通通过实验探究发现，导体的电阻是导体本身的一种属性，其大小与导体的长度，横截面积，材料及温度有关。导体的电阻与长度的关系。在材料与横截面积一定时，导体越长，电阻越大。事实上，此时导体的电阻与长度成正比。如一段长1m的合金丝的电阻为1Ω，那么一段长2m的同样粗细的同种合金丝的电阻为2Ω。导体的电阻与横截面积的关系。在导体的材料与长度一定的情况下，导体的横截面积越大，电阻越小。事实上此导体的电阻与横截面积成反比。如上所述电阻丝，若将其横截面积减小为原来的一半，其电阻会变为原来的2倍。材料导电性能与电阻的关系。材料导电性能的好坏可用该材料制成长1m，横截面积为1mm2的导体的电阻来表示。在常见金属材料中，导电性能最好的材料是银，其次是铜和铝，但银太昂贵，所以平时用的导线都是铜线或铝线。（4）温度与电阻的关系。大多数金属都是温度升高时电阻变大，但一般导体的电阻随温度的变化而改变很小，所以在研究一般问题时，往往忽略这个变化，而认为其电阻不随温度而改变。考点/易错点3电阻器电阻器的概念：具有一定电阻值的元件叫定值电阻，也简称电阻。电阻在电路图中的符号：考点/易错点4变阻器类型：滑动变阻器，电位器，电阻箱滑动变阻器的原理：通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。滑动变阻器的结构：四个接线柱，滑片，金属杆，支架，电阻丝；电阻线是由电阻率大的合金线制成。滑动变阻器的铭牌：滑片上标出的数字“50Ω2A”，其中50Ω表示最大阻值，2A表示允许通过的最大电流。元件符号：考点/易错点5滑动变阻器的使用1.使用前应将滑片放在变阻器阻值最大位置。2.串联在电路中，连接时要“一上一下”连接。若接同上两个接线柱时，相当于接入了导线，电阻为0；接同下两个接线柱时，相当于定值电阻，接入是的最大电阻。这两种接法不能改变电阻。3.使用前要了解铭牌。铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通过的最大电流值。三、例题精析【例题1】一根铜导线的电阻为R，要使连入电路中的导线电阻变大，可以采用下列哪些措施（）将导线对折后连入电路B、将导线拉长后连入电路C、增大导线两端的电压或减小通过导线的电流强度D、用长度、横截面积相同的铝导线代替铜导线接入电路中【答案】B、D【解析】A选项中，如果将这根导线对折后连入电路，电阻反而变小了，因为对折后，导线变短了，而且也相当于增大了导体的横截面积，电阻就又减小了，所以A选项是错误的。B选项是对的，将导线拉长后连入电路电阻变大了，因为拉长，导线变长了，电阻变大了，而且横截面积变小了，导线又细了，电阻就更大了，所以B选项是对的。C选项是不对的，因为电阻是导体本身的一种性质，它不随电压和电流的改变而改变，虽然导线两端的电压减小了，但导线的长短、粗细没有变，所以电阻也不变，同样导线两端的电压增大了，导线的电阻也不变。同理通过导线的电流变大或变小都不会影响电阻值的大小。所以C选项也是不对的。D选项是正确的，因为如果换用长度，横截面积相同的铝导线代替铜导线接入电路中，电阻会变大，铝的电阻率比铜的电阻率大，长1m，横截面积是1mm2的铜导线的电阻是0.017Ω，而铝的是0.027Ω，所以D是正确的，应选B、D。【例题2】质量相等的铜丝和铝丝，它们的横截面积相等，铜丝和铝丝的电阻相比较（）A、铜丝的电阻大B、铝丝的电阻大C、电阻一样大D、条件不足，无法判断【答案】B【解析】质量相等的铜丝和铝丝，由于铜的密度大于铝的密度，所以铝的体积大于铜的体积，又因为铜丝和铝丝的横截面积相等，那么铝丝肯定比铜丝要长，如果铜丝和铝丝横截面积相等，长度也相等时，铝就已经比铜丝的电阻大了，何况此时铝丝比铜丝长，电阻就更大了，应选B。【例题3】在探究导体电阻大小与那些因素有关的实验中，采用了“控制变量”的方法。下表是某实验小组在实验中所用导体的相关物理量的记录：导体编号ABCD长度（m）1.01.01.00.5横截面积（mm2）1.21.22.41.2材料镍铬丝锰铜丝镍铬丝镍铬丝（1）要探究导体电阻大小与长度是否有关，应选用____________________两根导体。（2）要探究导体电阻大小与横截面积是否有关，应选用_____________两根导体。（3）要探究导体电阻大小与材料是否有关，应选用_________________两根导体。【答案】（1）A、D；（2）A、C；（3）材料．【解析】（1）要探究电阻的大小与长度的关系，根据控制变量法的思路，要选取这样两根导线具有以下特征：材料、横截面积都相同，只有长度不同．由此结合表中给出的，只有导线A、D符合要求．（2）要探究电阻的大小与横截面积的关系，根据控制变量法的思路，要选取这样两根导线具有以下特征：材料、长度都相同，只有横截面积不同．由此结合表中给出的四根导线的特点，只有A、C合要求．（3）选择A和B两根导体，根据控制变量法的思路结合表中信息可知，两根导线，长度、横截面积都相同，只有材料不同．因此选择A和B两根导体是为探究导体电阻大小与材料是否有关．【例题4】图6-3-3为滑动变阻器连入电路的示意图，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的是（）图6-3-3【答案】CD【解析】滑动变阻器原理：通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的,要求滑片右移，电阻变大，连入电路的电阻应该是左边的电阻丝，下接线柱应该选左边的接线柱，因此C、D正确。四、课堂运用【基础】1．在关于导体电阻的四种说法中，正确的说法是（）A、铁导线的电阻比铜导线的电阻大B、两根粗细一样的导线，长的比短的电阻大C、两根由同种材料制成的，长短相同的导线，粗的比细的电阻小D、粗的铜导线的电阻比细的铁导线的电阻小【答案】C【解析】A是不对的，因为没有说长度和横截面积是否一定；B也是错误的，没有说材料是否相同；C是正确的，因为电阻的大小决定于导体的材料、长度和横截面积；D是错误的，没有说长度是否相同。应选C。2.白炽灯的灯丝，正常发光时的电阻若为R1，不发光时的电阻为R2，则R1_________________R2（填“＞”“＜”或“=”），这是因为________________。【答案】＞，对于白炽灯来讲，温度越高其电阻越大【解析】考查了温度对电阻的影响，温度越高电阻越大，灯发光时的温度高，电阻大；3．如图6-3-7所示是小明探究怎样用滑动变阻器改变灯泡亮度设计的实验电路图。当开关S闭合时,要使灯泡变亮,滑动变阻器的滑片P应向哪一端移动？【答案】应向左端移动【解析】当开关S闭合，灯泡与滑动变阻器串联，此时，滑动变阻器连入电路的电阻线长度是AP段，要使灯泡变亮，电路中的电阻应减小，AP段电阻线长度应变短，滑片P就应向左移动。【巩固】1.小宇用如图所示的电路．探究影响金属丝电阻大小的因素．他手边除了有电路中的器材外．还有一根金属丝，则（）A．只能探究电阻与金属丝长度的关系B．电阻与金属丝长度、横截面积的关系都能探究C．电阻与金属丝长度、横截面积的关系都不能探究D．只能探究电阻与金属丝横截面积的关系【答案】B【解析】将电阻丝的一段固定在A端，然后使B在电阻丝上滑动，通过电流表的示数即可探究电阻与电阻丝长度的关系；将电阻丝的一半分别接入A、B两端，并记录电流表的示数；再将电阻丝对折后接入A、B两端，同时记下电流表的示数，通过比较电流的示数即可得出电阻与电阻丝横截面积的关系．2.电位器是变阻器的一种，它可以用来改变收音机的音量．小红买了一个电位器，如图2所示．如果把它与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，请仔细观察，现想使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗，下列连法正确的是（）A．连接A、CB．连接B、CC．连接A、BD．以上都不正确【答案】C【解析】滑动变阻器通过滑片的移动从而改变电阻，是由于当滑片移动以后改变了连入电路中电阻丝的长度；滑动触头顺时针转动时，灯泡变暗，说明电路中的电流减小，所以接入电路中的电阻应变大．应将左边部分接入电路，即连接A、B．图6-24图6-241.一位同学设计了一个风力测定仪，如图6-24所示，O是转动轴，OC是金属杆，下面连接着一块受风板．无风时OC是竖直的，风越强，OC杆偏转的角度越大．AB是一段圆弧形电阻，P点是金属杆与圆弧形电阻相接触的点，电路中接有一个小灯泡，测风力时，闭合开关S即可．通过分析可知：金属杆OC与弧形电阻AB组合在一起相当于一个，观察小灯泡的可以粗略地知道风力的大小．【答案】滑动变阻器、亮度【解析】考查变阻器的应用2.在探究“导体的电阻与哪些因素有关”的问题时，某同学作了如下猜想：猜想一：导体的电阻可能与导体的长度有关；猜想二：导体的电阻可能与导体的材料有关；猜想三：导体的电阻可能与导体的横截面积有关。下表给出了实验中所用到的导体的情况：导线代号ABCDEFG导线长度（m）1.00.51.51.01.21.50.5导线横截面积（mm2）3.00.61.80.61.81.81.8导线材料锰铜钨镍铬锰铜钨锰铜镍铬（1）为了探究导体电阻与长度的关系，应选代号为_________的导线。（2）为了探究导体电阻与材料的关系，应选代号为_________的导线。（3）为了探究导体电阻与导体横截面积的关系，应选代号为_________的导线。【答案】（1）C、G（2）C、F（3）A、D【解析】考查了控制变量法，及影响电阻大小的四个因素，要探究与长度的关系，需要控制材料与横截面积一定，要探究与材料的关系，需要控制长度与横截面积一定。五、课程小结1.在物理学中，把导体对电流的阻碍作用叫做这个导体的电阻。2.电阻符号是R，国际单位是欧姆，简称欧（Ω）。常用单位：兆欧（MΩ），千欧（kΩ）。换算关系：1MΩ=103kΩ=106Ω3.导体的电阻与长度的关系：在材料与横截面积一定时，导体越长，电阻越大。导体的电阻与横截面积的关系：在导体的材料与长度一定的情况下，导体的横截面积越大，电阻越小。材料导电性能与电阻的关系：在常见金属材料中，导电性能最好的材料是银，其次是铜和铝，。温度与电阻的关系：大多数金属都是温度升高时电阻变大，但一般导体的电阻随温度的变化而改变很小，所以在研究一般问题时，往往忽略这个变化，而认为其电阻不随温度而改变。4.电阻器的概念：具有一定电阻值的元件叫定值电阻，也简称电阻。电阻在电路图中的符号：5.滑动变阻器的原理：通过改变接入电路中电阻线的长度来改变电阻的。元件符号：6.滑动变阻器的使用：使用前应将滑片放在变阻器阻值最大位置。串联在电路中，连接时要“一上一下”连接。若接同上两个接线柱时，相当于接入了导线，电阻为0；接同下两个接线柱时，相当于定值电阻，接入是的最大电阻。这两种接法不能改变电阻。使用前要了解铭牌。铭牌上标有变阻器的最大电阻值和变阻器允许通过的最大电流值。六、课后作业【基础】1．为维护消费者权益，崇左市某技术监督部门对市场上的电线产品进行抽查，发现有一个品牌的铜芯电线不符合规格：①用镀铜的铝芯冒充铜芯；②电线直径明显比说明书上标定的直径要小．引起这种电线不符合规格的主要原因是（）A．电线的长度引起电阻偏大B．电线的横截面积引起电阻偏大C．电线的材料引起电阻偏大D．电线的温度引起电阻偏大【答案】BC【解析】（1）铝的电阻率比铜的大，即长度、横截面积一定时，铝比铜的电阻大，用镀铜的铝芯冒充铜，增大了电阻；（2）电线直径比说明书上标定的直径小，即横截面积减小了，当材料、长度一定时，横截面积减小，电阻增大；2．如图6-3-4所示，粗细、长短都相同的铜丝和铁丝分别连入电路中，闭合开关后，观察到电路中小灯泡的亮度不同，这个现象说明了____________________________________。【答案】导体的电阻大小与导体的材料有关【解析】考查了材料对电阻的影响3.有两只定值电阻，上面分别标有“2A10Ω”和“1A5Ω”的字样，若将它们串联在电路中使用，则电路中允许通过的最大电流为〔〕A．1AB．2AC．3AD．不能确定【答案】A【解析】串联电路中电流处处相等，只能选择小电流，才能保证两个电阻都不被烧坏。4.下列各组应用中，不属于滑动变阻器的是（）A．调台灯亮度的装置B．调收音机音量大小的电位器C．调收音机频道的装置D．调节电动车速度的装置【答案】C【解析】调台灯亮度的装置、调收音机音量大小的电位器、调节电动车速度的装置都是通过改变接入电路电阻的大小，使电路中电流发生改变的；调收音机频道的装置是通过改变电磁波波段的接受信号的．故C选项与滑动变阻器无关．5．图3—1是滑动变阻器的示意图，如果将C、D接入电路中，电阻值为_____；将A、B接入电路中，电阻值为_____，起_____作用；将B、D接入电路中，电阻值为_____，起_____作用，滑动片P位于_____时接入电路中的电阻最大，滑动片P向右滑动时，接入电路的电阻将_____。【答案】0，定值，电阻，可变，变阻器，左（或A）端，变小【解析】考查滑动变阻器的结构和应用6.下列做法中，使电阻丝的电阻变大的是（）A．把电阻丝拉长B．把电阻丝对折C．把电阻丝剪掉一段D．把电阻丝绕成螺线管【答案】A【解析】A、导体被拉长后，导体的长度增大、而横截面积减小，导体的电阻增大；故A正确；B、对折后，导体的长度减小，横截面积增大，则导体的电阻减小，故B错误；C、把电阻丝剪掉一段，电阻丝的长度变短，电阻减小，故C错误；D、把电阻丝绕成螺线管后，电阻丝的材料、长度以及横截面积均不变，电阻不变，故D错误；7.使用滑动变阻器改变电路中电流大小时，使滑动变阻器滑片P向右滑动，电阻变大的是（）【答案】D【解析】A、滑动变阻器同时连接了上面的两个接线柱，相当于在电路中串联了一段导线，滑片移动，电路电阻不变．不符合题意；

B、滑片向右滑动时，接入电路电阻线长度减小，电阻变小．不符合题意；

C、滑动变阻器同时连接了下面的两个接线柱，相当于在电路中串联了一个电阻，滑片移动，电路电阻不变．不符合题意；

D、滑片向右滑动时，接入电路电阻线长度增大，电阻增大．符合题意．【巩固】1．为了研究电阻的大小是否与长度有关，采用了如图所示的电路，其中，AC和DF分别为直径与长度均相同的铜导线和镍铬合金线，B和E分别为AC和DF的中点．在对比研究时，下列选择正确的是（）A．第一次接入AB，第二次接入DEB．第一次接入DE，第二次接入ACC．第一次接入AB，第二次接入DFD．第一次接入DE，第二次接入DF【答案】D【解析】A、第一次接入AB，第二次接入DE，AB和DE长度相同，材料不同．故A错误．B、第一次接入DE，第二次接入AC，材料不同．故B错误．C、第一次接入AB，第二次接入DF，材料不同．故C错误．D、第一次接入DE，第二次接入DF，DE和DF长度不同，材料和横截面积又相同．所以D正确．2．（2011•长宁区一模）图为小王同学设计的高速公路收费站计重秤的原理图．该原理图中，使得车重表示数发生变化的