XX初中物理暑假衔接导体对电流的阻碍作用教案.docx
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XX初中物理暑假衔接导体对电流的阻碍作用教案
XX初中物理(暑假衔接)导体对电流的阻碍作用教案
导体对电流的阻碍作用
【教学目标】
理解电阻的概念,掌握电阻的实质;
掌握物质的导电性,知道什么是导体和非导体。
【教学重点】
影响导体电阻大小的因素,长度、横截面积和材料;
滑动变阻器的构造及工作原理。
【教学难点】
能够正确的使用滑动变阻器改变电路中的电流;
控制变量法的应用。
【进门得分】
小灯泡L1与L2串联,L1比L2亮,用电压表测得两灯的电压分别是U1和U2,测得串联电路两端的电压为U,则U1、U2和U的关系是
A.U1>U2>UB.U1=U>U2c.U1=U2=UD.U1+U2=U
如图所示,电源电压为6V,闭合开关后,电压表的示数为4V,下列描述不正确的是
A.L1两端电压为2VB.L1两端电压为4V
c.L2两端电压为4VD.L1和L2两端电压之和为6V
如图所示的电路,当开关S闭合后,两表均有示数,过一会儿电压表的示数突然变小,电流表示数突然变大,下列故障判断可能的是
A.L1灯短路B.L2灯短路c.L1灯灯丝断开D.L2灯丝断开
如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合时,电压表示数将
A.变大B.变小c.不变D.无法判断
小红同学在探究串联电路中电流规律的实验中,按图接好电路,闭合开关S后,发现灯L1、L2都不发光,电流表示数为零。
是哪里发生了故障呢?
他思考了一下,然后用一个电压表分别接到电流表、灯L1、灯L2两端测量电压,测量结果:
电流表、灯L1两端无电压,灯L2两端有电压,由此小红找出了电路发生故障的原因.则电路的故障可能是
A.电流表断路了B.灯L1断路了c.灯L2断路了D.灯L2短路了
【教学内容】
要点一:
物体的导电性
导体:
有的物体对电流阻碍作用较小,容易导电,叫做导体。
绝缘体:
有的物体对电流阻碍作用很大,不容易导电,叫做绝缘体。
电阻:
定量描述导体对电流阻碍作用的大小。
符号:
R。
单位:
欧姆,简称欧,符号是Ω。
常用单位:
千欧、兆欧。
单位换算:
1Ω=1000Ω,1Ω=1000Ω。
要点诠释:
.导体和绝缘体之间没有绝对的界限。
导体虽然能够导电,但是对电流有一定的阻碍作用,电阻越大对电流的阻碍作用越大。
电阻是导体本身的一种性质。
要点二:
探究决定电阻大小的因素
探究导体的长度对电阻的影响:
实验过程:
选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。
比较流过长短不同的镍铬合金丝电流的大小。
实验结论:
导体的电阻跟导体的长度有关,粗细相同的同种材料的导体,长度越长,电阻越大。
探究导体的横截面积对电阻的影响:
实验过程:
选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流的示数。
比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小。
实验结论:
导体的电阻跟导体的横截面积有关,长度相同的同种材料的导体,横截面积越大,电阻越小。
探究导体的材料跟对导体电阻的影响:
实验过程:
选用长度、横截面积相同,材料不同的镍铬合金丝和铜丝,分别将它们接入电路中,观察电流的示数。
比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小。
实验结论:
导体的电阻跟导体的材料有关。
要点诠释:
实验利用了“控制变量法”。
所以讨论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。
“控制变量法”是指一个物理量同时与几个因素有关时,我们控制其中的一些因素不变,只研究期中某个因素对所研究物理量的影响,如“研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变,只改变材料,看电流表示数的变化,从而得出电阻与材料有关的结论。
一般金属导体的电阻是随着温度的升高而增大,而有些导体电阻,如铅笔芯,其电阻是随着温度的升高而减小。
在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
实验结论可总结成公式,其中叫电阻率,与导体的材料有关。
假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
要点三:
电阻器
.电阻器:
电阻器是电子技术中的重要元件,简称电阻。
符号:
。
变阻器:
通过改变电阻来控制电流的装置。
滑动变阻器:
电路符号:
,或者。
构造:
瓷筒、线圈、滑片、金属棒、接线柱。
结构示意图:
。
铭牌:
标有最大阻值和允许通过的最大电流。
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;②保护电路。
连接方式:
旋盘式电阻箱:
滑动变阻器在电路中
的连接方式连入电路中的部分滑片向右移动电路图
电阻变化电流变化
左端变大变小
左端变大变小
右端变小变大
右端变小变大
整个电阻丝
不变不变
金属杆连入
不变不变
结构:
两个接线柱、旋盘。
符号:
变阻原理:
转动旋盘,可以得到0~9999之间的任意整数的电阻值。
读数:
各旋盘对应的指示点的示数乘以面板上标记的倍数,然后加在一起,就是接入电路的电阻。
要点诠释:
滑动变阻器使用方法:
选、串、接、调。
即:
根据铭牌选择合适的滑动变阻器;滑动变阻器要串联在电路中;接法:
“一上一下”;接入电路前应将电阻调到最大。
滑动变阻器的铭牌,告诉了我们滑片放在两端点时,变阻器连入电路的电阻;分析因变阻器滑片的变化引起的动态电路问题,关键搞清哪段电阻丝连入电路,再分析滑片的滑动导致变阻器的阻值如何变化。
滑动变阻器能够逐渐改变连入电路的电阻,但不能表示连入电路的阻值。
变阻箱能表示出连入电路的阻值,但不能够逐渐改变连入电路的电阻。
【典型例题】
类型一、电阻影响电阻大小的因素
下面有关导体电阻的说法中正确的是
A.导体没有电阻,绝缘体有电阻
B.铜的电阻比铁的电阻小
c.粗细、长短都相同的铜丝和铁丝比较,铁丝的电阻较大
D.要改变导体的电阻,可以改变通过的电流
举一反三:
【变式】下列关于电阻的说法中,正确的是
A.导体中有电流时有电阻,无电流时没有电阻
B.通过导体的电流越小,它的电阻就越大
c.导体两端的电压越大,电阻就越小
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体电阻的大小由自身的条件决定,与导体两端的电压和通过的电流大小无关
要使一根镍铬合金线接入电路的电阻变大,可采用的方法是
A.增大导线两端的电压B.减小导线中的电流
c.将导线拉长后接入电路D.将导线对折后接入电路
类型二、滑动变阻器
滑动变阻器的滑片P滑动时,接入电路的电阻发生变化的原因是
A.加在电阻丝两端的电压发生变化
B.电阻丝横截面积发生变化
c.连入电路的电阻丝长度发生变化
D.通过变阻器的电流强度发生变化
举一反三:
【变式】滑动变阻器的电阻能改变,是由于改变了
A.电阻线的长度B.电阻线的横截面积
c.电阻线的材料D.电阻线的密度
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
A.接A,N接BB.接c,N接D
c.接c,N接BD.接A,N接D
举一反三:
【变式】如图所示为滑动变阻器的结构示意图。
把c、B接入电路,滑片P向右移动时,连入电路电阻丝的长度___变短___,接入电路的电阻___变小___;
把D、A接入电路,滑片P向右移动时,连入电路电阻丝的长度___变长__,接入电路的电阻将__变大__;
把A、B接入电路时,滑片P向右移动时接入电路的电阻_不变___。
请回答下列有关滑动变阻器的问题:
写出图甲中各字母所代表的部件名称:
A、B、c、D是接线柱;E是线圈,其表面涂有绝缘层;F是金属杆,它的电阻可忽略不计;G是滑动头;P是滑片,它与E接触的地方是相连的;H是瓷筒,它是绝缘体。
滑动变阻器的工作原理是:
通过改变滑动变阻器接入电路的电阻线的长度,来改变电阻的大小。
图乙是滑动变阻器的结构示意图
当A、c两个接线柱接入电路时,则线圈中接入电路的电阻线是AP部分;如果滑动片P向右移动,则接入电路的电阻线变长,接入电路的电阻变大;如果将c、D两个接线柱接人电路时,相当于一段没有电阻的导线连入电路,将不能改变电路的电阻;当A、B两个接线柱接人电路时,不管如何移动滑动片P,电阻线AB始终全部接入电路,相当于接入一个定值电阻,也起不到改变电阻的作用;要把滑动变阻器正确接入电路,且能起到改变电阻的作用,通常有四种接线方法,分别是将A和c、A和D、B和c、B和D接线柱接入电路中。
滑动变阻器的符号是
某滑动变阻器的铭牌上标有“电阻200Ω”电流“1A”的字样,其中“电阻200Ω”表示这个变阻器接入电路的最大电阻值是200Ω,电阻的变化范围是0~200Ω“电流“1A”表示这个变阻器允许通过的最大电流是1A。
举一反三:
【变式】滑动变阻器是靠改变连入电路中的电阻线的长度来改变电阻的,从而改变电路中的电流。
旋转收音机的音量旋钮时,实质是调节内部的滑动变阻器。
类型三、实验探究
用实验探究决定电阻大小的因素,供选择的导体规格如下表:
材料编号长度横截面积
镍铬合金①10.5
②11
③1.50.5
④1.51
锰铜⑤10.5
⑥11
⑦1.50.5
⑧1.51
我们用到的实验方法是:
控制变量法;转换法。
研究电阻与材料的关系时,应选①和⑤。
研究电阻与长度的关系时,应控制材料、横截面积不变,应选⑤和⑦。
选⑤和⑥可研究电阻与横截面积的关系。
对导体的选择合理的一组是
A、②③⑤⑥B、②③⑥⑦c、⑤⑥⑦⑧D、①⑤⑥⑦
举一反三:
【变式】通过实验,王晓同学探究出了导体的电阻与导体的长度、横截面积有关。
此外,他注意到实验用的导线一般是铜导线,而滑动变阻器中的电阻丝一般用镍铬合金丝,由此,他猜想导体的电阻可能与导体的材料有关。
于是王晓同学找来三种不同的材料制成的各种规格的金属丝,在相同温度下,经过测量,得到下表所示的实验数据:
分析比较实验序号_1、3、5__的实验数据,可以初步验证王晓的猜想是正确的。
分析比较实验序号5、6、7、8、9的实验数据,可得出的初步结论是_导体材料、长度相同时,电阻与横截面积成反比_。
本实验所用的科学研究方法是_控制变量法_。
物理老师告诉王晓,不同材料的导电性能不同,在物理学中用电阻率来表示材料的导电性能。
某种材料的电阻率在数值上等于用该种材料成的长为1,横截面积为12的导体的电阻。
王晓根据表中的实验数据及前次实验探究出的电阻与长度、横截面积的关系,归纳出R与L、S及的关系式,利用该公式计算出材料A、B、c的电阻率分别为__2×·、5×·、2×·______;进一步分析可得出电阻与材料的关系为_在长度、横截面积及温度一定时,制作导体的材料的电阻率越大,导体的电阻越大_。
请你运用有关知识,通过分析比较,帮助王晓同学补上遗漏的两个实验数据。
【过手练习】
一、选择
下列关于电阻的说法中正确的是
A.绝缘体有电阻,导体没有电阻B.导电性能好的导体电阻小
c.电阻的大小由导体本身的性质决定D.导体的电阻越大,对电流的阻碍作用越小
如图滑动变阻器,要在滑片右移时接入电路中的电阻变小,应连接哪两个接线柱
A.B,D
B.A,B
c.A,c
D.B,c
如图所示电路中,当滑动变阻器滑片P向右移动时灯的亮度不变的是图
为架设一条输电线路,有粗细相同的铁线和铝线可供选择,下面叙述最合理的是
A.因铁线坚硬,应选铁线B.因铝线电阻小,应选铝线
c.因铁较便宜,应选铁线D.因铝线易于架设,应选铝线
关于电阻的大小,下列说法正确的是
A.电阻的大小只跟导体的长度有关
B.电阻的大小只跟导体的温度有关
c.常温下,长度越长的导体,电阻越大
D.常温下,材料和长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大
用实验研究导体的材料、长度、横截面积对电阻的影响时,供选择的导体规格如下表:
材料编号长度/横截面积/2
镍铬合金①10.5
②11
③1.50.5
④1.51
锰铜⑤10.5
⑥11
⑦1.50.5
⑧1.51
你认为下面对导体选择最合理的一组是
A.③④⑤⑥B.②③⑥⑦c.①⑤⑥⑦D.⑤⑥⑦⑧
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“100Ω1A”的字样,其中100Ω表示其最大阻值为100Ω,1A表示允许通过它的最大电流是1A。
就导电性能来说,金属的导电性能一般比非金属强;有些物质如硅、锗等,其导电性能介于导体和绝缘体之间,称作半导体,某些物质在温度极低时,电阻会变成零,这就是超导现象。
如图为滑动变阻器的实物图,请指出甲、乙、丙各代表的部件名称:
甲金属杆,乙电阻线,丙滑片;变阻器在电路中的符号是;这个滑动变阻器的铭牌上标有“10Ω0.5A”字样,其中“0.5A”表示允许通过的最大电流是0.5A。
0.某小组同学做了如图所示的实验,当闭合开关后,灯能正常发光;把点燃的酒精灯放在电阻R的下面一段时间后,因为金属导体的电阻_随温度的升高而增大__的原因,灯的亮度会逐渐发生变化,灯会变得___变暗__。
1.一切导体都有阻碍电流的性质,导体的这种性质叫电阻,用符号R来表示。
电阻的单位是欧姆,请你换算单位:
47Ω=4.7×l04Ω=4.7×10-2Ω。
【拓展训练】
三、综合应用
小明在学校兴趣小组学习时,老师给了他如图所示的元件,要求设计一个铃声可以变化的电铃。
将滑动变阻器接入电路使用时,应将滑片置于阻值最大处;
画出电路图并连接实物;
欲使铃声越来越大,应怎样做?
将滑片逐渐左移
3.如图所示,图中AB和cD是粗细相同的两根镍铬合金线。
用图示的装置可以研究导体电
阻的大小跟长度的关系。
为了扩大电阻的变化范围,同时满足细调的要求,实验室往往把一个阻值较大的变阻器
与一个阻值较小的变阻器串联起来使用。
将图所示的两个变阻器串联后接入电路时,滑片
P2应放在E端,滑片P1应放在__B_端。
为了比较快捷地改变电路中
的电流,应首先调节__左___的滑动变阻器。
【出门检测】
小明同学把如图所示实验室里用的旋盘式电阻箱接入电路,则此变阻箱接入电路的电阻为8.029Ω。
该电阻箱最大能调节的阻值为9999Ω。
【课后作业】
将下图中的实物连接起来,并画出相应的电路图。
要求:
滑片向右移时,使滑动变阻器连入电路的那部分电阻变大;滑动变阻器能控制灯的亮度;从电压表和电流表看出灯L1的电流和电压的变化情况。
在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三位同学作出如下猜想:
甲:
导体的电阻与导体的长度有关。
乙:
导体的电阻与导体的材料有关。
丙:
导体的电阻与导体的横截面积有关。
实验室备有几种电阻丝,参数如下表。
编号材料长度/横截面积/2
a镍铬合金丝1.00.2
b镍铬合金丝1.00.1
c镍铬合金丝0.50.1
d锰铜合金丝0.50.1
如图所示,是为完成探究连接的实验电路。
实验中应通过比较电流的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的。
若要验证乙同学的猜想,则应该选用c、d两根电阻丝进行对比实验。
选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证甲同学的猜想。