怎樣認(rèn)識電阻

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 九年級 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)
12.1 怎樣認(rèn)識電阻
1.教學(xué)目標(biāo)
知識與技能
⑴知道什么是電阻,知道電阻的單位,知道決定導(dǎo)體電阻大小的因素。
⑵了解滑動變阻器的基本結(jié)構(gòu)和原理,會使用滑動變阻器改變電路中的電流。
過程與方法
⑶通過實驗探究,了解導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān),理解控制變量的科學(xué)方法。
情感態(tài)度與價值觀
⑷通過觀察和使用滑動變阻器,體會滑動變阻器的結(jié)構(gòu)之巧、之妙,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和實踐能力。
2.教材說明
本節(jié)主要內(nèi)容有:電阻及其單位,決定電阻大小的因素,滑動變阻器。
電阻與電流、電壓一樣,是電學(xué)中的重要物理量。電阻器是電阻知識的應(yīng)用,定值電阻和變阻器在電學(xué)實驗和無線電技術(shù)中應(yīng)用很廣泛。滑動變阻器的學(xué)習(xí),既有助于學(xué)生更好地理解電阻的概念,又為后續(xù)的學(xué)習(xí)——特別是做電學(xué)實驗作了必要的準(zhǔn)備。
本節(jié)教材的編寫思路:教材開宗明義,通過一個生活現(xiàn)象,使學(xué)生意識到“兩燈泡的燈絲”對電流的阻礙作用不同,進而學(xué)習(xí)什么是電阻和電阻的單位,并激發(fā)學(xué)生探究電阻的興趣。知道了電阻及其單位,自然會產(chǎn)生一個疑問:不同的導(dǎo)體,電阻有大有小,那么電阻的大小與哪些因素有關(guān)?“活動1”讓學(xué)生親自動手實驗,探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素,并在實驗過程中體會控制變量的科學(xué)方法。研究導(dǎo)體的電阻跟長度、橫截面積、材料的關(guān)系,不僅加深了學(xué)生對電阻的理解,也是學(xué)生學(xué)習(xí)滑動變阻器的基礎(chǔ)。關(guān)于滑動變阻器,教材安排了兩個活動。“活動2”讓學(xué)生對照實物和結(jié)構(gòu)圖,邊觀察、邊,并通過幾個問題引導(dǎo)學(xué)生思考討論,從而搞清滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和原理,學(xué)會畫其結(jié)構(gòu)示意圖和符號!盎顒3”讓學(xué)生練習(xí)使用滑動變阻器,重點學(xué)習(xí)滑動變阻器的接法和調(diào)節(jié),為下一節(jié)探究歐姆定律奠定基礎(chǔ)。
本節(jié)教學(xué)重點:電阻的概念、導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān),是本節(jié)教學(xué)的重點。
本節(jié)教學(xué)難點:滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和使用是本節(jié)教學(xué)的難點。

3.教學(xué)建議
本章內(nèi)容是上一章電路知識的繼續(xù),思路順承上一章,所以,對于章標(biāo)題可不必設(shè)計專門的“引入”(如直接點題:本章我們將繼續(xù)探討電路中的規(guī)律),僅引入第一節(jié)電阻即可。
什么是導(dǎo)體的電阻
關(guān)于電阻,可以像教材那樣從生活現(xiàn)象引入,也可以通過演示實驗引入,以下幾個實驗可供參考。
實驗1:如圖12-1所示,電源為三節(jié)干電池串聯(lián)組成的電池組,L為3.8V的小燈泡,先后將兩根長度、橫截面積相同的銅導(dǎo)線絲和鎳鉻合金線接入電路M、N之間,引導(dǎo)學(xué)生觀察比較電流表的示數(shù)和小燈泡的亮度。
啟發(fā)學(xué)生思考:前后兩次實驗,電源電壓相同,為什么接入銅線時電流較大,而接入鎳鉻合金線時電流較小?
學(xué)生思考、討論。
教師:這兩段導(dǎo)體分別接入電路時,電路中的電流大小不同,這說明導(dǎo)體在導(dǎo)電的同時,對電流還有一定的阻礙作用(讓學(xué)生指出哪段導(dǎo)體對電流的阻礙作用較大)。為了表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小,物理學(xué)中引入了電阻的概念。
實驗2:如圖12-2所示,電源由兩節(jié)干電池串聯(lián)組成,L1和L2分別為2.5V和3.8V的小燈泡,閉合開關(guān),觀察比較小燈泡的亮度。
教師(啟發(fā)):兩個小燈泡兩端的電壓相等嗎?通過它們的電流相等嗎?(當(dāng)學(xué)生回答電流不等后,可用電流表測量各支路的電流,證明學(xué)生的推測。)原來,小燈泡的燈絲一方面能夠?qū)щ,另一方面對電流有阻礙作用,而且這兩個燈泡的燈絲對電流的阻礙作用不同。誰對電流的阻礙作用較大?(學(xué)生:3.8V的燈泡。)物理學(xué)中把導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小叫電阻。
實驗3:如圖12-3所示,用一個金屬夾(作滑片)、一段鎳鉻合金線制作一個滑線變阻器,將該“變阻器”與小燈泡、電流表、開關(guān)串聯(lián)起來,接在電源上。緩緩滑動金屬夾,小燈泡的亮度逐漸變化。
學(xué)生首次看到這種現(xiàn)象,感到既“好玩”又好奇。
教師:小燈泡的亮度為什么會變化呢?(稍停,讓學(xué)生思考或猜測。)原來,當(dāng)移動金屬夾時,合金導(dǎo)線對電流阻礙作用的大小發(fā)生了變化,致使電路中的電流發(fā)生變化。滑動金屬夾使燈泡變亮,此時合金線對電流的阻礙比剛才大了還是小了?(學(xué)生:對電流阻礙作用變小了。)物理學(xué)中把導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小叫電阻。
還可以根據(jù)滑動變阻器的原理,制作諸如電子拉力計、壓力計或風(fēng)力計等,通過電流表顯示其工作時電流的變化情況,引入電阻。
關(guān)于電阻的單位,可以直接告訴學(xué)生,或讓學(xué)生看書自學(xué),然后出示兩道練習(xí)題,讓學(xué)生進行單位換算,既及時鞏固了知識,又鍛煉了學(xué)生換算單位的能力。
為了使學(xué)生對電阻的單位“歐姆”具有感性認(rèn)識,可以向?qū)W生介紹一些電器正常工作時的電阻值(見教材32頁)。
電阻與哪些因素有關(guān)
教師(過渡):不同的導(dǎo)體,電阻有大有小。那么電阻的大小與哪些因素有關(guān)呢?我們通過實驗進行探究。
關(guān)于“活動1”的教學(xué),這里提供兩種方案,以資參考。
方案1:學(xué)案式教學(xué)法
對于“活動1”,教材是以“學(xué)案”的形式編寫的,可以按照教材的編寫思路進行教學(xué),即先讓學(xué)生參照教材進行實驗,待學(xué)生有了感性認(rèn)識,再歸納總結(jié)、反思方法。
具體教學(xué)時,教師可先向?qū)W生介紹實驗器材,然后讓學(xué)生認(rèn)真教材,明確每一步的實驗?zāi)康暮头椒,再動手操作?br />學(xué)生分組實驗、得出結(jié)論后,組織學(xué)生匯報交流。匯報和交流包括兩個方面:一是得出結(jié)論,即導(dǎo)體的電阻跟導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān);二是總結(jié)方法,讓學(xué)生結(jié)合實驗過程,具體說明怎樣用控制變量法進行實驗,如保持哪些量不變?改變什么量?比較哪兩個量的變化?二者是否有關(guān)?
方案2:探究式教學(xué)法
對于學(xué)生基礎(chǔ)比較好的學(xué)校或班級,可以按下面的方法進行教學(xué),讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程。
首先讓學(xué)生猜想電阻的大小可能與哪些因素有關(guān)?為便于學(xué)生提出猜想,采用這種教學(xué)法時,“本節(jié)課的引入”最好采用上面圖12-3所示的實驗。因為學(xué)生結(jié)合圖12-3所示的實驗,很容易想到電阻跟導(dǎo)體的長度有關(guān),再給學(xué)生留點思考、討論的時間,他們一般能陸續(xù)說出電阻還可能跟導(dǎo)體的橫截面積、材料有關(guān)。
為啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗,教師可把學(xué)生的猜想板書在黑板上:電阻的大小可能與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料有關(guān)。
教師:要研究電阻跟幾個因素的關(guān)系,應(yīng)當(dāng)選用什么方法?(控制變量法)具體說明控制哪些量不變?改變什么量?通過什么辦法可以比較出電阻的大?
在教師的啟發(fā)下,學(xué)生結(jié)合自己桌面上的器材,經(jīng)過思考討論,設(shè)計出實驗方案。
學(xué)生按照設(shè)計的實驗方案進行實驗,最后分析歸納得出結(jié)論。
關(guān)于“導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)”,可通過演示實驗得出結(jié)論。取廢舊日光燈的燈絲或用細鐵絲繞制的線圈,接入圖12-1所示電路的M、N兩端,用酒精燈緩緩地給燈絲加熱,讓學(xué)生觀察加熱前后小燈泡亮度的變化,由此判斷電阻的變化,進而得出結(jié)論:導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)。同時向?qū)W生說明:對大多數(shù)導(dǎo)體來說,溫度越高,電阻越大。
關(guān)于“幾種導(dǎo)電材料的電阻”和“一些電器正常工作時的電阻”,目的是增加學(xué)生對電阻大小的感性認(rèn)識,使所學(xué)知識與生活實際聯(lián)系起來,不要求學(xué)生記憶有關(guān)數(shù)據(jù)。對于這兩個表格,可以讓學(xué)生閱讀自學(xué);為加強學(xué)生的印象,也可以由老師提出某材料或電器,學(xué)生查找對應(yīng)的電阻值,或者讓學(xué)生比較它們電阻的大小;也可以讓學(xué)生結(jié)合表中數(shù)據(jù),說說為什么前面圖12-3中的實驗用鎳鉻合金作滑線?導(dǎo)線為什么用銅絲?還可以再補充一些電阻值,以拓展學(xué)生的視野。
電阻器
關(guān)于定值電阻和電位器,可以收集一些實物照片,用多媒體展示、介紹;如果條件允許,最好能收集(或到電子元件商店購買)一些實物,課上分發(fā)給學(xué)生,讓學(xué)生觀察;也可以準(zhǔn)備一些帶有電位器的用電器,如收音機等,通過調(diào)節(jié)音量旋鈕,改變其音量。對于電阻的符號,可在介紹了定值電阻之后告訴學(xué)生。作為練習(xí),可以讓學(xué)生畫一個由電阻、開關(guān)、電源組成的電路圖。變阻器的符號可在“活動2”中介紹。
滑動變阻器的構(gòu)造是本節(jié)教學(xué)的難點。對于“活動2”,可以讓學(xué)生對照實物和教材圖12-5及有關(guān)文字,邊觀察、邊閱讀、邊思考;如有疑問,同學(xué)之間相互交流;對于小組內(nèi)部解決不了的疑難問題,分組活動完成后,全班集中交流討論,教師視情況點撥引導(dǎo)、提煉總結(jié)。
通過活動2,應(yīng)達到如下目的:
⑴搞清滑動變阻器的構(gòu)造:金屬桿的電阻很小,其兩端接線柱間的電阻值幾乎為零,可以忽略不計;圓筒上纏繞的是表面涂有絕緣層的電阻絲,其阻值較大,標(biāo)牌上所標(biāo)的“50Ω”即指電阻絲兩端接線柱間的電阻值;滑片可以在金屬桿上左右移動,滑片的上部與金屬桿相連,下端通過電阻絲的接觸滑道(刮去絕緣層的部分)與電阻絲相連通。
⑵弄懂滑動變阻器的原理:通過改變連入電路的電阻絲的長度來改變接入電路中電阻的大小。當(dāng)把滑動變阻器的兩個接線柱接入電路時(不要求不出現(xiàn)三個接線柱同時接入電路的情況),學(xué)生應(yīng)能指出或畫出電流的路徑,知道電阻絲的哪部分被連入電路,當(dāng)滑片向左或向右移動時,能判斷出連入電路的電阻變大還是變小。為使教學(xué)更加直觀,最好制作一個關(guān)于滑動變阻器的動畫,當(dāng)連入不同的接線柱時,動畫能清楚地顯示電流的路經(jīng)。如果條件不允許,可以在黑板上畫幾個滑動變阻器的結(jié)構(gòu)示意圖,如圖12-4所示,教師畫出不同的連接方法,讓學(xué)生用彩色粉筆描出電流的路徑,判斷移動滑片時電阻的變化情況。最后總結(jié):將“A與D”、“A與C”、“B與C”或“B與D”兩個接線柱分別接入電路時,能起到變阻作用;將“A與B”或“C與D”兩個接線柱分別接入電路時,不能起到變阻的作用。
⑶會畫滑動變阻器的符號:學(xué)生知道了滑動變阻器的結(jié)構(gòu)和原理,學(xué)習(xí)變阻器的符號就容易了。需要注意的是,有的學(xué)生雖然會畫一個滑動變阻器的符號,但應(yīng)用到具體電路圖中卻容易出錯,所以應(yīng)當(dāng)結(jié)合一個完整的電路圖,讓學(xué)生練習(xí)滑動變阻器的畫法。
為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和能力,對于“活動2”,也可以采取“讓學(xué)生自制變阻器”的方法開展教學(xué):首先明確活動目的,即讓學(xué)生利用電阻絲等器材自制一個能改變電阻大小的儀器,學(xué)生通過構(gòu)思、實驗、嘗試、交流、改進,體會到發(fā)明創(chuàng)造的曲折和樂趣;然后讓學(xué)生觀察實驗室實用的滑動變阻器,并與自己制作的變阻器對比,體會到滑動變阻器設(shè)計之巧妙(如電阻絲繞在圓筒上等)。
“活動3“的目的是讓學(xué)生練習(xí)使用滑動變阻器,學(xué)生通過動手操作,學(xué)會滑動變阻器的連接、調(diào)節(jié)及判斷電阻的變化,同時體會到成功的喜悅(當(dāng)小燈泡的亮度發(fā)生變化時),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
學(xué)生活動時,教師要注意指導(dǎo),培養(yǎng)學(xué)生形成良好的實驗習(xí)慣。如:連接電路時,要斷開開關(guān),滑動變阻器的滑片要調(diào)到阻值最大的位置;調(diào)節(jié)滑片前,可先分析當(dāng)向左或向右移動滑片時,電阻將如何變化,電流如何變化,然后通過實驗檢驗自己的判斷,或者先實驗觀察后分析原因,使理論分析與實踐操作相結(jié)合。
4.教學(xué)評價
課堂測評
1.生活中常用的導(dǎo)線通常是用銅或鋁做的,你是否思考過:鋼鐵也是導(dǎo)體,而且價格便宜,為什么不用鋼鐵來做導(dǎo)線呢?
2.人的皮膚干燥時,雙手之間的電阻約為幾千歐至幾萬歐,10kΩ= Ω;我們平常說的絕緣體,其電阻一般應(yīng)在1MΩ以上,1MΩ= Ω。
3.實驗室里某滑動變阻器名牌上標(biāo)有“20Ω 1A”的字樣,它表示該變阻器電阻的變化范圍是 ,1A表示的是該滑動變阻器 。
4.在圖12-5所示的電路中,滑動變阻器接入電路的電阻絲是 段(用字母表示)。閉合開關(guān),當(dāng)滑動變阻器滑片P向左移動時,變阻器連入電路的電阻 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
5.如圖12-6所示,當(dāng)開關(guān)閉合后,用酒精燈對導(dǎo)線加熱,電流表的讀數(shù)會 ,這是因為導(dǎo)體的電阻與 有關(guān),酒精燈對導(dǎo)線加熱時,導(dǎo)線的電阻 (選填“變大”“變小”或“不變”)。
6.關(guān)于導(dǎo)體的電阻值,下列說法中正確的是( )
A.粗細相同的兩根導(dǎo)線,較長的那根電阻一定較大
B.鎳鉻合金絲的電阻一定比銅絲的電阻大
C.長短相同的兩根導(dǎo)線,橫截面積較小的那根電阻一定較大
D.常溫下同種材料制成的長短相同的兩根導(dǎo)線,粗導(dǎo)線的電阻一定小
7.如圖12-7所示,滑動變阻器有A、B、C、D四個接線柱,將該變阻器與一個小燈泡串聯(lián)后接入電路,通電后使滑片P向右移動,小燈泡逐漸變亮,下面4種接法中正確的是( )

A B C D
圖12-7
8.電位器是變阻器的一種,它可以用來改變收音機的音量。小紅買了一個電位器,如圖12-8所示。如果把它與燈泡串聯(lián)起來,利用它改變燈的亮度,請仔細觀察,現(xiàn)想使滑動觸頭順時針轉(zhuǎn)動,燈泡變暗,下列連法正確的是( )
A.連接A、C B.連接B、C
C.連接A、B D.以上都不正確
9.在做“研究導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”的實驗時,老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了以下幾種電阻絲。
導(dǎo)線代號ABCDEFG
長 度 / m1.00.51.51.02.00.50.5
橫截面積 / mm23.00.81.20.83.01.21.2
材 料鐵鎢鎳鉻合金鐵鎢鎳鉻合金鋁
⑴為了研究導(dǎo)體的電阻與長度的關(guān)系,應(yīng)選用導(dǎo)線C和 (填寫代號)進行實驗;
⑵為了研究導(dǎo)體的電阻與材料的關(guān)系,應(yīng)選用 兩根導(dǎo)線進行實驗比較;
⑶如選用了A和D兩根導(dǎo)線進行實驗,則是為了研究導(dǎo)體的電阻與 的關(guān)系。
10.如圖12-9所示,AC、EG分別為長度和粗細都相同的錳銅絲和鎳鉻合金絲,B、F分別為這兩段電阻絲的中點,曉薇同學(xué)用該裝置做“探究決定電阻大小因素”的實驗,記錄數(shù)據(jù)見下表:
步驟M接N接電流/A
1AC0.5
2AB1.0
3A和CB2.0
4EG0.2
5EF0.4
6E和GF0.8

⑴比較步驟 ,得出結(jié)論:導(dǎo)體電阻大小與材料有關(guān);
⑵比較步驟1和2(或4與5),得出結(jié)論: ;
⑶比較步驟2和3(或5與6),得出結(jié)論: 。
11.圖12-10給出了幾個元件,要求用滑動變阻器調(diào)節(jié)小燈泡的亮度,電流表測量電路中的電流,電壓表測量燈泡兩端的電壓。
⑴畫出電路圖,并按電路圖連接實物圖。

圖12-10
⑵根據(jù)連接的實物圖完成下表。
滑片P變阻器連入的電阻變化情況小燈泡的亮度變化情況電流表的示數(shù)變化情況
向右移動
向左移動
參考答案
1.在長度和橫截面積相同的條件下,鋼鐵的電阻比銅和鋁的大,電流不容易通過。
2.104Ω 106Ω
3.0~20Ω 允許通過的最大電流為1A
4.AP 變小
5.減少 溫度 變大
6.D 7.B 8.C
9.⑴F ⑵F、G ⑶橫截面積
10.⑴1與4(或2與5,或3與6) ⑵橫截面積和材料相同時,導(dǎo)線越長電阻越大 ⑶長度和材料相同時,橫截面積越大電阻越小
11.⑴如圖12-11所示。

圖12-11
⑵如下表所示:
滑片P變阻器連入的電阻變化情況小燈泡的亮度變化情況電流表的示數(shù)變化情況
向右移動變 大變 暗變 小
向左移動變 小變 亮變 大
“自我評價與作業(yè)”指導(dǎo)
1.右 左
2.能起到變阻作用的接法是:將“A和C”,或“A和D”“B和C”“B和D” 接入電路。將“A和B”或“C和D”接入電路不能起到變阻作用。

課外活動
本活動旨在培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力。要充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性,讓學(xué)生自選器材,動手制作。
下面的方案可供參考。
如圖12-12所示,可以用較粗的帶絕緣皮的鋁導(dǎo)線作燈桿,用半個乒乓球或小塑料瓶作燈罩,用回形針或按扣作開關(guān),用塑料盒、硬紙盒或小木板作底座。各部分之間用粘合性較強的膠水(五金商店有售)粘接。

本文來自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/chusan/72382.html

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