第一節(jié)電阻和變阻器第十六章探究電路逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升學(xué)習(xí)目標(biāo)課時(shí)講解1課時(shí)流程2電阻電阻的大小與哪些因素有關(guān)變阻器電阻箱知識(shí)點(diǎn)電阻知1－講感悟新知1在電路中，持續(xù)的電流通過(guò)用電器時(shí)，可以使得用電器工作，那么電流在用電器中是否暢通無(wú)阻？如圖1實(shí)驗(yàn)表明，在同一個(gè)電路中，接入不同的導(dǎo)體，電流的大小不同，燈泡的亮度也不同，說(shuō)明不同的導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用是不同的。知1－講感悟新知物理學(xué)中，為了描述導(dǎo)體的這個(gè)性質(zhì)，引入物理量——電阻。(1)定義：導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用。(2)符號(hào)：R。知1－講感悟新知(3)單位①在國(guó)際單位制中，電阻的單位是歐姆，簡(jiǎn)稱(chēng)歐，符號(hào)是Ω。②比歐姆大的單位有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)等。③運(yùn)用英文的意義記憶單位間的換算關(guān)系。其中k表示千，M表示百萬(wàn)，故：1MΩ=103kΩ=106

Ω。(4)在電路圖中的符號(hào)：適用于所有物理單位。知1－講感悟新知深度思考導(dǎo)體為什么有電阻？深度理解在導(dǎo)體當(dāng)中，自由電子在定向移動(dòng)時(shí)，會(huì)與其他粒子發(fā)生碰撞，也會(huì)受到帶正電荷的原子核的影響，從而造成自由電子損失動(dòng)能，損失的動(dòng)能將轉(zhuǎn)化為導(dǎo)體本身的內(nèi)能，從宏觀上看，導(dǎo)體也就有了電阻。知1－講感悟新知特別提醒電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，是電學(xué)中的基本物理量，注意區(qū)別電阻的符號(hào)R和其單位的符號(hào)Ω。感悟新知知1－練關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說(shuō)法不正確的是()A.導(dǎo)體能夠?qū)щ?，但它?duì)電流仍有阻礙作用B.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，當(dāng)沒(méi)有電流通過(guò)時(shí)，就沒(méi)有電阻C.導(dǎo)體的電阻越大，說(shuō)明它對(duì)電流的阻礙作用越大D.相同條件下，銅導(dǎo)線比鐵導(dǎo)線的導(dǎo)電性能好，說(shuō)明銅導(dǎo)線對(duì)電流的阻礙作用小例1感悟新知知1－練解題秘方：導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與是否接入電路無(wú)關(guān)。感悟新知知1－練解析：電阻是導(dǎo)體對(duì)電流的阻礙作用，導(dǎo)體能導(dǎo)電，也有電阻，故A正確；電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與是否有電流通過(guò)沒(méi)有關(guān)系，故B不正確；導(dǎo)體的電阻越大，說(shuō)明它對(duì)電流的阻礙作用越大，故C正確；相同條件下，銅導(dǎo)線比鐵導(dǎo)線的導(dǎo)電性能好，說(shuō)明銅導(dǎo)線對(duì)電流的阻礙作用小，故D正確。答案：B感悟新知知1－練1.石墨烯是碳的二維結(jié)構(gòu)。它作為一種新型的特殊材料，有很多特殊的性質(zhì)，科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)，它在室溫下傳遞電子的速度快，電子很容易通過(guò)它傳輸。可見(jiàn)，這種材料具有電阻______(填“較大”或“較小”)的特點(diǎn)。較小知識(shí)點(diǎn)電阻的大小與哪些因素有關(guān)知2－講感悟新知2實(shí)驗(yàn)探究：電阻的大小與哪些因素有關(guān)。(1)猜想：與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積、材料以及溫度有關(guān)。(2)實(shí)驗(yàn)的主要方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法。知2－講感悟新知(3)

實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：探究導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、橫截面積和材料是否有關(guān)。當(dāng)探究是否與其中某一個(gè)因素有關(guān)時(shí)，要保證其他因素相同。實(shí)驗(yàn)裝置如圖2所示。知2－講感悟新知(4)實(shí)驗(yàn)記錄編號(hào)材料長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2電流表示數(shù)/Aa鎳鉻合金0.51.00.16b鎳鉻合金0.52.00.32c鎳鉻合金0.251.00.32d錳銅合金0.251.00.40知2－講感悟新知(5)分析論證①由表中數(shù)據(jù)可知，將a、b

兩根合金絲接入電路，a、b

合金絲的材料、長(zhǎng)度均相同，而橫截面積不同，電流表的示數(shù)不同，可初步探究出的結(jié)論是導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度相同時(shí)，橫截面積越小，電阻越大。知2－講感悟新知②由表中數(shù)據(jù)可知，將a、c

兩根合金絲接入電路，a、c

合金絲的材料、橫截面積均相同，而長(zhǎng)度不同，電流表的示數(shù)不同，可初步探究出的結(jié)論是導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時(shí)，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大。③由表中數(shù)據(jù)可知，將c、d兩根合金絲接入電路，c、d

合金絲的長(zhǎng)度、橫截面積均相同，而材料不同，電流表的示數(shù)不同，說(shuō)明電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。知2－講感悟新知(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①長(zhǎng)度相同的同種材料的導(dǎo)體，橫截面積越小，電阻越大。②橫截面積相同的同種材料的導(dǎo)體，長(zhǎng)度越長(zhǎng)，電阻越大。③長(zhǎng)度和橫截面積都相同的不同材料的導(dǎo)體，其電阻一般不同。知2－講感悟新知拓展：導(dǎo)體的電阻還與導(dǎo)體的溫度有關(guān)。大多數(shù)金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大，某些合金(如錳銅)的電阻隨溫度變化較小，少數(shù)物質(zhì)(如碳)的電阻隨溫度的升高而減小。常溫下，常見(jiàn)的金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化不大。在初中階段，若無(wú)特別說(shuō)明均不考慮電阻隨溫度的變化。知2－講感悟新知方法點(diǎn)撥(1)轉(zhuǎn)換法知2－講感悟新知(2)控制變量法電阻與以上因素是相關(guān)的，所以在研究電阻與某一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，要保證其他的因素不變，改變相關(guān)的因素。知2－講感悟新知

感悟新知知2－練在探究導(dǎo)體電阻大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小兵、小紅兩名同學(xué)作出了如下猜想：①導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)；②導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；③導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的材料有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供了4根電阻絲，規(guī)格、材料如下表：例2感悟新知知2－練編號(hào)材料長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5感悟新知知2－練為了驗(yàn)證上述猜想，他們?cè)O(shè)計(jì)了如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路。感悟新知知2－練解題秘方：熟記本實(shí)驗(yàn)所用到的兩種方法，并依據(jù)兩種方法的操作要求分析對(duì)應(yīng)的問(wèn)題。感悟新知知2－練(1)為了驗(yàn)證上述猜想①，應(yīng)該選用______(填編號(hào))兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；如果選用A、D

兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，是為了驗(yàn)證猜想______(填序號(hào))。分別將A

和C

兩根電阻絲接入電路中M、N

間時(shí)，發(fā)現(xiàn)接入C

時(shí)電流表示數(shù)更大，由此，初步得到的結(jié)論是_______________________________________________。A、B③在材料、長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體橫截面積越大，電阻越小感悟新知知2－練解析：驗(yàn)證導(dǎo)體的電阻可能與導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān)時(shí)，需要控制導(dǎo)體的材料、橫截面積相同，而長(zhǎng)度不同，所以根據(jù)題表選擇A、B兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；如果選用A、D

兩根電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，根據(jù)題表可知A、D

的長(zhǎng)度、橫截面積相同，而材料不同，所以是驗(yàn)證猜想③；A

和C

的材料、長(zhǎng)度相同，C

的橫截面積大；分別將A

和C

兩根電阻絲接入電路中M、N間時(shí)，發(fā)現(xiàn)接入C

時(shí)電流表示數(shù)更大，則C

的電阻小，由此，初步得到的結(jié)論：在材料、長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體橫截面積越大，電阻越小。感悟新知知2－練(2)有同學(xué)認(rèn)為：可以根據(jù)燈泡亮度的變化來(lái)判斷接入的電阻絲阻值的變化情況。老師指出：此實(shí)驗(yàn)中這種方法不可取。這是因?yàn)殡娫措妷阂欢〞r(shí)，如果所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化將______(填“明顯”或“不明顯”)；小紅做實(shí)驗(yàn)時(shí)把C

電阻絲接入M、N

間，燈泡發(fā)光，接著用酒精燈加熱C

電阻絲，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度明顯變暗，說(shuō)明導(dǎo)體的電阻還跟______有關(guān)。不明顯溫度感悟新知知2－練解析：電源電壓一定時(shí)，所選電阻絲的阻值相差太小，燈泡亮度變化不明顯，人們用肉眼難以區(qū)分，所以根據(jù)燈泡亮度的變化來(lái)判斷接入的電阻絲阻值的變化情況不可??；小紅做實(shí)驗(yàn)時(shí)把C電阻絲接入M、N間，燈泡發(fā)光，接著用酒精燈加熱C電阻絲，C電阻絲的溫度發(fā)生了變化，發(fā)現(xiàn)燈泡亮度明顯變暗，說(shuō)明電路中的電流發(fā)生了變化，C電阻絲的電阻發(fā)生了變化，由此可知，導(dǎo)體的電阻跟溫度有關(guān)。感悟新知知2－練知識(shí)鏈接導(dǎo)體、絕緣體、半導(dǎo)體和超導(dǎo)體這四類(lèi)材料在導(dǎo)電性能上有顯著的不同，它們的導(dǎo)電性能差異主要來(lái)源于構(gòu)成它們的物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)不同。導(dǎo)體：具有良好的導(dǎo)電性能，電阻很小。絕緣體：不善于傳導(dǎo)電流，電阻很大。半導(dǎo)體：導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，可以通過(guò)摻雜來(lái)改變其導(dǎo)電性能。超導(dǎo)體：在某一溫度下，電阻變?yōu)榱?，具有完全?dǎo)電性。感悟新知知2－練拓展延伸幾個(gè)特殊電阻值：1.導(dǎo)線的電阻很小，近似情況下可看作電阻等于零。2.電流表的電阻很小，近似情況下可看作電阻等于零。3.電壓表的電阻很大，近似情況下可看作電阻無(wú)限大。感悟新知知2－練學(xué)法指導(dǎo)影響導(dǎo)體電阻大小的因素：感悟新知知3－講知識(shí)點(diǎn)變阻器31.變阻器易于改變電阻的器件。2.滑動(dòng)變阻器的原理及結(jié)構(gòu)(1)滑動(dòng)變阻器：實(shí)驗(yàn)中常用的一種變阻器，如圖4所示。感悟新知知3－講(2)

滑動(dòng)變阻器的原理：通過(guò)改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變接入電路中的電阻大小。(3)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)示意圖，如圖5甲所示。(4)電路圖中的符號(hào)：如圖5乙所示。感悟新知知3－講(5)電阻絲的選材：滑動(dòng)變阻器所選擇的電阻絲與普通導(dǎo)體相比，在長(zhǎng)度和橫截面積相等的情況下，電阻較大，即電阻率較大。這樣，可以在更大范圍內(nèi)改變連入電路的電阻值。電阻率大的含義：在長(zhǎng)度和橫截面積都相等的情況下，這種材料做成的導(dǎo)體電阻大。感悟新知知3－講3.滑動(dòng)變阻器的連接(1)多數(shù)情況下，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器串聯(lián)接入電路。(2)

一般情況下，實(shí)驗(yàn)中使用4個(gè)接線柱的滑動(dòng)變阻器，如圖6所示。連接的方法有6種，分別為AC、AD、BD、BC、CD、AB。其中只有AC、AD、BD、BC

這四種方法，也就是所謂的“一上一下”連接，可以改變接入電路的阻值。剩下的兩種接法不能改變接入電路的阻值。感悟新知知3－講①滑動(dòng)變阻器的有效接法：串聯(lián)在電路中，一上一下(圖7)。感悟新知知3－講②滑動(dòng)變阻器的無(wú)效接法：全接上或全接下(圖8)。感悟新知知3－講4.滑動(dòng)變阻器的“銘牌”中兩個(gè)數(shù)據(jù)的意義滑動(dòng)變阻器的銘牌上標(biāo)有最大電阻和允許通過(guò)的最大電流。使用滑動(dòng)變阻器時(shí)，電路中的電流不能超過(guò)其允許通過(guò)的最大電流。感悟新知知3－講5.使用滑動(dòng)變阻器的操作注意點(diǎn)(1)電路中開(kāi)關(guān)閉合前，滑動(dòng)變阻器應(yīng)接入最大阻值，即滑片離接線的下接線柱最遠(yuǎn)。(2)使用時(shí)，通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電流不能超過(guò)它允許通過(guò)的最大電流，否則會(huì)燒壞滑動(dòng)變阻器。感悟新知知3－講特別提醒1.改變電阻絲的長(zhǎng)度來(lái)改變電阻大小，是因?yàn)楦淖冮L(zhǎng)度比較方便，材料和橫截面積不容易改變。2.改變的是接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度，而不是全部電阻絲的長(zhǎng)度。3.電阻絲外涂著絕緣層，再緊密地繞在絕緣瓷筒上，電流是沿著電阻絲流動(dòng)，而不是橫向流過(guò)。不能錯(cuò)誤地認(rèn)為滑動(dòng)變阻器是通過(guò)改變電阻絲的粗細(xì)來(lái)改變接入電路的電阻大小的。感悟新知知3－講緊抓物理本質(zhì)滑動(dòng)變阻器下列兩種接法，實(shí)質(zhì)相同。感悟新知知3－練“樂(lè)思”小組在學(xué)習(xí)使用滑動(dòng)變阻器的實(shí)驗(yàn)中，連接了如圖10所示的電路。例3感悟新知知3－練下列分析正確的是()A.連接電路時(shí)，若M接C點(diǎn)，N接B點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)前，滑片P應(yīng)移動(dòng)到最左端B.若M接C點(diǎn)，N接D點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器與燈泡并聯(lián)C.若M接C點(diǎn)，N接B點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)，滑片P向右移，燈泡變暗D.若M接C點(diǎn)，N接D點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)，滑片P向右移，燈泡變暗感悟新知知3－練解題秘方：判斷滑片移動(dòng)方向與電阻變化關(guān)系：滑片靠近下端接線柱→接入電路的電阻絲長(zhǎng)度減少→電阻減小?；h(yuǎn)離下端接線柱→接入電路的電阻絲長(zhǎng)度增加→電阻增大。感悟新知知3－練解析：連接電路時(shí)，若M

接C

點(diǎn)，N

接B

點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)前，若使滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻最大，則滑片P

應(yīng)移動(dòng)到最左端，故A正確；若M

接C點(diǎn)，N

接D

點(diǎn)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0，只有燈泡接入電路中，故B錯(cuò)誤；若M

接C點(diǎn)，N

接B

點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)，滑片右移，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，電路中的電流變大，燈泡變亮，故C錯(cuò)誤；感悟新知知3－練若M

接C點(diǎn)，N接D

點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻為0，移動(dòng)滑片，電阻不變，電流不變，燈泡亮度不變，故D錯(cuò)誤。答案：A感悟新知知3－練2.如圖所示，將兩個(gè)滑動(dòng)變阻器串聯(lián)起來(lái)，將a

端和b

端接入電路中，要使兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的總電阻最大，那么這兩個(gè)滑動(dòng)變阻器的滑片的位置為()A.P1

在最左端，P2

在最右端B.P1

在最右端，P2

在最左端C.P1

在最右端，P2

在最右端D.P1

在最左端，P2

在最左端D感悟新知知4－講知識(shí)點(diǎn)電阻箱31.旋鈕式電阻箱(1)電阻箱是一種能讀出連入電路阻值的變阻器，在電路圖中用符號(hào)“”表示。(2)結(jié)構(gòu)：如圖11所示的電阻箱，箱面上有四個(gè)旋盤(pán)，兩個(gè)接線柱。感悟新知知4－講(3)使用方法：使用時(shí)，把兩個(gè)接線柱接入電路，調(diào)節(jié)旋盤(pán)就能得到相應(yīng)的任意阻值。(4)讀數(shù)方法：讀數(shù)時(shí)，將各個(gè)旋鈕對(duì)應(yīng)的示數(shù)乘面板上的倍數(shù)，然后加在一起即為電阻箱接入電路中的電阻值。感悟新知知4－講2.電位器(1)結(jié)構(gòu)如圖12所示，使用時(shí)，把a(bǔ)(或c)和b

接入電路，調(diào)節(jié)旋鈕，就可以使滑片旋轉(zhuǎn)，從而改變接入電路中電阻絲的長(zhǎng)度，改變接入電路中的電阻。感悟新知知4－講(2)應(yīng)用：旋鈕式臺(tái)燈的開(kāi)關(guān)(圖13)。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)旋鈕時(shí)，滑片可以在弧形電阻絲上旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)臺(tái)燈的亮度。感悟新知知4－講知識(shí)對(duì)比滑動(dòng)變阻器可以連續(xù)改變連入電路的電阻的大小，但不能直接讀出連入電路中的電阻值；電阻箱能直接讀出連入電路中的電阻