九年级物理上册 电阻 变阻器学案 （新版）苏科版.doc

电阻 变阻器【学习目标】1.知道电阻是导体本身的一种属性，电阻的大小和材料、长度、横截面积以及温度有关；2.知道电阻的单位和单位换算；3.会用控制变量法探究电阻大小的决定因素；4.了解滑动变阻器的构造、在电路中的符号，理解变阻器的工作原理；5.正确使用滑动变阻器改变电路中的电流。【要点梳理】要点一：电阻1.电阻：表示导体对电流的阻碍作用。2.单位：欧姆，简称欧，符号是。常用单位：千欧、兆欧。单位换算：1M=103K，1K=103。3.符号：R 电路图中的符号：要点诠释：1.导电性能是物体的一种属性，不同材料的导电性能不同，容易导电的物体叫作导体，如金属、石墨、人体、大地以及酸、碱、盐的水溶液等；不容易导电的物体叫作绝缘体，如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。2.导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，叫作半导体。半导体经过特殊处理后，可以制成二极管、三极管、集成电路。下图是一些半导体器件。 要点二：探究影响导体电阻大小的因素1.猜一猜：影响导体电阻大小的因素可能是，导体的材料、长度、横截面积等。2.思考与设计：（1）在几个因素中，如何研究其中的一个因素是否影响电阻的大小，常用的方法是控制变量法。保持材料和横截面积一定，研究电阻与导体长度的关系。保持材料和长度一定，研究电阻与导体横截面积的关系。保持长度和横截面积一定，研究电阻与导体材料的关系。（2）已经提供了如图所示的几种导体，还需要器材有：电源、电流表、开关、导线（3）电路图：3.实验与分析：（1）探究电阻大小跟导体长度的关系应选择A、B两根电阻丝。表1接入的导体长度横截面积电流/A A（镍铬合金丝）LsB（镍铬合金丝）2Ls结论：导体的材料和横截面积一定时，导体的长度越长，导体的电阻越大。（2）探究电阻的大小跟导体横截面积的关系应选择A、C两根电阻丝。表2接入的导体长度横截面积电流/A A（镍铬合金丝）LsC（镍铬合金丝）L2s结论：导体的长度、材料一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大。（3）探究电阻的大小跟导体材料的关系应选择A、D两根电阻丝。接入的导体长度横截面积电流/A A（镍铬合金丝）LsD（锰铜丝）Ls结论：导体的电阻与材料有关。4.导体的电阻受温度的影响：（1）导体的电阻与它的温度的高低有关，金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。而有些导体的电阻，如铅笔芯（石墨），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。（2）在超低温的情况下电阻突然减小为零。要点诠释：1、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。2、“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，只研究其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。要点三：变阻器1滑动变阻器：（1）构造：支架；滑片；金属杆；瓷管；表面涂有绝缘漆、密绕在瓷管上的电阻丝。（2）原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电阻。（3）铭牌：某滑动变阻器标有“501.2A”字样，50表示滑动变阻器的最大阻值为50或变阻范围为050。1.2A表示滑动变阻器允许通过的最大电流为1.2A。（4）作用：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；保护电路。（5）连接方式：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（相当于定值电阻）不变不变金属杆连入（相当于导线）不变不变2.电阻箱：（1）结构：两个接线柱、旋盘。 （2）变阻原理：转动旋盘，可以得到 09999之间的任意阻值。（3）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。 3.电位器：（1）结构示意图： （2）应用：可调亮度的台灯、可调温度的电热毯、调音量的收音机等，都利用了电位器。 要点诠释：1、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。 2、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。3、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1.把甲、乙两段电阻线接在相同的电压下，通过甲电阻线中的电流大于通过乙电阻线中的电流，忽略温度的影响，下列判断中错误的是（）A甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同 B当它们材料、粗细都相同时，甲线长，乙线短 C当它们材料、长度都相同时，甲线粗，乙线细 D当它们长度、粗细都相同时，两线的材料一定不同 【思路点拨】电阻是导体自身的一种特性，大小只与导体的长度、材料、横截面积和温度有关，与导体两端的电压及通过导体中的电流大小无关。【答案】B【解析】甲、乙两段电阻两端的电压相同，而且甲线中的电流大于乙线中的电流，所以导线乙对电流的阻碍作用较大，即R甲R乙；因为忽略温度的影响，电阻的大小只与导体的长度、材料、横截面积有关；因为它们的电阻不同，故甲、乙两电阻线的材料、长短、粗细不可能完全相同，故A正确；当它们材料、粗细都相同时，长度越长的电阻越大，即甲线比乙线短，故B错误；当它们材料、长度都相同时，甲的横截面积大于乙的横截面积，故C正确；当它们长度、粗细都相同时，材料一定不同，故D正确。 【总结升华】本题考查影响电阻大小的因素，主要考查运用控制变量法比较电阻大小的方法，在比较某一因素与电阻大小关系是一定要控制其它的因素不变。举一反三：【变式】铜的导电性能强于铁的导电性能，这说明在温度相同时（ ）A长度相同的铜丝和铁丝，铁丝的电阻一定大B横截面积相同的铜丝和铁丝，铁丝的电阻一定大C长度相同的铜丝和铁丝，横截面积大的电阻一定小D长度和横截面积都相同的钢丝和铁丝，铁丝的电阻一定大【答案】D2.光敏电阻的阻值随着光照的强弱而改变。“光强”是表示光的强弱程度的物理量，照射光越强，光强越大，光强符号用E表示，国际单位为坎德拉(cd)。实验测得光敏电阻的阻值R与光强E间的关系如图所示，由图可知（ ）A光敏电阻的阻值随光强的增强而变大B光敏电阻的阻值随光强的增强而变小C光敏电阻的阻值随光强的增强先变大后变小D光敏电阻的阻值随光强的增强先变小后变大【答案】B【解析】图中是一个反比例图像，从图可以看出，光强越强，电阻越小，光敏电阻的阻值随光强的增强而变小。【总结升华】题目是一道信息题，能够从图中找到有用的信息。类型二、滑动变阻器3.小华想用滑动变阻器控制小灯泡的亮度，设计了如图所示的4种电路，其中正确的是（）A B C D【答案】A【解析】中两接线柱都在下面的电阻丝上，滑动变阻器不能控制小灯泡的亮度，故错误；都是选择“一上一下”接入电路，滑动变阻器可以控制小灯泡的亮度，故正确；中两接线柱都在上面的金属杆上，滑动变阻器不能控制小灯泡的亮度，故错误。故选A。【总结升华】掌握滑动变阻器的工作原理、接线柱选择、在电路中的作用、铭牌参数含义等。举一反三：【变式】将两只滑动变阻器按图所示的方法连接，如果把a、b两根导线接入电路里，要使这两只变阻器接入电路中的总电阻最大，应把滑片P1、P2放在（）AP1放在最右端，P2放在最右端 BP1放在最左端，P2放在最右端CP1放在最右端，P2放在最左端 DP1放在最左端，P2放在最左端【答案】B4.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（）AM接A，N接BBM接C，N接D CM接C，N接B DM接A，N接D 【思路点拨】滑动变阻器在使用时，要一上一下连接，且其最终阻值的变化取决于下端接线柱接哪一个，据此，结合题干要求进行解答。【答案】D【解析】滑动变阻器的滑片右移，灯泡变亮，功率变大，根据P=I2R，电路中电流变大，电源电压不变，电流变大，电阻变小，滑动变阻器接入电路的电阻丝变短，M应该接A或B，N接D，故选D。【总结升华】握滑动变阻器的原理、作用、接线柱的接法。并会根据实际功率判断灯泡的亮度。举一反三：【变式】如图所示为亮度可调台灯的电路示意图，其中AB是一根电阻丝，B、C作开关使用，OP是滑动片，可绕O点旋转，P端与电阻丝接触良好。 (1)将图中电路画完整； (2)连好电路后，滑片OP顺时针转动时，流过灯泡L的电流变_(填“大”或“小”)，电灯变_(填“亮”或“暗”)。【答案】(1)如图所示 (2)小 暗【解析】可调台灯电路结构是灯泡与变阻器串联，改变变阻器接入电路的电阻，即可改变电路中的电流，从而达到改变灯泡亮度的目的。变阻器连入电路时，其滑片必须接入电路，因此可将滑片的O端与电源负极相连。若将灯泡与电阻丝B端相连，则当灯由断开状态接通瞬间(滑片P从C旋到B)，电阻丝接入电路的电阻为零，电路中电流最大，有可能烧坏灯泡。利用变阻器调节电路中电流时，变阻器接入电路的电阻必须由最大逐渐调小，使电路中电流由最小逐渐变大，这样变阻器才能对电路起保护作用。故应将灯泡与变阻器A端相连按上述正确方法连接后，AP段电阻接在电路中，当OP绕O点顺时针转动时，AP段电阻丝变长，故连入电路的电阻变大，使流过灯泡的电阻变小，灯泡变暗。类型三、综合应用和实验探究5.学过电学知识后，物理兴趣小组的同学们对身边的有关现象产生了浓厚的探究欲望：（1）图示是一种调节Mp3音量兼开关的调节器，小明拆开后发现它实际上是一个旋钮型 。变阻当顺时针转动旋钮触片时，Mp3的音量变大，是将接线柱 接入电路。（2）在物理课外活动中，小刚把两种不同的金属片A、B插入橙子，制成“水果电池”，并用电压表测量水果电池的电压为0.8V，如下图所示，试在图中画出此时电压表指针的位置，金属片A是“水果电池”的 极。关于水果电池，请你再提出一个值得探究的问题 。【答案】（1）变阻器；BC（2）指针如图所示：负；水果电池的电压与金属种类是否有关？【解析】（1）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，而电阻的大小就与导体的长度有关电阻是导体对电流的阻碍作用，电阻越大电流就越小；电阻越小电流就越大；顺时针转动旋钮触片时，Mp3的音量变大，说明电阻变小，电流变大，是把BC接入电路；（2）电压表选择的是0-3V量程，每一小格代表是0.1V，故0.8V应该是从左边数第八格；由于电压表在使用时，电流应从正接线柱流入，负接线柱流出，故与负极相连的金属片A是水果电池负极（3）可以根据自己的经验提出：水果电池的电压与金属种类是否有关、与水果种类是否有关、与水果成熟度是否有关、与金属片插入水果深度是否有关、与极板间的距离是否有关等；【总结升华】本题是答案开放题，也用到了控制变量法。答案开放的猜想类题，可通过对日常生活、自然现象或实验观察的分析思考，用文字表述自己的合理的猜想。控制变量法：就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题。6.在探究“导体的电阻跟哪些因索有关”的问题时，老师引导同学们做了如下实验：（1）猜想：导体电阻可能与导体材料、横截面积、 、 有关。（2）实验时，同学们用下图甲的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之问，探究情况如下表：序号材料长度（m）横截面积（mm2）灯泡亮度a铜丝11较亮b镍铬合金丝10.5最暗c铜丝10.5较暗d铜丝0.51最亮当选用 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是： 。（3）如图乙的实验，可探究导体电阻与 的关系。【答案】（1）长度；温度 （2）a和c；当导体长度、材料、温度相同时，导体横截面积越小，电阻越大 （3）温度 【解析】影响电阻大小的因素可以猜想有：材料、长度、横截面积、温度；探究导体电阻跟导体横截面积的关系，必须控制导体的材料、长度相等，横截面积不相等，因此符合条件的有a和c两根电阻丝，比较灯泡的亮度不同，可以得出的结论是：当导体长度、材料、温度相同时，导体横截面积越小，电阻越大；在图乙的实验中，对电阻丝加热，观察灯泡亮度的变化，因此探究的是电阻与温度的关系。【总结升华】用“控制变量法”探究影响电阻大小的关系时，注意相同因素和不同因素的控制。举一反三：【变式】在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”时，老师和同学利用如图所示的器材进行实验。其中演示板上固定了四条金属电阻丝，a、b、c三条长度均是1m，d的长度0.5m；a、b的横截面积相同，材料不同；a、c的材料相同，但c的横截面积大于a；a、d的材料和横截面积都相同。(1)在探究电阻跟横截面积的关系时，可依次把M、N跟_两根电阻丝接入电路，闭合开关，记下电流表的示数，分析此较这两根金属丝电阻的大小。可得结论_。(2)依次把M、N跟a、d的两根电阻丝接入电路，闭合开关，电流表示数不同，分析比较a、d两根金属丝电阻的大小，可探究电阻跟 的关系，其结论是：_。(3)以上方法在研究物理问题时经常用到，被称为控制变量法，试根据学过的物理知识，再列出一例用这种方法研究的问题：_。(4)随着现代生活水平的提高，我们周围的电力设备需要改造，即“增容”。有的是用较粗的铝线替换原来较细的铝导线，有的是用铜线替换原来铝导线，联系以上的实验，说说你的看法。【答案】（1）a c；长度、材料相同时，导体的电阻与导体横截面积有关 （2）长度；导体的材料、横截面积相同时，导体的电阻与导体的长度有关 （3）研究压力产生的效果与什么因素有关 （4）提示：考虑在长度、材料一定时，导体的电阻与横截面积的有关；考虑在长度横截面积一定时，导体的电阻与材料的有关。