第十四章 欧姆定律(整章)

第十四章欧姆定律教学目标知道电阻、电阻的单位。

理解影响电阻大小的因素。

知道滑动变阻器的原理，会按要求利用滑动变阻器改变电路中的电流。

理解欧姆定律及其变换式的物理意义及应用，会用欧姆定律分析、解决简单电路的有关问题。

会综合运用欧姆定律及串、并联电路的特点进行简单电路的设计和计算。

第一节电阻一、教材分析重点、难点剖析1．怎样理解导体的电阻电阻是导体对电流的阻碍作用，比较不同导体（两个用电器，两根电阻线）电阻大小可以在它们两端加上相同的电压，通过比较它们的电流大小来进行判断，通过的电流大表明导体对电流的阻碍作用小，即电阻小。

大量实验事实表明，导体的电阻大小跟导体的长度、横截面积、材料和温度都有关，由于长度、横截面积、材料和温度都是导体本身的情况，所以电阻是导体本身的一种性质。

一个导体的形状、大小、组成材料确定，在一定的温度下，它的电阻是一定的，与这段导体两端是否有电压及电压大小、是否有电流及电流大小均无关。

那种认为电流为零时导体对电流没有阻碍作用因而电阻为零的说法是错误的。

由于导体的电阻与长度、横截面积、材料和温度都有关。

是由四个因素共同决定的，所以不能单凭一个或其中几个因素来判断它的大小，不能认为长度大电阻就大、铜导线的电阻一定小等。

2．关于决定电阻大小的因素的研究方法由于导体的电阻跟长度、横截面积、材料和温度等多个因素有关，因此在研究电阻与其中一个因素的关系时，必须保持其他因素不变，例如，研究电阻大小与长度的关系时，应使材料、横截面积和温度保持不变，只改变导体的长度，比较不同长度，比较不同长度的导体在相同电压时的电流大小得出电阻大小与长度的关系，然后用相同的方法得出与横截面积、材料和温度的关系，这种方法叫做控制变量法，是科学实验中探索几个物理量之间相互关系时常用的一种方法，在生活方面和物理学习中有广泛的应用。

3．电阻大小与温度的关系大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大，对于常见金属，温度每升高1℃，电阻值的变化约在1/1000到6/1000之间。

所以在温度变化不大时，导体的电阻值变化很小，可忽略不计。

而白炽灯灯丝正常发光时与不发光时相比，温度变化很大，因而电阻值变化也很大。

例如“220V 100W”灯泡的灯丝在室温下电阻约为30Ω，正常发光时电阻可达484Ω，是不发光时的十几倍，这时就不能不考虑温度对电阻的影响了。

某些合金材料（如锰铜、康铜等）的电阻值，受温度变化的影响很小，可用来制作标准电阻；少数物质，如碳、半导体材料等，其电阻值会随温度的升高而减小，特别是半导体材料，对温度的反应很灵敏，人们把这种特性叫做热敏特性。

当温度降低到-273℃附近时，某些材料的电阻忽然减小为零的现象叫做超导现象。

处于这种状态的物体叫超导体，关于超导材料及其应用的研究是现代物理学中很活跃的领域。

4．导体与绝缘体导体是容易导电的物体，绝缘体是不容易导电的物体，其实导体与绝缘体之间并没绝对的界限，在潮湿、高温、高压等条件下，绝缘体可以转化为导体，例如玻璃、胶木等经高温灼烧后，可造成绝缘破坏，变为导体，引起漏电甚至火灾。

空气是好的绝缘体，但夏天打雷闪电时，两块云之间的空气被高压“击穿”变成导体。

再如，纯水是绝缘体，但在水中掺有杂质后，它就能导电了，受潮的木材会导电就是这个原因。

而铝是导体，铝的表面生成的氧化铝却是绝缘体。

5．几个特殊值实验室用的连接导线的电阻很小，常用的1m长的铜导线，阻值小于百分之几欧，通常可以忽略不计。

电流表的电阻很小，近似情况下可看作等于零。

电压表的电阻很大，近似情况下可看作无限大。

人体的电阻约为几十千欧至几千千欧。

了解这些特殊的电阻值，对分析电路结构和解答某些实际问题时会有帮助。

二、教学目标1．知识与技能知道电阻的初步概念，知道电阻是导体本身的性质。

知道电阻的单位及换算关系。

理解决定电阻大小的因素，了解半导体知识。

2．过程与方法通过自己做实验，得出导体在导电的同时还存在着对电流的阻碍作用，建立电阻的概念，通过实验探究影响电阻大小的因素，理解电阻是导体本身的一种性质。

通过课本上“读一读”的内容，了解导体和绝缘体的概念，从实验中理解导体和绝缘体之间没有绝对的界限，了解半导体的知识。

3．情感、态度与价值观通过探究活动，进一步认识到实验是研究物理问题的主要方法。

了解“控制变量法”以及在生活、物理学习中的应用。

三、活动帮助1．课前准备电源、开关、灯泡、电流表、导线、酒精灯、装有不同导线的示教板等。

2．活动目的（1）判断不同导体对电流的阻碍作用，建立电阻概念。

（2）探究影响电阻大小的因素。

（3）探究导体与绝缘体之间有没有绝对的界限。

3．方法点拨活动一：尝试改变电路中电流大小按图14-1连接实验电路，灯泡的规格为“3.8V0.3A”。

AB是长1m、横截面积为1mm2的镍铬线。

（1）将AB接入电路，先后用一节、两节、三节干电池串联后做电源，观察比较电流表的示数。

表明：电路中接入同一导体时，改变电池节数，即改变导体两端的电压可以改变电路中的电流的大小。

（2）保持干电池节数不变（如两节），改用CD导线接入电路，观察比较用AB导体、CD导体时电流表的示数大小。

表明：保持电路两端电压相同，改变连接在电路中的导体，可以改变电路中的电流大小。

思考：为什么电压相同时，选用不同导体，电路中的电流不同呢？分析、归纳得出电阻概念：导体在导电的同时还存在着对电流的阻碍作用。

不同导体对电流的阻碍作用不同。

所以在电压相同的情况下选用不同导体时，电路中的电流不同。

物理学中用电阻表示导体对电流的________作用。

电阻越大，表示它对电流的阻碍作用越________；电阻越小，对电流的阻碍作用越_________。

活动二：探究影响导体电阻大小的因素（1）从日常生活中骑自行车、步行时要受到阻碍的情况提出问题：影响导体电阻大小的因素可能有哪些？（2）思考：通过观察实验中什么现象可以比较导体电阻的大小？（3）阅读课本“方法”的内容，讨论什么是“控制变量法”？考虑到影响电阻大小的因素较多，应怎样设计实验来探究导体电阻的大小与每一个因素的关系？（4）怎样利用图14-2提供的器材进行实验，画出电路图，写出实验步骤。

（5）填写实验记录。

结论1：导体的电阻跟________有关，导体的长度越长，电阻越_______。

结论2：导体的电阻跟______有关，导体的横截面积越大，电阻越______。

表3：结论3：导体的电阻跟________有关，导体的材料不同，电阻越________。

按图14-3所示把废日光灯管中的钨丝连入电路，观察钨丝被加热前后电流表示数的变化。

结论4：导体的电阻跟_______有关，多数金属的电阻随温度的升高而________。

思考1：为什么说电阻是导体本身的一种性质？思考2：电阻是导体对电流的阻碍作用，它是否与电压、电流大小有关？请通过讨论提出实验方案，逐一进行研究，得出结论。

活动三：研究导体和绝缘体思考：常见的物体是否都能导电？为什么常见的电线都是在金属线的外面包一层塑料或橡胶皮？（1）按图14-4所示将电池、灯泡用导线连接起来。

依次把金属丝，铅笔心（碳棒）等接到A、B之间，观察灯泡能否发光。

再将棉线、塑料线、玻璃棒、橡胶棒、陶瓷……接到A、B之间，观察灯泡能否发光。

（2）按图14-5所示，在A、B处各接一块铜片，把铜片放入玻璃容器里，向容器里倒入蒸馏水（或酒精），观察灯泡能否发光。

归纳：上述实验表明：有的物体容易导电，有的物体不容易导电，容易导电的物体叫做___________。

不容易导电的物体叫做____________。

讨论交流：常见的导体有________________________________________；常见的绝缘体有______________________________________________。

思考1：图14-6中(a)、(b)、(c)、(d)分别为绝缘线、闸刀开关、高压输电塔和电工钢丝钳。

请你指出，哪些部分是导体？哪些部分是绝缘体？它们各起什么作用？思考2：导体和绝缘体是否有绝对的界限？按图14-7连接电路，夹子所夹为废灯泡灯心，观察酒精灯未点燃时灯泡能否发光？点燃酒精灯给灯心加热，当玻璃处于红炽状态时，灯泡能否发光？分析、归纳：玻璃在通常情况下是绝缘体，当受热达到红炽状态时变成导体，表明导体和绝缘体之间_________（有/没有）绝对界限。

活动四：登陆网站，查阅资料，了解半导体材料的特点、应用、发展及对社会的影响。

四、教学模式本节宜采用以科学探究为主阅读为辅的教学模式。

五、作业设计与处理三“W”中第1题可安插到课堂实验中完成；第2、3、4题课后独立完成，由于条件有限，有的要上网查阅的资料，我们老师要查好后再印发给学生，要知道知识的积累重在平时。

第二节变阻器一、教材分析重点、难点剖析1．滑动变阻器的原理从决定电阻大小的因素看可以通过改变长度、横截面积、材料、温度来改变电阻大小，但是从实际操作来考虑，改变长度简便可行，只要利用一个滑动头在电阻线上移动即可改变电阻线连入电路的长度，从而改变电阻大小。

学习中应注意将实物、结构示意图、电路符号进行对照（图14-8）。

例如：三个图中标①的部分都代表电阻线，②表示金属棒，③为金属滑片。

弄清三种情况连入电路的是电阻线的哪一部分？滑动时连入电路部分的电阻线的长度怎样变？相应的电阻怎样变？插入式电阻箱、旋钮式电阻箱与滑动变阻器虽然结构不尽相同，但究其原理都是通过改变连入电路的电阻线的长度来改变电阻的。

通过比较和对照搞清它们的联系和区别，有利于灵活地应用这些知识分析、解决实际问题。

2．滑动变阻器连入电路时的注意事项（1）选择合适的变阻器，每变阻器都有规定的最大电阻和允许通过的最大电流，使用时要根据需要进行选择，不能使通过它的电流超过最大值，否则会烧坏变阻器。

（2）使用前，使滑动变阻器连入电路的电阻值调到最大。

（3）不管有几个接线柱的滑动变阻器，都采用“一上一下”的接线方法。

“一上”即把上面金属棒两端的任一接线柱连入电路，“一下”即把下面线圈两端的任一接线柱连入电路中，即上面、下面的两个接线柱中各选一个连入电路。

计有四种接法：A、C，A、D，B、C，B、D。

从图14-9中可以看出，接A、C和A、D时，都是将滑片P左边的电阻线连入电路。

滑动时，相应的长度、电阻、电流的变化均等效；同理，接B、C和B、D时也等效。

所以归纳起来，实质就是两种接法，即“左加上”和“右加上”。

将“C、D”连入，相当于把变阻器短接，连入部分的电阻为零。

而将“A、B”连入，则相当于定值电阻（阻值即为变阻器所标最大阻值），这两种情况都失去了变阻器的作用。

3．怎样判断变阻器滑片滑动时，电路中电阻、电流、电压的变化（1）根据实际接法确定变阻器的哪一部分电阻线连入电路（滑片P左面部分电阻线或滑片P右面部分电阻线）；（2）滑片滑动时，连入电路中电阻线的长度怎样变？（3）根据电阻与长度的关系确定电阻的变化；（4）根据电阻的定义确定电流的变化。