1.1 电阻和变阻器 学案(沪科版九年级全册)

第一节电阻和变阻器学案学习目标：1、认识电学中的一个重要物理量——导体的电阻，知道电阻的概念、单位及其换算关系。

2、经过实验探究，用控制变量的方法研究决定电阻大小的因素；理解决定电阻大小的因素。

3、知道滑动变阻器的原理、构造、作用及使用方法；知道电阻箱的读数方法。

4、会用滑动变阻器改变电路中的电流。

5、在“交流与讨论”中，培养表达自己的观点，尊重他人的意识。

学法指导：本节学习电阻这一重要的电学物理量及滑动变阻器这一重要的电学器材，应掌握的知识较多，可以用知识网络的形式总结、巩固。

本节知识的学习过程，主要运用了变量控制法、归纳法。

1、知识网络总结定义：单位：单位换算：电阻电阻器在电路中的符号：影响电阻大小的因素：原理：作用：使用：滑动变阻器电阻箱：两种变阻器的区别：2、控制变量法控制变量法在本节主要用于解决电阻大小的因素的问题，用控制变量可以判断出导体随长度、横截面积、材料、温度的改变而变化的规律，具体做法如下：（1）使导体的长度、横截面积相同，比较它们在相同的电压下，不同材料的导线通过电流的大小不同，得出电阻的大小与导体的材料有关的结论。

（2）使导体的材料、横截面积相同，以不同长度的导线进行比较。

（3）控制材料、长度相同，对横截面积不同的导线进行比较。

（4）控制材料、长度、横截面积相同，比较导线在不同温度下的电流强度。

通过上述比较，得出结论。

在今后的学习和实际运用中，还常用到控制变量的方法来解决问题，我们应理解和掌握好这种方法。

3、归纳法关于滑动变阻器的接法，判断滑动变阻器接入电路是哪部分电阻的问题，我们是通过归纳找出规律的。

在下面的要点释义中我们将说明滑动变阻器的四种接法，而这种种都是“一上一下”的接法，且接入的滑片触点到下接线柱间的电阻。

在滑片移动过程中接近滑片下接线柱时，接入的电阻变小，远离下接线柱则接入的电阻变大，这些规律是我们在列举了各种接法，通过归纳后得出的。

释疑解难1、电阻是导体对电流阻碍作用的大小，那么“导体中只有电流通过时才有电阻，没有电流通过就没有电阻”，这句话对吗？这句话是错误的，因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小只决定于导体本身的材料、长度、横截面积和温度，跟外加的电压和是否有电流通过无关，也就是说，无论导体中是否有电流通过或导体两端是否有电压存在，导体的电阻总是存在的，只不过导体的电阻只有在通电时才表现出来。

2、决定电阻大小的因素有哪些？决定导体电阻大小的因素主要有四个：a. 导体的长度，b. 导体的横截面积，c. 导体材料，d. 导体的温度。

由同种材料组成的导体，长度相同时，横截面积越大的，电阻越小。

所以在远距离输电时，要减小导线的电阻又不改变长度，就需要用较粗的导线。

由同种材料组成的导体，横截面积相同时，导体越长电阻越大。

例如在远距离输电中，用同样粗细的导体，架设线路越长，导线的电阻越大。

不同材料组成的导体，在长度、横截面积及温度相同时，电阻不同，导体的这种性质称为电阻率，即长1m，横截面积为1mm2的导体，在20℃时的电阻，如银的为0.016Ω，和其它导体相比最小，而铝的比铁的小，这就是为什么用铝线送电而不用铁线的原因。

导体的电阻还随温度的变化而改变。

对于大多数导体，温度升高时电阻增大，但也有少数导体，其电阻随温度的升高而减小，一般金属导体温度升高几度或十几度时，电阻值变化不超过百分之几，通常我们可以忽略温度对电阻的影响。

在初中阶段，如果不加说明，温度变化对电阻值的影响不计。

3、怎样判断滑动变阻器接入电路的电阻值的变化？滑动变阻器的滑片左右滑动时，会改变接入电路的电阻线长度而使电阻改变，从而引起电路中电流的变化，具体中按以下顺序判断：（1）确定滑动变阻器与电路的接法；（2）根据电流通过变阻器的情况，判断滑动变阻器的哪段电阻被连入了电路；（3）根据滑片位置的变化，判断通过电流的电阻线的长度变化；（4）由电阻线长度的变化，判断接在电路中的滑动变阻器电阻大小的变化，例如，如图106所示，列出了滑动变阻器的4种正确接法。

进一步分析可知，图（a）、（b）两种接法都是将滑片P以在的电阻线接入了电路，即下面接B时上面接C或D是等效的。

同理，图（c）、（d）两种接法都是将滑片P以左的电阻丝接入了电路。

归纳起来，4种接法实质上是两种，即采用“一上一下”；下面若接左接线柱，接入电路的是滑片P以左的电阻线；下面若接右接线柱，接入电路的是滑片P以右的电阻线，明确以上两点，对判断有关问题是很方便。

例如如图（a）当P 向右移时，连入电路中的电阻线变短，电阻变小就可迅速判断出来。

自我检测1、如图107所示将接线柱A、B接入电路中，当滑片P向左滑动时，连入电路的电阻将_______，图中“50Ω 1.5A”的物理意义是什么？2、通常用铜作导线是因为（）A. 铜的电阻小B. 长度相同的其他金属比铜的电阻大C. 粗细相的其他金属比铜的电阻大D. 长短、粗细相同时，铜比其他金属电阻小3、欲使图108中的灯泡变亮，应将滑片（）A. 向右移动B. 向左移动C. 向左向右均可D. 无法判断参考答案：1、减小最大阻值为50Ω，允许通过的最大电流为1.5A2、D3、B交流园地课外空间1、导体的电阻跟温度的关系导体的电阻跟温度有关，并且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℃，电阻值的变化久在1/100000—6/1000之间，故在温度变化不大时，导体的电阻变化很小，可忽略不计。

白炽灯丝发光后温度变化很大，因而电阻值变化也很大。

例如“220V 100W”的灯泡灯丝在室温下电阻约30Ω，而发光时电阻可达484Ω。

某些合金（如锰铜、康铜）的电阻值，随温度变化较小，可用来制作标准电阻。

是不是所有导体的电阻都随温度的升高而增大呢？请搜集信息。

2、滑动变阻器对电路的控制作用（1）限流作用。

如图109（a）所示，移动滑动片，增减滑动变阻器接入电路中的阻值，即可改变流过灯泡的电流强度，并防止电路中的电流过大。

（2）分压作用。

如图109（b）所示，滑动变阻器接了三个接线柱，形成了混联电路，电源输出的电压分布在滑动变阻器的全部电阻丝上，而灯泡只分得其中的一并联电压，移动滑片增加并联电压，移动滑片增加并联阻值，即可增大灯泡电压，反之则减小。

在初中一般不涉及这种接法。

3、插入式演示电阻箱如图110（a）是我们已接触过的旋盘式电阻箱。

图110（b）也是一种电阻箱，它是插入式演示电阻箱，它的构造是：每个阻值确定的电阻线两端分别妆在两个铜排上，两铜排间不接触，留有插孔，若铜塞插入插孔，它旁边的电阻线圈被铜排短接，此时未接入电路；若铜塞从插孔拔出，插孔旁的电阻线圈就表示连入电路。

示情况表示连入电路的电阻分别为：（a）中___________Ω，（b）中__________Ω。

4、半导体学过电阻的知识以后，我们可以进一步懂得导体和绝缘体的区别。

导体容易导电，是因为它的电阻很小，绝缘体不容易导电，是因为它的电阻很大。

一般说来，绝缘体的电阻比导体的电阻大1013（十万亿）倍以上。

还有一些材料，导电性能介乎导体与绝缘体之间，它们的电阻比导体大得多，但又比绝缘体小得多，这类材料就叫做半导体。

锗、硅、砷化镓等，都是半导体。

当作导体来使用，半导体的电阻太大了。

当作绝缘体来使用，半导全的电阻又太小了，似乎半导体没有什么用处了。

其实不然，半导体有许多特殊的电学性能，使它获得了多方面的重要应用。

有的半导体，在受到压力后电阻发生较大的变化。

利用这种半成体可以做成体积很小的压敏元件，它可以把压力变化转变成电流的变化，使人们在测出电流变化后也就知道了压力的变化。

有的半导体，在受热后电阻随温度的升高而迅速减小，利用这种半导体可以做成体积很小的热敏电阻。

热敏电阻可以用来测量很小范围内的温度变化，反应快，而且精确度高。

有的半导体，在光照下电阻大为减小，利用这种半导体可以做成体积很小的光敏电阻。

没有光照时，光敏电阻就像绝缘体那样不容易导电；有光照时，光敏电阻又像导体那样导电。

因此，光敏电阻广泛应用到需要对光照反映灵敏的许多自动控制设备中。

半导体还有许多奇妙的电学性能，上面举出的只是几个浅显的例子。

正是由于它的这些特性，人们用半导体做成了许许多多用途不同的元件，广泛应用到各个方面。

5、二极管二极管又叫晶体二极管、半导体二极管，是由半导体材料制成的，它有两根引线（图111），一根叫正极，另一根叫负极。

二极管的导电性能很特殊，它只允许电流从它的正极流向负极，不允许从负极流向正极，这很像自行车的气门芯，只允许气流从打气筒流向车胎。

有一种二极管在导电时发光，叫做发光二极管，它的外形如图112。

一般发光二极管的正常工作电流为10mA左右，但在约3mA时就能发光。

一般小灯泡要几百毫安才能发光，所以常常用发光二极管来显示电路有没有电流，这比使用小灯泡要省电，而且更灵敏。

不同的发光二极管可以发出不同颜色的光，如红光、绿光、黄光等。

有的城市街道上的红绿灯就是用发光二极管制作的。

在大型平板上嵌入许许多多发光二极管可以制成大屏幕，用来显示图像和文字。