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2019-2020年九年級(jí)物理 電阻教案 蘇科版 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)目標(biāo) 1．通過觀察和實(shí)驗(yàn)，初步學(xué)習(xí)電阻的概念、電阻的單位及其換算關(guān)系； 2．知道電阻的大小跟導(dǎo)體的種類等因素有關(guān)； 3．知道滑動(dòng)變阻器的構(gòu)造，會(huì)把滑動(dòng)變阻器正確地連入電路來改變電路中的電流。 二、能力目標(biāo) 1．通過觀察和實(shí)驗(yàn)，探究電阻及影響電阻大小的因素，培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、比較、概括的能力； 2．通過學(xué)生探究活動(dòng)，研究電阻大小與材料種類、長度、橫截面積的關(guān)系，滲透研究問題的一種方法——控制變量法。 三、德育目標(biāo) 1．通過了解半導(dǎo)體及超導(dǎo)在現(xiàn)代科技中的應(yīng)用，開闊視野，激發(fā)學(xué)生求知欲； 2．通過多種活動(dòng)形式，聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)探索的熱愛。 ●教學(xué)重點(diǎn) 電阻概念的建立；變阻器的原理及使用. ●教學(xué)難點(diǎn) 根據(jù)要求正確連接與使用變阻器. ●教學(xué)方法 實(shí)驗(yàn)法、觀察法、比較法. ●教具準(zhǔn)備 接線板、演示用電流表、干電池組、開關(guān)、導(dǎo)線若干、小燈泡、長短粗細(xì)相同的鐵絲及銅絲各一段、滑動(dòng)變阻器、電阻箱、調(diào)光臺(tái)燈、半導(dǎo)體收音機(jī)一臺(tái)、電位器、投影儀 ●教學(xué)過程 一、引入新課 ［師］出示預(yù)先準(zhǔn)備的各式各樣的電線。問這是什么東西？ ［生］電線、導(dǎo)線、電纜線、電話線、閉路線…… ［師］肯定同學(xué)們的回答。請大家從導(dǎo)線的截面觀察。 ［生］電線芯是用容易導(dǎo)電的金屬來做的，是導(dǎo)體。電線芯的外面包了一層橡膠或塑料，是不容易導(dǎo)電的物體，叫絕緣體。 ［師］現(xiàn)在請同學(xué)們剝開導(dǎo)線的絕緣外皮，看一下導(dǎo)線的芯到底是用什么材料做成的。 ［生］是用銅做的。是用鋁做的。 ［師］大家見過用鋼、鐵做芯的導(dǎo)線嗎？ ［生］好像沒有。 ［師］常用的導(dǎo)線通常是用銅或鋁做的，特別重要的用電設(shè)備的導(dǎo)線還要用昂貴的銀來做。我們已經(jīng)知道，鋼、鐵也是導(dǎo)體，又多又便宜，那么為什么不用鋼鐵來做導(dǎo)線呢？同學(xué)們大膽地猜想。 ［生］是不是因?yàn)殍F容易生銹，所以不用鐵。 ［生］是因?yàn)橛描F做導(dǎo)線沒有銅好。 ［生］…… ［師］大家想不想用實(shí)驗(yàn)找找原因呢？ 二、進(jìn)行新課 1．電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì) ［師］我們可以把鐵絲和銅絲分別接入電路，觀察一下有什么現(xiàn)象發(fā)生。 ［想想做做］ 請同學(xué)按圖6.3-1連接電路。 先將鐵絲接入電路，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度。 將鐵絲換成長短、粗細(xì)相同的銅絲，合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度。 ［生］接入銅絲比接入鐵絲時(shí)燈泡亮。 將電流表串入電路，重復(fù)上述的實(shí)驗(yàn)，觀察電流表的示數(shù)。 ［生］接鐵絲時(shí)的電流比接銅絲時(shí)的電流小。 ［師］比較兩次電流的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)中用的是相同的電池，也就是說電壓相同，為什么兩條導(dǎo)線中的電流不同呢？ 原來，導(dǎo)體能導(dǎo)電，但同時(shí)對電流又有阻礙作用。相同電壓下，導(dǎo)線中電流不同，說明兩條導(dǎo)線對電流的阻礙作用不同。在物理學(xué)中用“電阻”這個(gè)物理量來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。 ［板書］導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻（resistance）。 ［師］比較實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象——相同電壓下，接入銅絲的電流大，說明了什么問題？ ［生］銅對電流的阻礙作用小即電阻小。 ［師］相同電壓下，接入等長、等粗的鐵絲電流小，又說明了什么？ ［生］等長、等粗的鐵絲比銅絲的電阻大。 ［師］請同學(xué)們看書P13“幾種長1 m，橫截面積1 mm2的金屬導(dǎo)線在20 ℃時(shí)的電阻值”比較幾種材料導(dǎo)線的電阻值，能得出什么樣的結(jié)論？并說明為什么不用鐵做導(dǎo)線。 ［生］導(dǎo)線的電阻值和導(dǎo)線的材料有關(guān)。不同材料的導(dǎo)線其電阻值不同。 ［生］電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。 ［生］幾種材料中銀的電阻最小，除鎳鉻合金外，鐵的電阻最大，銅的電阻和銀差不多，但銅比銀便宜。所以不用鐵做導(dǎo)線，而常用鋁或銅。 （有學(xué)生會(huì)注意到鎳鉻合金的電阻值最大，它有什么用？此問題可留在變阻器中再來說明） 2．電阻的單位和換算 請同學(xué)們閱讀材料P13，知道下述內(nèi)容。 ［板書］電阻的符號(hào)：R 電阻的單位：歐姆（O hm)簡稱歐 符號(hào) Ω 常用單位：千歐（kΩ） 兆歐（MΩ） 1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω ［師］同學(xué)們對于電阻這個(gè)物理量已經(jīng)有了一定的了解。在電子技術(shù)中經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件——電阻器。 （出示書圖6.3-2所示各種電阻器實(shí)物） 注意：這些電阻器，無論它們是否被連入電路，通過它們電流是多少，其阻值一般是不變的，即電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。 電阻器也叫定值電阻，它在電路圖中的符號(hào)是“”。 ［師］請同學(xué)們閱讀小數(shù)據(jù)欄中“常見的電阻”，看看你能有什么發(fā)現(xiàn)。 ［生］實(shí)驗(yàn)用的導(dǎo)線電阻很小，它們是用容易導(dǎo)電的銅來做的。 ［生］實(shí)驗(yàn)用小燈泡的電阻是每根導(dǎo)線電阻的500倍。導(dǎo)線的電阻是不是可以忽略不考慮呢？ ［生］人雙手間電阻在手干燥時(shí)很大，潮濕時(shí)會(huì)變小，甚至比照明燈泡工作用的電阻還小。相同電壓下，電阻小的電流大，電阻大的電流小。所以電器工作時(shí)，用濕手去觸摸用電器開關(guān)會(huì)很不安全。 ［師］積極肯定學(xué)生仔細(xì)觀察認(rèn)真思考問題的學(xué)習(xí)態(tài)度，并對他們能根據(jù)學(xué)到知識(shí)聯(lián)系生活中實(shí)際的做法及同學(xué)的安全意識(shí)進(jìn)行表揚(yáng)。 ［師］人的雙手間干燥和潮濕時(shí)的電阻不同。誰知道還有什么東西在干燥和潮濕時(shí)的導(dǎo)電能力不同？ ［生］木柴。木柴干燥時(shí)是絕緣體，不容易導(dǎo)電；而濕木柴就是導(dǎo)體，就比較容易導(dǎo)電。 ［生］這說明干木柴電阻大、濕木柴的電阻小。絕緣體的電阻大，導(dǎo)體的電阻較小。 ［師］肯定同學(xué)的分析，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生利用電阻的知識(shí)明白絕緣體的本質(zhì)。絕緣體之所以能起到絕緣的作用，就是由于其電阻很大的緣故。 ［師］在電工材料中，除了同學(xué)們已了解的導(dǎo)體和絕緣體外，還有一種很重要的材料就是半導(dǎo)體。 ［投影］半導(dǎo)體及超導(dǎo)的相關(guān)內(nèi)容（或讓學(xué)生自己閱讀課文內(nèi)容）。通過介紹這方面內(nèi)容，進(jìn)一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。 ［師］前面實(shí)驗(yàn)中，鐵絲和銅絲電阻不同，接入電路中，使電路中電流的大小不同。由此，同學(xué)們考慮電阻的作用是什么呢？ ［生］電阻可以改變電路中的電流。 ［師］不同材料的銅絲、鐵絲接入電路可以改變電路中的電流，那么同一種材料的一根導(dǎo)線能否改變電路中的電流呢？ ［想想做做］ 用刀將鉛筆剖開，仔細(xì)取出鉛筆芯，注意不要折斷。用鉛筆芯代替前面實(shí)驗(yàn)中鐵絲（銅絲）或照圖6.3-5連接電路。 ［師］鉛筆芯是導(dǎo)體還是絕緣體？ ［生］鉛筆芯接入電路，電燈能發(fā)光，所以鉛筆芯是導(dǎo)體。 ［師］如果想要改變接入電路中的鉛筆芯的長度，誰有辦法，請來操作一下。 ［生］將連接鉛筆芯的導(dǎo)線一端打開，并使其在鉛筆芯上滑動(dòng)。 ［師］滑動(dòng)過程中同學(xué)們觀察到了什么現(xiàn)象？ ［生］燈泡的亮度發(fā)生了變化。 ［生］連入電路的鉛筆芯越長，燈越暗；連入電路的鉛筆芯越短，燈越亮。 ［師］同學(xué)們觀察得非常仔細(xì)，表現(xiàn)很好。 我們在這個(gè)過程中電源沒動(dòng)，是同一個(gè)電源，燈的亮、暗又說明了什么問題？ ［生］燈泡的亮暗，說明通過燈泡中的電流大小不同，燈亮?xí)r電流大，燈暗時(shí)電流小。 ［生］相同電壓下，電流大、電阻??；電流小、電阻大。 ［生］鉛筆芯越長，電阻越大；鉛筆芯越短，電阻越小。 ［師］如果我們換用鐵絲做實(shí)驗(yàn)會(huì)怎樣呢？ （重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)） ［生］鐵絲越長，電阻越大；鐵絲越短，電阻越小。 ［師］鐵絲和鉛筆芯都是導(dǎo)體，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象能得到什么結(jié)論呢？ ［生］導(dǎo)體電阻的大小與導(dǎo)體的長度有關(guān)。在相同粗細(xì)的條件下，導(dǎo)體越長，電阻越大；導(dǎo)體越短，電阻越小。 ［生］可以通過改變導(dǎo)體在電路中的長度來改變電阻，從而改變電路中的電流。 ［師］同學(xué)們的表現(xiàn)太棒了，這就是變阻器的工作原理。 但是，老師有一個(gè)問題需要同學(xué)們幫助，在前面觀察P13“幾種金屬導(dǎo)線的電阻”時(shí)，哪種金屬電阻最大呢？ ［生］鎳鉻合金.長1 m，橫截面積是1 mm2的鎳鉻合金的電阻是0.1 Ω。 ［師］如果老師需要電阻在0~10 Ω范圍內(nèi)變化，使用電阻最大的鎳鉻合金絲，需要多長？ ［生］需100 m。 ［師］也就是說，老師要想將接入電路的電阻從0變化到10 Ω，就必須進(jìn)行一次百米跑，這樣做可行嗎？ ［生］不行！ ［師］同學(xué)們有什么辦法呢？ ［生］將100 m長的鎳鉻線繞成像彈簧那樣的圈，就能減小長度。 ［師］（教師可預(yù)先將變阻器拆開，取出繞著線圈的瓷管）請同學(xué)們看，是不是這樣繞就可以呢？（得到同學(xué)們的肯定后，教師繼續(xù)引導(dǎo)）怎樣使用它呢？ ［生］需要使用哪部分，就在哪個(gè)地方抽出一個(gè)頭。 ［生］就像剛才實(shí)驗(yàn)中在鉛筆芯上滑動(dòng)一樣，用一個(gè)頭在線圈上滑動(dòng)就可以。 ［師］（教師將滑動(dòng)變阻器的金屬桿及滑片再裝上）是不是這樣就可以了呢？（同學(xué)們肯定）利用滑片在線圈上滑動(dòng)就可以改變接入電路的電阻，所以把它叫做：（同學(xué)們一起說）“滑動(dòng)變阻器”。 ［師］同學(xué)們面前的就是實(shí)驗(yàn)室常用的滑動(dòng)變阻器。請大家仔細(xì)觀察你面前的滑動(dòng)變阻器并閱讀教材P16第一自然段，弄清以下問題。看看大家還有什么疑問？ ［板書］變阻器的構(gòu)造： 結(jié)構(gòu)示意圖：（如右圖） 變阻器在電路圖中的符號(hào)：。 （先板書問題，然后由同學(xué)補(bǔ)充結(jié)論） ［生］電阻絲是用什么材料做的？ ［生］為什么要將電阻絲繞在絕緣瓷管上？ ［生］電阻絲外面為什么要涂絕緣層？ 教師引導(dǎo)同學(xué)們分析后明確： ●滑動(dòng)變阻器是用電阻率較大的合金線制成的，這種合金線又叫電阻線。 ●變阻器是通過改變接入電路中導(dǎo)體的長度來改變其電阻的。要想增大變阻范圍，電阻線必須做得很長。因此要將電阻線繞在絕緣管上，并使各線圈間互不接觸。 ［生］變阻器滑片上還有一個(gè)銘牌，上面寫有“50 Ω，1.5 A”是什么意思呢？ ［師］同學(xué)們討論一下，你認(rèn)為是什么意思？ ［生］“50 Ω”可能是說這個(gè)變阻器的變化范圍是0~50 Ω，它的最大電阻值就是50 Ω。 ［生］“1.5 A”應(yīng)該是說它能通過1.5 A的電流。 ［師］同學(xué)們分析的很正確。變阻器銘牌上標(biāo)出的是滑動(dòng)變阻器的“最大阻值”和允許通過的“最大電流”。因此在使用滑動(dòng)變阻器的時(shí)候要注意以下規(guī)則。 ［投影］滑動(dòng)變阻器使用規(guī)則 ●為了防止燒壞變阻器，通過變阻器的電流，不能超過允許的最大值。 ●為了避免電路中電流過大，使用變阻器前應(yīng)將其阻值調(diào)到最大。 ［師］同學(xué)們對變阻器有了一定了解。請大家觀察下面現(xiàn)象。 ［演示］ 1．用調(diào)光臺(tái)燈的控光旋鈕，改變燈的亮度。 2．用收音機(jī)控制音量的旋鈕改變收音機(jī)的音量。 ［師］光亮的控制、改變，收音機(jī)音量的控制、改變就是利用變阻器來實(shí)現(xiàn)的。收音機(jī)控制音量的變阻器是我們教材P16的電位器。 ［師］誰能給大家說說電位器的電阻是如何改變的？ ［生］從圖上可以看到，電位器的滑片是可以在電阻絲上滑動(dòng)的?；诓煌奈恢蒙蠒r(shí)電阻絲接入電路的長度也會(huì)不同，這樣就可以改變接入電路的電阻的大小。 ［師］同學(xué)們想不想試試怎樣用滑動(dòng)變阻器來改變燈泡的亮度呢？ ［探究］怎樣用變阻器改變燈泡的亮度？ ［師］同學(xué)們先移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片，看一下滑片滑過的地方有什么特別嗎？ ［生］滑片滑過的地方絕緣漆被刮去了。 ［師］為什么呢？是因?yàn)樽冏杵魇褂锰啵恍⌒墓蔚袅藛幔? ［生］（學(xué)生討論）不是不小心刮掉了，必須刮掉這些地方的絕緣漆，滑片到達(dá)時(shí)，變阻器才能接入電路。 ［師］同學(xué)們現(xiàn)在可以設(shè)計(jì)電路，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)過程中弄清下列問題。 ［投影］ ●哪兩個(gè)接線柱之間的電阻是不變的？ ●移動(dòng)滑片時(shí)，哪兩個(gè)接線柱之間的電阻隨著改變？向哪個(gè)方向移動(dòng)，電阻變大？ ●使燈泡和變阻器中電流大小相等，變阻器應(yīng)與燈泡串聯(lián)還是并聯(lián)？ ●要能控制電流的大小，應(yīng)使用滑動(dòng)變阻器的哪兩個(gè)接線柱？ ●要使燈泡由暗變亮，接通電路前應(yīng)將滑片放到什么位置上？ 學(xué)生操作，教師巡視指導(dǎo)。 實(shí)驗(yàn)結(jié)束，各組進(jìn)行交流，提出發(fā)現(xiàn)的問題。 ［師］請同學(xué)們說說你們的收獲吧。 ［生］把AB或CD兩個(gè)接線柱串聯(lián)接入電路時(shí)，燈泡的亮度都不變，說明AB間和CD間的電阻都不變；但是接C、D時(shí)燈很亮，說明C、D間電阻很小，幾乎為零；接A、B時(shí)燈很暗說明A、B間的電阻很大。 ［生］要想控制電路中電流的大小，改變小燈泡的亮度，滑動(dòng)變阻器必須串聯(lián)接入電路，并使用“一上、一下”兩個(gè)接線柱。 ［生］要使燈由暗變亮，接通電路前就應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片放在電阻最大的位置上。但我發(fā)現(xiàn)有的組和我們不一樣，我們在最左（A）端，他們在最右（B）端，難道最大值位置有兩個(gè)嗎？ ［生］我也發(fā)現(xiàn)了使燈由暗變亮有的從左向右滑，有的從右向左滑。 ［師］請同學(xué)將你們滑動(dòng)變阻器不同的連接情況畫在黑板上。 ［師］引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察比較各組變阻器的連接情況，分析產(chǎn)生區(qū)別的原因，進(jìn)一步弄清滑動(dòng)變阻器的使用規(guī)則及方法。 滑動(dòng)變阻器阻值的最大位置及滑片的移動(dòng)方向，都與變阻器的連接情況有關(guān)。如圖，如果使用接線柱CA或DA，電阻絲AP段被接入電路，這時(shí)電阻值最大的位置滑片P應(yīng)在B端，滑片從B端向A端滑動(dòng)時(shí)，電阻逐漸減小電流逐漸變大，燈泡由暗變亮。如果使用接線柱CB或DB，則電阻絲PB部分被連入電路，電阻最大值的位置就應(yīng)是滑片P在A端，而要使燈由暗變亮，滑片要從A端向B端滑動(dòng)。 投影學(xué)生探究報(bào)告，互相交流、學(xué)習(xí)，鼓勵(lì)同學(xué)們在科學(xué)探究的過程中養(yǎng)成良好的習(xí)慣，培養(yǎng)科學(xué)的態(tài)度。 三、小結(jié) 引導(dǎo)學(xué)生歸納、總結(jié)本課內(nèi)容： （1）物理學(xué)中用電阻來表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小，導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。 （2）電阻的符號(hào)是R，單位是歐姆（Ω），電阻在電路圖中的符號(hào)是。 （3）滑動(dòng)變阻器 原理：通過改變導(dǎo)體在電路中的長度來改變電阻。 構(gòu)造：電阻絲繞成的線圈、絕緣管、金屬棒、滑片。 結(jié)構(gòu)示意圖： 電路圖中的符號(hào)： 使用規(guī)則： a.首先觀察變阻器的銘牌，弄清變阻器的最大值和允許通過的最大電流； b.連接時(shí)要將滑動(dòng)變阻器的“一上、一下”兩個(gè)接線柱串聯(lián)接入所要控制的電路中； c.閉合電路前，應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片調(diào)到阻值最大的位置上。 四、板書設(shè)計(jì) （一）電阻：導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻。 電阻的符號(hào)： 電阻的單位： （略） 電阻在電路圖中的符號(hào)： （二）滑動(dòng)變阻器 原理： 構(gòu)造： 結(jié)構(gòu)示意圖： （略） 電路圖中符號(hào)： 使用規(guī)則：