初中物理第三节 电阻 教案

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初中物理第三节 电阻 教案

不错,我顶


  • 第五节 升华和凝华
    教案示例
    教案示例一 教案示例二

    教案示例二

    电阻

      教学目标

      一、知识与技能

      1.知道电阻及其单位。

      2.知道滑动变阻器的构造,会把滑动变阻器连入电路来改变电流。

      二、过程和方法

      通过观察实验、对比等方法,学习利用滑动变阻器改变电流、电压。

      三、情感、态度与价值观

      通过了解半导体及超导体以及它们在现代科学技术中的应用,开阔视野。

      教学重点:电阻概念的建立,变阻器的原理及使用。

      教学难点:根据要求正确连接与使用变阻器。

      教学准备:接线板、演示用电流表、干电池组、开关、导线若干、小灯泡、长短粗细相同的铁丝及铜丝各一段、滑动变阻器、电阻箱、调光台灯。

      教学过程

      一、引入新课

      出示预先准备的各式各样的电线,导线、电缆线、电话线、闭路线…提问:这些是什么?有什么用处?

      或播放动画:电阻情境体验

      请大家从导线的截面观察。电线芯是用容易导电的金属来做的,是导体。电线芯的外面包了一层橡胶或塑料,是不容易导电的物体,叫绝缘体。

      继续播放动画:电阻情境体验

      现在请同学们剥开导线的绝缘外皮,看一下导线的芯到底是用什么材料做成的。是用铜、铝做的。大家见过用钢、铁做芯的导线吗?常用的导线通常是用铜或铝做的,特别重要的用电设备的导线还要用昂贵的银来做。我们已经知道,钢、铁也是导体,又多又便宜,那么为什么不用钢铁来做导线呢?这节课我们就动手做实验找找原因。

      二、新课学习

      (一)电阻

      1.电阻是导体本身的一种性质

      我们可以把铁丝和铜丝分别接入电路,观察一下有什么现象发生。请同学按照电路图连接电路。

      先将铁丝接入电路,合上开关,观察小灯泡的亮度。将铁丝换成长短、粗细相同的铜丝,合上开关,观察小灯泡的亮度。

      现象:接入铜丝比接入铁丝时灯泡亮。

      将电流表串入电路,重复上述的实验,观察电流表的示数。接铁丝时的电流比接铜丝时的电流小。比较两次电流的示数,实验中用的是相同的电池,也就是说电压相同,为什么两条导线中的电流不同呢?

      原来,导体能导电,但同时对电流又有阻碍作用。相同电压下,导线中电流不同,说明两条导线对电流的阻碍作用不同。在物理学中用“电阻”这个物理量来表示导体对电流阻碍作用的大小。

      板书:导体对电流的阻碍作用叫电阻。符号:R,单位欧姆,简称欧,符号Ω。

      比较实验现象:相同电压下,接入铜丝的电流大,说明了什么问题?铜对电流的阻碍作用小,也就是铜丝的电阻小。相同电压下,接入等长、等粗的铁丝电流小,说明了等长、等粗的铁丝比铜丝的电阻大。

      请同学们看书中“几种长 1 m,横截面积 1 mm2的金属导线在 20 时的电阻值”比较几种材料导线的电阻值,能得出什么样的结论?并说一说为什么不用铁做导线。

      导线的电阻值和导线的材料有关。不同材料的导线其电阻值不同。电阻是导体本身的一种性质。几种材料中银的电阻最小,除镍铬合金外,铁的电阻最大,铜的电阻和银差不多,但铜比银便宜。所以不用铁做导线,而常用铝或铜。有学生会注意到镍铬合金的电阻值最大,它有什么用?此问题可留在变阻器中再来说明。

      2.电阻的单位换算。

      常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),1 kΩ=103 Ω、 1 MΩ=106 Ω。

      同学们对于电阻这个物理量已经有了一定的了解。在电子技术中经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器。注意:这些电阻器,无论它们是否被连入电路,通过它们电流是多少,其阻值一般是不变的,即电阻是导体本身的一种性质。电阻器也叫定值电阻,它在电路图中的符号是“”。

      在电工材料中,除了同学们已了解的导体和绝缘体外,还有一种很重要的材料就是半导体。半导体及超导的相关内容(或让学生自己阅读课文内容)。通过介绍这方面内容,进一步提高学生的学习兴趣。

      (二)变阻器

      前面实验中,铁丝和铜丝电阻不同,接入电路中,使电路中电流的大小不同。由此,同学们考虑电阻的作用是什么呢?电阻可以改变电路中的电流。不同材料的铜丝、铁丝接入电路可以改变电路中的电流,那么同一种材料的一根导线能否改变电路中的电流呢?

      想想做做

      用刀将铅笔剖开,仔细取出铅笔芯,注意不要折断。用铅笔芯代替前面实验中铁丝(铜丝)。

      铅笔芯是导体还是绝缘体?铅笔芯接入电路,电灯能发光,所以铅笔芯是导体。如果想要改变接入电路中的铅笔芯的长度,谁有办法,请来操作一下。将连接铅笔芯的导线一端打开,并使其在铅笔芯上滑动。滑动过程中同学们观察到了什么现象?灯泡的亮度发生了变化。连入电路的铅笔芯越长,灯越暗;连入电路的铅笔芯越短,灯越亮

      我们在这个过程中电源没动,是同一个电源,灯的亮、暗又说明了什么问题?灯泡的亮暗,说明通过灯泡中的电流大小不同,灯亮时电流大,灯暗时电流小。相同电压下,电流大、电阻小;电流小、电阻大。铅笔芯越长,电阻越大;铅笔芯越短,电阻越小。

      如果我们换用铁丝做实验会怎样呢?(重复上述实验)铁丝越长,电阻越大;铁丝越短,电阻越小。铁丝和铅笔芯都是导体,根据实验现象能得到什么结论呢?

      导体电阻的大小与导体的长度有关。在相同粗细的条件下,导体越长,电阻越大;导体越短,电阻越小。可以通过改变导体在电路中的长度来改变电阻,从而改变电路中的电流。同学们的表现太棒了,这就是变阻器的工作原理。

      但是,老师有一个问题需要同学们帮助,在前面观察“几种金属导线的电阻”时,哪种金属电阻最大呢?镍铬合金。长 1 m,横截面积是 1 mm2的镍铬合金的电阻是0.1Ω。如果老师需要电阻在010Ω范围内变化,使用电阻最大的镍铬合金丝,需要多长? 100 m。也就是说,老师要想将接入电路的电阻从0变化到10Ω,就必须进行一次百米跑,这样做可行吗?

       100 m长的镍铬线绕成像弹簧那样的圈,就能减小长度。(教师可预先将变阻器拆开,取出绕着线圈的瓷管)请同学们看,是不是这样绕就可以呢?(得到同学们的肯定后,教师继续引导)怎样使用它呢?需要使用哪部分,就在哪个地方抽出个头。就像刚才实验中在铅笔芯上滑动一样,用个头在线圈上滑动就可以。(教师将滑动变阻器的金属杆及滑片再装上)是不是这样就可以了呢?(同学们肯定)利用滑片在线圈上滑动就可以改变接入电路的电阻,所以把它叫做:“滑动变阻器”。同学们面前的就是实验室常用的滑动变阻器。

      板书:变阻器的构造

      结构示意图:

      变阻器在电路图中的符号: (先板书问题,然后由同学补充结论)电阻丝是用什么材料做的?为什么要将电阻丝绕在绝缘瓷管上?电阻丝外面为什么要涂绝缘层?教师引导同学们分析后明确:滑动变阻器是用电阻率较大的合金线制成的,这种合金线又叫电阻线。变阻器是通过改变接入电路中导体的长度来改变其电阻的。要想增大变阻范围,电阻线必须做得很长。因此要将电阻线绕在绝缘管上,并使各线圈间互不接触。

      变阻器滑片上还有一个铭牌,上面写有“50 Ω, 1.5 A”是什么意思呢?同学们讨论一下,你认为是什么意思?“50Ω”可能是说这个变阻器的变化范围是050Ω,它的最大电阻值就是50Ω。 1.5 A”应该是说它能通过 1.5 A的电流。变阻器铭牌上标出的是滑动变阻器的“最大阻值”和允许通过的“最大电流”。因此在使用滑动变阻器的时候要注意以下使用规则:

      1)为了防止烧坏变阻器,通过变阻器的电流,不能超过允许的最大值。

      2)为了避免电路中电流过大,使用变阻器前应将其阻值调到最大。

      演示:

      1.用调光台灯的控光旋钮,改变灯的亮度。

      2.用收音机控制音量的旋钮改变收音机的音量。

      光亮的控制、改变,收音机音量的控制、改变就是利用变阻器来实现的。收音机控制音量的变阻器是电位器。

      探究:怎样用变阻器改变灯泡的亮度?

      大家想不想试试怎样用滑动变阻器来改变灯泡的亮度呢?同学们先移动滑动变阻器的滑片,看一下滑片滑过的地方有什么特别吗?滑片滑过的地方绝缘漆被刮去了。为什么呢?必须刮掉这些地方的绝缘漆,滑片到达时,变阻器才能接入电路。同学们现在可以设计电路,进行实验,在设计和实验过程中弄清下列问题。

      1)哪两个接线柱之间的电阻是不变的?

      2)移动滑片时,哪两个接线柱之间的电阻随着改变?向哪个方向移动,电阻变大?

      3)使灯泡和变阻器中电流大小相等,变阻器应与灯泡串联还是并联?

      4)要能控制电流的大小,应使用滑动变阻器的哪两个接线柱?

      5)要使灯泡由暗变亮,接通电路前应将滑片放到什么位置上?

      学生操作,教师巡视指导。实验结束,各组进行交流,提出发现的问题。要想控制电路中电流的大小,改变小灯泡的亮度,滑动变阻器必须串联接入电路,并使用“一上、一下”两个接线柱。

      要使灯由暗变亮,接通电路前就应将滑动变阻器滑片放在电阻最大的位置上。请同学将你们滑动变阻器不同的连接情况画在黑板上。引导学生仔细观察比较各组变阻器的连接情况,分析产生区别的原因,进一步弄清滑动变阻器的使用规则及方法。

      滑动变阻器阻值的最大位置及滑片的移动方向,都与变阻器的连接情况有关。如图,如果使用接线柱CADA,电阻丝AP段被接入电路,这时电阻值最大的位置滑片P应在B端,滑片从B端向A端滑动时,电阻逐渐减小电流逐渐变大,灯泡由暗变亮。如果使用接线柱CBDB,则电阻丝PB部分被连入电路,电阻最大值的位置就应是滑片PA端,而要使灯由暗变亮,滑片要从A端向B端滑动。

      三、小结

      1)物理学中用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小,导体的电阻是导体本身的一种性质。

      2)电阻的符号是R,单位是欧姆(Ω),电阻在电路图中的符号是

      3)滑动变阻器

      原理:通过改变导体在电路中的长度来改变电阻。

      构造:电阻丝绕成的线圈、绝缘管、金属棒、滑片。

      结构示意图:

      电路图中的符号:

      使用规则:

      a.首先观察变阻器的铭牌,弄清变阻器的最大值和允许通过的最大电流。

      b.连接时要将滑动变阻器的“一上、一下”两个接线柱串联接入所要控制的电路中。

      c.闭合电路前,应将滑动变阻器滑片调到阻值最大的位置上。

      四、板书设计

      (一)电阻:导体对电流的阻碍作用叫电阻。

      电阻的符号:R

      电阻的单位: 欧姆(Ω)

      电阻在电路图中的符号:

      (二)滑动变阻器

      原理:

      构造:

      结构示意图:

      电路图中符号:

      使用规则: