2019-2020年九年級物理上冊 第三節(jié) 電阻教案 蘇科版.doc

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2019-2020年九年級物理上冊 第三節(jié) 電阻教案 蘇科版 ●教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 1.通過觀察和實驗，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.知道滑動變阻器的構(gòu)造，會把滑動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.通過觀察和實驗，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，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.通過多種活動形式，聯(lián)系學(xué)生生活實際，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)探索的熱愛. ●教學(xué)重點 電阻概念的建立. 變阻器的原理及使用. ●教學(xué)難點 根據(jù)要求正確連接與使用變阻器. ●教學(xué)方法 實驗法、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、長短粗細相同的鐵絲及銅絲各一段、滑動變阻器、電阻箱、調(diào)光臺燈、半導(dǎo)體收音機一臺、電位器、投影儀. ●課時安排 1課時 ●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］是不是因為鐵容易生銹，所以不用鐵. ［生］是因為用鐵做導(dǎo)線沒有銅好. ［生］… ［師］大家想不想用實驗找找原因呢？ 二、進行新課 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燈泡亮. 將電流表串入電路，重復(fù)上述的實驗，觀察電流表的示數(shù). ［生］接鐵絲時的電流比接銅絲時的電流小. ［師］比較兩次電流的示數(shù)，實驗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］比較實驗現(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：R 電阻的單位：歐姆（O hm)簡稱歐 符號 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］實驗用的導(dǎo)線電阻很小，它們是用容易導(dǎo)電的銅來做的. ［生］實驗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很大，潮濕時會變小，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，用濕手去觸摸用電器開關(guān)會很不安全. ［師］積極肯定學(xué)生仔細觀察認真思考問題的學(xué)習(xí)態(tài)度，并對他們能根據(jù)學(xué)到知識聯(lián)系生活中實際的做法及同學(xué)的安全意識進行表揚. ［師］人的雙手間干燥和潮濕時的電阻不同.誰知道還有什么東西在干燥和潮濕時的導(dǎo)電能力不同？ ［生］木柴.木柴干燥時是絕緣體，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，進一步引導(dǎo)學(xué)生利用電阻的知識明白絕緣體的本質(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，進一步提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣. ［師］前面實驗中，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，仔細取出鉛筆芯，注意不要折斷.用鉛筆芯代替前面實驗中鐵絲（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. ［師］滑動過程中同學(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，表現(xiàn)很好. 我們在這個過程中電源沒動，是同一個電源，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，燈暗時電流小. ［生］相同電壓下，電流大、電阻?。浑娏餍?、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驗會怎樣呢？ （重復(fù)上述實驗） ［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)實驗現(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，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，就在哪個地方抽出一個頭. ［生］就像剛才實驗中在鉛筆芯上滑動一樣，用一個頭在線圈上滑動就可以. ［師］（教師將滑動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）“滑動變阻器”. ［師］同學(xué)們面前的就是實驗室常用的滑動變阻器.請大家仔細觀察你面前的滑動變阻器并閱讀教材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： （先板書問題，然后由同學(xué)補充結(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，你認為是什么意思？ ［生］“50 Ω”可能是說這個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”.因此在使用滑動變阻器的時候要注意以下規(guī)則. ［投影］滑動變阻器使用規(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)光臺燈的控光旋鈕，改變燈的亮度. 2.用收音機控制音量的旋鈕改變收音機的音量. ［師］光亮的控制、改變，收音機音量的控制、改變就是利用變阻器來實現(xiàn)的.收音機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的.滑片在不同的位置上時電阻絲接入電路的長度也會不同，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)們先移動滑動變阻器的滑片，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？是因為變阻器使用太多，不小心刮掉了嗎？ ［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，滑片到達時，變阻器才能接入電路. ［師］同學(xué)們現(xiàn)在可以設(shè)計電路，進行實驗，在設(shè)計和實驗過程中弄清下列問題. ［投影］ ●哪兩個接線柱之間的電阻是不變的？ ●移動滑片時，哪兩個接線柱之間的電阻隨著改變？向哪個方向移動，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)使用滑動變阻器的哪兩個接線柱？ ●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). 實驗結(jié)束，各組進行交流，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兩個接線柱串聯(lián)接入電路時，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時燈很亮，說明C、D間電阻很小，幾乎為零；接A、B時燈很暗說明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，滑動變阻器必須串聯(lián)接入電路，并使用“一上、一下”兩個接線柱. ［生］要使燈由暗變亮，接通電路前就應(yīng)將滑動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)將你們滑動變阻器不同的連接情況畫在黑板上. ［師］引導(dǎo)學(xué)生仔細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，進一步弄清滑動變阻器的使用規(guī)則及方法. 滑動變阻器阻值的最大位置及滑片的移動方向，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端滑動時，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. 投影學(xué)生探究報告，互相交流、學(xué)習(xí).鼓勵同學(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）電阻的符號是R，單位是歐姆（Ω），電阻在電路圖中的符號是. （3）滑動變阻器 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： 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.連接時要將滑動變阻器的“一上、一下”兩個接線柱串聯(lián)接入所要控制的電路中. c.閉合電路前，應(yīng)將滑動變阻器滑片調(diào)到阻值最大的位置上. 四、動手動腦學(xué)物理 1.要使滑動變阻器能控制燈泡的亮度，滑動變阻器應(yīng)和燈泡串聯(lián).（圖略） 滑動變阻器滑片的移動方向應(yīng)根據(jù)滑動變阻器接線柱的連接情況來定. 2.此電路不能滿足題目要求. 因為接線柱接錯，使電阻器成了一個不變的電阻.應(yīng)用“一上、一下”兩個接線柱. 五、板書設(shè)計 （一）電阻：導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻. 電阻的符號： 電阻的單位： （略） 電阻在電路圖中的符號： （二）滑動變阻器 原理： 構(gòu)造： 結(jié)構(gòu)示意圖： （略） 電路圖中符號： 使用規(guī)則：