沪科版九年级全册第一节 电阻和变阻器优质ppt课件

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想一想在生活及工程技术中，都要用到铜、铝金属材料制成的导线来传送电能（或信息）。铁也是导体，而且价格便宜，为什么不用铁线？学习了电阻的概念你就明白了。
想一想①生活中你是怎样改变调光灯的亮度？②怎样改变收音机音量的大小？原来他们都用了一个叫做电位器（变阻器）的元件。变阻器为什么能够改变灯的亮度？
第一节 电阻和变阻器
1. 实验探究：导体对电流的阻碍作用
（1）实验过程把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路，闭合开关，观察电路中小灯泡的亮度和电流表的示数。（2）实验现象把铜丝接入电路，电流表的示数较大，小灯泡较亮；把镍铬合金丝接入电路，电流表的示数小，小灯较暗。 　　
（3）实验分析导体虽然容易导电，但对电流也有一定的阻碍作用。在相同的电压下，通过铜丝的电流比较大，表明铜丝对电流的阻碍作用比较小；通过镍铬合金丝的电流比较小，表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用比较大。（4）实验结论导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同，用电阻来表示导体的这种性质。　
2. 电阻（1）概念：导体对电流的阻碍作用叫电阻。用字母R表示。不同的导体，电阻一般不同。（2）单位 ①国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω.②常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）. ③换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ.（3）电阻器收音机、电视机等用电器的电路中连接着许多具有一定阻值的元件——电阻器，用来调节电路中的电流和电压。电路图中的符号 。
（4）对电阻的理解 可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。①导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。
（5）常见的一些电阻器
【例题1】关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　）A．导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定 B．导体通电时有电阻，不通电时没有电阻C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强D．导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小
AB．电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，导体通电时有电阻，不通电时也有电阻，故AB错误；C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越差，故C错误；D．电阻是指导体对电流的阻碍作用，导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小，故D正确。 故选D。
电流通过不同材料制成的导体时，受到的阻碍作用是不一样的。那么，导体的电阻大小与哪些因素有关呢？1. 实验探究：影响电阻大小的因素【提出问题】电阻的大小与哪些因素有关?【猜想与假设】我们从生活经验中知道，输电线越长，耗电量越大；高压输电线很粗，而实验室中做电学实验用的导线却很细；导线一般使用铜、铝制成。据此我们可以猜想，导体的电阻可能跟导体的长度、粗细（横截面积）和材料有关。
知识二 电阻的大小与哪些因素有关
【设计实验与制订计划】（1）研究方法——控制变量法有多个因素制约电阻的大小，本实验采用控制变量的方法进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。
①研究电阻与横截面积的关系，控制导体的长度和材料相同。②研究电阻与长度的关系，控制导体的材料和横截面积相同。③研究电阻与材料的关系，控制导体的长度和横截面积相同。
【实验器材】电源、装有不同规格电阻丝的演示板、电流表、开关。a、b、c 是三根用同一种材料制成的导线，a、b 长短相同但粗细（横截面积）不同，a、c 粗细相同而长短不同；导线 d 与导线 c 的长短、粗细都相同，但材料不同。
【进行实验】（1）选用材料相同、长度相同，横截面积不同的两根电阻丝a和b，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。（2）选用材料相同、横截面积相同，长度不同的两根电阻丝a和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。（3）选用长度和横截面积相同、材料不同的电阻丝d和c，分别将它们接入电路，观察电流表的示数，记入表格中。
（1）分析实验1：材料和长度相同，横截面积不同的两根电阻丝a和b，通过b的电流大，说明b电阻丝的电阻小。（2）分析实验2：材料和横截面积都相同，长度不同的两根电阻丝a和c，通过a的电流小，说明a电阻丝的电阻大。（3）分析实验3：长度和横截面积相同，材料不同的两根电阻丝c和d，通过c的电流小，说明c电阻丝的电阻大。
导体电阻的大小与导体的横截面积有关，在其他条件相同时，导体的横截面积越大，电阻越小；导体电阻的大小与导体的长度有关，在其他条件相同时，导体的长度越大，电阻越大；导体电阻的大小与导体的材料有关。
视频演示——《探究影响导体电阻大小的因素》
2. 小资料（1）几种长1m、横截面积 1mm2 的导体材料在 20℃时的电阻如表所示。由上面的数据可知，长短、粗细都相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻大约是铜丝电阻的5.6倍。你现在知道为什么不用铁做电线了吗？【分析】长短、粗细都相同时，铁导线的电阻大，如果用铁做导线，将有大量的电能损耗在导线上。所以在通常情况下用铜、铝做导线，电阻较小，电能损耗少。
（2）导体的电阻还与其温度有关白炽灯不工作时（灯泡处于常温）的电阻为几十欧，而白炽灯发光时，其电阻就有几百、几千欧。在常温下，常见导体的电阻随温度的变化不大。因此，在初中阶段，若无特别说明均不考虑电阻随温度的变化。
【例题2】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关：A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。（1）该实验中，通过观察____________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是_______；A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法
实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小，采用的是转换法。故选A。
（2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想______（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）；（3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的_______有关；
（2）选用①②两根导体，材料、横截面积相同，长度不同，可验证导体电阻与长度的关系，即验证猜想B。（3）选用①④两根导体，长度、横截面积相同，材料不同，探究的是电阻大小与材料的关系；电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。
1. 变阻器 （1）问题探究：生活、学习中我们经常用到台灯，如果感觉台灯发出的光太亮时，我们可以调节台灯旋钮使灯光变暗，为什么调节旋钮可以使灯光变暗呢?探究分析:①灯光变暗→连续改变电流 →连续改变电阻。②改变导体的电阻的方法有：材料、横截面积和长度。但是改变材料和横截面积不方便，所以是通过改变连入电路中的长度改变电阻的。（2）变阻器：能够改变电阻的器件叫作变阻器。（3）原理：靠改变连入电路中的电阻丝的长度来改变接入电路中阻值的大小。
2. 滑动变阻器（1）构造主要部件是电阻丝绕成的线圈，与滑片接触处线圈表面涂有的绝缘漆已被刮去；滑片套在金属杆上，可自由滑动，金属杆的电阻很小，相当于一根导线；另有四个接线柱A、B、C、D。
（2）作用：调节滑动变阻器的滑片P，可以逐渐改变电路中的阻值，从而逐渐改变电路中的电流和部分电路两端的电压，另外还可以起到保护电路的作用（防止电路元件被烧坏）。（3）结构示意图和符号：如图所示，A、B、C、D分别表示四个接线柱 ，P表示滑片。元件符号如图所示。（4）铭牌上各数值的物理意义 “××Ω”表示变阻器的最大电阻是××欧；“×A”表示允许通过的最大的电流是×A。
3. 探究滑动变阻器的接法
想一想： ① 滑动变阻器共有ABCD四个接线柱，如果只选其中的两个接入电路M、N两点间，可能有几种连接方法？将你的选择填在横线上（填所选接线柱的字母）：__________________________________________
②如果将滑动变阻器A、D两个接线柱接入电路，电流将流过滑动变阻器的哪些部分?向右（或向左）移动滑片P时，滑动变阻器接入电路的电阻将怎样改变?为什么?电路中的电流将怎样改变？
电流的流向：电阻丝AP和金属杆PD。向右移动滑片P，接入电路的电阻丝长度变长，接入电路的电阻变大。所以电路中的电流变小。
③若另选两个接线柱将滑动变阻器接入电路，情况又会怎样?
②把滑动变阻器的接线柱接入电路中的M、N两点间。闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度和电流表示数的变化，并记录在表格中。
③按表格中的顺序，依次把滑动变阻器的接线柱接入电路中的M、N两点间。闭合开关，移动滑片P，观察灯泡亮度和电流表示数的变化，并将观察到的现象记录在表格中。
⑤把接线柱C、D连入电路的分析
把C、D接线柱连入电路，相当于一条导线，连入电路的阻值为0
移动滑片不能改变电阻
⑥把接线柱A、B连入电路的分析
把A、B接线柱连入电路，相当于一个定值电阻。
①滑动变阻器应按照“一上一下”的方式接入电路中。②关键是确定滑动变阻器的下端接线柱，上端两个接线柱中任何一个连入电路，接法是等效的。③滑片向靠近下接线柱的方向移动，电阻变小，滑片向远离下接线柱的方向移动，电阻变大，可简记为：“近下电阻变小，远下电阻变大”。
视频演示——《把接线柱AB（或CD）连入电路》
视频演示——《滑动变阻器的使用》
【例题1】滑动变阻器的原理是通过改变连入电路中导线的______来改变电阻，从而改变电路中的电流。如图所示是滑动变阻器的结构示意图，要使滑片P向右滑动时，电阻变大，应接入的接线柱为_____两个或_____两个接线柱；若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻，应接入______两个接线柱。
要使滑片P向右滑动时电阻变大，应将下接线柱A接入电路，接线柱C、D可选用一个（等效）；若要使滑动变阻器相当于一个定值电阻，应接入A、B两个接线柱。
【例题2】如图所示，是闭合电路中，滑动变阻器的接法，下列判断正确的是（       ）
A．滑片向左移动，变阻器的阻值变大B．滑片向右移动，变阻器的阻值变大C．电流必须从上接线柱流进变阻器，从下接线柱流出D．电流必须从下接线柱流进变阻器，从上接线柱流出
AB．由图知，滑动变阻器下端的接线柱接在右端，则滑片向左移动时，电阻丝接入电路的长度变大，阻值变大，故A正确，B错误；CD．变阻器中电流的流向没有限定，所以电流可由上接线柱流入，由下接线柱流出，也可由下接线柱流入，上接线柱流出。故CD错误。
1. 旋钮式电阻箱（1）元件符号：电阻箱是一种能读出连入电路阻值的变阻器，在电路图中用符号 表示。（2）结构：如图所示，箱面上有两个接线柱、四个旋盘。（3）使用方法：使用时，把两个接线柱接入电路，调节四个旋盘就能得到0~9 999欧的任意整数阻值。（4）读数方法：分别计算出四个旋盘上小三角指示的示数与面板上对应倍数的乘积，将得到的四个乘积相加，就是电阻箱接入电路中的阻值。如图所示，接入电路的阻值为3×1000Ω+6×100Ω+0×10Ω+8×1Ω＝3608Ω.
2. 插入式电阻箱插入式电阻箱有两个接线柱，接线柱之间有几段电阻丝，电阻丝的上方有能插入或拔出的铜塞。拔出铜塞时，对应的那段电阻丝就接入了电路；插入铜塞时，对应的那段电阻丝就会被短路，相当于没有接入。
如图所示是一个插入式电阻箱的示意图，接入电路的总电阻R=1Ω+2Ω=3Ω；如果当四个铜塞都拔出时，接入电路的总电阻R=1Ω+2Ω+2Ω+5Ω=10Ω
①电阻表示导体对电流的阻碍作用，常用字母R表示.②单位：国际单位：欧姆（Ω）. 常用单位：kΩ、MΩ 1kΩ=103Ω 1MΩ=103kΩ③电阻器的符号：导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关.在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小.在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大.在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同.①定义：能够改变电阻的器件叫作变阻器.②原理：靠改变接入电路中电阻线的长度改变电阻.③结构示意图与元件符号:④要使用“一上一下”两个接线柱.
1．图是四个接线柱的滑动变阻器的结构示意图，将接线柱 A、D 接入电路时，滑片 P 向右移动，接入电路的电阻丝的长度 ________，接入电路的阻值 ________。（均选填“变大”或“变小”）
滑动变阻器的正确接法是“一上一下”选择接线柱，且滑片远离下面接线柱时，滑动变阻器连入电路中的电阻丝的长度变大，接入电路的阻值变大。
2．在图所示的电路中，R 是用镍铬合金线做成的一种变阻器。闭合开关要使灯泡暗些，导线夹应向哪边移动？要使灯泡亮些，导线夹应向哪边移动？为什么？
要使灯泡暗些，导线夹应向B端移动；要使灯泡亮些，导线夹应向A端移动。原因：要使灯泡变暗，应使电路中的电流变小，电路中的电阻应变大，接入电路中的镍铬合金线应变长，故导线夹应向B端移动；要使灯泡变亮，应使电路中的电流变大，电路中的电阻应变小，接入电路中的镍铬合金线应变短，故导线夹应向A端移动。
3．在温度一定的条件下，做“探究导体电阻大小与哪些因素有关”的实验，采用了控制变量法。下表给出了实验中所用到的导体的情况。选择 C、F 两导体进行对比，是为了探究导体电阻大小与 _________ 是否有关；选择C 和 _____（填写导体的代号）导体进行对比，是为了探究导体电阻与其长度的关系；为了研究导体电阻与其横截面积的关系，应选择的两导体是 _____（填写导体的代号）。
C、F两导体的长度和横截面积相同，而材料不同，根据控制变量法可知，这是为了探究导体电阻大小与材料是否有关；要探究导体电阻大小与其长度的关系，需要控制材料和横截面积相同，改变导体的长度，所以应选择C和G两导体；要探究导体电阻大小与横截面积的关系，应选择材料和长度相同、横截面积不同的导体，故应选择A和D两导体。
4. 图给出了几种元件，请在图上用笔画线表示导线把电路元件连接起来，要求 L1 与 L2 并联，开关接在干路上，且用滑动变阻器控制两只灯泡的亮度。
1. 在电路中，可变电阻有什么用处呢？
答：（1）改变接入电路中电阻的大小，从而达到改变电路中电流和用电器两端的电压的作用。（2）保护电路。
答：将变阻器串联接入电路中。
2. 示例：要想改变电路中的电流和某一用电器两端的电压，应接入什么器材?如何接入电路?
1．有一根电阻丝，若要使该电阻丝的阻值变小，可以采取的方法是（　　）A．减小电阻丝两端的电压 B．增大通过电阻丝的电流C．减小电阻丝长度 D．减小电阻丝横截面积
导体的电阻是导体自身的一种性质，只与导体的长度、材料、横截面积等因素有关，与通过导体的电流及其两端的电压无关，导体的长度越短，电阻越小，导体的横截面积越小，电阻越大，故ABD不符合题意，C符合题意。
2. 如图所示，AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小，有（　　 ）A．AB段电阻大，电流小B．BC段电阻大，电流大C．AB段电阻大，电流与BC段相等D．BC段电阻大，电流与AB段相等
对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体，由于AB段的横截面积小，BC段的横截面积大，故AB段的电阻大于BC段的电阻；且此两段电阻串联，根据串联电路中电流处处相等的关系可知，这两段导体中的电流是相等的。故ABD不符合题意，C符合题意。
3. 如图所示是滑动变阻器接入电路中的情形，当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的有（　　）A．1个 B．2个 C．3个 D．4个
滑动变阻器正确接入电路的接线方法是“一上一下”，且滑片移动时，距离下面的接线柱越近，接入电路的电阻越小，越远越大。当滑片P向右滑动时，第一个图，滑片距离下面的接线柱变远，电阻变大；第二个图，滑片距离下面的接线柱变近，电阻变小；第四个图，滑片距离下面的接线柱变远，电阻变大；第三个图导线接在了下面的接线柱上，相当于一个定值电阻。 所以当滑片P向右滑动时，连入电路的电阻变大的有2个，B符合题意。
4. （1）如图甲所示旋盘式电阻箱的阻值是__________；（2）实验时，小明想用插入式电阻箱获得12Ω电阻，可以将图中电阻箱上的__________号铜塞同时拔去（填序号）。
1、3、5或2、3、4
（1）电阻箱示数为R=2×1000Ω+ 0×100Ω+ 1×10Ω+ 8×1Ω= 2018Ω（2）由图示知，铜塞插下时，对应的电阻短路。铜塞拨出时，对应电阻串联连接。实验时需要12欧的电阻，按电阻箱上的数据2Ω+4Ω+6Ω=12Ω 3Ω+4Ω+5Ω=12Ω所以拨出相应的铜塞即可，有两种方法：拨出1、3、5或2、3、4号铜塞。
5. 在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上。补上后要求：滑动变阻器能改变小灯泡L的亮度，闭合开关S，向左移动滑动变阻器的滑片，电流表的示数变大。
经分析可知，滑动变阻器能改变灯泡L的亮度，说明灯L与滑动变阻器串联，滑动变阻器的左下接线柱与电流表0.6接线柱相连、灯泡右接线柱与电流表的负接线柱相连，向左移动滑动变阻器的滑片时，滑动变阻器连入电路的阻值变小，电流表的示数变大，如图所示。
6．小组同学用如图所示的电路和表中的金属丝探究“导体的电阻跟哪些因素有关”。（1）为了探究电阻与长度的关系，应选择编号为______的两根金属丝，先后接入A、B间，通过观察____________来比较金属丝电阻的大小；
（1）为探究电阻与长度的关系，要控制两金属丝的材料和横截面积相同，长度不同，所以应选编号为3、5两根金属丝。该实验通过观察灯泡的亮暗来比较金属丝电阻的大小，这种方法是转换法。