《电阻和变阻器》课件-(公开课获奖)2022年沪科版物理-2-002.ppt

1、教育部教育部“精英杯精英杯”公开课大赛简介公开课大赛简介 2021年6月，由教育学会牵头，教材编审委员会具体组织实施，在全国8个城市，设置了12个分会场，范围从“小学至高中”全系列部编新教材进行了统一的培训和指导。每次指導，都輔以精彩的優秀示範課。在這些示範課中，不乏全國名師和各省名師中的佼佼者。他们的课程，无论是在内容和形式上，都是经过认真研判，把各学科的核心素养作为教学主线。既涵盖城市中小学、又包括乡村大部分学校的教学模式。適合全國大部分教學大區。本課件就是從全國一等獎作品中，优选出的具有代表性的作品。示范性强，有很大的推广价值。第十五章探究电路第一节电阻和变阻器第一课时 电 阻【体验体验

2、】认识电阻认识电阻活动活动:准备电池、开关、导线、铁丝、镍铬合金线、电流表、准备电池、开关、导线、铁丝、镍铬合金线、电流表、小灯泡等小灯泡等,连接成如图所示的电路。连接成如图所示的电路。活动活动1:1:如图甲所示如图甲所示,闭合开关使小灯泡发光闭合开关使小灯泡发光,并记下电流表的示并记下电流表的示数。数。活动活动2:2:如图乙所示如图乙所示,将电路断开将电路断开,在在A A、B B间接入一段铁丝间接入一段铁丝,闭合闭合开关使小灯泡发光开关使小灯泡发光,并记下电流表的示数。并记下电流表的示数。活动活动3:3:在在A A、B B间接入一段和铁丝长短、粗细都相同的镍铬合金间接入一段和铁丝长短、粗细都

3、相同的镍铬合金线线,闭合开关使小灯泡发光闭合开关使小灯泡发光,并记下电流表的示数。并记下电流表的示数。(1)(1)比较活动比较活动1 1和和2,2,小灯泡的亮度和电流表的示数小灯泡的亮度和电流表的示数(选选填填“有有”或或“没有没有”)变化。变化。(2)(2)比较活动比较活动2 2和和3,3,小灯泡的亮度和电流表的示数小灯泡的亮度和电流表的示数(选选填填“相同相同”或或“不相同不相同”)。提示提示:(1)(1)有有(2)(2)不相同不相同1.1.什么是电阻什么是电阻?2.2.电阻的单位及换算关系是什么电阻的单位及换算关系是什么?3.3.电阻的大小与哪些因素有关电阻的大小与哪些因素有关?探究探究

4、1 1 电阻电阻结合结合“体验体验”中的活动中的活动,思考下列问题思考下列问题:1.1.活动活动1 1和和2 2中中,铁丝的接入使电路中的电流发生了怎样的变化铁丝的接入使电路中的电流发生了怎样的变化?这说明铁丝对电流产生了什么作用这说明铁丝对电流产生了什么作用?提示提示:铁丝接入电路中使电流表的示数减小铁丝接入电路中使电流表的示数减小,小灯泡的亮度变暗小灯泡的亮度变暗,说明铁丝的接入使电路中的电流变小说明铁丝的接入使电路中的电流变小,可知铁丝对电流有阻碍可知铁丝对电流有阻碍作用。作用。参考答案参考答案:变小阻碍作用变小阻碍作用2.2.活动活动2 2和和3 3中中,电路中的电流不相同电路中的电流

5、不相同,这说明不同的金属丝对电这说明不同的金属丝对电流的阻碍作用是流的阻碍作用是,金属丝对电流的阻碍作用越大金属丝对电流的阻碍作用越大,电路电路中的电流就越中的电流就越,物理学中用物理学中用表示导体对电流的阻表示导体对电流的阻碍作用。碍作用。提示提示:把铁丝和镍铬合金线分别接在同一电路中把铁丝和镍铬合金线分别接在同一电路中,电流不同电流不同,说说明不同的金属丝对电流的阻碍作用是不同的明不同的金属丝对电流的阻碍作用是不同的,物理学中用电阻物理学中用电阻来表示导体对电流的阻碍作用。电路中电阻越大来表示导体对电流的阻碍作用。电路中电阻越大,电流越小电流越小;电电阻越小阻越小,电流越大。电流越大。参考

6、答案参考答案:不同的小电阻不同的小电阻3.3.回答下列问题回答下列问题(1)(1)电阻用符号电阻用符号表示。表示。(2)(2)在国际单位制中在国际单位制中,电阻的单位是电阻的单位是,符号是符号是。(3)(3)完成下列单位换算完成下列单位换算1 k=1 k=,1 M=,1 M=。参考答案参考答案:(1)R(1)R(2)(2)欧姆欧姆(3)10(3)103 310106 6探究探究2 2 电阻与哪些因素有关电阻与哪些因素有关1.1.猜想与假设猜想与假设:结合结合“体验体验”中的活动及日常生活经验中的活动及日常生活经验,你认为你认为电阻的大小由哪些因素决定电阻的大小由哪些因素决定?参考答案参考答案:

7、材料、长度、横截面积材料、长度、横截面积2.2.实验方法实验方法:电阻的大小可能与多个因素有关电阻的大小可能与多个因素有关,在探究时在探究时,需利需利用用法。法。提示提示:当研究一个物理量与多个因素有关时当研究一个物理量与多个因素有关时,要用控制变量法。要用控制变量法。参考答案参考答案:控制变量控制变量3.3.实验设计实验设计:如图所示如图所示a a、b b、c c材料相同材料相同,a,a、b b长短相同长短相同,粗细不同粗细不同,a,a、c c粗细相同粗细相同,长长度不同度不同,d,d、c c长短、粗细都相同长短、粗细都相同,材料不同。材料不同。(1)(1)探究电阻与导体的横截面积的关系探究

8、电阻与导体的横截面积的关系思路思路:需控制需控制不变不变,改变改变,比较它们的电比较它们的电阻的大小。阻的大小。提示提示:利用控制变量法利用控制变量法,控制一个量控制一个量(探究量探究量)改变改变,其他量不变。其他量不变。参考答案参考答案:材料和长度横截面积材料和长度横截面积(2)(2)探究电阻与导体长度的关系探究电阻与导体长度的关系思路思路:需控制需控制不变不变,改变改变,比较它们的电比较它们的电阻的大小。阻的大小。参考答案参考答案:材料和横截面积长度材料和横截面积长度(3)(3)探究电阻与导体材料的关系探究电阻与导体材料的关系思路思路:需控制需控制不变不变,改变改变,比较它们的电比较它们的

9、电阻的大小。阻的大小。参考答案参考答案:长度和横截面积材料长度和横截面积材料4.4.实验数据及分析实验数据及分析:实验次数实验次数所用电阻丝所用电阻丝电流电流长度长度/m/m横截面积横截面积/mm/mm2 2材料材料1 11 10.50.5a a0.240.242 21 10.70.7b b0.300.303 30.50.50.50.5c c0.200.204 40.50.50.50.5d d0.400.40分析实验数据分析实验数据,你可得出实验结论是你可得出实验结论是:(1)(1)导体的电阻跟导体的长度有关导体的电阻跟导体的长度有关,导体越长导体越长,电阻越电阻越。(2)(2)导体的电阻跟导

10、体的横截面积有关导体的电阻跟导体的横截面积有关,导体横截面积越大导体横截面积越大,电电阻越阻越。(3)(3)导体的电阻跟导体的材料有关导体的电阻跟导体的材料有关,不同材料的导体不同材料的导体,其电阻其电阻。参考答案参考答案:(1)(1)大大(2)(2)小小(3)(3)不同不同 5.5.交流与评估交流与评估:实验时实验时,可以用哪些方法间接地显示电阻的大小可以用哪些方法间接地显示电阻的大小?提示提示:利用导体两端加相同的电压利用导体两端加相同的电压,通过比较电路中的电流的大通过比较电路中的电流的大小来比较电阻的大小小来比较电阻的大小,电流大的电阻小电流大的电阻小,电流小的电阻大。故可电流小的电阻

11、大。故可在电路中加入电流表在电路中加入电流表,或者直接观察灯泡的亮度或者直接观察灯泡的亮度,灯泡越亮灯泡越亮,电电阻越小阻越小,灯泡越暗灯泡越暗,电阻越大。电阻越大。参考答案参考答案:电压相同时电压相同时,通过比较电流表示数的大小通过比较电流表示数的大小,示数大的示数大的电阻小电阻小,示数小的电阻大示数小的电阻大;也可以观察灯泡的亮度也可以观察灯泡的亮度,灯泡越亮灯泡越亮,电电阻越小。阻越小。一、电阻一、电阻1.1.定义定义:导体对电流导体对电流_作用的大小。作用的大小。2.2.单位换算关系单位换算关系:1 k=_,1 M=_:1 k=_,1 M=_。10103 310106 6阻碍阻碍二、电

12、阻与哪些因素有关二、电阻与哪些因素有关1.1.导体的电阻是导体本身的一种导体的电阻是导体本身的一种_。2.2.影响电阻大小的因素影响电阻大小的因素:(1)(1)导体电阻的大小跟导体的横截面积有关。在其他条件相同导体电阻的大小跟导体的横截面积有关。在其他条件相同时时,导体横截面积导体横截面积_,_,电阻电阻_。(2)(2)导体电阻的大小跟导体的长度有关。在其他条件相同时导体电阻的大小跟导体的长度有关。在其他条件相同时,导导体长度越长体长度越长,电阻电阻_。(3)(3)导体电阻的大小跟导体的导体电阻的大小跟导体的_有关。有关。性质性质越大越大越小越小越大越大材料材料【拓展延伸拓展延伸】控制电阻大小

13、的因素控制电阻大小的因素电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，还与导体长度、横截面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系面积、材料有关。衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高数，其定义为温度每升高1 1 时电阻值发生变化的百分数。多时电阻值发生变化的百分数。多数数(金属金属)的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。在的电阻随温度的升高而升高，一些半导体却相反。在温度一定的情况下，有公式温度一定的情况下，有公式R=R=。其中。其中就是电阻率，就是电阻率，l为材为材料的长度，单位为料的长度，单位为m m，S

14、 S为面积，单位为为面积，单位为m m2 2。可以看出，材料的。可以看出，材料的电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。电阻大小正比于材料的长度，而反比于其面积。Sl考点考点 探究导体的电阻与哪些因素有关探究导体的电阻与哪些因素有关【典例典例】导体的电阻与哪些因素有关导体的电阻与哪些因素有关?实验小组用如图所示的实验小组用如图所示的装置进行探究。实验记录数据如表装置进行探究。实验记录数据如表:步骤步骤材料材料长度长度/cm/cm横截面横截面积积/mm/mm2 2M M接接N N接接灯泡灯泡亮度亮度1 1镍铬合金丝镍铬合金丝30300.50.5a aaa暗暗2 2镍铬合金丝镍铬合金丝30301

15、.01.0b bb b较亮较亮3 3镍铬合金丝镍铬合金丝15150.50.5c cc c较亮较亮4 4锰铜合金丝锰铜合金丝15150.50.5d dd d亮亮(1)(1)连接电路时连接电路时,开关应开关应;(2)(2)比较步骤比较步骤,得出结论得出结论:导体的电阻与材料有关导体的电阻与材料有关;(3)(3)比较步骤比较步骤1 1和和2,2,得出结论得出结论:_;:_;(4)(4)比较步骤比较步骤1 1和和3,3,得出结论得出结论:_;:_;(5)(5)王刚同学在完成上述实验后王刚同学在完成上述实验后,将将M M同时接到同时接到c c、d,Nd,N同时接到同时接到cc、d,d,此时小灯泡的亮度比

16、步骤此时小灯泡的亮度比步骤4 4的小灯泡还亮的小灯泡还亮,是因为是因为_。【思路导引思路导引】分析本题的关键点分析本题的关键点:关键点关键点1:1:利用的方法为控制变量法。利用的方法为控制变量法。关键点关键点2:2:通过表格分析控制不变的量和变化的量。通过表格分析控制不变的量和变化的量。【精讲精析精讲精析】本题考查影响导体电阻大小的因素。本题考查影响导体电阻大小的因素。(1)(1)为了保护电路为了保护电路,在连接电路时在连接电路时,开关应处于断开状态。开关应处于断开状态。(2)(2)若探究导体的电阻与材料的关系若探究导体的电阻与材料的关系,应控制导体的长度、横截应控制导体的长度、横截面积不变面

17、积不变,改变导体的材料改变导体的材料,故选故选3 3和和4 4。(3)(3)比较比较1 1和和2,2,导体的材料和长度相同导体的材料和长度相同,横截面积不同横截面积不同,灯泡亮度灯泡亮度不同不同,说明导体的电阻不同说明导体的电阻不同,故可得出导体的电阻与导体的横截故可得出导体的电阻与导体的横截面积有关。面积有关。(4)(4)比较比较1 1和和3,3,导体的材料和横截面积相同导体的材料和横截面积相同,导体的导体的长度不同长度不同,灯泡亮度不同灯泡亮度不同,说明导体的电阻不同说明导体的电阻不同,故可得出导体故可得出导体的电阻与导体的长度有关。的电阻与导体的长度有关。(5)M(5)M同时接到同时接到

18、c c、d,Nd,N同时接到同时接到cc、dd后后,两导体并联两导体并联,相当于增大了导体的横截面积相当于增大了导体的横截面积,长度不变长度不变,故故总电阻变小总电阻变小,故灯泡变亮。故灯泡变亮。答案答案:(1)(1)断开断开(2)3(2)3和和4 4(3)(3)导体的电阻与导体的横截面积有关导体的电阻与导体的横截面积有关(4)(4)导体的电阻与导体的长度有关导体的电阻与导体的长度有关(5)(5)相当于增大了导体的横截面积相当于增大了导体的横截面积,长度不变长度不变,总电阻减小总电阻减小,故灯故灯泡变亮泡变亮【方法归纳方法归纳】控制变量法的两种利用控制变量法的两种利用(1)(1)转换法转换法:

19、通过电流的大小或者灯泡的亮度判断导体的电阻通过电流的大小或者灯泡的亮度判断导体的电阻,电流越小电流越小,灯泡越暗灯泡越暗,电阻越大。电阻越大。(2)(2)控制变量法控制变量法:电阻的大小与三个因素有关电阻的大小与三个因素有关,故在分析时故在分析时,需找需找到两个不变的量到两个不变的量,一个变量一个变量,得出电阻与此变量的关系。得出电阻与此变量的关系。1.1.如图所示是研究导体的电阻大小是否与导体材料有关的电路。如图所示是研究导体的电阻大小是否与导体材料有关的电路。其中除了其中除了ABAB、CDCD导线的长度相同外导线的长度相同外,还应满足的条件是还应满足的条件是()A.A.横截面积不同横截面积

20、不同,材料不同材料不同B.B.横截面积相同横截面积相同,材料不同材料不同C.C.横截面积不同横截面积不同,材料相同材料相同D.D.横截面积相同横截面积相同,材料相同材料相同【解析解析】选选B B。本题考查影响电阻大小的因素。研究导体的电。本题考查影响电阻大小的因素。研究导体的电阻与材料的关系阻与材料的关系,应该控制导体的长度、横截面积不变应该控制导体的长度、横截面积不变,改变导改变导体的材料。体的材料。2.2.导体的电阻是导体本身的一种性质导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小它的大小()A.A.只决定于导体的材料只决定于导体的材料B.B.只决定于导体的长度只决定于导体的长度C.C.只决定于

21、导体的横截面积只决定于导体的横截面积D.D.决定于导体的材料、长度和横截面积决定于导体的材料、长度和横截面积【解析解析】选选D D。本题考查影响电阻大小的因素。导体的电阻是。本题考查影响电阻大小的因素。导体的电阻是导体本身的一种性质导体本身的一种性质,相同条件下相同条件下,它的大小取决于导体的材料、它的大小取决于导体的材料、长度及横截面积长度及横截面积,与电流以及电压的大小无关。与电流以及电压的大小无关。3.3.完成下列单位换算完成下列单位换算:(1)0.01 M=(1)0.01 M=k=k=(2)100=(2)100=k=k=MM【解析解析】本题考查电阻的单位换算。本题考查电阻的单位换算。(

22、1)0.01 M=0.01(1)0.01 M=0.0110103 3k=10 k=10k=10 k=1010103 3=10=104 4(2)100=100(2)100=1001010-3-3k=0.1 k=0.1k=0.1 k=0.11010-3-3MM=10=10-4-4MM答案答案:(1)10(1)1010104 4(2)0.1(2)0.11 11010-4-44.4.白炽灯用久了灯丝会变细白炽灯用久了灯丝会变细,灯丝的电阻变灯丝的电阻变,如果灯泡如果灯泡两端的电压不变两端的电压不变,则通过灯丝的电流变则通过灯丝的电流变。(选填选填“大大”或或“小小”)【解析解析】本题考查电阻的大小与哪

23、些因素有关。导体的电阻与本题考查电阻的大小与哪些因素有关。导体的电阻与导体的材料、横截面积、长度有关导体的材料、横截面积、长度有关,对于同一个导体对于同一个导体,长度相同长度相同,横截面积变小时电阻变大横截面积变小时电阻变大,故用久了的灯丝会变细故用久了的灯丝会变细,灯丝的电阻灯丝的电阻变大。电阻是导体对电流的阻碍作用变大。电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻越小电阻越小,电流越大电流越大;电电阻越大阻越大,电流越小。电流越小。答案答案:大小大小5.5.如图所示为如图所示为“探究影响导体电阻大小的因探究影响导体电阻大小的因素素”的实验电路。的实验电路。A A、B B之间接导体。之间接导体。(1)(

24、1)本实验通过本实验通过比较导体电阻大小。比较导体电阻大小。(2)(2)小明发现手边只有一根较长的金属丝小明发现手边只有一根较长的金属丝,他可以探究导体的电他可以探究导体的电阻是否与阻是否与和和有关。有关。【解析解析】本题考查了本题考查了“探究影响导体电阻大小的因素探究影响导体电阻大小的因素”的实验。的实验。本实验将电流表与灯泡串联在电路中本实验将电流表与灯泡串联在电路中,目的是通过灯泡的亮度目的是通过灯泡的亮度或电流表示数的大小反映出所接入电阻的大小或电流表示数的大小反映出所接入电阻的大小;虽然只有一根虽然只有一根电阻丝电阻丝,材料固定材料固定,但是可将电阻丝不同长度接入电路但是可将电阻丝不

25、同长度接入电路,探究电探究电阻大小与导体长度的关系阻大小与导体长度的关系,还可以将电阻丝对折接入电路还可以将电阻丝对折接入电路,横截横截面积增大面积增大,从而探究导体电阻与导体横截面积的关系。从而探究导体电阻与导体横截面积的关系。答案答案:(1)(1)电流表示数电流表示数(灯泡的亮度灯泡的亮度)(2)(2)长度横截面积长度横截面积 找找你容易错在哪里找找你容易错在哪里?有一根合金丝的电阻是有一根合金丝的电阻是4,4,把它均匀拉长到原来的把它均匀拉长到原来的2 2倍倍,求它的求它的电阻。电阻。【学生自答学生自答】导线拉长后导线拉长后,长度为原来的长度为原来的2 2倍倍,故电阻增大为原来的故电阻增

26、大为原来的2 2倍倍,故增故增大后的电阻为大后的电阻为442=82=8。答案答案:88【教师点评教师点评】能正确考虑长度对电阻大小的影响。能正确考虑长度对电阻大小的影响。错误错误:没有考虑合金丝长度增大为原来的没有考虑合金丝长度增大为原来的2 2倍的同时倍的同时,横截面横截面积将减小为原来的积将减小为原来的1/2,1/2,使它的电阻又增大为原来的使它的电阻又增大为原来的2 2倍倍,故阻值故阻值共增大为原来的共增大为原来的4 4倍。倍。【正确答案正确答案】442 22=162=1637第十七章第十七章 从指南针到磁悬浮列车从指南针到磁悬浮列车第一节第一节 磁是什么磁是什么 38你知道磁在生活你知

27、道磁在生活中有哪些妙用吗？中有哪些妙用吗？394041如果磁铁从中间如果磁铁从中间断了，它有几个断了，它有几个磁极呢？磁极呢？42磁体具有指向性磁体具有指向性43如果把两磁如果把两磁极靠近会有极靠近会有什么现象？什么现象？44哪种材料可哪种材料可做永磁体？做永磁体？45科学研究证明科学研究证明磁体的周围确磁体的周围确实存在着一种实存在着一种物质，物理学物质，物理学中把这种物质中把这种物质命名为命名为磁场。磁场。46磁场是有方向的471、为了形象直观地描述磁场，、为了形象直观地描述磁场，物理学中引入了物理学中引入了磁感应线，磁感应线，简简称称磁感线，磁感线，即用带箭头的曲线即用带箭头的曲线来描述磁场的某些特征。来描述磁场的某些特征。3、物理学中规定，小磁针、物理学中规定，小磁针在磁场中静止时在磁场中静止时北极指向北极指向为为该点的该点的磁场方向磁场方向（磁感线上（磁感线上任何一点的切线方向就是该任何一点的切线方向就是该点的磁场方向），磁感线分点的磁场方向），磁感线分布布越密越密的地方，磁场的地方，磁场越强越强。2、在磁体外部，磁感线总、在磁体外部，磁感线总是从磁体的是从磁体的N极发出极发出，最后，最后回到回到S极极。4849c甲乙50地球是个天然的大磁体课后作业：查阅关于地磁场的相关知识，与大家一起分享！51指南针为什么指南针为什么要指南北呢要指南北呢地磁场地磁场