师:同学们,大家好,欢迎走进今天的物理课堂。今天我们一起来学习沪科版九年级物理第15章第一节《电阻和变阻器》第一课时。首先,我们来看本节课的学习目标:一、知道电阻的概念、单位以及单位换算,知道电阻在电路图中的符号;二、理解决定电阻大小的因素。
接下来,请同学们观看一个小实验:将相同长度和相同粗细的铜丝和镍铬合金丝分别接入同一电路,闭合开关后,观察实验现象。
同学们不难发现,左边的灯泡稍亮,而右边的灯泡稍暗。思考一下,为什么同一电路中接入不同材料的金属丝,灯泡的亮度会有变化呢?灯丝的电流发生变化又是由于什么原因造成的?请同学们大胆猜想。
生:(同学们进行猜想)
师:同学们很棒。在不同导体两端加上相同的电压,通过导体的电流越大,表明导体对电流的阻碍作用越小,导电能力越强。那么今天我们就一起走进神奇而有趣的物理王国,来认识电流和电压的另一位好朋友——电阻。前面我们学习了电流和电压,把它们比作水流和水压,水在水管中流动会受到阻力,有的地方水流大,有的地方水流小。在大水管里水流快,小水管里水流慢。同样,电荷在导体中的定向移动也会受到阻碍,有的导线中电流大,有的导线中电流小。今天我们就学习不同导体对电流的阻碍作用。在物理学中,我们规定:把导体对电流的阻碍作用叫做电阻。请同学们欣赏生活中各种定值电阻。
接下来,请同学们带着几个问题:一、了解电阻的基本概念;二、知道电阻的符号;三、知道电阻的单位及其换算;四、会画电阻的电路符号。自学课本91页文字和插图,并用红笔在课本上做标记,与同桌交流讨论。
现在,我们一起归纳总结一下:电阻的概念是导体对电流的阻碍作用,叫做电阻。电阻的符号用R表示。电阻的单位,国际单位制是欧姆,简称欧,符号是Ω。常用单位还有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ),它们的换算关系是:1兆欧 = 1000千欧,1千欧 = 1000欧。1欧的含义:当导体两端电压为1伏,通过的电流为1安时,这段导体的电阻为1欧。常见的电阻在电路图中的符号如图所示。
请同学们阅读信息窗,了解常见用电器的电阻阻值,并思考信息窗中家庭常用电器正常工作的电阻有什么特点呢?
生:(阅读信息窗并思考)
师:由信息窗可知,家庭电路中不同用电器的阻值是不同的。根据刚才的信息窗,我们知道在家庭电路中电流通过不同用电器时受到的阻碍作用不一样,那么导体的电阻跟哪些因素有关呢?请同学们结合生活经验进行大胆猜想。
生:(结合生活经验进行猜想)
师:根据生活经验,我们知道导线一般用铜、铝制成,用其他金属制成的导线很少,由此可以猜想导体的电阻可能与导体的材料有关;输电线越长,耗电越大,由此可以猜想导体越长,电阻可能越大;高压输电线很粗,而实验室中导线却很细,是不是导体的电阻还可能跟导体的横截面积有关;刚开灯的时候灯泡温度低,要比用一会儿温度高时亮一些,由此可以猜想,导体的电阻还可能与导体的温度有关。同学们很棒。那么接下来我们把刚才的猜想总结一下:导体电阻的大小可能与导线的材料有关;导体电阻的大小可能与导线的长度有关;导体电阻的大小可能与导线的横截面积有关;导体电阻的大小可能与导线的温度有关;导体电阻的大小还可能与其他因素有关。既然同学们猜想导体的电阻大小可能与导体的材料、长度、横截面积以及温度等因素有关,那么我们如何设计实验来验证以上的猜想呢?
生:(思考并回答)
师:对,根据前面的学习,我们知道影响因素有很多,我们要验证其中一个因素对电阻的影响,需要用到什么实验方法呢?
生:控制变量法。
师:非常好。那么我们通过什么来反映电阻的大小呢?
生:可以用电流表的示数或者灯泡的亮度。
师:我们把这种方法称为转换法。接下来我们如何设计实验来验证电阻的大小到底与哪些因素有关呢?请同学们认真思考,并尝试在你的草稿本上画出符合要求的实验电路图。
生:(思考并画电路图)
师:最后,我们归纳总结出符合要求的实验电路图以及实验装置,如图所示。接下来请同学们认真观察和比较老师实验测量的数据。第一幅图,把鳄鱼夹在康铜丝两端,闭合开关读出,此时电流表的示数为1安。第二幅图,把鳄鱼夹换在镍铬丝两端,闭合开关,读出此时的电流为0.6安。对比一二两图,我们可以看出康铜丝和镍铬丝的长度相同,横截面积也相同,只是材料不同。通过它们的电流大小不同,说明它们的电阻大小也不同,由此可以知道导体的电阻与导体的材料有关。鳄鱼夹在镍铬丝两端闭合开关,我们可以读出电流表的示数为0.6安。接下来我们选择同样是镍铬丝、横截面积相等,但是长度变成原来2倍的镍铬丝。闭合开关,读出此时电流表的示数为0.4安。对比这两幅图,我们可以发现导体的材料、横截面积相同时长度不同,通过它们的电流不同说明电阻不同。请同学们再深入地思考一下,电流表的示数变小,说明此时的电阻在变大。由此还可以得出导体的电阻与导体的长度有关。在其他条件相同时,导体的电阻越长,电阻越大。同学们,非常好,我们接着继续看下一组实验。
