导体对电压的限制作用 【教学目标】 1.理解电阻的概念,掌握电阻的本质; 2.掌握物质的电导率,知道哪些是导体,哪些是非导体。 【教学重点】 1.影响导体内阻的因素、宽度、截面积和材料; 2、滑动变阻器的结构及工作原理。 【教学难点】 1、能够正确使用滑动变阻器改变电路中的电压; 2.控制变量法的应用。 【入门评分】,测得串联电路两端电流为U,则U两端电流为2VB。 L 上的电流为 4VC。 L两端电流为4VD。 L 如图所示电路中,当开关S闭合时,两个仪表都有指示。 过了一会儿,电流表的指示突然变小,电压的指示突然变大。 如果在如图所示的电路中,电源电流保持不变,则下列故障判断可能是(A)AL。 当开关S闭合时,电流表示数将(A.变大B.变小C.保持不变D.很难确定串联电路中的电流规律。在实验中,他按照合上开关S后,他发现灯L不发光,电压指示为零,故障出在哪里呢?他想了想,然后在电压表上接了一个电流表,检查一下测试灯管L两端有电流,测试结果:电压表和灯管L两端都有电压,小红已经找出了电路故障的原因,电路故障可能是(C)A。电压表坏了 B. 灯 L 漏电 【教学内容】 第 1 点:物体的导电性 1、导体:有些物体对调压作用不大,很容易导电,称为导体。
2、绝缘体:有些物体对电压调节作用很大,且不易导电,故称为绝缘体。 3、内阻:定量描述导体对电压限制作用的大小。 4、符号:R。 5、单位:欧姆,简称欧姆,符号为Ω。 常用单位:千欧、兆欧。 单位换算:1MΩ=1000KΩ,1KΩ=1000Ω。 要点推论: 1、导体和绝缘体之间没有绝对的界限。 2、导体是否能真正导电,对电压有一定的限制作用,内阻越大,对电压的限制作用越大。 内阻是导体本身的特性。 第二点:探究决定内阻大小的因素 1、探究导体宽度对内阻的影响: (1)实验过程:选择两根粗细相同、长度不同的钴铬合金丝,分别接入电路(如右图),观察电压表的指示。 比较流过不同长度的钴铬合金丝的电压大小。 (2)实验推论:导体的内阻与导体的宽度有关。 对于相同材料、相同厚度的导体,宽度越长,内阻越大。 2、探究导体截面积对内阻的影响:(1)实验过程:选择两根宽度相同、截面积不同的钴铬合金丝,分别连接到电路,观察电压指示。 比较流过不同粗细的钴铬合金丝的电压大小。 (2)实验推论:导体的内阻与导体的截面积有关。 对于相同材料、相同宽度的导体,截面积越大,内阻越小。 3、探究导体材质对导体内阻的影响: (1)实验过程:选择宽度和截面积相同但材质不同的钴铬合金丝和铜丝,将它们连接起来分别接入电路,观察显示电压变化。
比较流过不同粗细的钴铬合金丝的电压大小。 (2)实验推论:导体的内阻与导体的材料有关。 要点推导:实验采用“控制变量法”。 因此,在讨论“阻力大小与哪种诱因的关系”时,必须明确“相同条件”。 “控制变量法”是指当一个化学量同时与几种诱因有关时,我们控制部分因素不变,只研究某一时期内某种诱因对所研究的化学量的影响,如“研究内阻与导体材料的关系《当》控制厚度和截面积不变,只改变材料,看电压表示的变化,进而得出内阻有关系的推论2、一般金属导体的内阻随温度的降低而降低,有些导体如笔芯(石墨)的内阻随温度的降低而降低。变化较大时,通常不考虑湿度对内阻的影响。 3、实验推论可以归纳为一个公式,称为内阻率电阻的测量滑动变阻器作用,它与导体的材料有关。 如果架设传输电缆,通常选择铝导体,因为在同等条件下,铝的内阻较小,减少了传输电缆的功率损耗; 铝导体相对便宜。 第三点:内部电阻 1、内部电阻:内部电阻是电子技术中的一个重要器件,简称内阻。 3、变阻器:通过改变电阻来控制电压的装置。 4、滑动变阻器: (1)电路符号: ,或 (2)结构:瓷筒、线圈、滑动片、金属杆、端子。 (3)结构示意图: (4)标签:标有最大电阻和允许通过的最大电压。
(5)作用:通过改变电路中的内阻,逐渐改变电路中的电压和部分电路两端的电流; 保护电路。 (6)连接形式: 2、旋转内阻盒:将滑板接在右边,连接电路中的滑动变阻器。 连接形式是连接电路中内阻电压的部分。 盘子。 (2) 符号: (3) 变阻器原理:旋转刻度盘即可得到 0 至 9999 之间的任意整数电阻值。 (4) 读数:将每个刻度盘对应指示点的读数除以面板上标注的倍数,即为然后将它们相加,即为接入电路的内阻。 上端变大变小,上端变大变小,右端变小变大,右端变小变大,整个内阻丝(相当于定值内阻)保持不变。 要点推演: 1、滑动变阻器如何使用:选型、串联、连接、调整。 即:根据标签选择合适的滑动变阻器; 滑动变阻器应串联在电路中; 连接方式:“一上一下”; 将内阻调整到最大。 2、滑动变阻器的标签告诉我们当滑动片置于两端时,连接到电路的变阻器的内阻; 分析变阻器滑动件变化引起的动态电路问题,关键是要明确哪一段内阻线连接到电路中,然后分析变阻器的阻值如何因变阻器滑动件的滑动而变化。滑动。 3、滑动变阻器可以逐渐改变所连接电路的内阻,但不能指示所连接电路的电阻值。 变阻盒可以显示连接输入电路的电阻,但不能逐渐改变输入电路的内阻。 【典型示例】类型一、电阻影响内阻大小的原因 1、下面关于导体内阻的正确说法是(C) A.导体没有内阻,但绝缘体有内阻。 B、铜的内阻比铁小。 C、与相同粗细和长度的铁丝相比,铁丝的内阻较大。 D.要改变导体的内阻,可以改变通过的电压并推论: 【变异】下列关于内阻的说法中,正确的是(A.导体中有电压时就有内阻) ,而无电压时则无内阻 B.通过导体的电压越小,其内阻越大 C.导体两端的电流越大,其内阻越小 D.内阻是导体对电压的限制,导体内阻的大小是由其自身条件决定的,与导体两端的电流有关,与通过的电压无关2。要增加连接到电路中的钴铬合金导线的内阻,可采用的方法是(C) A.减小导线两端的电流 B.降低导线中的电压 C.连接电线拉伸后连接到电路 D. 将电线对折连接到电路 类型 2. 滑动变阻器 3. 当滑动变阻器的滑块 P 滑动时,所连接电路的电阻值变化的原因是(C ) A. 包括电阻丝两端的电流变化 B. 内电阻丝的截面积变化 C. 连接电路的内电阻丝宽度变化 D. 电压的硬度通过变阻器的变化。 变化是由于(A)的变化 A.内阻线的宽度 B.内阻线的截面积 C.内阻线的材料 D.内阻线的密度电阻线 4、如图所示电路中,利用滑动变阻器调节灯的色温。 如果要求滑动件P向右滑动时灯逐渐变亮,则以下连接方法是正确的(D)。
连接电路时,当滑动件P向右连接时,连接电路___的内阻丝宽度变短___,所连接电路的电阻值变小___; 当连接到电路上时,滑动件P向右连接时,连接到电路上的内阻丝的宽度变得___变长__,连接电路的内阻将__增加__; 当连接到电路时电阻的测量滑动变阻器作用,当滑块P连接到右侧时,内部电阻为_常数___。 5、请回答下列关于滑动变阻器的问题: (1)写出图A中字母所代表的元件名称:是端子; (b)E为线圈,其表面涂有绝缘层; (c) F 为金属棒,其内阻可忽略不计; (d) G为滑动头; (e)P为滑动件,与E接触处相连; 它是一个瓷筒,它是绝缘体(填“导体”或“绝缘体”)。 (2)滑动变阻器的工作原理是:通过改变与电路连接的滑动变阻器的内阻线的宽度,来改变电阻值。 (3)图B是滑动变阻器的结构示意图。 当两个端子接入电路时,线圈中与电路相连的内阻线为AP部分; 如果是滑动式,如果将C、D两个端子接入电路,相当于将一根没有内阻的导线接入电路,电路的内阻是无法改变的(填写“可以”) ”或“不能”); (c)当两个端子A、B接入电路时,无论如何连接滑块P,内阻线AB仍然完全接入电路(填写“全部”或“部分”) ,相当于接了一个固定的电阻值,不具有改变电阻值的作用; (d)滑动变阻器正确连接到电路上,可以改变电阻值。 一般有四种接线方法,即A端子接入电路。
(4)滑动变阻器的符号为 (5)滑动变阻器的标签上标有“电阻200Ω”和电流“1A”字样,其中“电阻200Ω”表示所接变阻器的最大内阻值电路的电阻为200Ω,内阻为200Ω。 电阻变化范围为0~200Ω。 “电流“1A”是指这个变阻器允许的最大电压是1A。以此类推: 【变化】滑动变阻器通过改变与电路相连的电阻线的宽度来改变电阻值,从而改变电压。当转动收音机的音量旋钮时,其本质是调节内部滑动变阻器类型。)横截面积(mm 1.5 0.5 钴铬合金 1.5 0.5 (1) 我们采用的实验方法是:控制变量法(2 ) 研究内阻与材料的关系时,应选取sum。 (3) 研究内阻与厚度的关系时,应控制材料和截面积,选取sum。(4) ) 之和可用于研究电阻与截面积的关系。 (5) 导体选择的合理组是 (D) A、B、C、D,举一例: 【变式】通过实验,朋友王晓发现导体的电阻值与导体的厚度和横截面积有关。 据悉,他注意到实验中使用的导体通常是铜线,而滑动变阻器中的电阻丝通常是由钴铬合金线(或其他合金线)制成,因此他推测滑动变阻器的电阻值导体可能与导体的材料有关。
于是朋友王潇找到了三种不同材质制成的各种尺寸的金属线。 经过相同温度下的测试,得到如下表所示的实验数据: (1)分析对比实验_1、3、5__号的实验数据可以初步验证王潇的猜测是正确的。 (2)对实验号5、6、7、8、9的实验数据进行分析比较,可以得出初步的推论:当导体材料和长度相同时,内阻与交叉量成正比。 -截面积。 (3)本实验采用的科学研究方法是_控制变量法_。 (4)化学老师告诉王潇,不同的材料有不同的电导率。 在化学中,内电阻率用于表示材料的电导率。 某种材料的内电阻率在数值上等于由该材料制成的长度为1m、横截面积为1m的物体的内阻。 根据表中的实验数据,以及之前实验中探索出的内阻、厚度和截面积之间的关系,王潇总结出R,并借助该关系估算出A、B、C材料的电阻比值。公式为__2; 进一步分析可知,内阻与材料的关系为:当厚度、截面积和湿度一定时,制作导体的材料内阻越大,导体的内阻也越大。 (5)请运用你的相关知识,通过分析比较,帮助王晓朋友填写缺失的两个实验数据。 【手工练习】 1、选择 1.下列关于内阻的说法正确的是(C) A. 绝缘体有内阻,导体没有内阻 B. 导电性能好的导体内阻低 C.内阻的大小由导体本身的性质决定D。导体的内阻越大,对电压的限制越小。 2、如图所示的滑动变阻器,当滑板向右移动时,连接到电路的内阻变小。 应连接哪两个端子(AB、DB.A、BC.A、CD.B、C3)。如图所示电路中,当滑动变阻器的滑片P向右连接时,色温为灯不变(D) A. 因为铁线较硬,所以应选择铁线 B. 应选择铜线,因为铜线内阻小 C. 应选择铁线,因为铁更便宜D.应选用铜线,因为铜线易于架设 5.关于内阻的大小,下列说法正确的是(D) A.内阻的大小只与导体的宽度有关B. 内阻的大小仅与导体的温度有关 C. 室温下,导体的厚度越长,内阻越大 D. 室温下,对于相同材料和厚度的导体,截面积越小,内阻越大。 用实验研究导体的材质、长度、截面积对电阻值的影响时,需选择的导体尺寸如下:材料号宽度/m截面积/mm1。 50.51.50.57。 滑动变阻器通过改变导体的宽度来改变电阻值,从而改变电路中的电压; 滑动变阻器上标有“100Ω1A”字样,其中100Ω表示其最大电阻为100Ω,1A表示允许通过其的最大电压为1A。
8、就导电性而言,金属的导电性通常优于非金属(选择“强”或“弱”); 有些物质如硅、锗等,具有介于导体和绝缘体之间的导电性,又称半导体,当个别物质的室温极低时,内阻会变为零,这就是超导现象。 9、如图为滑动变阻器实物图,请强调一下A、B、C所代表的部件名称:A金属杆内阻丝,C滑块; 电路中变阻器的符号是; 滑动变阻器的标志上标有“10Ω0.5A”字样,其中“0.5A”表示允许通过的最大电压为0.5A。 10、一群朋友做了如图所示的实验。 当开关闭合时,灯能正常发光; 将点燃的酒精灯置于内阻R下一段时间后,由于金属导体内阻减小而减少__的原因,灯的色温会逐渐发生变化,出现庙会现象。 ___ 更暗__。 11. 所有导体都具有阻碍电压的特性。 导体的这些特性称为电阻,用符号R表示。电阻值的单位是欧姆(Ω),请换算单位:47kΩ=4.7l04.710-2【拓展训练】3. 综合应用 12.小明中学时在兴趣小组学习时,老师给了他一个装置,要求设计一个可以改变铃声的闹钟。 (1)滑动变阻器接入电路时,滑动片应放置在电阻最大的地方; (2)画出电路图并连接实物; (3)如何让铃声越来越响? 逐渐向左移动滑块 13、如图所示,图中AB、CD是两根粗细相同的钴铬银线。
可以用如图所示的装置来研究导体电阻大小与厚度之间的关系。 14、为了扩大阻值变化范围,满足微调的要求,实验室常在__B_端子处放置一个阻值较大的变阻器(填“A”或“B”)。 为了更快地改变电路中的电压,应先调整(填“左”或“右”)的滑动变阻器。 【出去检查】 15、朋友小明将如图所示实验室使用的转盘内阻盒连接到电路上,连接到电路上的变阻盒电阻为8.029kΩ。 内阻盒最大可调阻值为9999Ω。 【课后作业】 16、将右图中实物连接起来,画出相应的电路图。 要求:(1)当滑块向右移动时,滑动电阻与电路相连的部分内阻变大; (2)滑动变阻器可以控制灯的色温; (3)从电流表和电压表L17可以看到灯亮。 在探究决定内阻大小的因素时,课题组中的三个朋友A、B、C做出了以下推测: A:导体的内阻与导体的宽度有关。 B:导体的内阻与导体的材料有关。 C:导体的内阻与导体的截面积有关。 实验室内电阻丝有多种,参数如下。 编号 材料厚度/钴铬合金丝 1.00.2 钴铬合金丝 1.00.1 钴铬合金丝 0.50.1 锰铜合金丝 0.50.1 如图所示是探索的实验电路联系。 (1)实验中应通过比较电压来比较内阻丝的内阻,以达到验证推测的目的。 (2)如果想验证朋友B的猜测,应该选择(3)选择两条内阻线b和c进行对比实验,以验证