内容正文:
16.3 电阻(原卷版)
本节学习目标
1.理解电阻的概念;
2.知道电阻是导体本身的一种性质;能画出电阻在电路图中的符号;
3.知道电阻大小的单位及其单位换算;
4.会用控制变量法探究影响电阻大小的因素;
5.理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
要点一 电阻的概念
1.定义:电阻表示导体对电流阻碍作用的大小;用符号R表示。
2.单位:在国际单位制中,电阻的单位是欧姆(符号是Ω)(规定:如果导体两端的电压是1V,通过导体的电流是1A,这段导体的电阻是1Ω);
常用单位还有千欧(符号kΩ)、兆欧(MΩ);换算:1MΩ=1000kΩ,1kΩ=1000Ω。
3.影响导体电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截面积,还与温度有关。材料、横截面积一定时,导体越长,电阻越大;材料、长度一定时,导体横截面积越小,电阻越大;大多数导体的电阻随温度的升高而增大。
要点诠释:
1.导体虽然能够导电,但是对电流有一定的阻碍作用,电阻越大对电流的阻碍作用越大。电阻是导体本身的一种性质。
2.了解一些电阻值:手电筒的小灯泡—-灯丝的电阻为几欧到十几欧。日常用的白炽灯—-灯丝的电阻为几百欧到几千欧。实验室用的1m长的铜导线—-电阻约百分之几欧。电流表的内阻为零点几欧。电压表的内阻为几千欧左右。
【例】下面有关导体电阻的说法中正确的是( )。
A.导体没有电阻,绝缘体有电阻;
B.铜的电阻比铁的电阻小;
C.粗细、长短都相同的铜丝和铁丝比较,铁丝的电阻较大;
D.要改变导体的电阻,可以改变通过的电流
【变式1】要使一根镍铬合金线接入电路的电阻变大,可采用的方法是( )。
A.增大导线两端的电压 B.减小导线中的电流
C.将导线拉长后接入电路 D.将导线对折后接入电路
【变式2】下列关于电阻的说法中正确的是( )。
A.绝缘体有电阻,导体没有电阻;
B.导电性能好的导体电阻小;
C.电阻的大小由导体本身的性质决定;
D.导体的电阻越大,对电流的阻碍作用越小
【变式3】半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,有些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等影响而显著变化,下列不能用半导体材料制作的是( )。
A.热敏电阻 B.光敏电阻 C.压敏电阻 D.高压输电线
要点二 影响导体电阻大小的因素
1.常温下导体的电阻:
(1)电阻大小是否跟导线的长度有关:
选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路(如下图所示)中,观察电流表的示数。材料、粗细相同,越长的导体,电阻越大。
(2)电阻的大小是否跟导线的粗细有关:
选用长度相同、粗细不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中,观察电流的示数。长度、材料相同,粗、细不同的镍铬合金丝越细的电阻越大。
(3)电阻的大小是否跟导线的材料有关:
选用长度、横截面积相同,材料不同的镍铬合金丝和铜丝,分别将它们接入电路中,观察电流表的示数。长度、粗细相同,材料不同,镍铬合金丝的电阻大。
(4)实验方法:控制变量法。所以讨论“电阻的大小与哪一个因素的关系”时必须指明“相同条件”。
(5)电阻大小的比较:在相同电压下,通过导体的电流越小,导体的电阻越大。
2.导体的电阻受温度的影响:
(1)导体的电阻与它的温度的高低有关,金属导体的电阻通常随温度的升高而增大。而有些导体的电阻,如铅笔芯(石墨),其电阻是随着温度的升高而减小。在温度变化不大时,一般不考虑温度对电阻的影响。
(2)超导体:发生超导现象的物质叫作超导体。
要点诠释:
1.导体电阻与导体材料有关。假如架设一条输电线路,一般选铝导线,因为在相同条件下,铝的电阻小,减小了输电线的电能损失;而且铝导线相对来说价格便宜。
2.“控制变量法”是指一个物理量同时与几个因素有关时,我们控制其中的一些因素不变,只研究期中某个因素对所研究物理量的影响,如“研究电阻与导体材料关系时”控制长度和横截面积不变,只改变材料,看电流表示数的变化,从而得出电阻与材料有关的结论。
3.某些物质在很低的温度时,电阻就变成了0,这就是超导现象。如果把超导现象应用于实际,会给人类带来很大的好处。
【例】(2021·甘肃兰州市)在探究“影响导体电阻大小因素”的实验中,保持电源电压不变,如图所示,在M、N两点之间分别接入不同的电阻丝,其规格如下表所示:
编号
材料
长度/m
横截面积/
A
镍铬合金
0.5
0.5
B
镍铬合金
1.0
0.5
C
镍铬合金
0.5
1.0
D
锰铜合金
0.5
0.5
(1)实验中应通过观察_______来比较电阻的大小,这种实验方法叫______;
(2)选用编号为A、B的两根电阻丝