4.3 电阻：导体对电流的阻碍作用（课件）-2024-2025学年教科版物理九年级上册

第3节 电阻：导体对电流的阻碍作用 第4章 探究电流 知识点 物体的导电性 知1－讲 1 1. 现象探究：物体的导电性 问题 探究装置图 探究现象 不同种物质的导电性能 在图中的A、B 之间分别接入干木棒、橡皮和玻璃，闭合开关，电流表没有示数；分别将钢直尺、盐水接入后，闭合开关，电流表有示数 课堂新授 知1－讲 问题 探究装置图 探究现象 同一种物质的 导电性能 如图所示，用酒精灯给废灯泡的玻璃芯柱加热，玻璃芯柱温度不断升高，灯泡能够发光，表明电路中有电流通过，常温下不导电的玻璃导电了 课堂新授 知1－讲 探究归纳 (1)不同种物质的导电性能是不同的。 (2)当条件改变时，同一种物质的导电性能会发生变化。 课堂新授 知1－讲 深度理解 (1)金属导体中，能够自由移动的电荷是自由电子； (2)酸、碱、盐的水溶液中，能够自由移动的电荷是正、负离子； (3)自由电荷包括自由电子和正、负离子。 课堂新授 知1－讲 2. 导体和绝缘体 (1)比较导体和绝缘体 课堂新授 知1－讲 定义 原因 常见物体 导体 对电流阻碍作用较小，容易导电的物体 导体中有大量的自由电荷，自由电荷能从导体中的一个地方移动到另外的地方 金属，石墨，人体，大地，酸、碱、盐的水溶液等 绝缘体 对电流阻碍作用很大，不容易导电的物体 绝缘体中缺少自由电荷，电荷大部分被束缚在原子核周围，不能自由移动 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等 课堂新授 知1－讲 (2)导体和绝缘体的应用 在用电工具或装置上，为防止导电，在它们不同的部位都安装了绝缘体，如电工钳、电工刀、螺丝刀上的手持部位以及导线的外皮都要用到塑料、木材、胶皮等绝缘体；有的部分需要导电，则要用导体，如测电笔的笔头、电线内的金属丝等都是导体。所以，好的导体和绝缘体都是重要的电工材料。 课堂新授 知1－讲 3. 电阻 (1)定义：导体对电流阻碍作用的大小。 (2)符号：R。 (3)在电路图中的符号： 。 课堂新授 知1－讲 (4)单位 ① 在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧，用字母Ω表示。 ②比欧姆大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。 ③各单位间的换算关系：可以运用形象记忆法，记住不同单位间的换算关系。 课堂新授 知1－讲 形象记忆图解 电阻各单位间的换算关系如图1 所示。 即：1 MΩ=1000 kΩ，1 kΩ=1000 Ω。 课堂新授 知1－讲 易错提醒 导体和绝缘体之间没有绝对的界限，一般情况下不容易导电的物体，当条件改变时，有可能变为导体。例如： (1)常温下玻璃是绝缘体，而在高温下达到红炽状态时，就会变成导体。 (2)纯净的水是绝缘体，而含有杂质的水是导体。 (3)干燥的空气是绝缘体，而夏天出现闪电时两块云层之间的空气就不再是绝缘体了，而是导体。 课堂新授 知1－练 例 1 在常温下将下面几种物体接到图2 中A、B 两点间，闭合开关后，能使灯泡发光的是( ) A. 铅笔芯 B. 塑料直尺 C. 玻璃棒 D. 干木筷子 课堂新授 知1－练 解析：只有当A、B 之间接入导体时，闭合开关后，灯泡才能发光。塑料直尺、玻璃棒、干木筷子是绝缘体，铅笔芯是导体，故选A。 答案：A 课堂新授 知1－练 方法点拨 识记我们生活中常见的导体和绝缘体。铅笔芯中含有石墨，石墨是导体，因此铅笔芯是导体。 课堂新授 知2－讲 知识点 影响电阻大小的因素 2 1. 实验探究：探究影响导体电阻大小的因素 (1)实验的主要方法：控制变量法、转换法。 (2)实验设计：探究导体的电阻与 导体的材料、长度和横截面积 是否有关。当探究是否与其中 某一个因素有关时，要保证其 他因素相同。实验装置图如图3 所示。 课堂新授 知2－讲 (3)实验结论：导体电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积都有关。 2. 影响导体电阻大小的因素 除导体的材料、导体的长度和导体的横截面积以外，还有导体的温度。 课堂新授 知2－讲 3. 导体的电阻是导体本身的一种性质 (1)导体的电阻总是存在的，这与它是否接入电路无关，即当导体中没有电流时它的电阻也是存在的，只是这时导体对电流的阻碍作用没有表现出来。 (2)导体的电阻除与导体的材料、长度和横截面积有关外，还与导体的温度有关。但是与导体中的电流大小和导体两端电压的大小都没有直接关系。 课堂新授 知2－讲 知识链接 导体的电阻与温度有关：纯金属导体的电阻随温度的升高而增大；碳和绝缘体的电阻随温度的升高而减小。对大多数导体来说，电阻随温度的升高而增大。 课堂新授 知2－讲 4. 半导体和超导体 (1)导体容易导电，绝缘体不容易导电，半导体的导电性能大小介于导体和绝缘体之间。 (2)少数导体当温度降到足够低时，电阻变为零，这时该导体被称为超导体。 课堂新授 知2－练 [中考·北京] 通常情况下，关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻，下列说法中正确的是( ) A. 合金丝的电阻跟该合金丝的长度有关 B. 合金丝的电阻跟该合金丝的横截面积无关 C. 合金丝两端的电压越大，合金丝的电阻越小 D. 通过合金丝的电流越小，合金丝的电阻越大 例2 课堂新授 知2－练 解析：导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，与电压、电流无关。 答案：A 课堂新授 知2－练 规律提示 对于概念理解类问题，要关注其理解要点和易错点。 理解要点：导体对电流有阻碍作用，任何导体都有电阻；影响导体电阻的因素有材料、长度、横截面积和温度，电阻是导体本身的一种性质。 易错点：易错误地认为通过导体的电流越大,导体的电阻就越小，即误认为导体的电阻与电流的大小有关。 课堂新授 知3－讲 知识点 变阻器 3 1. 滑动变阻器的原理 (1)变阻器：能改变接入电路中电阻大小的元件。 (2)滑动变阻器：是实验中常 用的变阻器。如图4 所示。 (3)滑动变阻器的原理：通过 改变接入电路中电阻丝的长 度，来改变接入电路中的电阻。 课堂新授 知3－讲 知识解读 ◆使用滑动变阻器的口诀： 电学元件变阻器，串联接入要牢记；电路开关闭合前，P 放阻值最大边；一上一下连接线，连入电阻看下面，远离大，靠近小，如此使用错不了。 ◆滑动变阻器有两种用途：一是限压(或调节电压)，二是限流(或改变电路中的电流)。在闭合开关之前滑到阻值最大处，是为了防止在开关闭合时，电流或电压过大，损坏电路中的元件。 课堂新授 2. 结构示意图和符号 如图5 所示。 知3－讲 课堂新授 3. 滑动变阻器的使用方法 (1)滑动变阻器的连接： ①多数情况下，应将滑动变阻器串联接入电路。 ② 一般情况下，实验中使用有4 个接线柱的滑动变阻器，如图6 所示。连接的方法有6 种，分别为AC、AD、BD、BC、CD、AB。其中只有AC、AD、BD、BC 这四种接法，也就是所谓的“一上一下”连接，可以改变接入电路的电阻。剩下的两种接法不能改变接入电路的电阻。 知3－讲 课堂新授 (2)滑动变阻器的铭牌上两个数据的意义： 滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻和允许通过的最大电流。使用滑动变阻器时，电路中的电流不能超过其允许通过的最大电流。 (3)使用滑动变阻器的操作注意点： ① 开关闭合前，要求滑动变阻器接入电路中的电阻值最大。 ② 使 用时，通过滑动变阻器的电流不能超过它允许通过的最大电流，否则会烧坏滑动变阻器。 知3－讲 课堂新授 知3－讲 知识归纳 滑动变阻器的作用： 1. 通过调节其接入电路的阻值，改变电路中的电流； 2. 调节某一用电器两端的电压； 3. 实验中，对电路起到保护作用。 课堂新授 4. 生活中的变阻器 (1)收音机用到的音量电位器，如图7 所示。 (2)充当“力电转换器”，实现各种仪表的制作。如风速仪、水流测速仪、电子体重计和某些油量表等。 知3－讲 课堂新授 5. 电阻箱 (1)符号：电阻箱是一种能够读出接入电路的阻值的变阻器，在电路图中用符号 表示。 (2)使用方法：如图8，将电阻箱的两个接线 柱接入电路中，调节四个旋钮就能得到 0 ~ 9 9 9 9Ω 之间的任意整数的电阻值。 知3－讲 课堂新授 (3)读数方法：将各旋钮对应的小三角指的数字乘面板上标记的倍数，然后加在一起就是电阻箱接入电路中的阻值。如图8 所示的电阻箱，其示数为3×1000 Ω＋6×100Ω＋0×10 Ω＋8×1 Ω=3608 Ω。 知3－讲 课堂新授 知3－讲 知识拓展 电位器的结构与原理： 如图7 乙所示，电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变滑动触头在电阻体上的位置，就改变了滑动触头与任意一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。电位器实质上是一种变阻器。 连接电位器时，与转动轴相连接的接线柱必连，即图7 乙中“B”接线柱必须接入到电器的一端。 课堂新授 知3－练 如图9 所示，给出了几种元件，用笔画线代替导线，将各元件连接起来，要求L1 与L2 并联，电流表测通过L1 的电流，滑动变阻器控制L2 的亮度，且滑片P 向右移动时L2 变亮。 例 3 课堂新授 知3－练 解析：因为电流表测通过L1 的电流，所以两者应串联；因为滑动变阻器控制L2 的亮度， 所以两者应串联；又因为滑片P 向右移动时L2 变亮，即滑片P 向右移动时滑动变阻器接入电路的电阻丝的长度变短，故滑动变阻器应接入右下接线柱。 课堂新授 知3－练 解：如图10 所示。 课堂新授 知3－练 技巧点拨 很多电学实验，通常需按要求正确选择其接法。选择滑动变阻器的接线方法可按如下步骤进行： 1. 根据“要求”确定电流的变化情况； 2. 根据电流的变化情况，确定电阻如何改变； 3. 结合“滑片移动方向”和“电阻的改变” 选定下方的接线柱； 4. 任意选用一个上方的接线柱完成接线。 课堂新授 电阻：导体对电流的阻碍作用 电阻 导体 影响因素 变阻器 定义 单位 滑动变阻器 原理 电阻箱 应用 归纳总结 $$