内容正文:
14.1 怎样认识电阻
第十四章 探究欧姆定律
知识点
电阻
知1-讲
1
1. 实验 如图1所示,将不同导体接入电路中的A、B两点之间,小灯泡的亮度不同,说明不同导体对电流的阻碍作用的大小不同。
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2. 电阻
(1)定义:导体对电流阻碍作用的大小。
(2)符号:R。
(3)在电路中的符号: 。
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(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 运用形象记忆法,利用图2记住单
位间的换算关系:
1MΩ=1 000kΩ;1kΩ=1 000Ω。
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深度理解
在导体中,自由电子在定向移动时,会与其他粒子发生碰撞,也会受到带正电荷的原子核的影响,从而造成自由电子损失动能,损失的动能将转化为导体本身的内能,从宏观上看,导体也就有了电阻。
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例 1
关于导体的电阻,下列说法不正确的是( )
A. 导体能够导电,但它对电流仍有阻碍作用
B. 导体的电阻是导体对电流的阻碍作用,当没有电流通过时,就没有电阻
C. 导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大
D. 相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明铜导线对电流的阻碍作用小
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解题秘方:导体的电阻是导体本身的一种性质,与是否接入电路无关。
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解析:电阻是导体阻碍电流的性质,导体能导电,也有电阻,故A正确;电阻是导体本身的一种性质,与是否有电流通过没有关系,故B错误;导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大,故C正确;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积有关,相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明铜导线对电流的阻碍作用小,故D正确。
答案:B
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知1-练
1. [广州白云区期末] 如图是一种防火警报器,这款警报器的触发装置是石墨,其原理是电路的电压不变,当有火烧到警报器的触发装置后,石墨的电阻_____,通过触发装置的电流会变大,从而发出警报。当没有电流通过时,石墨的电阻______(填“为 0”或“不为 0”)。
变小
不为0
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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。
实验的主要方法 控制变量法、转换法。
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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。
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方法点拨
转换法:导体电阻的大小在本实验探究中是通过电流的大小反映出来的,即通过导体对电流的阻碍作用大小来比较导体电阻的大小,这里运用的是转换法。
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学法指导
影响电阻大小的因素
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实验过程及现象
导体的电阻与长度的关系 导体的电阻与横截面积的关系 导体的电阻与材料的关系
操
作 把A接线柱连入电路。闭合开关,让鳄鱼夹在A、B之间滑动 分别把金属丝 AB和EF接入电路 分别把金属丝 AB和MN接入电路
现
象 发现接入电路的导体越长,灯泡越暗、电流表示数越小 闭合开关,发现接入EF时,灯泡比较亮,电流表示数比较大 闭合开关,发现接入MN时,灯泡比较亮
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实验结论:
①当导体的横截面积和材料一定时,导体的电阻跟导体的长度有关,导体越长,电阻越大。
②当导体的长度和材料一定时,导体的电阻跟导体的横截面积有关,导体的横截面积越大,电阻越小。
③当导体的长度和横截面积一定时,导体的电阻跟导体的材料有关,不同材料的导体,其电阻不同。
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提出问题:资料研究表明“220V 0.2A”的白炽灯,未接入电路的电阻约100 Ω,而正常工作时的电阻约1 100 Ω。由此提出灯丝的电阻和什么因素有什么关系?
实验事实:灯丝的电阻和温度有关,灯丝的温度越高,电阻就越大。
特别说明:对金属丝而言,温度变化不大时,电阻的变化不大,可以忽略这种变化。
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2. 影响导体电阻大小的因素 导体的材料、导体的长度、导体的横截面积大小、导体的温度。
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知识拓展
导体的电阻与温度有关:金属导体的电阻通常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。半导体的电阻受温度影响大。有的合金如康铜和锰铜的电阻受温度影响不大。
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[深圳期末]小明用如图4 所示的器材探究“影响电阻大小的因素”,a、b为长度一样的镍铬合金丝,b比a的横截面积大。
例 2
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关于此实验,下列说法不正确的是( )
A. 小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越小
B. 本实验主要探究方法有控制变量法和转换法
C. 为了更明显比较两条合金丝的电阻,可在电路中串联一个电流表
D. 利用此装置能探究导体电阻大小和导体的横截面积、长度、材料的关系
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解题秘方:运用控制变量的思想,探究电阻和什么量的关系时,控制这个量之外的变量相同,改变这个量进行对比实验。
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解析:本实验主要探究方法有控制变量法和转换法。根据
转换法,电阻的大小通过比较小灯泡的亮度来判断,小灯泡越亮,说明电路中的电流越大,表示接入的合金丝电阻越小。根据控制变量法可知,探究导体电阻大小和材料的关系,应改变导体的材料,而由题知a、b两合金丝的材料相同,所以,不能探究导体电阻大小和材料的关系,故 D 错误。
答案:D
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2. [东莞模拟] 关于导体电阻的大小,下列说法中正确的是( )
A. 粗细相同的两条导线,长的电阻大
B. 长度相同的两条导线,细的电阻大
C. 同种材料制成的长度相同的两条导线,粗导线的电阻大
D. 对于大多数导体来说,当温度升高时,它的电阻就会增大
D
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知3-讲
知识点
滑动变阻器
3
变阻器:能改变接入电路中电阻大小的元件,叫变阻器。
1. 滑动变阻器的构造
(1)结构:如图5甲所示。
(2)实物简图和在电
路图中的符
号:如图乙所示。
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知3-讲
2. 原理 通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变连入电路中的电阻。
3. 铭牌参数的含义 滑动变阻器的铭牌上标有最大电阻值和允许通过的最大电流。
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知3-讲
特别提醒
电阻丝外涂着绝缘层,并紧密地绕在绝缘筒上,电流是沿着电阻丝流动,而不是横向流过。不能错误地认为,滑动变阻器是通过改变电阻丝的粗细来改变接入电路的电阻。
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[中考·哈尔滨]如图6所示是小明自制的调光台灯,把一根导线固定在铅笔芯最左端,然后将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动,小明会看到的现象是______,产生这种现象的原因是导体的______减小,引起导体的电阻变小。
例 3
灯变亮
长度
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解题秘方:结合图示中的情景,由影响导体电阻大小的因素分析。
解析:灯与铅笔芯串联,将另一根导线接触铅笔芯右端并逐渐向左滑动,铅笔芯接入电路中的长度逐渐减小,在其他条件不变时,铅笔芯接入电路中的电阻变小,使得电路中的电流变大,灯会变亮。
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知3-练
3. [广东模拟] 滑动变阻器是通过改变连接在电路中电阻丝的______来改变电阻的;金属杆选用_____(填“导体”或“绝缘体”)材料制作。
长度
导体
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知4-讲
知识点
滑动变阻器的使用
4
1. 滑动变阻器的连接: 采用“一上一下”的接法将滑动变阻器串联在电路中。
将PC段电阻丝接入电路 将PD段电阻丝接入电路
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知4-讲
续表:
将PC段电阻丝接入电路 将PD段电阻丝接入电路
当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,电路中的电流变大;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,电路中的电流变小 当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,电路中的电流变小;
当滑片向右移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,电路中的电流变大
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方法点拨
判断滑动变阻器接入电路的阻值是变大还是变小,只要看电阻丝接入电路的长度如何变化。接入电路的电阻丝变长时,接入电路的电阻变大。接入电路的电阻丝变短时,接入电路的电阻变小。
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知4-讲
2. 两种异常连接的比较
接法 电路中的电阻丝 连入电路的阻值 在电路中
的作用
没有接入 零 相当于导线
AB段 滑动变阻器的最大阻值 相当于定值电阻
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知4-讲
3. 用滑动变阻器改变通过小灯泡的电流
如图7所示,先移动滑片,使滑片位于最右端(阻值最大处),闭合开关。当滑片向左移动时,接入电路的电阻丝变短,电路的电阻变小,通过小灯泡的电流变大,小灯泡变亮;当滑片向右滑动时,接入
电路的电阻丝变长,电路的电阻变大,
通过小灯泡的电流变小,小灯泡变暗。
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[芜湖期中] 如图所示的滑动变阻器中,当滑片P向左滑动时,连入电路的电阻变小的是( )
例 4
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解题秘方:滑动变阻器接入电路中电阻的大小取决于电阻丝接入电路的长度,判断滑动变阻器接入电路的电阻变大还是变小,关键在于看下边接的是哪个接线柱,以及滑动变阻器滑片的移动方向。
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解析:图A中滑片向左滑动时,接入电路的电阻丝变长,接入电路的阻值变大;图B中滑动变阻器同时接下面两个接线 柱,滑动变阻器相当于定值电阻,滑片移动时,接入电路的阻值不变;图C中滑片向左滑动时,电阻丝接入电路的长度变短,滑动变阻器接入电路的阻值变小;图D中滑片向左滑动时,接入电路的电阻丝变长,接入电路的阻值变大。
答案:C
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4. [常州模拟] 如图,用变阻器控制灯泡L的亮度。若要求滑片P向左滑动时灯泡逐渐变亮,则下列接法中正确是( )
A. M接C,N接D
B. M接A,N接B
C. M接C,N接B
D. M接A,N接D
C
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怎样认识电阻
电阻
定义
单位
电阻器
定值电阻
影响因素
材料
长度
横截面积
温度
滑动变阻器
原理
结构
使用
归纳总结
$$