内容正文:
16.3 电阻
第十六章 电压 电阻
讨论:你观察到了什么现象,这说明了什么呢?
演示实验:把长度、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,连入灯泡。闭合开关,观察灯泡亮度。
导线材料 长短 粗细 灯泡亮度
铜丝 相同 相同
镍铬合金
较亮
较暗
串联一个电流表
电流表示数
较大
较小
1.在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻通常用字母R表示。
2.单位:欧姆,简称欧,符号Ω。
3.电阻的单位还有:千欧(kΩ)
兆欧(MΩ)
换算关系是:
1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
4.电路符号:
一、电阻
德国物理学家-欧姆
孔隆教育 http://mykonglong.taobao.com
生活中常见的电阻器(定值电阻)
常见的电阻值
5~50Ω
20~200Ω
0.02Ω
4000~10000Ω
200~800Ω
同样规格的铁导线,电阻比我高六倍!
猜想1:材料
猜想2:长度
猜想3:横截面积
猜想4:外部环境(温度)
导体的电阻可能与多个因素有关,因此在探究过程中要使用:
控制变量法
二、探究影响电阻大小的因素
长度、粗细(横截面积)、材料、温度等
A
A
B
二、探究影响电阻大小的因素
猜 想
实验方案
实验方法
控制变量法、转换法
通过比较电流表的示数大小比较电阻大小(转换法)
实验1.探究电阻与导体长度的关系
横截面积、材料、温度
控制变量
结论
实验1.探究电阻与导体长度的关系
横截面积、材料、温度
控制变量
结论
材料、横截面积、温度相同时,导体越长,电阻越大。
导线材料 横截面积 导体长度 电流表示数 电阻
铜丝 相同 长
短
大
小
实验2.探究电阻与导体横截面积的关系
控制变量
长度、材料、温度
结论
实验2.探究电阻与导体横截面积的关系
控制变量
长度、材料、温度
长度、材料、温度相同时,导体的横截面积越小,电阻越大。
结论
导线材料 导体长度 横截面积 电流表示数 电阻
镍铬丝 相同 大
小
小
大
实验3.探究电阻与材料的关系
实验电路
实验现象
控制变量
长度、横截面积、温度
结论
实验3.探究电阻与材料的关系
接不同的导体,电流表示数发生了变化。
实验现象
控制变量
长度、横截面积、温度
结论
导体的电阻与导体的材料有关。
导线材料 导线长度 横截面积 电流表示数
铜丝 相同 相同
镍铬合金
实验4:电阻与温度的关系
灯丝
A
加热
导体的电阻大小与导体温度有关;通常情况下,导体的温度越高,电阻越大。
总结:影响电阻大小的因素
1.导体的电阻大小与导体材料有关;
在材料和横截面积都相同时,导体长度越长,电阻越大;
2.导体的电阻大小与导体长度有关;
3.导体的电阻大小与导体横截面积有关;
在材料和长度都相同时,导体横截面积越小,电阻越大。
4. 导体的电阻大小与导体温度有关;
通常情况下,导体的温度越高,电阻越大。
【例1】[教材演示实验]在进行“比较小灯泡的亮度”实验中,小明连接了如图所示的电路,其中铜丝和镍铬合金丝的长度和粗细均相同.分别把两根导线接入电路,闭合开关,发现接入铜丝时灯泡较 (选填“亮”或“暗”),说明接入铜丝时通过灯泡的电流较 ,同时也说明铜线对电流的阻碍作用较_____
(选填“大”或“小”).
小
大
知识点一 电阻
亮
知识点二 影响电阻大小的因素
【例2】[教材重点实验]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/mm2 电流表示数/A
A 镍铬合金 0.5 0.5 0.28
B 镍铬合金 1.0 0.5 0.14
C 镍铬合金 0.5 1.0 0.50
D 锰铜合金 0.5 0.5 0.58
(1)实验中通过观察 来比较电阻的大小.
(2)选用编号为A、B的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与 的关系.
(3)选用编号为A、C的两根电阻丝进行实验,可以探究导体电阻大小与 的关系;实验初步得到的结论是:当长度和材料相同时, 越大,导体电阻越 .
小
横截面积
横截面积
长度
电流表的示数
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流表示数/A
A 镍铬合金 0.5 0.5 0.28
B 镍铬合金 1.0 0.5 0.14
C 镍铬合金 0.5 1.0 0.50
D 锰铜合金 0.5 0.5 0.58
(4)[实验质疑]若实验中将电路中的电流表更换为小灯泡,通过观察 也可以判断导体电阻大小,但不足之处是 _
.
易区分电阻的大小
当电路中电阻相差不大时,只依据灯泡的亮暗不
灯泡的亮度
讨论与交流:观察书本上的图,你能得出什么信息?
1.金属的导电性能比较好,最好的是银。
2.导电性能越强,表明该材料的电阻越小。
3.导电性能越弱,表明该材料的电阻越大。
4.导电性能最弱的是陶瓷,可以用它作绝缘材料。
三、半导体与超导现象
导电性能
超导体>导体>半导体>绝缘体
电阻
超导体<导体<半导体<绝缘体
三、半导体与超导现象
超导现象:有些材料在温度很低时,电阻会突然消失,我们把这种现象称之为超导现象. 超导材料的电阻为零,电流通过时不会发热.
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的一些材料. 如硅、锗等. 应用:二极管
半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。如:硅、锗。
应用:集成电路、二极管等。
超导现象:某些物质在温度很低时电阻变为零的现象。
应用:远程输电、电子设备微型化等。
22
1、将一条电阻丝均匀拉长,它的电阻怎么变化?
2、将一条电阻丝对折, 它的电阻怎么变化?
因为它的长度变长,横截面积变小,所以它的电阻变大。
因为它的长度变短,横截面积变大,所以它的电阻变小。
思考:
知识点三 半导体与超导现象
【例3】2023年4月12日,有“人造太阳”之称的中国“环流器”实验装置,成功实现了稳态长脉冲高约束模式等离子体运行,创造了新的世界纪录.要实现“超强磁场”就必须有“超大电流”,一般导体由于存在电阻,难以实现“超强磁场”,最理想的导体材料是 材料.如图所示为某智能纯电动汽车,该车的车灯为LED光源,它的主要材料是 (选填“半导体”或“超导体”).LED具有 导电性.
单向
半导体
超导
【例4】如图是小颜自制的简易调光灯,当B夹子向左移动时,灯泡亮度 (选填“变亮”或“变暗”),这是因为铅笔芯的电阻跟 有关;若松开B夹子,铅笔芯的电阻阻值 (选填“等于”或“不等于”)零.
不等于
长度
易错点 对电阻概念的理解
变亮
1.150 kΩ= Ω;一个定值电阻的阻值为67 MΩ= kΩ= Ω.
2.某个导体通过0.5 A的电流时,电阻为10 Ω.若通过1 A的电流时,该导体的电阻为 Ω;若导体不通电时,
其电阻为 Ω.
10
10
6.7×107
6.7×104
1.5×105
3.一根金属导线的电阻为R,要使这根导线连入电路的电阻变大,可采用的方法是( )
A.减小导线两端的电压 B.增大导线中的电流
C.将导线拉长后连入电路 D.将导线对折后连入电路
C
4.甲、乙、丙三根用同种材料制成的均匀合金丝,甲、乙的粗细相同,但甲较长;乙、丙的长度相同,但丙较粗,则这三根电阻丝的电阻值R甲、R乙、R丙的大小关系是( )
A.R甲=R乙=R丙 B.R甲>R乙>R丙
C.R甲>R丙>R乙 D.R甲<R乙<R丙
B
5.如图所示的实物电路中,AB部分为金属电阻丝.当电路接通后,用酒精灯给电阻丝缓慢加热,可观察到灯泡慢慢变暗,电流表的示数变 (选填“大”或“小”)了,说明金属电阻丝AB的电阻在 (选填“变大”“变小”或“不变”).此实验现象说明金属导体AB的电阻跟 有关.
温度
变大
小
7.如果常温下的超导材料得到广泛应用,超导材料可以用来制作( )
A.定值电阻 B.电炉的发热丝
C.白炽灯灯丝 D.输电导线
6.某手机屏幕由柔性发光二极管制成,其中制作发光二极管的材料是( )
A.导体 B.半导体 C.超导体 D.绝缘体
D
B
谢谢观赏
$$