内容正文:
第十二章 电压和电阻
第三节 电阻
情 境 导 入
第三节
电阻
想一想:
开关触点用银做
铝质导线
铜质导线
常用的导线通常是用铜或铝做的,特别重要的用电设备还要用昂贵的银来做。钢铁也是导体,又多又便宜,那么,为什么不用钢铁来做导线呢?
新 课 探 究
第三节
电阻
将电池、开关、小灯泡、电流表串联起来,在小灯泡和电流表之间接出两个金属夹M和N,在M、N之间分别接入细铜丝、橡皮、铅笔芯、塑料尺,闭合开关,观察电流表的示数及小灯泡的发光情况。
做一做:
一、导体和绝缘体
灯泡 电流表示数
细铜丝
铅笔芯
塑料尺
橡皮
亮
暗
不亮
0.24A
0.2A
不亮
0A
0A
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课堂小结
1.导体:善于导电的物体:
金属、人体、大地、石墨、食盐水、湿木
导电原因:导体中存在大量自由电荷。
2.绝缘体:不善于导电的物体:
陶瓷、玻璃、橡胶、塑料、油
原因:绝缘体中几乎没有自由电荷。
附:导体和绝缘体没有绝对的界限,绝缘体在特定条件下会转化为导体。
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二、电阻
灯泡 电流表示数
细铜丝
铅笔芯
亮
暗
0.24A
0.2A
导体虽然容易导电,但对电流也有一定的阻碍作用。
在相同的电压下,通过铜丝的电流比较大,表明铜丝对电流的阻碍作用比较小;通过铅笔芯的电流比较小,表明铅笔芯对电流的阻碍作用比较大。
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1.在物理学中,用电阻表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用就越大。导体的电阻通常用字母R表示。
导体的电阻是导体本身的一种性质。
2.单位:欧姆(ohm),简称欧,符号Ω。
3.电阻的单位还有:兆欧(MΩ)、千欧(kΩ)
换算关系:
1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω;
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω。
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4.电阻器
在电子技术中,我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻。电路图中用符号 表示。
普通电阻
热敏电阻
陶瓷电阻
压电电阻
线绕电阻
贴片电阻
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三、决定电阻大小的因素
1.提出问题:影响导体电阻大小的因素是什么?
2.猜想与假设:
影响电阻大小的因素可能有
3.设计实验:
材料、长度、横截面积、温度
思考:(1)如何“显示”电路中待测电阻的大小?
(2)探究用到的物理方法?
(1)可通过灯的亮暗和电流表的示数来反映电阻大小。
(2)控制变量法 转换法
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4.进行实验:
(1)探究电阻与导体材料的关系
材 料 长度
(m) 横截面积(mm2) 电压 电流 电阻
铜 丝 相同 相同 相同 大 小
镍铬合金 相同 相同 相同 较小 较大
导体的电阻与材料有关。
长度、横截面积相同,导体材料不同,电阻不同。
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(2)探究电阻与导体长度的关系
材 料 长度
(m) 横截面积(mm2) 电压 电流 电阻
镍铬合金 0.5 相同 相同 较大 较小
镍铬合金 1 相同 相同 较小 较大
导体的电阻与长度有关。
材料、横截面积相同,导体越长,电阻越大。
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(3)探究电阻与导体横截面积的关系
材 料 长度
(m) 横截面积
(mm2) 电压 电流 电阻
镍铬合金 相同 S 相同 较小 较大
镍铬合金 相同 2S 相同 较大 较小
导体的电阻与横截面积有关。
材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小。
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(4)探究电阻与温度的关系
把旧日光灯的灯丝接入电路,用酒精灯缓慢地对其加热,观察电流表的示数有什么变化。
电阻还跟温度有关,温度越高,电阻越大。但也有少数导体,电阻随温度的升高而减小。
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5.实验结论
导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。
在材料、横截面积相同时,导体越长,电阻越大。在材料、长度相同时,导体的横截面积越大,电阻越小。在长度、横截面积相同时,导体的材料不同,电阻不同。在一定条件下,金属导体的电阻随温度的升高而增大。
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6.评估与交流
(1)转换法
在电源电压不变的情况下,通过电流表示数或灯泡亮度来判断导体电阻的大小。
(2)控制变量法
①探究导体电阻与导体材料的关系:选取长度、横截面积均相同的不同材料制成的导体;
②探究导体电阻与导体长度的关系:选取横截面积、材料均相同,长度不同的导体;
③探究导体电阻与导体横截面积的关系:选取长度、材料均相同,横截面积不同的导体。
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半导体
有一些材料,例如硅、锗,导电性能介于导体和绝缘体之间,比导体差、比绝缘体强,被称作半导体。温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大影响,利用半导体材料的这个特性可以制作二极管、三极管、光敏电阻等, 把二极管、三极管和电阻器、电容器等元件直接集成在硅单晶片上,并封装起来,就成了集成电路。没有半导体就没有我们今天的现代化生活。
计算机内的集成电路中有很多晶体管
小小的芯片上有上百万个晶体管
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课堂小结
各种金属导体中,银的导电性能是最好的,但还是有电阻存在。20 世纪初,科学家发现,某些物质在温度很低时,如铝在 -271.76 ℃以下、铅在 -265.95 ℃以下时,电阻就变成了零。这就是超导现象。目前已经开发出一些“高温”超导材料,它们在 -173.15 ℃左右时电阻就能降为零。
如果超导材料得以实际应用,会给人类带来很大的好处:发电、输送电力等设备若能采用超导材料,就可以大大降低由电阻引起的电能损耗;如果用超导材料来制造电子元件,由于没有电阻,不必考虑散热的问题,元件尺寸可以大大缩小,能进一步实现电子设备的微型化。
超导现象
课 堂 小 结
第三节
电阻
电阻
电阻
定义:导体对电流阻碍作用的大小
单位及换算:欧 Ω 、千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)1 kΩ=103 Ω 、1 MΩ=103 kΩ=106 Ω
材料
横截面积
导体和绝缘体
电路图中符号:
影响电
阻大小
的因素
长度
温度
当堂达标
第三节
电阻
1.通常情况下,下列物品属于导体的是( )
A.橡胶棒 B.玻璃棒
C.陶瓷筷子 D.湿木棒
D
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课堂小结
2.相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A. 铜线的电阻一定比铝线的小
B. 长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等
C. 长度相同的两根铜线, 粗的那根电阻较大
D. 粗细相同的两根铜线, 长的那根电阻较大
D
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课堂小结
3.小明用如图所示的器材探究“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。关于此实验,下列说法正确的是( )
A.小灯泡越亮,表示接入的合金丝电阻越大
B.利用此装置只能探究导体电阻大小和横截面积的关系
C.利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积、长度的 关系
D.为了准确比较两条合金丝的电阻,
可在电路中串联一个电压表
C
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4.如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小,则( )
A.AB段电阻大,电流小
B.BC段电阻大,电流大
C.AB段电阻大,电流与BC段相等
D.BC段电阻大,电流与AB段相等
C
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课堂小结
5. 关于材料,下列说法正确的是( )
A.铜、铝、陶瓷都是很好的导体
B.电加热器最适合用超导体材料制成
C.导体和绝缘体没有绝对界限,绝缘体有时可以变成导体
D.发光二极管是一种半导体材料,只要接入电路就可以发光
C
THANK YOU
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