第3节 电阻（教学课件）物理人教版2024九年级全一册

物理九年级全一册 •人教版2024 第3节 电阻 第十六章 电压 电阻 学习目标 01 02 03 04 物理观念 ①初步学习电阻的概念、电阻的单位及其换算关系；②知道电阻大小的影响因素；③对半导体和超导体有初步认识。 科学思维 运用类比法，将电阻与电流、电压的关系与生活现象相联系，培养学生的逻辑思维能力。 科学探究 通过实践和探究，利用控制变量法探究影响电阻大小的因素。提高学生的动手操作能力和实验分析能力。 科学态度与责任 培养学生对物理现象的好奇心，激发科学探究的热情，树立科学态度和社会责任感。 重点难点 教学重点 教学难点 ①电阻概念的建立； ②探究影响电阻大小的因素。 ①理解电阻是导体本身的一种属性；②实验的设计与分析论证。 课堂导入 印制电路板上一般用铜箔或银箔做连接元件的导线，为什么不用铁箔来做呢? 铜、铝、银和铁都是导体，但它们的导电性能不同。我们通过研究不同材料的导电性来回答这个问题。 探究新知 演示实验 　　将电流表、小灯泡、开关、电源等串联起来，并接出两条导线A、B，就做成了一个导电性检测器。在导线间分别接入铜线、铁线、铅笔芯等导体（长度和直径相同），观察小灯泡的亮度和电流表的示数，你有什么发现？ 【实验】做一个导体导电性检测器 A B 电池提供的电压是相同的，当电路中接入不同的导体时，电流表的示数通常不同。 为什么会有这种差别呢？ 课堂导入 分析论证： 名称 现象 电流 分析 铜丝 铁丝 铅笔芯 灯泡亮 灯泡较亮 I＝0.26A I＝0.2A 对电流的阻碍作用较小 对电流的阻碍作用较大 灯泡暗 I＝0.16A 对电流的阻碍作用大 导体虽然容易导电，但对电流也有一定的阻碍作用。 探究新知 电阻 导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同，用电阻来表示导体的这种性质。　 1.概念: 在物理学中，把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。常用字母R表示。 2.单位： ①国际单位：欧姆，简称欧 ，符号Ω ②常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系 1kΩ =1000Ω=103Ω 1MΩ =103kΩ=106Ω 探究新知 3.生活中常见的电阻大小 小灯泡中灯丝的电阻为几Ω～十几Ω 常用的电炉丝的电阻为几十欧姆Ω lm/1mm2的家用铜导线，电阻为百分之几欧姆。 电流表电阻几乎没有电阻 电压表电阻几千欧至几万欧 人体的电阻约为几千欧 将电压表串联接入电路相当于断路 将电流表并接入电路相当于短路 ①导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。 在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。 探究新知 4.电阻的理解 ②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。 探究新知 【学习任务一】电阻的概念 关于导体电阻，下列说法中正确的是（　　） A．导体两端的电压越大，导体的电阻也越大 B．通过导体的电流越大，导体的电阻也越小 C．导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流都无关 D．导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度 解：A、因为电阻是导体的属性，只与长度、横截面积和材料有关；故A错误； B、因为电阻是导体的属性，只与长度、横截面积和材料有关；故B错误； C、电阻是导体的属性，只与长度、横截面积和材料有关；导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流都无关；故C正确； D、导体的电阻除了与长度、横截面积和温度还与材料有关；故D错误。 故选：C。 C 探究新知 电阻作用示意图 水流模拟电阻（类比法） 铝壳电阻 探究新知 　　在电子技术中，我们常用到具有一定电阻值的元件——电阻器，也叫作定值电阻，简称电阻。 电路图中用符号 表示。 4. 电阻器 贴片电阻 色环电阻 水泥电阻 热敏电阻 探究新知 铁和银都是导体，为什么有不同的导电性呢？ 科学家研究发现，金属中的电子大部分被束缚在原子核周围，几乎不能自由移动，只有部分电子可以脱离开原子核的束缚而自由移动，成为自由电子。不同材料的物体中，自由电子的情况不同，所以它们的导电性能不同。 电阻描述的是导体对电流的阻碍作用。 不同导体的电阻通常不同，那么导体的电阻与哪些因素有关呢？接下来我们进行实验探究这一问题...... 影响电阻大小的因素 探究新知 电阻的大小可能与导体的材料 导体的长度 导体的横截面积 导体的温度等有关。 【实验】探究影响导体电阻大小的因素 猜想与假设： 粗细相同的水管，管子长，阻力大。我猜想导体越长，它的电阻可能越大。 长度相同的水管，管子粗，阻力小。 我猜想..... 提出问题： 电阻大小跟什么因素有关？ 探究新知 　　在实验中应采用控制变量法进行研究，画出实验电路图，连接电路，用电流表测量电路中的电流，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小（转换法）。 实验设计： 控制变量法 每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。 转换法 通过灯的亮度或电流的大小来判断接入导体电阻的大小。 a b c d a为铜线，b、c、d为镍铬合金线。 a、b、c的横截面积为S，d的横截面积为2S。 探究新知 实验过程： l. 探究电阻的大小与导体的材料的关系 选用横截面积和长度相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。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。 探究新知 分析论证 材料 横截面积 长度 小灯泡亮暗变化 电流I/A 镍铬合金 S 暗 亮 铜丝 L 0.2 0.26 结论一：导体的电阻与导体的材料有关。 长度、横载面积相同的导体，材料不同，电阻也不同。 电阻大小 大 小 探究新知 2. 探究电阻的大小与导体的长度关系 选用横截面积相同、 长度不同的镍铬合金丝， 分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。 探究新知 材料 长度 横截面积 小灯泡亮暗变化 电流I/A 镍铬合金 0.25L S 很亮 0.5L 较亮 L 暗 0.24 0.22 结论二：导体的电阻跟它的长度有关。 同种材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。 电阻大小 小 较大 分析论证 大 0.2 探究新知 3. 探究电阻的大小与导体横截面积的关系 选用长度相同、横截面积不同的两根镍铬合金丝，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。比较通过横截面积不同的镍铬合金丝的电流大小。 探究新知 材料 长度 横截面积 小灯泡亮暗变化 电流I/A 镍铬合金 L 亮 暗 0.5S 很暗 2S S 0.24 0.2 结论二：导体的电阻跟它的横截面积有关。 同种材料、长度相同的导体，横截面积越小，电阻越大。 电阻大小 小 大 分析论证 0.12 很大 探究新知 4. 探究电阻的大小与导体温度的关系 选用一根镍铬合金丝，接入电路中，观察电流表的示数，用酒精灯对合金丝进行加热，观察电流表的示数，比较通过镍铬合金丝的电流大小。 材料 温度 小灯泡亮暗变化 电流I/A 电流I/A 镍铬合金 亮 暗 结论四：导体的电阻跟温度有关。 金属导体的电阻在一定条件下，温度越高，电阻越大。 低 高 小 大 0.2 0.15 探究新知 在材料和横截面积不变时，导体的长度越长，电阻越大； 在材料和长度不变时，导体的横截面积越小，电阻越大。 在一定条件下，金属导体的电阻随温度的升高而增大。 归纳总结 导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小取决于导体的材料、长度和横截面积和温度等因素。 探究新知 【学习任务二】探究影响电阻大小的因素 如图所示，在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中，将线路板上三根横截面积相同的金属丝分别接入电路。下列说法错误的是（　　） A．灯泡越亮，表明接入电路中的金属丝的电阻越大 B．选择金属丝①和③可以探究电阻的大小是否跟导线的材料有关 C．实验时若没有小灯泡，可以用电流表替代完成实验 D．该实验在探究过程中使用了控制变量法 A 探究新知 解：A、在导体两端的电压不变的条件下，导体的阻值越大通过导体的电流（电流表的示数）就越小，灯泡就越暗，故A错误； B、在研究电阻与导体的材料的关系时，由于最上面的导线和最下面的导线是长度、横截面积均相同，选择金属丝①和③可以可以探究导体的电阻大小是否跟导体的材料有关，故B正确； C、电流表的示数越大说明电阻的阻值越小，故C正确； D、要研究电阻的大小与每一个因素的具体关系时，要用到控制变量法，故D正确。 故选：A。 探究新知 【变式训练】温度对导体电阻的影响 如图所示，将钨丝接入电路，闭合开关S后电流表有示数。用酒精灯对钨丝进行加热，电流表示数变小，此过程中钨丝的电阻______（选填“变大”、“不变”或“变小”），说明钨丝的电阻大小与______有关。 解：用酒精灯给钨丝加热，可以观察到电流表示数变小，这表明温度升高，钨丝的电阻变大，同时也说明电阻大小与温度有关。 故答案为：变大；温度。 温度 变大 探究新知 【学习任务三】电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系 在温度一定时，比较两根镍铬合金导线电阻的大小，则（　　） A．短导线比长导线的电阻小 B．横截面积大的导线电阻小 C．横截面积相等时，长导线的电阻大 D．长度相等时，细导线的电阻小 解：AB、电阻的大小不仅跟导体的材料有关，还跟材料的长度和横截面积大小有关，只根据导线的长度或横截面积无法判定电阻的大小，故AB错误； C、在温度、横截面积和材料相同时，长度越长，电阻越大，故C正确； D、在温度、长度和材料相同，导线的横截面积越小，电阻越大，故D错误。故选：C。 C 探究新知 为什么日常生活中用铜、铝来做导线，而不能用铁代替呢？ 材料 银 铜 铝 钨 铁 锡 镀铬合金 电阻值 /Ω 0.016 0.017 0.027 0.053 0.099 0.110 1.100 1.导体的长为1m、横截面积为1mm2的不同材料的金属丝在温度20 ℃时的电阻值。 　　相同规格下，铁导线的电阻大，用铁做导线，会损耗大量的电能。用铜、铝做导线，电阻较小，电能损耗少。 材料的导电性 探究新知 　　研究表明，材料不同，导电性能也不同。天然橡胶棒的电阻，大约是长度、横截面积相同铁棒的2×1016倍！右图显示的是不同材料在导电性能上的排序，从下至上， 材料的导电性能依次增强。 铜的导电性能优于铁。 对于长度、 横截面积相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻是铜丝的近6倍，所以一般不用铁制作导线。 2.不同材料在导电性能上的排序 探究新知 科学世界 半导体 1.概念：导体导电性能好，绝缘体导电性能比较差。有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称做半导体。 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。 2.常见半导体及应用 二极管 三极管 芯片应用 探究新知 超导现象 1. 概念：当温度降低到某个临界值时一些全属的电阻会突然消失，这种现象叫作超导现象。 ①零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。 ②出现超导现象的临界温度低于－250.15 °C 。 2. 超导材料: 电阻为零的这种性质称为超导性，具有这种性质的材料称为超导材料。 探究新知 3.超导技术的应用与未来 如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于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，进一步实现电子设备的微型化。 探究新知 【学习任务四】半导体的特点 科技强国，2023年8月29日搭载麒麟9000S芯片的华为Mate60Pro发布，麒麟9000S芯片是华为有自主知识产权的芯片，制造芯片的主要材料是（　　） A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 解：芯片主要是由半导体材料制成的，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选：B。 B 课堂小结 电阻 定义 影响因素 表示导体对电流阻碍作用的大小，常用字母R表示。 电阻的单位 常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ 电阻的单位是欧姆，简称欧，符号Ω 。 材料 长度 横截面积 温度 实验方法： 控制变量法、转换法 半导体、超导现象 1.（2024秋•花垣县期中）关于电流、电压、电阻，下列说法中不正确的是（　　） A．电源是提供电压的装置 B．导体对电流的阻碍作用越大，电阻就越小 C．电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流 D．导体的电阻大小与电流、电压无关 课堂练习 解：A、电源是提供电压的装置，故A正确； B、导体对电流的阻碍作用越大，电阻就越大，故B不正确； C、电压的作用是使自由电荷定向移动形成电流，故C正确； D、导体的电阻是导体的一种性质，导体的电阻大小与电流、电压无关，故D正确。 故选：B。 点评：知道电源的作用，理解电阻概念，可解答此题。 B 2.（2020秋•沐川县期末）物理学中以欧姆为单位的物理量是（　　） A．电阻 B．电功 C．电流 D．电压 A 课堂练习 解：在物理学中，A、电阻的基本单位是欧姆。故A符合题意； B、电功的基本单位是焦耳。故B不符合题意； C、电流的基本单位是安培。故C不符合题意； D、电压的基本单位是伏特。故D不符合题意。 故选：A。 点评：此题考查的是我们对常见物理量及其单位的掌握情况，属于识记性知识的考查，比较简单，容易解答。 3.（2025•大丰区二模）利用如图电路和一根金属丝，探究影响电阻大小的因素，则（　　） A．只能探究电阻和长度的关系 B．只能探究电阻与横截面积的关系 C．电阻与长度、横截面积的关系都能探究 D．电阻与长度、横截面积的关系都不能探究 C 课堂练习 解：将电阻丝的一段固定在A端，然后使B在电阻丝上滑动，通过电流表的示数即可探究电阻与电阻丝长度的关系； 将电阻丝的一半分别接入A、B两端，并记录电流表的示数；再将电阻丝对折后接入A、B两端，同时记下电流表的示数，通过比较电流的示数即可得出电阻与电阻丝横截面积的关系。故选：C。 点评：首先要知道决定电阻大小的因素，同时知道控制变量法的原理。 4. （2024•凉山州）如图所示是我国自主研发的一款高性能处理器，其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的 自主创新能力，打破国外技术垄断，推动国内芯片产业的发展。制作该芯片 需要_________（选填“半导体”或“超导体”）材料，该处理器正常工作时， 相当于电路中的_________（选填“电源”或“用电器”）。 课堂练习 半导体 用电器 解：我国自主研发的一款高性能处理器，其具有强大的计算能力和低功耗性能。该处理器的成功研制将有助于提升我国在计算机硬件领域的自主创新能力，打破国外技术垄断，推动国内芯片产业的发展。制作该芯片需要半导体材料，该处理器正常工作时，相当于电路中的用电器。 故答案为：半导体；用电器。 点评：此题考查了串联和并联电路的辨析、电流表的读数，稍有难度，但仍属基础题。 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业： 自行查阅有关超导材料应用的相关资料。 谢谢聆听 谢谢聆听 $