内容正文:
第16章 电压 电阻
16.3 电阻
课标导学
2022版课程标准
知道电阻。
课时学习目标
1.(重点)通过实验认识电阻的概念,理解电阻是导体本身的一种性质。
2.能画出电阻在电路图中的符号,指导电阻的单位及其单位换算。
3.(重点)理解电阻的大小与导体的材料、长度、横街面积及温度有关。
4.体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关,积极动手进行实验。
概念梳理
1.电阻
(1)概念:在物理学中,把导体对 电流 阻碍作用的大小叫做电阻。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越 大 。导体的电阻通常用字母 R 表示,单位是 欧姆 ,简称 欧 ,符号是 Ω 。 常用的单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),换算关系:1 kΩ= 10³ Ω,1 MΩ= 106 Ω。电路图符号是“”。
2.影响电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的 材料 、 长度 和 横截面积 等因素有关。
3.半导体和超导现象
(1)半导体:导电性能介于 导体 和 绝缘体 之间的材料。
(2)超导现象:某些物质在温度降低到一定程度时,电阻就变成了 0 的现象叫做超导现象。
【概念辨析】
判断下列说法,正确的画“√”,错误的画“×”。
1.导体中没有电流通过时,其电阻为零。( × )
2.导电能力介于导体和绝缘体之间的物体叫超导体。( × )
3.导体中如果没有电流那么导体的电阻依然存在并且大小不变。( √ )
4.电阻是导体对电流的阻碍作用,当通过导体的电流为零时,电阻也为零。( × )
5.绝缘体不容易导电是因为绝缘体中没有电荷 。( × )
6.流过导体的电流越大,导体的电阻越小。( × )
7.计算机芯片中有大量用硅材料制成的电路元件,硅材料属于半导体。( √ )
教材实验闯关
1. 【提出问题】:不同导体的电阻大小可能不同,导体的电阻大小与哪些因素有关呢?
2. 【猜想与假设】:导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。
3.【设计与进行实验】
(1)实验器材:电流表、开关、电源、导线若干、镍铬合金丝、锰铜丝。
(2)连接实物电路(如下):
(3)实验步骤:
①探究导体的电阻大小是否跟导体的长度有关:选用 粗细 相同、 长度 不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入 同一 电路中,观察电流表的示数,比较流过长短不同的镍铬合金丝的电流大小;
②探究导体的电阻大小是否跟导线的粗细有关:选用 长度 相同、 横截面积 不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入同一电路中,观察电流表的示数,比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小;
③探究导体的电阻大小跟材料的关系:选用 长度 和 横截面积 都相同的锰铜合金丝和镍铬合金丝,分别把它们接入同一电路中,观察电流表示数,比较材料不同时电流的大小。
4.【分析归纳,得出结论】:通过比较电流表示数可得出结论:导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。同种材料的导体,长度越长、横截面积越小,电阻越大。导体电阻还收温度的影响。
5.【交流与反思】:
(1)多次测量的目的: 使实验结果具有普遍性 ;
(2)本实验中用到的物理研究方法是 控制变量 法和 转换 法。
(3)为探究导体电阻与温度的关系:需要增加什么实验器材?如何进行实验操作和实验分析?
答:①需要增加的实验器材:酒精灯、废旧白炽灯灯丝;②实验操作:将废旧白炽灯泡中的钨丝小心取出,接入电路中,闭合开关后用酒精灯给钨丝加热;③实验分析:观察电流表示数,如果电流表示数发生变化,则说明电阻与导体的温度有关。
一阶 新知练基础
知识点1 电阻
典例1. 如图所示,将长短、粗细均相同,材料不同的金属丝分别接入电路中,当把镍铬合金丝接入电路后,闭合开关,小灯泡发光较暗,这说明镍铬合金丝比铜丝的电阻 大 ,对电流的阻碍作用 大 ;这种研究方法叫 转换法 (选填“等效替代法”或“转换法”)。若在上述实验中发现灯泡的亮度变化并不是很大,你可以如何改进实验? 将灯泡更换为电流表,通过比较电流表示数的大小,比较电阻的大小 。
变式1.有两段导线A和B,在相同的电压下,通过导线A的电流较大,通过导线B的电流较小,则( C )(忽略温度影响)
A. A导线电阻大 B. A、B两根导线电阻相等 C. B导线电阻大 D.无法判断
变式2. 人在皮肤干燥时电阻约为几千欧至几十千欧,5kΩ= 5000 Ω;我们平常说的绝缘体,其电阻一般应在1MΩ以上,1MΩ= 106 Ω。
知识点2 影响导体电阻大小的因素
典例2.如图所示,A为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”),将夹子在铅笔芯上向左移动时,观察到小灯泡变亮,这说明铅笔芯的电阻大小与 长度 有关。如果断开开关,铅笔芯的电阻阻值 不等于 (选填“等于”或“不等于”)零。
变式1.(电阻与材料的关系)如图所示,A、B导线是长短、粗细相同的铜丝和铁丝,把它们分别接入电路,闭合开关后观察小灯泡的亮度,下列有关说法正确的是( A )
A .连入铜丝时小灯泡较亮 B .连入铁丝时小灯泡较亮
C .两次的亮度相同 D .无法比较
变式2.(跨学科·工程实践)(电阻与横截面积的关系)如图所示,有一个装置将四根高压输电线并联起来,这相当于增大了导线的 横截面积 ,从而减小了导线的 电阻 ,以达到减少输电线上电能损失的目的,这个装置应该是 导体 (选填“导体”或“绝缘体”)。
变式3.(电阻与温度的关系)如图所示,电源电压不变,闭合开关,灯泡正常发光.用酒精灯对电阻丝加热,灯泡的亮度明显变暗,此时通过灯泡的电流变 小 ,这个实验说明了电阻丝的电阻跟 温度 有关,加热后其阻值变 大 。
二阶 巩固练能力
1.当温度一定时,关于两根铜导线电阻的大小,下列判断中正确的是(C)
A.细的电阻大 B.长的电阻大
C.粗细相同,长的电阻大 D.长度相同,粗的电阻大
2.关于导体的电阻,下列说法正确的是( D )
A.粗细相同的两根导线,较长的导线电阻一定较大
B.镍铬合金丝的电阻一定比铜丝的电阻大
C.长短相同的两根导线,横截面积较小的那根电阻一定较大
D.同种材料制成的长短相同的两根导线,粗导线的电阻较小
3.把一段粗细均匀的电阻线对折后使用,则电阻( C )
A.不变
B.变为原来的二分之一
C.变为原来的四分之一
D.变为原来的2倍
4.(跨学科·社会发展)《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料,人类向创造出具有最优效率电力系统的目标又迈近了一步。超导材料可以应用在( B )
A.电饭锅 B.电动机 C.电热水壶 D.电烤箱
5.如图所示,甲、乙两铜棒长度相同,但乙的横截面积大,把它们并联在同一电路中,下列说法正确的是( B )
A.甲的电阻小于乙的电阻 B.甲的电阻大于乙的电阻
C.乙两端的电压大 D.甲两端的电压大
6.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行了实验检验。某实验小组准备实验时对每一个猜想都用三个实验数据进行对比,表中给出了可供选择的几种导体,分别用A~G七个字母代表。请你按该组的要求选用。
(1)为检验“导体电阻跟长度有关”的猜想,应选用 B、D、E 三种导体。
(2)为检验“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用 A、B、C 三种导体。
(3)为检验“导体电阻跟材料有关”的猜想,应选用 C、F、G 三种导体。
说出你做出选择的理由。 要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变 。
导体代号
长度/m
横截面积/mm2
材料
A
1.0
0.2
锰铜
B
1.0
0.4
锰铜
C
1.0
0.6
锰铜
D
0.5
0.4
锰铜
E
1.5
0.4
锰铜
F
1.0
0.6
镍铬合金
G
1.0
0.6
铁
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