第3节 电阻（导学案）物理人教版2024九年级全一册

第3节 电阻 （导学案） 【学习目标】 1. 认识电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质。 2. 能画出电阻的符号，知道电阻的单位及其换算。 3. 能在实验研究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、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。 【学习重点】电阻概念的建立。 【学习难点】通过实验说明决定电阻大小的因素有哪些。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电阻 （1）定义：表示导体对电流 的大小，用字母R表示。 （2）性质：不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体的一种 。 （3）单位：国际单位为 ，简称欧，符号是 。 常用的单位还有 （kΩ）、 （MΩ） 换算关系： 1kΩ= Ω 1MΩ= Ω （4）电阻器：在电子技术中，经常用到具有一定电阻值的元件，也叫 ，在电路图中的符号为：。 2. 决定电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的 、 、 和 。与电压和电流 （选填“有关”或“无关”）。 3. 半导体和超导体 （1）导电性能介于 体和 体之间的材料，称做半导体。利用半导体材料可以制作二极管、三极管。把很多二极管、三极管和电阻器、电容器等元件直接做在基片上，就可以制成 。 （2）当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然 ，这种现象叫作超导现象。 【课堂探究】 探究一、电阻 1. 探究导体对电流的阻碍作用 用细铁丝连接电路 【实验过程】将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝如图所示串联起来，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化? 【实验现象】把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度都会发生变化，电流表的示数变小，小灯泡变暗。 　　 【提问】在上面的实验中，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? 【实验分析】导体虽然容易导电，但对电流也有一定的 作用。在相同的电压下，通过铁丝的电流比较大，表明铁丝对电流的阻碍作用比较 ；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 。 【实验结论】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 来表示导体的这种性质。　 2. 电阻 （1）概念：把导体对 阻碍作用的大小叫电阻，用字母R表示。 （2）单位 ①国际单位： ，简称欧，符号Ω。 ②常用单位： （kΩ）、 （MΩ） ③换算关系：1 kΩ = Ω 1MΩ = kΩ （3）电阻器：在电子技术中，我们常用到有一定电阻值元件——电阻器，也叫作 电阻，电路图中的符号。 （4）对电阻的理解 可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。 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。 ②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。 （5）常见的一些电阻器 （6）一些物体的电阻值 ①手电筒的小灯泡灯丝电阻为几欧到十几欧； ②日常用的白炽灯灯丝电阻为几百欧到几千欧； ③家庭用热水壶的电阻约50欧； ④电流表的电阻在0.1欧左右，近似情况下可看作等于0； ⑤电压表的电阻很大，在几十兆欧左右，近似情况下看作无限大； ⑥人体的电阻约为几千欧至几千千欧。 【例题1】导体对电流的阻碍作用叫电阻，电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流 （选填“有关”或“无关”），物理学中用科学家 的名字作为电阻的单位，以纪念他对物理学的贡献。在电路中，要经常用到具有一定电阻值的元件——电阻器，也叫做 电阻，简称电阻，电路图中用符号 表示。 【例题2】关于导体的电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定 B．导体通电时有电阻，不通电时没有电阻 C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强 D．导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 【想一想】导体的电阻大小与哪些因素有关呢？ 【猜想与假设】电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关。 【设计实验】 （1）实验器材：电源、规格不同（长度、横截面积不同）的镍铬合金丝、锰铜合金丝、电流表、导线、开关等。 （2）探究方法： ①转换法：用电流表测量通过导体的电流，通过比较电流的大小来间接转换为电阻的大小。电流越大，则导体的电阻越小，电流越小，则导体的电阻越大。注意要保持导体两端的电压不变（用同一个电源）。有多个因素制约电阻的大小，本实验采用控制变量的方法进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。 ②控制变量法：利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 探究导体的电阻与材料的关系。应该控制两根导体的长度、横截面积相等，材料不同，所以应该选择 与 。 探究导体的电阻与长度的关系。应该控制两根导体的材料、横截面积相等，长度不等，所以应该选择 与 。 探究导体的电阻与横截面积的关系。应该控制两根导体的材料、长度相等，横截面积不等。所以应该选择 与 。 （3）实验记录表格 次数 导线 长度 横截面积 电流/A 1 锰铜合金丝A 2l S 0.50 2 镍铬合金丝B 2l S 0.28 3 镍铬合金丝C 2l 2S 0.60 4 镍铬合金丝D l S 0.62 【进行实验】把四段合金丝分别接入电路中，闭合开关，观察电流表的示数并记录。 【分析论证】 ①分析实验1与2可知：长度与横截面积相同的锰铜合金丝和镍铬合金丝，通过它们的电流不同，说明导体的电阻与导体的材料有关。 ②分析实验2与4可知：材料和横截面积相同，长度不同的两根镍铬合金丝，长度越大，电流越小，说明导体的电阻与导体的长度有关。 ③分析实验2与3可知：材料和长度相同，粗细不同的两根镍铬合金丝，横截面积越大，电流越大，说明导体的电阻与导体的横截面积有关。 2. 探究影响电阻大小的因素 导体的电阻与导体的 、 、 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。 【交流讨论】导体的电阻是否与导体的温度有关。 如图所示，闭合开关S小灯泡L正常发光。用酒精灯对日光灯丝加热，会观察到灯泡L明显变暗，此时通过小灯泡的电流变小。 该实验说明导体的电阻与 有关。 实验结论：对大多数导体来说，温度越高，电阻越 。 3. 不同材料的导电性能 【想一想】通常情况下为什么用铜、铝来做导线？不用铁？ 阅读课本第79页有关“不同材料的导电性能”部分，回答问题。 （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（见表）。 材料 电阻值 /Ω 材料 电阻值 /Ω 银 0.016 钨 0.053 铜 0.017 铁 0.099 铝 0.027 镀铬合金 1.100 【分析】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。如果用铁做导线，将有大量的电能损耗在导线上。 （2）不同材料在导电性能上的排序 在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大的导电性能较弱。上图展示的是不同材料在导电性能上的排序，从左至右，材料的导电性能依次 。 铜、铝、橡胶、陶瓷都是良好的电工材料，介于中间的锗、硅是常用的半导体材料。 【例题3】用图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时，下列说法错误的是（ 　） A．电路中根据电流表的示数判断电阻大小 B．该电路中两段镍铬合金丝的横截面积相同 C．该电路探究导体的电阻大小与导体长度的关系 D．该电路探究导体的电阻大小与导体横截面积的关系 【例题4】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关： A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积 为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。 （1）该实验中，通过观察 （选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是 ； A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法 （2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想 （选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）； （3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的 有关。 4. 半导体与超导现象 （1）半导体 ①半导体：有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于 和 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半导体的应用：利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻器、电容器等元件直接做在基片上，就可以制成 。集成电路是20世纪最重要的发明之一，已经广泛应用于各行各业。 （2）超导现象 ①超导现象：20世纪初，荷兰物理学家昂内斯发现，当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然 ，这种现象叫作超导现象。零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。 ②超导现象的发展历程 金属和合金出现超导现象的临界温度低于-250.15°C。 1986年，瑞士科学家在铜氧化物材料中发现35K（-238.15 °C）左右的超导现象。 1987年，中国科学家 和华裔美国籍科学家朱经武的团队各自独立发现临界温度超过90K（-183.15 °C）的钇-钡-铜-氧系材料。 2008年，继日本科学家发现26K铁基超导体之后，中国科学家将铁基超导体的临界温度提高到40K以上，直至55K的最高纪录，实现了高温超导研究领域的第二次突破。 （3）超导技术的应用：超导技术已经得到实际应用，如用于核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等的超导 ，检测微弱电磁信号的超导量子干涉仪和移动通信基站的超导滤波器等。 【例题5】2023年1月31日，中国第一条量子芯片生产线通过央视新闻客户端首次向公众亮相。量子计算机被看做是未来技术的制高点，这足以证明我国拥有的弯道超车实力。芯片是指含有集成电路的硅片，制造硅片的主要材料是（ 　） A．半导体材料 B．超导体材料 C．绝缘材料 D．磁性材料 【课堂总结】 第3节电阻 【精讲点拨】 1. 导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身长度、横截面积、材料决定，与导体两端的电压，通过的电流都无关。 2. 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。 【课堂练习】 1．有一根电阻丝，若要使该电阻丝的阻值变小，可以采取的方法是（　　） A．减小电阻丝两端的电压 B．增大通过电阻丝的电流 C．减小电阻丝长度 D．减小电阻丝横截面积 2．关于导体电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定 B．导体两端的电压为零时，导体的电阻为零 C．只增加导体的横截面积，导体的电阻增大 D．导体的电阻越小，表示导体对电流的阻碍作用越小 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 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，有（　 ） 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 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的 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 6．小明用如图所示的电路和表中的金属丝探究“导体的电阻跟哪些因素有关”。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 1 钢丝 0.5 0.1 2 铁丝 0.5 0.1 3 镍铬合金丝 0.5 0.1 4 镍铬合金丝 0.5 0.2 5 镍铬合金丝 0.1 0.1 （1）为了探究电阻与长度的关系，应选择编号为______的两根金属丝，先后接入A、B间，通过观察______来比较金属丝电阻的大小； （2）选择编号为3和4的两根金属丝，先后接入A、B间，发现接入3号金属丝时灯泡的亮度比接入4号时的更暗，说明4号金属丝的阻值更______（选填“大”或“小”），这实验表明：在其他条件相同时，______，电阻越大； （3）在我国城乡许多地区进行输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就______（选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第3节 电阻 （导学案） 【学习目标】 1. 认识电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质。 2. 能画出电阻的符号，知道电阻的单位及其换算。 3. 能在实验研究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、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。 【学习重点】电阻概念的建立。 【学习难点】通过实验说明决定电阻大小的因素有哪些。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1. 电阻 （1）定义：表示导体对电流阻碍作用的大小，用字母R表示。 （2）性质：不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体的一种性质。 （3）单位：国际单位为欧姆，简称欧，符号是Ω。常用的单位还有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系： 1kΩ=103Ω 1MΩ=106Ω （4）电阻器：在电子技术中，经常用到具有一定电阻值的元件，也叫定值电阻，在电路图中的符号为：。 2. 决定电阻大小的因素：导体的电阻是导体本身的一种性质，它的大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度。与电压和电流无关（选填“有关”或“无关”）。 3. 半导体和超导体 （1）导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，称做半导体。利用半导体材料可以制作二极管、三极管。把很多二极管、三极管和电阻器、电容器等元件直接做在基片上，就可以制成集成电路。 （2）当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失，这种现象叫作超导现象。 【课堂探究】 探究一、电阻 1. 探究导体对电流的阻碍作用 用细铁丝连接电路 【实验过程】将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝如图所示串联起来，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化? 【实验现象】把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度都会发生变化，电流表的示数变小，小灯泡变暗。 　　 【提问】在上面的实验中，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? 【实验分析】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，通过铁丝的电流比较大，表明铁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。 【实验结论】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。　 2. 电阻 （1）概念：把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻，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） ③换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ （3）电阻器：在电子技术中，我们常用到有一定电阻值元件——电阻器，也叫作定值电阻，电路图中的符号。 （4）对电阻的理解 可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。 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。 ②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。不管这个导体是否连入电路，是否有电流通过，也不管它两端的电压是否改变，导体对电流的阻碍作用（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。 （5）常见的一些电阻器 （6）一些物体的电阻值 ①手电筒的小灯泡灯丝电阻为几欧到十几欧； ②日常用的白炽灯灯丝电阻为几百欧到几千欧； ③家庭用热水壶的电阻约50欧； ④电流表的电阻在0.1欧左右，近似情况下可看作等于0； ⑤电压表的电阻很大，在几十兆欧左右，近似情况下看作无限大； ⑥人体的电阻约为几千欧至几千千欧。 【例题1】导体对电流的阻碍作用叫电阻，电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关（选填“有关”或“无关”），物理学中用科学家欧姆的名字作为电阻的单位，以纪念他对物理学的贡献。在电路中，要经常用到具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。 【解析】电阻的大小与导体两端电压和通过导体的电流无关，只与导体的材料、长度、横截面积有关。电阻的单位是欧姆，他提出了欧姆定律。电阻器即定值电阻，阻值大小一定。电路图中用 表示。 【例题2】关于导体的电阻，下列说法正确的是（　D　） A．导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定 B．导体通电时有电阻，不通电时没有电阻 C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强 D．导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小 【解析】AB．电阻是导体本身的一种性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，导体通电时有电阻，不通电时也有电阻，故AB错误； C．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越差，故C错误； D．电阻是指导体对电流的阻碍作用，导体电阻越小，对电流的阻碍作用越小，故D正确。 故选D。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 【想一想】导体的电阻大小与哪些因素有关呢？ 【猜想与假设】电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关。 【设计实验】 （1）实验器材：电源、规格不同（长度、横截面积不同）的镍铬合金丝、锰铜合金丝、电流表、导线、开关等。 （2）探究方法： ①转换法：用电流表测量通过导体的电流，通过比较电流的大小来间接转换为电阻的大小。电流越大，则导体的电阻越小，电流越小，则导体的电阻越大。注意要保持导体两端的电压不变（用同一个电源）。有多个因素制约电阻的大小，本实验采用控制变量的方法进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。 ②控制变量法：利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 探究导体的电阻与材料的关系。应该控制两根导体的长度、横截面积相等，材料不同，所以应该选择A与B。 探究导体的电阻与长度的关系。应该控制两根导体的材料、横截面积相等，长度不等，所以应该选择B与D。 探究导体的电阻与横截面积的关系。应该控制两根导体的材料、长度相等，横截面积不等。所以应该选择B与C。 （3）实验记录表格 次数 导线 长度 横截面积 电流/A 1 锰铜合金丝A 2l S 0.50 2 镍铬合金丝B 2l S 0.28 3 镍铬合金丝C 2l 2S 0.60 4 镍铬合金丝D l S 0.62 【进行实验】把四段合金丝分别接入电路中，闭合开关，观察电流表的示数并记录。 【分析论证】 ①分析实验1与2可知：长度与横截面积相同的锰铜合金丝和镍铬合金丝，通过它们的电流不同，说明导体的电阻与导体的材料有关。 ②分析实验2与4可知：材料和横截面积相同，长度不同的两根镍铬合金丝，长度越大，电流越小，说明导体的电阻与导体的长度有关。 ③分析实验2与3可知：材料和长度相同，粗细不同的两根镍铬合金丝，横截面积越大，电流越大，说明导体的电阻与导体的横截面积有关。 2. 探究影响电阻大小的因素 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。 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。 【交流讨论】导体的电阻是否与导体的温度有关。 如图所示，闭合开关S小灯泡L正常发光。用酒精灯对日光灯丝加热，会观察到灯泡L明显变暗，此时通过小灯泡的电流变小。该实验说明导体的电阻与温度有关。 实验结论：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。 3. 不同材料的导电性能 【想一想】通常情况下为什么用铜、铝来做导线？不用铁？ 阅读课本第79页有关“不同材料的导电性能”部分，回答问题。 （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（见表）。 材料 电阻值 /Ω 材料 电阻值 /Ω 银 0.016 钨 0.053 铜 0.017 铁 0.099 铝 0.027 镀铬合金 1.100 【分析】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。如果用铁做导线，将有大量的电能损耗在导线上。 （2）不同材料在导电性能上的排序 在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大的导电性能较弱。上图展示的是不同材料在导电性能上的排序，从左至右，材料的导电性能依次减弱。 铜、铝、橡胶、陶瓷都是良好的电工材料，介于中间的锗、硅是常用的半导体材料。 【例题3】用图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时，下列说法错误的是（ D　） A．电路中根据电流表的示数判断电阻大小 B．该电路中两段镍铬合金丝的横截面积相同 C．该电路探究导体的电阻大小与导体长度的关系 D．该电路探究导体的电阻大小与导体横截面积的关系 【解析】A．电阻对电流有阻碍作用，在探究“影响电阻大小的因素”实验中，电阻的大小可以通过电流的大小来体现，故A正确，不符题意； BCD．由图可知，两根电阻丝的材料、横截面积相同，长度不同，所以此实验可以探究导体电阻的大小与导体的长度是否有关，故BC正确，不符题意，D错误，符合题意。 【例题4】在探究影响导体电阻大小的因素中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关： A．导体的材料 B．导体的长度 C．导体的横截面积 为验证上述猜想，他用如图所示的器材进行实验，①②④横截面积相同，③横截面积最大。 （1）该实验中，通过观察电流表示数（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小，这种物理研究方法是A； A．转换法 B．控制变量法 C．等效潜代法 （2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想B（选填猜想因素选项“A”“B”或“C”）； （3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。 【解析】（1）实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小，采用的是转换法。故选A。 （2）选用①②两根导体，材料、横截面积相同，长度不同，可验证导体电阻与长度的关系，即验证猜想B。 （3）选用①④两根导体，长度、横截面积相同，材料不同，探究的是电阻大小与材料的关系；电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。 4. 半导体与超导现象 （1）半导体 ①半导体：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半导体的应用：利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻器、电容器等元件直接做在基片上，就可以制成集成电路。集成电路是20世纪最重要的发明之一，已经广泛应用于各行各业。 （2）超导现象 ①超导现象：20世纪初，荷兰物理学家昂内斯发现，当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失，这种现象叫作超导现象。零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。 ②超导现象的发展历程 金属和合金出现超导现象的临界温度低于-250.15°C。 1986年，瑞士科学家在铜氧化物材料中发现35K（-238.15 °C）左右的超导现象。 1987年，中国科学家赵忠贤和华裔美国籍科学家朱经武的团队各自独立发现临界温度超过90K（-183.15 °C）的钇-钡-铜-氧系材料。 2008年，继日本科学家发现26K铁基超导体之后，中国科学家将铁基超导体的临界温度提高到40K以上，直至55K的最高纪录，实现了高温超导研究领域的第二次突破。 （3）超导技术的应用：超导技术已经得到实际应用，如用于核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等的超导磁体，检测微弱电磁信号的超导量子干涉仪和移动通信基站的超导滤波器等。 【例题5】2023年1月31日，中国第一条量子芯片生产线通过央视新闻客户端首次向公众亮相。量子计算机被看做是未来技术的制高点，这足以证明我国拥有的弯道超车实力。芯片是指含有集成电路的硅片，制造硅片的主要材料是（　A　） A．半导体材料 B．超导体材料 C．绝缘材料 D．磁性材料 【解析】常见的半导体材料有：硅、锗、砷、镓等。芯片的核心部件是其中的电子芯片，是半导体材料硅制成的。故选A。 【课堂总结】 第3节电阻 【精讲点拨】 1. 导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身长度、横截面积、材料决定，与导体两端的电压，通过的电流都无关。 2. 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。 【课堂练习】 1．有一根电阻丝，若要使该电阻丝的阻值变小，可以采取的方法是（　　） A．减小电阻丝两端的电压 B．增大通过电阻丝的电流 C．减小电阻丝长度 D．减小电阻丝横截面积 【答案】C. 【解析】导体的电阻是导体自身的一种性质，只与导体的长度、材料、横截面积等因素有关，与通过导体的电流及其两端的电压无关，导体的长度越短，电阻越小，导体的横截面积越小，电阻越大，故ABD不符合题意，C符合题意。所以选C。 2．关于导体电阻，下列说法正确的是（　　） A．导体的电阻由其两端的电压和通过导体的电流共同决定 B．导体两端的电压为零时，导体的电阻为零 C．只增加导体的横截面积，导体的电阻增大 D．导体的电阻越小，表示导体对电流的阻碍作用越小 【答案】D。 【解析】AB．导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度和横截面积有关，与导体两端电压和通过电流无关，导体两端的电压为零时，导体的电阻并不为零，故AB错误； C．只增加导体的横截面积，导体的电阻减小，故C错误； D．导体的电阻表示的是导体对电流的阻碍作用，电阻越小，说明导体对电流的阻碍作用越小，故D正确。所以选D。 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 【答案】C。 【解析】A．小灯泡越亮，电流越大，表示接入的合金丝电阻越小，故A错误； B．利用此装置中的一根电阻丝，用夹子改变电阻丝的长度，也可以探究导体电阻大小和长度的关系，故B错误； C．利用此装置能探究导体电阻大小和横截面积的关系，长度可以选择其中一根导线，一次全部接入，另一次直接入其中一部分即可，故C正确； 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流表，根据电流的大小来判断电阻的大小，故D错误。 故选C。 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，有（　 ） 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 【答案】C. 【解析】对于AB和BC是由同种材料制成的长度相同的两段导体，由于AB段的横截面积小，BC段的横截面积大，故AB段的电阻大于BC段的电阻；且此两段电阻串联，根据串联电路中电流处处相等的关系可知，这两段导体中的电流是相等的。故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。 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的 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 【答案】C。 【解析】A．铜、铝是很好的导体，陶瓷是绝缘体，故A错误； B．电加热器的发热体是用电阻率大的材料制成的，故B错误； C．导体和绝缘体没有绝对界限，在一定的条件下，绝缘体有时可以变成导体，故C正确； D．发光二极管是一种半导体材料，它具有单向导电性，正向接通才可以发光，故D错误。故选C。 6．小明用如图所示的电路和表中的金属丝探究“导体的电阻跟哪些因素有关”。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 1 钢丝 0.5 0.1 2 铁丝 0.5 0.1 3 镍铬合金丝 0.5 0.1 4 镍铬合金丝 0.5 0.2 5 镍铬合金丝 0.1 0.1 （1）为了探究电阻与长度的关系，应选择编号为______的两根金属丝，先后接入A、B间，通过观察______来比较金属丝电阻的大小； （2）选择编号为3和4的两根金属丝，先后接入A、B间，发现接入3号金属丝时灯泡的亮度比接入4号时的更暗，说明4号金属丝的阻值更______（选填“大”或“小”），这实验表明：在其他条件相同时，______，电阻越大； （3）在我国城乡许多地区进行输电线路的改造，将原来细的铝质输电线换成较粗的铝质输电线，这样就______（选填“增大”或“减小”）了输电线的电阻。 【答案】（1）3、5，灯泡的亮度：（2）小，导体横截面积越小；（3）减小. 【详解】（1）为了探究电阻与长度的关系，要控制两根金属丝的材料和横截面积相同，而长度不同，所以应选编号为3、5两根金属丝。 该实验中通过观察灯泡的亮暗来比较金属丝电阻的大小，这种方法是转换法。 （2）编号为3、4的两根电阻丝，材料相同、长度相同，而横截面积不同；3号电阻丝的横截面积小，3号电阻丝接入电路时灯泡暗，说明电路中电流小，则3号电阻丝的电阻大；4号电阻丝接入电路时灯泡亮，说明电路中电流大，则4号电阻丝的电阻小，所以通过实验得到的结论是：在材料、长度相同的情况下，导体横截面积越小，电阻越大。 （3）细的铝质输电线换成粗的铝质输电线，导线的横截面积增大，电阻减小。 【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？ 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$