一、 电阻（培优教学课件）物理苏科版2024九年级上册

第十四章 欧姆定律 第一节 电阻 江苏凤凰科学技术出版社 九年级物理 上册 义务教育教科书 音乐喷泉的灯光亮度需要调节， 收音机、电视机的音量需要调节， 电扇的转速也需要调节...... 这些都需要通过改变电路中电流的大小来实现。 那么，电流的大小又是由什么决定的呢? 导入新课 想一想 观察两位同学的对话，怎样能够调节电路中电流的大小？ 1.了解电阻的概念，知道电阻的单位，通过实验探究知道影响电阻大小的因素。 2. 了解导体和绝缘体，知道通常情况下的一些导体和绝缘体。 3. 初步了解半导体的一些特点。 4 .初步了解超导体。 学习目标 教学重点： 电阻的概念，电阻的单位，影响电阻大小的因素。 教学难点： 探究影响电阻大小的因素。 重点与难点 1. 电阻 2. 探究影响导体电阻大小的因素 3. 物质的导电性能 4. 课堂总结 5. 实践与练习 6. 综合提升训练 学习内容 第一节 电阻 一、电阻 一、电阻 1. 尝试改变电路中电流的大小 【实验器材】 两节干电池，灯泡，电流表，开关，几根不同的金属丝，导线若干。 【想一想】 图为实验电路图。可用哪些方法来改变电路中电流的大小？ 一、电阻 【试一试】 连接电路，用你想到的方法试一试，并记录观察到的现象。 （1）方法一 在电路中接入同一根金属丝，分别比较接入一节干电池和两节干电池时，观察电流表示数和小灯泡的亮度。 （2）方法二 电路中接入两节干电池，分别比较接入不同金属丝时，观察电流表示数和小灯泡的亮度。 一、电阻 【实验现象】 在方法一中，电路中接入同一根金属丝，接入二节干电池时，电流表示数较大，小灯泡发光较亮。 在方法二中，把铜丝接入电路时，电流表的示数较大，小灯泡较明亮；把镍铬合金丝接入电路时，电流表的示数较小，小灯泡较暗。 　 【交流并得出结论】 影响电路中电流大小的因素有两个： 一是电路两端的电压，二是连接在电路中的导体。 一、电阻 2. 电阻 （1）电阻的定义 物理学中，用电阻表示导体对电流的阻碍作用。通常用字母R表示。导体的电阻越大，对电流的阻碍作用就越大。 【想一想】 在相同的电压下，通过铜丝的电流比镍铬合金丝的大，为什么会有这种差别呢？ 导体虽然容易导电，但对电流也有一定的阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同。 一、电阻 （2）电阻的单位 国际单位是欧姆（ohm），简称欧，符号Ω。 电阻的常用单位还有：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） 换算关系是： 　　1 kΩ = 103 Ω 1 MΩ = 103kΩ=106 Ω （3）常见的电阻值 实验室中常用的铜导线的阻值不到百分之几欧，可以忽略不计； 手电筒小灯泡灯丝的阻值为几欧到几十欧； 白炽灯发光时的灯丝阻值为几百欧到几千欧。 一、电阻 　　（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。 在电路图中的符号： 热敏电阻 线绕电阻 普通电阻 光敏电阻 一、电阻 （5）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__________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______，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。 阻碍作用 性质 一、电阻 【例题1】下列有关电阻的说法正确的是（ ） A．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强 B．导体的电阻与导体两端的电压成正比 C．导体中的电流为零时电阻也为零 D．导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度和横截面积等因素有关 D 【解析】A．电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻越大，则导电能力越弱；故A错误； BC．导体的阻值是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关，故BC选项错误； D．电阻由导体材料、长度、横截面积决定，故D选项正确。故选D。 二、探究影响导体电阻大小的因素 第一节 电阻 二、探究影响导体电阻大小的因素 【猜一猜】影响导体电阻大小的因素可能有哪些？ ①电阻的大小可能与导体的长短有关; ②电阻的大小可能与导体的材料有关; ③电阻的大小可能与导体的粗细有关; ④电阻的大小可能与导体的温度有关; ⑤电阻的大小可能与 ·········有关。 二、探究影响导体电阻大小的因素 【思考与设计】 （1）探究方法——转换法、控制变量法 ①如何通过实验比较导体电阻的大小？ A B A 可将材料不同的导体分别串联在电路中（A、B处），观察比较电流表的示数（或小灯泡的发光亮度），电流越小（小灯泡发光暗），表示接入电路中的导体的电阻越大。 这是一种转换方法。 二、探究影响导体电阻大小的因素 ②在几个因素中，如何研究其中某个因素对电阻大小的影响？ 因为影响导体电阻大小的可能因素较多，为了探究其中的一个因素是否影响电阻的大小以及影响的程度可采用控制变量法。 如探究导体的长度对电阻的影响，必须保持材料、横截面积相同，仅仅改变长度，通过观察电流大小的变化，从而判断电阻大小的变化，得到长度对电阻是否有影响以及怎样影响的结论。 二、探究影响导体电阻大小的因素 （2）实验器材 导体（下图）、电源、电流表、小灯泡、开关、导线等器材。 其中选用的导体规格： ①其中B、C、D都是镍铬合金丝， A是锰铜丝； ②A、B、C的长度相等，D的长度是B的0.5倍； ③A、B、D的横截面积相等，C的横截面积是A的两倍。 LA=LB=LC=2LD sC=2sA=2sB=2sD 二、探究影响导体电阻大小的因素 （3）实验电路 E F A 二、探究影响导体电阻大小的因素 【实验与分析】 （1）探究导体的电阻与长度的关系 你会选择哪两根导体做实验？ 根据控制变量法可知，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、D。 sB=sD LB=2LD 二、探究影响导体电阻大小的因素 接入的导体 长度 横截面积 电流/A 电阻 镍铬合金丝B L S 镍铬合金丝D 0.5L S 结论1： 当导体的材料和横截面积相同时，导体长度越长，电阻越大。 实验记录 小 大 大 小 二、探究影响导体电阻大小的因素 （2）探究导体的电阻与横截面积的关系 你会选择哪两根导体做实验？ 根据控制变量法可知，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、C。 LC=LB sC=2sB 二、探究影响导体电阻大小的因素 接入的导体 长度 横截面积 电流/A 电阻 镍铬合金丝B L S 镍铬合金丝C L 2S 结论2： 当导体的材料和长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。 实验记录 小 大 大 小 二、探究影响导体电阻大小的因素 （3）探究导体的电阻与材料的关系 你会选择哪两根导体做实验？ 根据控制变量法可知，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、B。 LA=LB sA=sB 二、探究影响导体电阻大小的因素 接入的导体 长度 横截面积 电流/A 电阻 锰铜丝A L S 镍铬合金丝B L S 结论3： 当导体的长度和横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。 实验记录 大 小 小 大 二、探究影响导体电阻大小的因素 （4）探究电阻是否与导体的温度有关 在本研究中应该控制导体的材料、长度和横截面积不变，研究当导体的温度发生变化时，导体电阻的变化情况。 观看视频演示实验，看看电阻与温度有没有关系？ 结论4： 对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。 二、探究影响导体电阻大小的因素 电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。 相同材料的导体，长度越长，横截面积越小，电阻越大。电阻是导体本身的一种属性。 电阻的大小还与导体的温度有关。对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。 总结：实验结论 二、探究影响导体电阻大小的因素 【例题2】用如图所示实验装置“探究影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金，b比a横截面积大，关于此实验，下列说法中不正确的是（　） A．断开开关，镍铬合金丝a和b依然有电阻 B．用夹子分别将a、b接入电路，接入b时小灯泡更亮 C．利用此装置只可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系 D．为了更准确的比较电阻大小，可以在电路中再串联接入一块电流表 C 二、探究影响导体电阻大小的因素 C 【解析】A．电阻是导体本身的性质，与通过 导体的电流和其两端电压无关，故A正确； B．其他条件相同时，横截面积越大，电阻越小，b比a横截面积大，所以接入b电阻更小，电路中电流更大，灯泡更亮，故B正确，不符合题意； C．只接入一根电阻，通过改变夹子的位置改变接入电阻丝的长度，这样可以探究其他条件相同时，电阻大小与长度的关系，故C错误，符合题意； D．只通过灯泡的亮暗去比较电阻大小有一定的误差，所以可以接入电流表，通过比较电流表的示数来比较电阻的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 二、探究影响导体电阻大小的因素 （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，可知在导体长度和横截面积相同时，导体电阻跟导体的_______有关； 【例题3】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。 A 电流表示数 B 材料 二、探究影响导体电阻大小的因素 【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。 三、物质的导电性能 第一节 电阻 三、物质的导电性能 1. 导体与绝缘体 导电性能是物质的一种属性，不同材料的导电性能不同。 （1）导体：容易导电的物体叫作导体。如金属、石墨、人体、大地、酸碱盐的水溶液等。 （2）绝缘体：不容易导电的物体叫作绝缘体。 如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等。 （3）导体和绝缘体之间没有绝对界限 实验表明，导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。原来不导电的物体，当条件改变时，也有可能变成导体。例如，常态下的玻璃是相当好的绝缘体，如果给玻璃加热，达到炽热状态，它就变成导体了。再如，纯净的水不导电，但含有杂质的水却较容易导电。 三、物质的导电性能 （4）物质的导电性能： 常见物质在通常情况下的导电性能如图所示。 观察图中所示的物体，导电性能最好的有哪些物质？绝缘性能最好的有哪些物质？ 图中所示的物体，导电性能最好的有：银、铜、铝、铁等。 绝缘性能最好的有：陶瓷、橡胶、玻璃等。 三、物质的导电性能 2. 半导体 （1）定义：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，叫作半导体。 （2）半导体的应用 半导体材料经过特殊处理后，可以制成二极管、三极管、集成电路，它们是计算机和其他电子设备的重要元器件。有些半导体材料的导电性能受温度、光照、压力等的影响而显著变化，有些半导体有特殊的光电特性，能在一定条件下释放光能。人们利用半导体的这些特性，制成了热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻等传感元件，以及半导体发光二极管和半导体激光器等。这些发明，使得现代电子工业的发展突飞猛进。 热敏电阻 压敏电阻 集成电路 发光二极管 三、物质的导电性能 （1）超导现象 1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，当水银的温度降到-268.95℃时，其电阻会完全消失，这种现象叫作超导现象。在特定温度以下电阻为零的导体叫作超导体。导体电阻转变为零的温度称为超导体的临界温度。 （2）超导现象的应用 利用超导现象，可以大大降低输电过程中的能量损耗，并能节省设备占用的空间。超导体的临界温度越高，应用限制越少，应用范围越广。因此，各国科学家都在努力寻找临界温度更高的超导体。我国在这一领域的研究起步较晚，但经过多年的努力，在理论研究和技术应用方面都已跻身世界前列。 3. 超导研究与中国科学家的贡献 三、物质的导电性能 （3）中国科学家的贡献 1987年，我国物理学家赵忠贤及其研究团队，创造性地制成了临界温度约为-183℃的超导体，打破了“超导体的临界温度不能高于-233.15℃的“麦克米兰极限”。后来，他又成功将世界超导研究的“禁区”——含铁材料转变成了超导体，使超导材料功能更强。 赵忠贤，中国科学院院士，2024年 被授予“人民科学家”国家荣誉称号 我国在超导应用方面的研究也取得了不少成绩。2021年1月，我国研制的速度达 620km/h的高温超导高速磁悬浮工程化样车及试验线正式启用。同年12月，上海市用1 200m长的超导电缆为徐汇区核心商业街4万多用户供电。这是目前世界上输电距离最长的超导电缆工程。 三、物质的导电性能 【例题4】芯片是在硅板上集合多种电子元器件实现某种特定功能的电路模块。它是电子设备中最重要的部分，承担着运算和存储的功能，制作芯片主要用到下面哪种材料（　　） A．超导材料 B．磁性材料 C．纳米材料 D．半导体材料 D 【解析】芯片原材料是硅，而硅属于半导体材料，具有单向导电性，所以芯片属于半导体材料，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 四、课堂总结 第一节 电阻 课堂总结 电阻表示导体对电流阻碍作用的大小，常用字母R表示. 国际单位：Ω. 常用单位：kΩ、MΩ 换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ 电路元件符号： 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. 导体：容易导电的物体. 绝缘体：不容易导电的物体. 半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质. 超导体：某些物质在很低的温度时，电阻变成零. 电阻 影响因素 电阻 物质的 导电性能 五、综合提升训练 第一节 电阻 综合提升训练 1. 下列有关电阻的说法正确的是（ ） A．导体的电阻越大，表明导体的导电能力越强 B．导体的电阻与导体两端的电压成正比 C．导体中的电流为零时电阻也为零 D．导体的电阻是导体本身的一种性质，与导体的材料、长度和横截面积等因素有关 D 【解析】 A．电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量，电阻越大，则导电能力越弱；故A错误； BC．导体的阻值是导体本身所具有的性质，与通过它的电流、它两端的电压无关，故BC选项错误； D．电阻由导体材料、长度、横截面积决定，故D选项正确。故选D。 综合提升训练 2. 小明用如图所示实验装置“探究影响电阻大小的因素”，a、b为长度一样的镍铬合金，b比a横截面积大，关于此实验，下列说法中不正确的是（　　） C A．断开开关，镍铬合金丝a和b依然有电阻 B．用夹子分别将a、b接入电路，接入b时小灯泡更亮 C．利用此装置只可以探究导体电阻大小与导体横截面积的关系 D．为了更准确的比较电阻大小，可以在电路中再串联接入一块电流表 综合提升训练 【解析】 A．电阻是导体本身的性质，与通过导体的电流和其两端电压无关，故A正确，不符合题意； B．其他条件相同时，横截面积越大，电阻越小，b比a横截面积大，所以接入b电阻更小，电路中电流更大，灯泡更亮，故B正确，不符合题意； C．只接入一根电阻，通过改变夹子的位置改变接入电阻丝的长度，这样可以探究其他条件相同时，电阻大小与长度的关系，故C错误，符合题意； D．只通过灯泡的亮暗去比较电阻大小有一定的误差，所以可以接入电流表，通过比较电流表的示数来比较电阻的大小，故D正确，不符合题意。 故选C。 综合提升训练 3. 如图所示，11月9日晚，2024广州国际灯光节盛大开幕。灯光秀的光源是LED灯（发光二极管），制作LED灯的主要材料是（　　） A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 B 【解析】 LED灯是由多个发光二极管组成的，制作发光二极管的主要材料就是半导体材料，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 综合提升训练 4. 有ABC三根完全相同的导线，将A导线剪去一半，电阻变为R1；将B导线均匀的拉伸到原来长度的两倍，电阻变为R2；将C导线从中间对折，电阻变为R3。下列大小关系正确的是（　　） A．R1＞R2＞R3 B．R2＞R1＞R3 C．R2＞R3＞R1 D．R3＞R1＞R2 B 【解析】有ABC三根完全相同的导线，将A导线剪去一半，电阻变为原来的一半，即R1比原来小，将B导线均匀的拉伸到原来长度的两倍，长度增加，横截面积减小，电阻变大，R2比原来的电阻大；将C导线从中间对折，长度变为原来的一半，电阻变小，但与减去一半比，长度相同，横截面积更大，电阻更小，说明电阻R3小于R1，则三个电阻的关系R2＞R1＞R3 故ACD错误，B正确。故选B。 综合提升训练 5. 在通常条件下部分金属导电性的排序如图所示，从下至上，金属的导电性依次增强。若不考虑温度对电阻的影响，下列判断正确的是（　　） A．银线电阻一定小于铜线电阻 B．电阻相同时，铜线一定比铝线更细 C．粗细相同时，铝线的长度越长，电阻越大 D．长度和粗细均相同时，铝线比铁线的电阻更大 C 综合提升训练 【解析】A．由图可知：银的导电性比铜强，长度和横截面积相同的银线电阻比铜线电阻小，若银线比铜线长度长，而银线的横截面积比铜线线的横截面积小，则银线的电阻可能大于铜线电阻，故A错误； B．由图可知：铜的导电性比铝强，若铜线电阻与铝线电阻相等，有可能是铜线的长度比铝线长，也有可能是铜线的横截面积比铝线小，故B错误； C．导体的电阻与导体的材料、导体的长度和导体的横截面积有关，粗细相同的铝线，长度越长，其电阻越大，故C正确； D．由图可知：铝的导电性比铁强，即在长度和粗细均相同时，铝线比铁线的电阻更小，故D错误。故选C。 综合提升训练 6．用图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”。 （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； 3、5 灯泡的亮暗 （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。 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 减小 导体横截面积越小 小 综合提升训练 【解析】（1）为探究电阻与长度的关系，要控制两金属丝的材料和横截面积相同，长度不同，所以应选编号为3、5两根金属丝。该实验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、长度相同，而横截面积不同；3号电阻丝的横截面积比4号小，接入电路时灯泡暗，说明电路中电流小，则3号电阻丝的电阻比4号大；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较粗的铝质输电线，导线的横截面积增大了，电阻值减小了。 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 Lavf58.45.100 Lavf59.27.100 $$