第4节 电阻（教学课件）物理教科版2024九年级上册

第4节 电阻 九年级物理上册 •教科版2024年 第三章　电流、电压和电阻 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 ①正确认识电阻概念； ②探究影响电阻大小的因素。 教学重点 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。 教学难点 导线多是用铜做的，特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。 铁也是导体，且便宜为什么不用铁来做导线呢？ 课堂导入 铜丝：约45000元/吨 铝丝：39000元/吨 铁丝：约3000元/吨 我们通过研究不同材料的导电性来回答这个问题。 探究新知一　物体的导电性 活动 　　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、橡皮、塑料尺、木片等，观察灯泡的亮度和电流表的示数，有什么发现? 【实验】做一个导体导电性检测器 A B 为什么会有这种差别呢？ 铜线 铁线 铅笔芯 塑料尺 木片 灯泡 亮度 较亮 较亮 较暗 不亮 不亮 电流表示数 0.28A 0.2A 0.16A 0 0 探究新知一　物体的导电性 分析： 灯泡亮度 电流表示数 铜线 铁线 铅笔芯 塑料尺 木片 很亮 较亮 较暗 不亮 不亮 0.28A 0.2A 0.16A 0 0 对电流的阻碍作用 很小 较小 较大 大 大 物体对电流阻碍作用不同，通过电路的电流也不同。 探究新知一　物体的导电性 物体的导电性 1.导体：物体对电流阻碍作用较小，容易导电，叫做导体。 2.导体：物体对电流阻碍作用很大，不容易导电，叫做绝缘体。 常温下一些物质导电和绝缘能力的排列顺序，导体和绝缘体之间并没有绝对的界限。 导体 绝缘体 探究新知一　物体的导电性 好的导体和绝缘体都是重要的电工材料。 观察电线，你能指出哪些部分是导体，哪些部分是绝缘体吗？ 导体 导体 导体 绝缘体 绝缘体 探究新知一　物体的导电性 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 【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 探究新知一　物体的导电性 探究新知一　物体的导电性 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 e e e e e e e 我们正在使劲！ 来吧 小电子！ 探究新知一　物体的导电性 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。 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。 　　自由电子在金属导体中的定向移动，跟水在塞满石头的水管中流动类似，会受到阻力。这个“水管一石头模型”也许对我们认识电阻会有所启发。 电阻作用示意图 水流模拟电阻（类比法） 探究新知一　物体的导电性 【学习任务二】电阻是导体本身的一种性质 （2023秋•青羊区期末）下列关于电流、电压和电阻的说法中，正确的是（　　） A．电路中电流和电阻是形成电压的原因 B．电流方向与负电荷运动方向相同 C．正、负电荷定向移动都可以形成电流 D．导体不接入电路时，其电阻为零 解：A、电压的作用是使电路中自由电荷定向移动形成电流，电压是形成电流的原因，故A错误； B、规定正电荷的定向移动方向为电流方向，电流方向与负电荷定向运动的方向相反，故B错误； C、自由电荷的定向移动形成电流，而自由电荷可以是正电荷，也可以是负电荷，故C正确； D、电阻是导体本身的一种性质，与电压、电流无关，故D错误。 故选：C。 C 探究新知一　物体的导电性 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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...... 电阻的大小与什么因素有关 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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..... 这是一个多因素问题，应当运用控制变量的方法去研究每一个因素对电阻大小的影响。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 演示实验 【实验】导体电阻的大小与导体的哪些因素有关 提出问题： 电阻大小跟什么因素有关？ 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。 猜想与假设： 材料 长度 横截面积 温度 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 电阻定律实验器1套、电流表1只、学生电源1台、开关1个、导线若干等。 实验器材： 实验方案： 　　采用控制变量法，把不同长度、不同横截面积的电阻丝接入电路，用电流表测量电路的电流，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小（转换法）。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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。 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，电阻不同。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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。 0.24 0.22 0.2 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。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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。 结论三：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。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 交流与合作： 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。 1.进行该实验中采用的实验方法 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。 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 导体 对电流阻碍作用小 电阻小 导电性能强 绝缘体 对电流阻碍作用大 电阻大 导电性能弱 2.导体与绝缘体的电阻关系 【学习任务三】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 探究新知一　静电现象 A 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。 探究新知一　静电现象 【学习任务四】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 探究新知一　静电现象 2.符号：电路图中用符号 表示。 探究新知三　电阻器——重要的电子元件 铝壳电阻 1.定义：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。 电阻器 贴片电阻 色环电阻 水泥电阻 热敏电阻 3.各种电阻器 探究新知二　电阻的大小与什么因素有关 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 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。 不同材料的金属丝的阻值 探究新知三　电阻器——重要的电子元件 物理在线 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 探究新知三　电阻器——重要的电子元件 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。 换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ 课堂小结 电阻 物体的导电性 电阻的大小与什么因素有关 电阻器 实验：做一个导体导电性检测器 导体和绝缘体 电阻 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） 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 课堂练习 1. （2019秋•叙州区期中）在国际单位制中，电阻的单位是（　　） A．伏特（V） B．欧姆（Ω） C．焦耳（J） D．安培（A） 【解析】 解：A、伏特（V）是电压的国际单位；故A不符题意； B、欧姆（Ω）是电阻的国际单位，故B符合题意； C、焦耳（J）是电功、电能、热量的国际单位；故C不符题意； D、安培（A）是电流的国际单位；故D不符题意。 故选：B。 B 2.（2024秋•成华区期末）“护套线”是一种家用电线，由铜芯和塑料层组成（如图所示）。其中的______（选填“铜”或“塑料”）是绝缘体； 家用空调所用导线的电阻较小，所以它所用电线的铜芯要____ （选填“粗”或“细”）一些。 【解析】解：容易导电的物体是导体、不容易导电的物体是绝缘体；同样材料和长度的导线，横截面积越大，电阻越小。铜容易导电，是导体；塑料不容易导电，是绝缘体； 家用空调所用导线的电阻较小，在材料、长度不变的情况下，所以它所用电线的铜芯要粗一些。故答案为：塑料；粗。 塑料 课堂练习 粗 3. （2023秋•内江期末）如图所示，电路中的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的，闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光；向钨丝吹气时，小灯泡L变亮；用酒精灯给钨丝加热，小灯泡L逐渐变暗直至熄灭，下列说法正确的是（　　） A．向钨丝吹气时，钨丝电阻变大 B．给钨丝加热时，电路中的电流变大 C．钨丝的电阻随温度升高而增大 D．小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于小灯泡L的电流 【解析】解：闭合开关S，小灯泡L发光，钨丝不发光，向钨丝吹气时，小灯泡L变亮，说明通过小灯泡的电流变大，则钨丝的电阻减小； 用酒精灯对白炽灯的钨丝加热，钨丝的温度升高，观察到小灯泡L的亮度明显变暗，说明通过小灯泡L的电流变小，钨丝的电阻增大，所以钨丝的电阻随温度升高而增大；由于钨丝和小灯泡串联接入电路中，则通过它们的电流是相同的；综上所述，C正确。故选：C。 C 课堂练习 4. （2023秋•武侯区校级期中）关于电流、电压和电阻，下列说法中正确的是（　　） A．电流是由正电荷定向移动形成的 B．电路两端有电压，电路中就一定有电流 C．金属导体中自由电子定向移动的方向与电流方向相反 D．通过导体的电流为零时，导体的电阻也为零 【解析】解：A、电路中的电流是由自由电子定向移动形成的，电子带负电，故A错误； B、电路两端有电压，则电路中不一定有电流，是否有电流，还要看电路是不是通路，故B错误； C、正电荷移动的方向是电流的方向；自由电子的定向移动方向与电流方向相反，故C正确； D、电阻是导体本身阻碍电流的一种性质，导体的电阻与导体两端的电压、电流无关，故D错误。 故选：C。 课堂练习 C 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： 超导能给人类带来哪些好处?在各国激烈的超导研究竞争中，我国科学家作出了哪些贡献? 请通过查询互联网或到图书馆查询背料，了解相关信息。 谢谢聆听 谢谢聆听 $