第十二章 欧姆定律（知识清单）物理北师大版2024九年级全一册

第十二章 欧姆定律（知识清单） 目 录 第1节 不同物质的导电性能 2 ►知识点01 导体和绝缘体 2 ►知识点02 半导体 2 ►知识点03 电阻 2 ►实验01 比较不同物质的导电性能 2 第2节 影响导体电阻大小的因素 3 ►知识点01 影响导体电阻大小的因素 3 ►知识点02 超导现象 4 ►实验01 探究影响导体电阻大小的因素 4 ►实验02 探究导体电阻大小受温度的影响情况 5 第3节 变阻器 6 ►知识点01 滑动变阻器 6 ►知识点02 电阻箱与电位器 6 第4节 欧姆定律 7 ►知识点01 电流与电压的关系 7 ►知识点02 电流与电阻关系 8 ►知识点03 欧姆定律 8 ►知识点04 利用欧姆定律进行计算 8 ►实验01 电流与电压的关系 9 ►实验02 电流与电阻的关系 10 第5节 测量导体的电阻 11 ►知识点01 伏安法测电阻 11 ►知识点02 特殊方法测电阻 12 ►知识点03 电阻特性 13 ►实验01 伏安法测电阻 13 第6节 跨学科实践：设计恒温电热杯 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 思维导图 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 第1节 不同物质的导电性能 ►知识点01 导体和绝缘体 1. 导体和绝缘体 导体 绝缘体 定义 容易导电的物体 不容易导电的物体 示例 金属、石墨、人体、大地，以及各种酸、碱盐的溶液 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等 导电或不导电的原因 导体容易导电是因为导体内有大量的可自由移动的电荷，电荷从导体的一个地方移动到另一个地方 绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎被束缚在原子内，不能自由移动，即绝缘体并非不含电荷，而是缺乏能够自由移动的电荷 2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限 一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，也有可能导电，变为导体。例如，常温下玻璃板是绝缘体，而在高温下达到红炽状态时，就变成了导体。 ►知识点02 半导体 1. 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫作半导体，常见的有硅、锗、砷化镓等（至少举2例），生活中应用于芯片、LED灯（举1例）。 ►知识点03 电阻 电阻 在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的阻碍作用 符号 通常用“R”表示电阻 元件符号 单位及换算关系 在国际单位制中，电阻的单位是“欧姆”，简称“欧”，符号是“Ω”。常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。 对电阻的理解 导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越强，在电压相同的情况下，通过导体的电流越小 导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已 ►实验01 比较不同物质的导电性能 【实验目的】比较不同物质的导电能力。 【实验器材】电源、开关、电流表、小灯泡、待测物质（铜片、木棍、橡皮、玻璃、盐水）、导线。 【实验步骤】 ① 用导线将电源、开关、电流表、小灯泡和待测物质连接成闭合电路； ② 闭合开关，观察电流表示数和小灯泡的亮度； ③ 更换不同的待测物质，重复上述步骤，记录实验现象。 【实验记录】 物质 电流表示数 灯泡亮度 是否容易导电 铜片 木棍 橡皮 玻璃 盐水 【分析与结论】 ① 容易导电的物质（如铜片、盐水）是导体；不容易导电的物质（如木棍、橡皮）是绝缘体。 ② 导体容易导电的原因：内部存在大量可以自由移动的电荷（金属中是自由电子，酸碱盐溶液中是正负离子），它们能在电场作用下定向移动。 ③ 绝缘体不容易导电的原因：内部电荷几乎被束缚在原子核周围，不能自由移动。 第2节 影响导体电阻大小的因素 ►知识点01 影响导体电阻大小的因素 1.导体的电阻是导体本身的固有属性，它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越大。另外，导体的电阻还受温度的影响，金属导体温度越高电阻越大。 2. 实验方法： 控制变量法：探究某因素时，每次只改变一个因素，保持其他因素不变（如探究长度影响，需材料、横截面积、温度相同）； 转换法：通过电流表示数（或灯泡亮度）间接反映电阻大小（电流越小→电阻越大）。 ►知识点02 超导现象 1. 超导现象是指：某些导体温度降低到某一温度时，电阻突变为零；发生超导现象的导体叫作超导体。 2.应用：超导体的特性有零电阻特性和完全抗磁性；超导体可用于“高效输电、磁悬浮列车”，但临界温度极低限制大规模应用。 ►实验01 探究影响导体电阻大小的因素 【提出问题】导体电阻大小与什么因素有关？ 【猜想假设】电阻大小可能跟导体的材料、长度、横截面积有关 【设计实验】 如何验证猜想？需要科学方法的支持。 控制变量法：每次只改变其中一个因素，而控制其余几个因素不变； 转换法：电阻无法直接测量，通过灯的亮度或电流的大小来间接反映电阻的大小（电流越小→电阻越大）。 · 如何保证“电压相同”？ 并联电压相等，或直接用电源电压为定值。 电源电压不变时，将不同的电阻丝单独接入电路，通过电流表示数大小比较电阻。 【实验器材】电源、开关、电流表、导线、不同电阻丝（2种材料：锰铜、镍铬；2种长度：0.5m、1m；2种横截面积：0.4mm2、0.8mm2） 【实验内容】 探究1：导体的电阻大小与导体材料的关系； 控制条件：长度（1m）、横截面积（0.4mm2）相同，材料不同（锰铜丝VS镍铬丝）； 步骤1：将两种电阻丝分别接入电路，记录电流表示数； 实验数据： 实验结论一：导体的电阻与导体的材料有关。长度、横截面积相同的导体，材料不同，电阻也不同。 探究2：导体的电阻大小与导体长度的关系； 控制条件：材料（镍铬丝）、横截面积（0.4mm2）相同，长度不同（0.5m VS 1m）； 步骤2：将不同长度的电阻丝分别接入电路，记录电流表示数； 实验数据： 实验结论二：导体的电阻与导体的长度有关。材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻越大。 探究3：导体的电阻大小与导体横截面积的关系； 控制条件：材料（镍铬丝）、长度（1m）相同，横截面积不同（0.4mm2 VS 0.8mm2 ） 步骤3：将不同横截面积的电阻丝分别接入电路，记录电流表示数； 实验数据： 实验结论三：导体的电阻与导体的横截面积有关。材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻越小。 【归纳总结】大量实验表明，导体电阻大小与导体的材料、长度和横截面积有关； 同种材料的导体越长，横截面积越小，电阻越大。 特别提示：电阻是物质的固有属性，由导体本身决定，与电压、电流大小没有关系。 ►实验02 探究导体电阻大小受温度的影响情况 【实验装置】镍铬丝、酒精灯、电流表、灯泡、电源 【实验步骤】闭合开关，用酒精灯加热镍铬丝，观察电流表示数和灯泡亮度变化； 【思考】记录实验现象，思考“温度如何影响电阻？” 【实验结论】导体电阻大小与它的温度高低有关，金属导体的电阻随温度的升高而增大。 第3节 变阻器 ►知识点01 滑动变阻器 变阻器 能改变接入电路中电阻大小的元件叫作变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种，一种是滑动变阻器，另一个是电阻箱 滑动变阻器 （1）原理：通过改变接入电路中的电阻丝的长度来改变电路中电阻的大小。 （2）作用：①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值，从而改变电路中的电流和用电器两端的电压；②滑动变阻器还能起到保护电路的作用。 （3）构造：滑动变阻器的构造如图所示：接线柱A、B之间是滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。 铭牌上各数值的物理意义 20Ω：表示此滑动变阻器的最大阻值为20Ω。使用此滑动变阻器时，接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化 2A：表示此滑动变阻器允许通过的最大电流为2A 接线方式：将滑动变阻器串联接入电路，应采用两个接线柱“一上一下”的接法，不能同时使用上面两个接线柱（此时滑动变阻器接入电路的电阻为零），也不能同时使用下面两个接线柱（此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变），否则就起不到改变电路电阻的作用 ►知识点02 电阻箱与电位器 1.电阻箱 1）定义：能表示出阻值大小的变阻器 2）读数：“旋钮×倍数”相加 3）电路符号： 4）对比滑动变阻器和电阻箱的异同点 2.电位器 定义：滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器音量或灯亮度等功能的调节，需要一种阻值连续可调的电阻器——电位器。（例如可调节灯光的台灯旋钮、音箱的音量调节旋钮） 电位器分类：从工作方式划分，电位器可分为传统机械式电位器和数字电位器（数控可编程电阻器）两大类。 传统机械式电位器常见的有碳膜电位器、绕线电位器，结构、工作原理与滑动变阻器基本相同； 数字电位器的优点：体积小、无触点、不易污损、抗振动、抗干扰、寿命长、调节精度高、可编程等。 电位器功能： （1）调节电路中的电学参数； （2）作为“传感器”监控环境变化。 电位器内部结构及简易电路图： 第4节 欧姆定律 ►知识点01 电流与电压的关系 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成正比，即电阻R不变时，。 ►知识点02 电流与电阻关系 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成反比，即U不变时，I1R1=I2R2。 ►知识点03 欧姆定律 内容 通过导体的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比 公式 符号的物理意义 U-表示导体两端电压，单位为伏特（V）；R-表示导体的电阻，单位为欧姆（Ω）；I-表示通过导体的电流，单位为安培（A） 适用范围 欧姆定律适用于纯电阻电路。在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，欧姆定律将不适用 欧姆定律的意义 欧姆定律反映了电流与电压的因果性，电流与电压的制约性 变形公式 （1）U=IR：导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的乘积。但因为电压是电源提供的，电压是形成电流的原因，所以不能说电压与电流成正比； （2）：导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体的材料、长度、横截面积和温度等因素决定，与导体两端电压和通过导体的电流无关，因此它既不与U成正比，也不与I成反比 ►知识点04 利用欧姆定律进行计算 1.利用欧姆定律分析或计算（知二求一） 欧姆定律反映的是同一导体、同一时刻、同一状态的电流、电压、电阻关系，即“三同原则”。对于同一导体，只要知道电流、电压和电阻中的两个量，就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。 2.利用欧姆定律进行计算的一般步骤 第一步：若题干中无电路图，根据题意画出电路图，并在电路图上标记出已知量和待求量； 第二步：明确电路的连接方式，各电表测量的对象； 第三步：根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律，列方程求解； 第四步：讨论结果的合理性，得出答案。 3.利用欧姆定律解题时应注意的问题 注意事项 分析 同体性 欧姆定律中电流、电压和电阻，是对同一导体或同一段电路而言的，三者要一一对应；在解题过程中，习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示，如R1、I1、U1 同时性 即使是同一段电路，由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等，都会引起电路的变化，使电路中的电流、电压和电阻变化，因此，必须保证中的三个物理量是同一时刻的值，切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系 统一性 公式中的三个物理量，必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特（V）、R的单位是欧姆（Ω）、I的单位是安培（A） 规范性 （1）计算时，要写出必要文字说明；（2）代入数值或写计算结果时，不要忘记单位 ►实验01 电流与电压的关系 【思考】电路中电流与电压存在怎样的定量关系？ 【猜想与假设】在电阻一定时，电压越大，电流可能越大。 【实验器材】电源、开关、定值电阻（如5Ω）、滑动变阻器、电流表、电压表、导线。 【实验设计】 用电压表测量电阻两端的电压，用电流表测量通过电阻的电流。 串联滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变定值电阻两端的电压。 实验数据记录表： 【实验步骤】  按电路图连接电路，闭合开关前，滑片移至阻值最大处。 闭合开关，移动滑片，记录3组电压和电流值。 【分析结论】 根据实验数据，描绘定值电阻的I-U图像。 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比。 ►实验02 电流与电阻的关系 【思考】电路中电流与电阻存在怎样的定量关系？ 【猜想与假设】在电压一定时，电阻越大，电流可能越小。 【实验器材】电源、开关、不同阻值的定值电阻（如5Ω、10Ω、15Ω）、滑动变阻器、电流表、电压表、导线。 【实验设计】 更换不同阻值的定值电阻，调节滑动变阻器使电阻两端电压不变。 串联滑动变阻器的作用：①保护电路；②保持定值电阻两端的电压不变。 实验数据记录表： 【实验步骤】 连接电路，闭合开关前，滑片移至阻值最大处。 接入5Ω电阻，调节滑片使电压表示数为某一值（如2V），记录电流。 分别更换10Ω、15Ω电阻，重复上述步骤，保持电压表示数不变。 【 分析结论】 根据实验数据，描绘定值电阻的I-U图像。 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比。 第5节 测量导体的电阻 ►知识点01 伏安法测电阻 1. 伏安法测电阻原理：通过测量导体两端的电压和通过导体的电流，利用公式计算电阻。 2.伏安法测电阻注意事项 （1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件串联起来，然后把电压表并联在待测电阻的两端； （2）连接实物图时，要将开关断开； （3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至阻值最大处，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表； （4）可采用试触法确定电表的量程； （5）电表的正、负接线柱不能接反； （6）滑动变阻器应采用“一上一下”的连接方式； （7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以减小误差。 3.器材选择原则 （1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值； （2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确度高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。 4.滑动变阻器在实验中的作用 （1）保护电路； （2）改变待测电阻两端电压，实现多次测量。 5.常见故障分析：在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示： 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 ►知识点02 特殊方法测电阻 用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。 1.伏阻法测电阻：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 【思考】若只有电压表和已知阻值的定值电阻，能否测量一个未知电阻的阻值呢？ 【推理】 测量原理：； Ux→通过并联在Rx两端的电压表测量； Ix→无法直接测量→已知Rx与R0串联，串联电路中电流处处相等→Ix=I0； 电压表V0测量R0两端的电压U0；R0阻值已知→； 则。 【实验名称】伏阻法测电阻 【实验器材】电源、开关、Rx、R0、两个电压表、导线 【实验原理】 【实验电路】 【实验步骤】连接电路，闭合开关，读取U0、Ux，计算Rx 2.安阻法测电阻：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 【思考】若只有电流表和已知阻值的定值电阻，能否测量一个未知电阻的阻值呢？ 【推理】 测量原理：； Ix→通过与Rx串联的电流表A1进行测量； Ux→无法直接测量→已知Rx与R0并联，并联电路中各支路两端的电压相等→Ux=U0； 电流表A0测量通过R0的电流I0；R0阻值已知→U0=I0R0； 则。 【实验名称】安阻法测电阻 【实验器材】电源、开关、Rx、R0、两个电流表、导线 【实验原理】 【实验电路】 【实验步骤】连接电路，闭合开关，读取I0、Ix，计算Rx ►知识点03 电阻特性 电阻是导体的固有属性，与电压、电流无关； 测定值电阻阻值：多次测量求平均值； 测小灯泡阻值：多次测量寻找灯丝电阻与温度的关系→灯丝电阻随温度的升高而增大。 ►实验01 伏安法测电阻 【思考】 （1） 怎样测量电阻两端的电压U？→并联电压表； （2） 怎样测量通过电阻的电流I？→串联电流表； （3） 怎样减小实验误差？→多次测量取平均值； （4） 怎样进行多次测量？→多次改变I和U； （5） 怎样改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小？→串联滑动变阻器 （6） 滑动变阻器在本实验中的作用是什么？→①改变待测电阻两端的电压；②保护电路 【实验名称】伏安法测电阻 【实验目的】使用电压表、电流表间接测量电阻 【实验原理】 【实验电路图】 【实验器材】电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、电压表、电流表、导线 【实验步骤】①调节电流表、电压表的指针到零刻度线；按电路图连接实物。调节滑动变阻器到阻值最大端；（注意：连接电路时，开关要断开；导线不要穿过电器元件）； ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，使电压表的示数U分别为1V、2V、3V，读出电流表的对应示数I，并记录在表格中； ③根据公式计算出R的值，并记录在表格中； ④节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，计算R的值，并计算平均值。 【数据处理】边做边看，及时将数据记录在表格中 【实验结论】根据测得数据计算被测电阻的平均值（减小误差） 第6节 跨学科实践：设计恒温电热杯 1. 温度检测核心元件： 热敏电阻是将温度变化转化为阻值变化的敏感元件，分为PTC（正温度系数，温度↑→电阻↑）和NTC（负温度系数，温度↑→电阻↓）两类。 2. 温度显示系统原理： 将热敏电阻与定值电阻 R0（或滑动变阻器）串联，电源电压不变时，温度变化会导致热敏电阻阻值改变，进而引起电路中电流或电压变化，通过电表显示。 3. 控温区间设计： 恒温电热杯的目标控温范围通常设定为40℃~45℃，当温度低于40℃时启动加热，超过45℃时停止加热。 4. 报警机制： 当温度超过50°C时，需触发报警装置，提示温度异常。 5. 电路设计基础： 串联电路中，总电压等于各元件电压之和，电流处处相等。电压表应并联在热敏电阻两端，电流表应串联在电路中。 6. 电表校准方法： 制作电子测温装置时，需将电表示数与标准温度计的温度值对比，建立对应关系（如0V对应20℃，3V对应50℃）。 7. 流程图基本符号： 控温流程设计需使用流程图符号，如 （表示开始/结束）、 （表示判断）、 （表示流程方向）。 8. 元件选择原则： 温度检测元件须具备灵敏度高、线性度好、温度范围符合需求等特点。 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$第十二章 欧姆定律（知识清单） 目 录 第1节 不同物质的导电性能 2 ►知识点01 导体和绝缘体 2 ►知识点02 半导体 2 ►知识点03 电阻 2 ►实验01 比较不同物质的导电性能 2 第2节 影响导体电阻大小的因素 3 ►知识点01 影响导体电阻大小的因素 3 ►知识点02 超导现象 4 ►实验01 探究影响导体电阻大小的因素 4 ►实验02 探究导体电阻大小受温度的影响情况 5 第3节 变阻器 6 ►知识点01 滑动变阻器 6 ►知识点02 电阻箱与电位器 6 第4节 欧姆定律 7 ►知识点01 电流与电压的关系 7 ►知识点02 电流与电阻关系 8 ►知识点03 欧姆定律 8 ►知识点04 利用欧姆定律进行计算 8 ►实验01 电流与电压的关系 9 ►实验02 电流与电阻的关系 10 第5节 测量导体的电阻 11 ►知识点01 伏安法测电阻 11 ►知识点02 特殊方法测电阻 12 ►知识点03 电阻特性 13 ►实验01 伏安法测电阻 13 第6节 跨学科实践：设计恒温电热杯 14 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 思维导图 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 第1节 不同物质的导电性能 ►知识点01 导体和绝缘体 1. 导体和绝缘体 导体 绝缘体 定义 导电的物体 导电的物体 示例 金属、石墨、人体、大地，以及各种酸、碱盐的溶液 橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油等 导电或不导电的原因 导体容易导电是因为导体内有大量的 ，电荷从导体的一个地方移动到另一个地方 绝缘体不容易导电是因为在绝缘体内电荷几乎被 ，不能自由移动，即绝缘体并非不含电荷，而是缺乏能够自由移动的电荷 2.导体和绝缘体之间没有绝对的界限 一般情况下，不容易导电的物体，当条件改变时，也有可能导电，变为导体。例如，常温下玻璃板是绝缘体，而在高温下达到红炽状态时，就变成了导体。 ►知识点02 半导体 1. 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质叫作 ，常见的有 （至少举2例），生活中应用于 （举1例）。 ►知识点03 电阻 电阻 在物理学中，用“电阻”来表示导体对电流的 作用 符号 通常用“ ”表示电阻 元件符号 单位及换算关系 在国际单位制中，电阻的单位是“ ”，简称“欧”，符号是“ ”。常用单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。 对电阻的理解 导体的电阻越大，表示导体对电流阻碍作用越 ，在电压相同的情况下，通过导体的电流越 导体的电阻是导体本身的一种性质，即导体的电阻由导体自身的情况决定。不管导体是否接入电路、是否有电流通过，也不管导体两端电压是否改变或怎样改变，导体对电流的阻碍作用（即电阻）都是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有表现出来而已 ►实验01 比较不同物质的导电性能 【实验目的】比较不同物质的导电能力。 【实验器材】电源、开关、电流表、小灯泡、待测物质（铜片、木棍、橡皮、玻璃、盐水）、导线。 【实验步骤】 ① 用导线将电源、开关、电流表、小灯泡和待测物质连接成闭合电路； ② 闭合开关，观察电流表示数和小灯泡的亮度； ③ 更换不同的待测物质，重复上述步骤，记录实验现象。 【实验记录】 物质 电流表示数 灯泡亮度 是否容易导电 铜片 木棍 橡皮 玻璃 盐水 【分析与结论】 ① 容易导电的物质（如铜片、盐水）是 ；不容易导电的物质（如木棍、橡皮）是 。 ② 导体容易导电的原因：内部存在 （金属中是自由电子，酸碱盐溶液中是正负离子），它们能在电场作用下定向移动。 ③ 绝缘体不容易导电的原因：内部电荷几乎被束缚在原子核周围， 自由移动。 第2节 影响导体电阻大小的因素 ►知识点01 影响导体电阻大小的因素 1.导体的电阻是导体本身的固有属性，它的大小取决于导体的材料、 、 。同种材料导体，长度越长、横截面积越小，导体的电阻越 。另外，导体的电阻还受 的影响，金属导体温度越 电阻越大。 2. 实验方法： 法：探究某因素时，每次只改变 因素，保持其他因素不变（如探究长度影响，需材料、横截面积、温度 ）； 法：通过 （或灯泡亮度）间接反映电阻大小（电流越小→电阻 ）。 ►知识点02 超导现象 1. 超导现象是指：某些导体温度降低到某一温度时，电阻突变为 ；发生超导现象的导体叫作 体。 2.应用：超导体的特性有 特性和 ；超导体可用于“高效输电、磁悬浮列车”，但临界温度极低限制大规模应用。 ►实验01 探究影响导体电阻大小的因素 【提出问题】导体电阻大小与什么因素有关？ 【猜想假设】电阻大小可能跟导体的材料、长度、横截面积有关 【设计实验】 如何验证猜想？需要科学方法的支持。 控制变量法：每次只改变其中 因素，而控制其余几个因素 ； 转换法：电阻无法直接测量，通过 或 来间接反映电阻的大小（电流越小→电阻 ）。 · 如何保证“电压相同”？ 联电压相等，或直接用电源电压为定值。 电源电压不变时，将不同的电阻丝单独接入电路，通过电流表示数大小比较电阻。 【实验器材】电源、开关、电流表、导线、不同电阻丝（2种材料：锰铜、镍铬；2种长度：0.5m、1m；2种横截面积：0.4mm2、0.8mm2） 【实验内容】 探究1：导体的电阻大小与导体材料的关系； 控制条件：长度（1m）、横截面积（0.4mm2） ，材料 （锰铜丝VS镍铬丝）； 步骤1：将两种电阻丝分别接入电路，记录电流表示数； 实验数据： 实验结论一：导体的电阻与导体的 有关。长度、横截面积相同的导体，材料不同，电阻也 。 探究2：导体的电阻大小与导体长度的关系； 控制条件：材料（镍铬丝）、横截面积（0.4mm2） ，长度 （0.5m VS 1m）； 步骤2：将不同长度的电阻丝分别接入电路，记录电流表示数； 实验数据： 实验结论二：导体的电阻与导体的 有关。材料、横截面积相同的导体，长度越长，电阻 。 探究3：导体的电阻大小与导体横截面积的关系； 控制条件：材料（镍铬丝）、长度（1m） ，横截面积 （0.4mm2 VS 0.8mm2 ） 步骤3：将不同横截面积的电阻丝分别接入电路，记录电流表示数； 实验数据： 实验结论三：导体的电阻与导体的 有关。材料、长度相同的导体，横截面积越大，电阻 。 【归纳总结】大量实验表明，导体电阻大小与导体的 、 和 有关； 同种材料的导体越 ，横截面积越 ，电阻越大。 特别提示：电阻是物质的固有属性，由导体本身决定，与电压、电流大小没有关系。 ►实验02 探究导体电阻大小受温度的影响情况 【实验装置】镍铬丝、酒精灯、电流表、灯泡、电源 【实验步骤】闭合开关，用酒精灯加热镍铬丝，观察电流表示数和灯泡亮度变化； 【思考】记录实验现象，思考“温度如何影响电阻？” 【实验结论】导体电阻大小与它的 高低有关，金属导体的电阻随温度的升高而 。 第3节 变阻器 ►知识点01 滑动变阻器 变阻器 能改变接入电路中 大小的元件叫作变阻器。学生实验中常用的变阻器有两种，一种是 ，另一个是 滑动变阻器 （1）原理：通过改变接入电路中的 来改变电路中电阻的大小。 （2）作用：①调节滑动变阻器的滑片可以逐渐改变接入电路的电阻值，从而改变电路中的 和用电器两端的 ；②滑动变阻器还能起到 的作用。 （3）构造：滑动变阻器的构造如图所示：接线柱A、B之间是滑动变阻器的电阻丝；接线柱C、D之间是金属杆，电阻为零；P是金属滑片，与金属杆和电阻丝相连（电阻丝的表面涂有绝缘漆，但与滑片接触的地方绝缘漆被刮掉），滑片本身看作电阻为零。滑片移动到不同位置时，接入电路的A、C（D）或B、C（D）两个接线柱间电阻丝的长度不一样，这样就改变了接入电路中电阻的大小。 铭牌上各数值的物理意义 20Ω：表示此滑动变阻器的 。使用此滑动变阻器时，接入电路中的阻值可以在0-20Ω之间变化 2A：表示此滑动变阻器 为2A 接线方式：将滑动变阻器串联接入电路，应采用两个接线柱“ ”的接法，不能同时使用上面两个接线柱（此时滑动变阻器接入电路的电阻为零），也不能同时使用下面两个接线柱（此时滑动变阻器接入的电阻值最大且不变），否则就起不到改变电路电阻的作用 ►知识点02 电阻箱与电位器 1.电阻箱 1）定义：能表示出 的变阻器 2）读数：“旋钮× ”相加 3）电路符号： 4）对比滑动变阻器和电阻箱的异同点 2.电位器 定义：滑动变阻器一般只在实验室中应用。有些家用电器音量或灯亮度等功能的调节，需要一种 的电阻器——电位器。（例如可调节灯光的台灯旋钮、音箱的音量调节旋钮） 电位器分类：从工作方式划分，电位器可分为 电位器和 电位器（数控可编程电阻器）两大类。 传统机械式电位器常见的有碳膜电位器、绕线电位器，结构、工作原理与滑动变阻器基本相同； 数字电位器的优点：体积小、无触点、不易污损、抗振动、抗干扰、寿命长、调节精度高、可编程等。 电位器功能： （1）调节电路中的电学参数； （2）作为“传感器”监控环境变化。 电位器内部结构及简易电路图： 第4节 欧姆定律 ►知识点01 电流与电压的关系 在电阻一定的情况下，通过导体的电流与导体两端电压成 ，即电阻R不变时，。 ►知识点02 电流与电阻关系 在电压一定的情况下，通过导体的电流与导体的电阻成 ，即U不变时，I1R1=I2R2。 ►知识点03 欧姆定律 内容 通过导体的电流，与导体两端的电压成 ，与导体的电阻成 公式 符号的物理意义 U-表示导体两端电压，单位为伏特（V）；R-表示导体的电阻，单位为欧姆（Ω）；I-表示通过导体的电流，单位为安培（A） 适用范围 欧姆定律适用于 电路。在非纯电阻电路中，如含有电动机的电路，欧姆定律将不适用 欧姆定律的意义 欧姆定律反映了电流与电压的因果性，电流与电压的制约性 变形公式 （1）U=IR：导体两端电压等于通过导体的电流与导体的电阻的 。但因为电压是电源提供的，电压是形成电流的原因，所以 电压与电流成正比； （2）：导体的电阻在数值上等于加在导体两端的电压与通过导体的电流的比值。因为电阻是导体本身的一种性质，它的大小由导体的 、 、 和 等因素决定，与导体两端电压和通过导体的电流无关，因此它既不与U成正比，也不与I成反比 ►知识点04 利用欧姆定律进行计算 1.利用欧姆定律分析或计算（知二求一） 欧姆定律反映的是同一 、同一 、同一 的电流、电压、电阻关系，即“三同原则”。对于同一导体，只要知道电流、电压和电阻中的两个量，就可以根据公式及其变形公式求出第三个量。 2.利用欧姆定律进行计算的一般步骤 第一步：若题干中无电路图，根据题意画出电路图，并在电路图上标记出已知量和待求量； 第二步：明确电路的连接方式，各电表测量的对象； 第三步：根据欧姆定律和串并联电路电流和电压的规律，列方程求解； 第四步：讨论结果的合理性，得出答案。 3.利用欧姆定律解题时应注意的问题 注意事项 分析 同体性 欧姆定律中电流、电压和电阻，是对 或 而言的，三者要一一对应；在解题过程中，习惯上把对应的同一导体的各个物理量符号用相同的下标表示，如R1、I1、U1 同时性 即使是同一段电路，由于开关的闭合、断开即滑动变阻器滑片的左右移动等，都会引起电路的变化，使电路中的电流、电压和电阻变化，因此，必须保证中的三个物理量是同一 的值，切不可混淆电路结构变化前后的I、U、R的对应关系 统一性 公式中的三个物理量，必须使用国际单位中的单位。U的单位是伏特（V）、R的单位是欧姆（Ω）、I的单位是安培（A） 规范性 （1）计算时，要写出必要文字说明；（2）代入数值或写计算结果时，不要忘记单位 ►实验01 电流与电压的关系 【思考】电路中电流与电压存在怎样的定量关系？ 【猜想与假设】在电阻一定时，电压越大，电流可能 。 【实验器材】电源、开关、定值电阻（如5Ω）、 、 表、 表、导线。 【实验设计】 用 测量电阻两端的电压，用 测量通过电阻的电流。 串联滑动变阻器的作用：① ；② 。 实验数据记录表： 【实验步骤】  按电路图连接电路，闭合开关前，滑片移至 处。 闭合开关，移动滑片，记录3组电压和电流值。 【分析结论】 根据实验数据，描绘定值电阻的I-U图像。 在电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成 。 ►实验02 电流与电阻的关系 【思考】电路中电流与电阻存在怎样的定量关系？ 【猜想与假设】在电压一定时，电阻越大，电流可能 。 【实验器材】电源、开关、 的定值电阻（如5Ω、10Ω、15Ω）、滑动变阻器、电流表、电压表、导线。 【实验设计】 更换不同阻值的定值电阻，调节滑动变阻器使电阻两端电压 。 串联滑动变阻器的作用：① ；② 。 实验数据记录表： 【实验步骤】 连接电路，闭合开关前，滑片移至 处。 接入5Ω电阻，调节滑片使电压表示数为某一值（如2V），记录电流。 分别更换10Ω、15Ω电阻，重复上述步骤，保持电压表示数 。 【 分析结论】 根据实验数据，描绘定值电阻的I-U图像。 在电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成 。 第5节 测量导体的电阻 ►知识点01 伏安法测电阻 1. 伏安法测电阻原理：通过测量导体两端的 和通过导体的 ，利用公式计算电阻。 2.伏安法测电阻注意事项 （1）在连接电路的过程中，接线应有序进行，按照电路图从电源正极出发，把干路上的各元件 起来，然后把电压表 在待测电阻的两端； （2）连接实物图时，要将开关 ； （3）实验前，要将滑动变阻器的滑片移至 ，以保证电路安全，防止开关突然闭合时，产生瞬间电流过大而损坏电源或电表； （4）可采用 法确定电表的量程； （5）电表的正、负接线柱 ； （6）滑动变阻器应采用“ ”的连接方式； （7）进行多次测量并计算电阻的平均值，可以 。 3.器材选择原则 （1）滑动变阻器：所选滑动变阻器的最大阻值应接近待测电阻的阻值； （2）电流表、电压表量程：在不超过量程的前提下，选用小量程测得的值要比选用大量程测得值准确，这是因为小量程的分度值小，准确度高。因此测量时，能用小量程就不要大量程。 4.滑动变阻器在实验中的作用 （1）保护电路； （2） ，实现多次测量。 5.常见故障分析：在实验中出现故障后要先断开开关，再分析查找故障原因，常见的故障及其现象如下表所示： 实验电路图 故障（有且只有一处） 现象 电压表 电流表 电流表被短接 有示数 无示数 电流表处断路 无示数 无示数 电压表被短接 无示数 有示数 电压表处断路 定值电阻被短接 无示数 有示数，且示数偏大 定值电阻处断路 有示数且接近电源电压 无示数 电压表串联在电路中 滑动变阻器上面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变，电压表示数接近电源电压 滑动变阻器下面两个接线柱接入电路 移动滑片，电表示数不变 ►知识点02 特殊方法测电阻 用伏安法测电阻时，需要同时使用电压表和电流表，如果只有电流表或电压表，则可借助一已知电阻的定值电阻、滑动变阻器或电阻箱，巧妙利用串、并联电路的电流、电压规律测出未知电阻的阻值。 1.伏阻法测电阻：只用电压表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 【思考】若只有电压表和已知阻值的定值电阻，能否测量一个未知电阻的阻值呢？ 【推理】 测量原理： ； Ux→通过 联在Rx两端的 表测量； Ix→无法直接测量→已知Rx与R0串联，串联电路中电流 →Ix=I0； 电压表V0测量R0两端的电压U0；R0阻值已知→； 则。 【实验名称】伏阻法测电阻 【实验器材】电源、开关、Rx、R0、两个电压表、导线 【实验原理】 【实验电路】 【实验步骤】连接电路，闭合开关，读取U0、Ux，计算Rx 2.安阻法测电阻：只用电流表和已知阻值的电阻测量未知电阻。 【思考】若只有电流表和已知阻值的定值电阻，能否测量一个未知电阻的阻值呢？ 【推理】 测量原理： ； Ix→通过与Rx 联的 表A1进行测量； Ux→无法直接测量→已知Rx与R0并联，并联电路中各支路两端的电压相等→Ux=U0； 电流表A0测量通过R0的电流I0；R0阻值已知→U0=I0R0； 则。 【实验名称】安阻法测电阻 【实验器材】电源、开关、Rx、R0、两个电流表、导线 【实验原理】 【实验电路】 【实验步骤】连接电路，闭合开关，读取I0、Ix，计算Rx ►知识点03 电阻特性 电阻是导体的 属性，与电压、电流无关； 测定值电阻阻值： ； 测小灯泡阻值：多次测量寻找灯丝电阻与温度的关系→灯丝电阻随温度的升高而 。 ►实验01 伏安法测电阻 【思考】 （1） 怎样测量电阻两端的电压U？→ 联电压表； （2） 怎样测量通过电阻的电流I？→串联 表； （3） 怎样减小实验误差？→ ； （4） 怎样进行多次测量？→多次改变I和U； （5） 怎样改变电路中电流和待测电阻两端电压的大小？→串联 （6） 滑动变阻器在本实验中的作用是什么？→①改变 ；②保护电路 【实验名称】伏安法测电阻 【实验目的】使用电压表、电流表间接测量电阻 【实验原理】 【实验电路图】 【实验器材】电源、开关、滑动变阻器、待测电阻、 、 、导线 【实验步骤】①调节电流表、电压表的指针到 ；按电路图连接实物。调节滑动变阻器到 端；（注意：连接电路时，开关要 ；导线不要穿过电器元件）； ②闭合开关，调节滑动变阻器的滑片至适当位置，使电压表的示数U分别为1V、2V、3V，读出电流表的对应示数I，并记录在表格中； ③根据公式计算出R的值，并记录在表格中； ④节滑动变阻器的滑片改变待测电阻中的电流及两端的电压，再测几组数据，计算R的值，并计算 。 【数据处理】边做边看，及时将数据记录在表格中 【实验结论】根据测得数据计算被测电阻的平均值（ ） 第6节 跨学科实践：设计恒温电热杯 1. 温度检测核心元件： 热敏电阻是将温度变化转化为 变化的敏感元件，分为 （正温度系数，温度↑→电阻↑）和 （负温度系数，温度↑→电阻↓）两类。 2. 温度显示系统原理： 将热敏电阻与定值电阻 R0（或滑动变阻器） 联，电源电压不变时，温度变化会导致热敏电阻阻值改变，进而引起电路中 或 变化，通过电表显示。 3. 控温区间设计： 恒温电热杯的目标控温范围通常设定为 ，当温度 40℃时启动加热，超过45℃时 加热。 4. 报警机制： 当温度 50°C时，需触发报警装置，提示温度异常。 5. 电路设计基础： 串联电路中，总电压等于各元件电压 ，电流处处 。电压表应 联在热敏电阻两端，电流表应 联在电路中。 6. 电表校准方法： 制作电子测温装置时，需将电表示数与 的温度值对比，建立对应关系（如0V对应20℃，3V对应50℃）。 7. 流程图基本符号： 控温流程设计需使用流程图符号，如 （表示开始/结束）、 （表示判断）、 （表示流程方向）。 8. 元件选择原则： 温度检测元件须具备灵敏度高、线性度好、 范围符合需求等特点。 第 1 页 共 15 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$