内容正文:
第2节 物质的导电性
(第2课时)
第3章 电路探秘
科学浙教版(2024) 八年级上册
01 电阻
知识目标
能通过实验探究得出影响导体电阻大小的因素;了解不同材料的电阻特性和超导现象。
通过科学探究全过程的切身体验;增强理论联系实际,继而解决理论问题的能力。
理解在与一个物理量的相关因素较多时,能用控制变量法进行实验方案设计。
科学观念:
科学思维:
态度责任:
素养目标
课堂导入
导线多是用铜或铝做的,特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。
铁也是导体,既多又便宜,为什么很少用它来做导线呢?
铜线和铝线
铁丝
PART 01
电阻
电阻
01
将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝串联起来,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?
现象:当电路中接入不同的导体时,电流表的示数不同。
结论:说明导体的导电能力也有强弱之分。
电阻
01
(1)定义:
电阻表示导体对电流的阻碍作用,用字母R表示。
(2)物理意义
电阻是用来描述物体导电能力强弱的,导体对电流的阻碍能力越强,其电阻值就越大。
1、电阻
大电阻
小电阻
电阻
01
(4)电阻单位:
1MΩ=103kΩ=106Ω
欧姆,简称欧,符号为Ω
千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)
常用单位:
换算关系:
欧姆(1789-1854)
欧姆的研究方向主要是电磁学,他发现的欧姆定律给电学的计算带来了很大的方便。欧姆还制造了电流扭力秤,用来测量电流强度,引入和定义了电动势、电流强度和电阻的概念,所以人们将电阻的单位记作欧姆来纪念他。
电阻
01
影响导体电阻大小的因素
一、目标
探究影响导体电阻大小的相关因素。
二、器材
小灯泡
开关
电流表
干电池
各种金属导线
电阻
01
三、过程
(2)导体的长度可能会影响电阻大小,电流在长度大的导线中流动相当于行车于长度大的道路中,阻碍行车的因素会更多一些。
1.提出问题。
各种材料的导电能力并不相同,导体的导电能力除了与材料有关外,还有哪些因素会影响电阻大小呢?
2.建立猜想。
(1)导体的粗细可能会影响电阻大小,电流在粗的导线中流动相当于行车于宽阔的道路,阻碍作用小;
电阻
01
3.制定计划。
我们可以通过控制变量法来逐个研究影响电阻的因素。依据控制变量法研究导体电阻与某一因素的关系时,要控制其他因素都变。
电阻变化
电流变化
比较灯泡亮度/电流表示数
转换法
电阻
01
(1)探究电阻大小与导线长度的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是 。
如图所示,用电阻相对容易测量的镍铬合金丝作为被测导线,并将金属丝 接入M、N两点间。
现象:通过 镍铬合金丝的电流较大。
探究结果表明:导线越长,电阻越 。
4.进行实验。
导线粗细和导线材料
B和C
C
大
电阻
01
(2)探究电阻大小与导线粗细的的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是 。
如图所示,用长度和材料相同而粗细不同的导线接入电路来比较,即将金属丝 接入M、N两点间。
现象:通过 镍铬合金丝的电流较大。
探究结果表明:导线横截面积越大(越粗),
电阻越 。
导线长度和导线材料
A和C
A
小
电阻
01
(3)探究电阻大小与导线材料的关系。
这个探究中,要控制不变的因素是 。
如图所示,用长度和粗细相同而材料不同的导线接入电路来比较,即将金属丝 接入M、N两点间。
现象:通过 金属丝的电流较大。
探究结果表明:不同的材料,导电能力的强
弱是 的。
导线长度和导线粗细
C和D
D
不同
电阻
01
实验室里有两种导线,一种是导电性较强的铜丝(电阻较小),另一种是导电性较弱的镍铬合金丝(电阻较大),为什么本实验选用镍铬合金丝作为被测导线?
铜线的电阻极小,把它接入电路后,电流的变化不明显;镍铬合金线的电阻较大,把它接入电路后,电流的变化较明显。
电阻
01
1、影响导体电阻大小的因素
导体的电阻大小与导体的长度、横截面积(粗细)和材料有关。用同种材料的导线,导线越长,电阻越大;导线越细,电阻也越大。
2、不同材料的电阻
制作导线
绝缘材料
电阻
01
根据表格计算,在甲、乙两地之间,用长100m、横截面积1mm2的铝导线连接一条电路,该电路的电阻为多少?如何减小导线的电阻?
长1m、横截面积1mm2的铝的电阻(20℃时)
①0.029Ω×100=2.9Ω,即该电路的电阻为2.9Ω。
②增大导线的横截面积(粗细)。
电阻
01
1.烧红的玻璃能导电,可说明玻璃的电阻与温度有什么关系?
温度越高,玻璃的电阻越小。
2.请设计一个方案验证金属导体的电阻值与温度的关系。
现象
关系
加热金属丝一段时间后,灯泡变暗
金属导体的电阻会随温度的升高而增大
电阻
01
3、电阻与温度关系
科学研究还表明,导体的电阻与温度有关。
(1)玻璃的电阻会随温度的升高而减小,金属导体的电阻会随温度的升高而增大。
(2)超导现象
当某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象,如水银在-269℃时,电阻会突然消失。
电阻
01
超导现象与超导体
1911年,荷兰物理学家昂尼斯测量低温状态下的水银的电阻时发现,当温度降到-269℃时,水银的电阻完全消失,降为零,
由此他发现了超导现象。某一温度下电阻为零的导体称
为超导体。超导体不仅电阻为零,还具有“抗磁性”,
即磁场无法穿过超导体。显然,这么低的温度下产生的
超导现象、抗磁性现象很难应用于实际生产与生活,因
电阻
01
此寻找常温下的超导材料成为各国科学家努力的目标。
超导现象有很广泛的应用价值。例如,用超导技术可制造磁悬浮高速列车;用超导材料制成的导线在长途输电时几乎没有电能损失;用超导材料可制造超大功率的电动机和变压器,因为其内部线圈不会发热。
电阻
01
4、人体电阻
一般来说,人体的电阻为1000~2000Ω。当然,不同的人电阻是不同的,同一个人在不同情况下的电阻也是不同的。当气温高或人体出汗时,人体电阻较小;而在气温低、空气干燥的冬季,皮肤很干燥时,人体电阻较大。
课堂小结
课堂练习
【典例1】下列关于电阻的说法,正确的是( )
A.导体没有被连入电路时便没有电阻
B.导体的电阻与通过的电流有关,电流越大,电阻越大;电流越小,电阻越小
C.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体的电阻由导体本身的性质决定
D.加在导体两端的电压越大,电阻就越大
【解析】
A.电流表要串联在电路中,故A错误。
B.使用电流表测量电流时,一定先校零,然后再进行测量,故B错误。
C.绝对不允许不经过用电器直接把电流表接在电源两极上,故C错误。
D.电路电流无法预估时,采用试触法选择合适量程,故D正确。
D
课堂练习
【典例2】如图为常用的铝芯导线,铝芯由多条铝线组成,外包一层绝缘皮。下列方法能减小铝芯导线电阻的是( )
A.减小导线两端的电压
B.减小通过导线的电流
C.减小导线的长度
D.减少导线中铝线的数量
【解析】导电的电阻与两端的电压和通过的电流大小,以及导线数量有关,只与导线的长度有关,故C正确,而A、B、D错误。
C
课堂练习
【典例3】科技发展《自然》杂志报道了一种可以在15℃下实现超导的新材料,向创造没有电阻的高效电力系统迈出了重要一步。超导材料可以应用在( )
A.电热毯 B.电动汽车动力系统
C.电热水壶 D.充电暖手宝
B
【解析】超导体的电阻为零,电流流过超导体时不会产生热,所以电能无法转化为内能;超导体的电阻为零,也就避免了内能的损耗,适合做输电导线和电机的线圈。
第2节 物质的导电性
(第2课时)
科学浙教版(2024) 八年级上册
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