内容正文:
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第十六章 电压 电阻
第3节 电阻
素养目标
物理观念:了解电阻概念,明白其是导体固有属性;能画出电阻在电路中的符号,熟悉电阻单位及换算;知晓电阻大小受导体材料、长度、横截面积和温度影响。
科学思维:依据实验数据和现象,推导电阻与导体材料、长度、横截面积及温度的关系。
科学探究:通过制定实验方案,加深对控制变量法和转换法的理解;通过对实验数据的处理、分析,具有获取证据的能力,并通过口头表述观点,提升交流能力。
科学态度与责任:在实验探究中,学习科学家研究问题的方法,培养严谨的习惯和实事求是的态度;通过了解物理学知识对人类生活和社会发展的影响,培养正确的科学价值观。
这是用什么做的?
为什么不使用铁来做导线呢?
导线是完整电路中必不可少的部分。
情境导入
视频 导线介绍
衔接:要组成完整的电路,导线是必不可少的,现在请同学们观察一下导线。它是用什么做的呢?
为什么不使用铁来做导线呢?让我们一起来学习今天的知识,电阻。
实验:把长度、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路。闭合开关,观察现象。
讨论:你观察到了什么现象,这说明了什么呢?
新知探究
任务一 电阻
实验 比较小灯泡的亮度
衔接:(铺垫)常言道人往高处走,水往低处流。(拿出一个装水的瓶子堵住瓶口并倾倒)问:为什么水没有流出?手有阻碍(稍稍松开手,然后松开程度越来越大)为什么水流越来越大?手的阻碍越来越小。
我们再来做这样一个实验。断开开关,问此时电路中有电流吗,为什么?闭合开关,现在呢?
接下来老师将两种不同的导线接入电路。你们认为,电路中的电流会相同吗?……不同导体对电流的阻碍作用不同。
电流在电路中流动时也会遇见阻碍其流动的物质。
新知探究
任务一 电阻
衔接:就像我们走路一样,路上会有各种各样的障碍物,这些各种各样的障碍物会阻碍我们前进。还有河流流动时,奔腾的河水中也有一些大大小小的石头会阻碍河水流动。电流在电路中流动时也有遇到一些阻碍。
回顾:这些金属导线为什么能导电?
通电前
通电后
自由电子在定向移动过程中,会与其他微粒发生碰撞。
新知探究
任务一 电阻
衔接:我们现在从微观的角度来理解一下导体的阻碍作用,在金属导体中,我们知道,存在很多什么?……
电阻的微观解释,利于学生类比河水中的石头,路上的一些障碍物。
电阻:导体对电流阻碍作用的大小。
单位:欧姆,简称欧,符号Ω
符号:R
电阻的常用单位:
千欧(kΩ) 1 kΩ =103 Ω
兆欧(MΩ) 1 MΩ=106 Ω
新知探究
任务一 电阻
衔接:对于电路中的这些对电流的阻碍,我们把它叫做导体的电阻。电阻就是导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,这个红色小人就会把绳子拉得更紧,表示对电流的阻碍作用更大,同理,拉得越松,阻碍越小。
请大家阅读课本64页说出电阻的定义单位符号。
常见的电阻值
5~50Ω
20~200Ω
0.02Ω
4000~10000Ω
200~800Ω
同样规格的铁导线,电阻比我高六倍!
新知探究
任务一 电阻
衔接:无论什么导体或者用电器都有电阻,但是阻值大小都不同,我们来看一下常见的用电器和导线的阻值。……
干燥的手和湿润的手电阻差别很大,千万不能用湿手触碰开关和电线。
铜导线的电阻更小。
思考:电阻对电流有阻碍作用,电阻都是有害的吗?
电阻器:又称定值电阻,简称电阻。在电路图中用符号“ ”表示。
新知探究
任务一 电阻
衔接:在很多电子产品中都有专门的一些阻碍电流的元件,我们把它们叫做电阻器。比如这块电路板上就有很多电阻器。……
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
衔接:刚才我们学习了一些用电器的阻值,以及各种各样的电阻器。它们的阻值有大有小,那么导体电阻的大小与什么有关呢?
我们先来看看这样几幅图片。(堵车长度影响通行,道路宽度影响通行。)
探究影响导体电阻大小的因素
导体的电阻与哪些因素有关呢?
提出问题:
猜想:
1.导体的电阻可能与长度有关。
2.导体的电阻可能与粗细(横截面积)有关。
导体的电阻可能与多个因素有关,因此在探究过程中要使用:
控制变量法
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
衔接:同学你们猜想一下导体的电阻会与什么有关呢?
实验器材:
电池、开关、导线、长度与粗细不同的导体、电流表
设计实验:
需要测量哪些数据,如何测量这些数据?
怎样设计实验电路?
A
A
B
这里使用了什么方法?
如何比较导体电阻的大小?
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
进行实验:
1.设计实验电路。
2.选好测量范围,连接电路。
3.选用两根粗细相同,长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路,测量电流大小并比较。
4.按照上面的方法,探究其它因素的影响。
A
A
B
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
实验 探究影响电阻大小的因素
材料 长度 横截面积 电流大小I/A 电阻大小
镍铬合
金丝 L S
0.5L S
L 2S
实验记录:
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
请小组上台展示自己的结果。得出了什么结论。交流遇到的问题
1.导体的电阻是导体本身的一种性质,其大小与导体的材料、长度、横截面积有关。
2.同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大。
3.同种材料、长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小。
实验结论:
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
交流与讨论自己遇到的问题。老师与其他同学共同解答。
还有一些其他因素会造成影响,其他因素暂时不讨论。(可以作为拓展)
例 在不考虑温度对电阻影响的情况下,下列说法中正确的是( )
A.铜丝的电阻一定比铁丝的电阻小
B.粗细相同的两根导线,长的那根的电阻一定大
C.长短相同的两根导线,细的那根的电阻一定大
D.同种材料制成的长短相同的导线,细的那根电阻一定大
D
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
讨论与交流:观察图片,你能得出什么信息?
1.金属的导电性能比较好,最好的是银。
2.导电性能越强,表明该材料的电阻越小。
3.导电性能越弱,表明该材料的电阻越大。
4.导电性能最弱的是陶瓷,可以用它做绝缘材料。
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
衔接:刚才我们得出了导体与材料长度和横截面积都有关系,接下来我们来看这样一个图,你能从这个图中能得到什么信息?
导体和绝缘体没有绝对界限。
半导体:
导电性能介于导体和绝缘体之间的材料。如:硅、锗。
应用:
集成电路、二极管(LED)等。
超导现象:
某些物质在温度很低时电阻变为零的现象。
应用:
远程输电、电子设备微型化等。
新知探究
任务二 影响电阻大小的因素
电阻
电阻
影响电阻大小因素
导体对电流阻碍作用的大小(R)
单位:欧姆(Ω)
常见的电阻值
探究方法:探究变量法、转换法
影响因素:长度、材料、横截面积
课堂小结
1.甲、乙、丙三根镍铬合金线,甲、乙粗细相同,甲比乙短,乙、丙长短一样,乙比丙粗,则三根导线按其电阻由大到小排列是( )
A.R甲>R乙>R丙
B.R甲>R丙>R乙
C.R乙>R甲>R丙
D.R丙>R乙>R甲
D
甲
乙
丙
课堂练习
2.计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件,硅和锗属于下列哪些材料( )
A. 导体 B. 半导体 C. 绝缘体 D. 超导体
B
课堂练习
3.将一根阻值为12Ω的电阻线接入电路中,当开关S闭合时,通过其电流为0.5A,其电阻为______Ω,当开关S断开时,通过其电流为______A,其电阻为______Ω。若将这根电阻线均匀地拉长,其电阻值________(选填“变大”“变小”或“不变”)。
12
0
12
变大
课堂练习
4. A、B是同种材料制成的均匀导线,它们的横截面积相等,A的长度是B的两倍,如果将B均匀拉长与A一样长,则此时两导体的电阻RA、RB相比较( )
A.RA=RB B.RA>RB
C.RA<RB D.无法判断
C
课堂练习
声 明
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