4.4 电阻（教学课件）物理新教材教科版九年级上册

该初中物理课件围绕电阻展开，涵盖导体与绝缘体概念、电阻定义及影响因素、电阻器等核心知识点。课堂从印制电路板导线材料问题导入，通过导电性检测器实验区分导体与绝缘体，进而引出电阻概念，再用控制变量法探究材料、长度、横截面积和温度对电阻的影响，形成连贯知识脉络。 其特色在于以科学探究为核心，通过导电性检测、电阻影响因素等实验，运用控制变量法和转换法，培养科学思维与探究能力。结合典例分析和分层练习强化物理观念，引入半导体、超导现象联系科技前沿。学生提升实验操作与问题解决能力，教师获得结构化教学资源，助力高效教学。

物理九年级上册 •教科版 第四章 电流、电压和电阻 第4节 电阻 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 初步学习电阻的概念、电阻的单位及其换算关系；知道电阻大小的影响因素；对半导体和超导体有初步认识。 02 科学思维 体会用控制变量法和转换法探究电阻与哪些因素有关；了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用。 03 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。 04 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。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 掌握导体、绝缘体的概念 2. 正确认识电阻概念 3. 探究影响电阻大小的因素。 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。 课堂引入 印制电路板上一般用铜箔或银箔做连接元件的导线，为什么不用铁箔来做呢？ 知识点1 物体的导电性 知识点1：物体的导电性 做一个导电性检测器 将电流表、灯泡、开关、电源等串联起来，并接出两条导线，就做成了一个导电性检测器。 在导线间分别接入细铜线、细铁线、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？ 知识点1：物体的导电性 做一个导电性检测器 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 为什么会有这种差别？ 知识点1：物体的导电性 导体： 有的物体对电流阻碍作用较小，容易导电，叫作导体。 绝缘体： 有的物体对电流阻碍作用很大，很不容易导电，叫作绝缘体。 根据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。 知识点1：物体的导电性 电阻：定量描述导体对电流阻碍作用的大小。 符号：R 国际单位：欧姆，简称欧，符号 Ω 。 常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）。 换算关系：1kΩ =103Ω 1MΩ =106Ω。 电路图中的符号： 电阻 【典例】1．下列物质中全是导体的一组是（     ） A．陶瓷、大地、人体 B．油、空气、金属 C．大地、金属、玻璃 D．金属、人体、大地 【详解】陶瓷、 油、空气、玻璃属于绝缘体， 金属、人体、大地均为常见导体。 故选D。 D 知识点1：物体的导电性 知识点2 电阻大小与什么因素有关 知识点2：电阻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。 我们正在使劲！ 知识点2：电阻大小与什么因素有关 电阻反映了导体的导电性能。对于同种金属材料导体的电阻，它的大小与导体的哪些因素有关系呢？ 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。 知识点2：电阻大小与什么因素有关 提出问题：电阻大小跟什么因素有关？ 猜想与假设： 1. 电阻的大小可能与导体的材料 2. 导体的长度 3. 导体的横截面积 4. 导体的温度等有关 实验器材：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。 知识点2：电阻大小与什么因素有关 实验方案： 控制变量法：把不同长度、不同横截面积的电阻丝接入电路，每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。 转换法：将电流表串联入电路，通过观察灯的亮度或电流的大小来判断接入导体电阻的大小。 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体的材料的关系 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体的材料的关系 选用长度、横截面积相同、材料不同的导线，分别将它们接入电路中，观察电流表的示数。比较通过材料不同导线的电流大小。 材料 长度 横截面积 电流大小 / A 铜丝 L S 0.6 镍铬合金丝 L S 0.22 结论：导体的电阻与导体的材料有关 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体的长度的关系 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体的长度的关系 选用横截面积相同、长度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。比较通过长短不同的镍铬合金丝的电流大小。 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。 材料 长度 横截面积 电流大小 / A 镍铬合金丝 L S 0.22 镍铬合金丝 L/2 S 0.3 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体的横截面积的关系 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体的横截面积的关系 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。 材料 长度 横截面积 电流大小 / A 镍铬合金丝 L S 0.22 镍铬合金丝 L 2S 0.34 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体温度的关系 知识点2：电阻大小与什么因素有关 探究电阻的大小与导体温度的关系 选用一根灯丝（钨丝），接入电路中，观察电流表的示数，对灯丝（钨丝）进行加热，观察电流表的示数，比较通过灯丝（钨丝）的电流大小。 结论四：对大多数导体来说，温度越高，导体电阻越大。但也有少数导体，电阻随温度的升高而减小。 知识点2：电阻大小与什么因素有关 电阻大小与什么因素有关 材料 长度 横截面积 电流大小 / A 铜丝 L S 0.6 镍铬合金丝 L S 0.22 镍铬合金丝 L/2 S 0.3 镍铬合金丝 L 2S 0.34 实验表明：导体的电阻是导体本身的一种性质。导体电阻的大小跟导体的材料、长度和横截面积等因素有关。 一些材料制成的长 1m 、横截面积 1mm2 的导线在20 ℃时的电阻 【典例】1.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示，在实验中使用四根电阻丝，其材料规格如表所示。 实验次数 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度 1 镍铬合金 1.0 0.4 最暗 2 镍铬合金 0.5 0.4 暗 3 镍铬合金 0.5 0.8 亮 4 锰钢合金 0.5 0.8 最亮 知识点2：电阻大小与什么因素有关 实验次数 材料 长度/m 横截面积/mm2 灯泡亮度 1 镍铬合金 1.0 0.4 最暗 2 镍铬合金 0.5 0.4 暗 3 镍铬合金 0.5 0.8 亮 4 锰钢合金 0.5 0.8 最亮 (1)实验中通过观察______________________比较电阻丝电阻的大小； (2)分析比较1、2两次实验，可得出结论：_______________________________________________； (3)分析比较_______两次实验，可直接得出导体的电阻大小与导体的横截面积的关系，若分析比较1、3两次实验，并结合（2）的结论，_______（选填“能”或“不能”）得出导体的电阻大小与导体的横截面积的关系： (4)实验过程中某小组同学更换电阻丝后发现小灯泡亮度变化不明显，可在电路中_____________来完成实验。 小灯泡的亮度 在导体材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大。 2、3 不能 串联一个电流表 知识点2：电阻大小与什么因素有关 【答案】(1)小灯泡的亮度 (2)在导体材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大 (3) 2、3 不能 (4)串联一个电流表 【详解】（1）本实验利用转换法，电阻的大小无法直接观察，电路中电阻越大，电流越小，小灯泡就越暗，因此通过小灯泡的亮度间接比较电阻丝的电阻大小。 （2）1、2 次实验中，材料、横截面积相同，长度不同；电阻丝的长度更长时，灯泡更暗说明电阻更大。 可得出结论：在导体材料、横截面积一定时，导体越长，电阻越大。 （3）要探究电阻与横截面积关系，控制电阻丝的材料、长度相同，横截面积不同，因此选2、3两次实验。 1、3 两次实验：长度、横截面积都不同，有两个变量；即使结合 (2) 结论，也不能得出电阻与横截面积的关系。 （4）小灯泡亮度变化不明显，说明电路中电流的差异很小，人眼无法通过灯的亮度准确判断电流变化，串联接入电流表后，可以精确测量电流大小，更准确比较电阻的差异。 知识点2：电阻大小与什么因素有关 知识点3 电阻器 知识点3：电阻器 电阻器 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，其中阻值基本固定不变的电阻器叫定值电阻，简称电阻。 用途：用于控制电流和电压大小，使电路正常工作。 贴片电阻 色环电阻 水泥电阻 热敏电阻 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。 半导体 应用：二极管、三极管等 知识点3：电阻器 概念：当温度降低到某个临界值时一些金属的电阻会突然消失，这种现象叫作超导现象。 超导现象 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。 前景：在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大缩小，进一步实现电子设备的微型化。 知识点3：电阻器 【典例】1.关于半导体和超导体，下列说法中正确的是（　　） A．半导体材料的导电性能介于导体和绝缘体之间 B．半导体的电阻为零 C．超导体适合做电饭锅的发热体 D．半导体材料不能制成二极管和三极管 【详解】A．半导体的定义就是半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，故A正确； B．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，电阻不为零，故B错误； C．超导体的特性是电阻为零，而电饭锅的发热体电阻较高，因此超导体不能作为电饭锅的发热体，故C错误； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，例如硅、锗等材料就是制造二极管和三极管的半导体材料，故D错误。 故选A。 A 知识点3：电阻器 课堂小结 课堂小结 课堂练习 课堂练习 探究新知 1.在通常情况下，下列组合全部属于绝缘体的是（     ） A．塑料、空气、大地 B．水银、丝绸、干木棒 C．食用油、玻璃、糖水 D．石墨、橡皮、酱油 C 【详解】A．大地属于导体，故A不符合题意； B．水银是金属，属于导体，故B不符合题意； C．食用油、玻璃、糖水均属于绝缘体，故C符合题意； D．石墨、酱油属于导体，故D不符合题意。 故选C。 课堂练习 探究新知 2.实验室某电阻器的电阻为0.3kΩ=______Ω；某碳膜电阻的阻值为2.2MΩ=___________Ω。 300 【答案】 300 2.2×106 【详解】[1]1kΩ=103Ω，则实验室某电阻器的电阻为0.3kΩ=0.3×103Ω=300Ω [2]1MΩ=106Ω，则某碳膜电阻的阻值为2.2MΩ=2.2×106Ω 2.2×106 课堂练习 探究新知 3.如图所示是“探究导体的电阻大小跟什么因素有关”的实验装置，a为锰铜合金丝，b、c为镍铬合金丝，其中a、b长度相同，均长于c，a、b、c粗细相同。实验时通过比较______________来比较合金丝电阻的大小；若想探究导体电阻的大小与材料是否有关，应将_______两根合金丝分别接入电路中。 【答案】 电流表示数 a、b 【详解】实验时通过观察电流表示数来间接比较导线电阻的大小，电压一定，电流表示数越大，表明电阻越小，采用了转换法。 若想探究导体电阻的大小与材料是否有关，电阻丝的长度、横截面积相同，材料不同，应将a、b两根合金丝分别接入电路中。 电流表示数 a、b 课堂练习 探究新知 4.如图所示，当闭合开关S时，小灯泡L发光，然后用点燃的酒精灯对白炽灯的钨丝加热，可观察到小灯泡L的亮度明显变暗，此时通过小灯泡L的电流___________，灯丝的电阻___________，（两空选填“变大、变小或不变”）这个实验说明了电阻跟___________有关。 【答案】 变小 变大 温度 【详解】[1][2] [3]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，钨丝的电阻变大，这个现象说明：导体的电阻除了跟自身因素有关以外，还跟温度有关。 变小 变大 温度 课堂练习 探究新知 5.在探究影响导体电阻大小的因素时，小明作出了如下猜想：①导体的电阻可能与导体的长度有关、②导体的电阻可能与导体的横截面积有关、③导体的电阻可能与导体的材料有关。实验室提供了4根电阻丝，其规格、材料如表所示。 编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 A 镍铬合金 0.5 0.5 B 镍铬合金 1.0 0.5 C 镍铬合金 0.5 1.0 D 锰铜合金 0.5 0.5 课堂练习 探究新知 (1)按照图所示“探究影响导体电阻大小因素”的实验电路，在M、N之间分别接上不同的导体，则通过观察____________或_____________来比较导体电阻的大小，这种研究方法叫做____________________； (2)为了验证上述猜想②，应该选用编号为___________两根电阻丝分别接入电路进行实验； (3)分别将A和D两电阻丝接入图示电路中的M、N两点间，电流表示数不相同，由此，初步得到的结论是：长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的_______________有关； (4)滑动变阻器的工作原理与上述猜想________（选填“①”、“②”或“③”）相关； (5)将导体A接入电路中，开关由闭合到断开的过程中，导体A的电阻会________（选填“变小”、“变大”或“不变”） 灯泡亮度 电流表示数 转换法 A、C 材料 ① 不变 课堂练习 探究新知 【答案】(1) 灯泡亮度 电流表示数 转换法 (2)A、C (3)材料 (4)① (5)不变 【详解】（1）电阻的大小无法直接肉眼观测，可以通过电流表示数的大小，或者灯泡的亮度间接判断导体电阻大小，这种将不易直接观测的物理量转换为直观易测现象的研究方法叫做转换法。 （2）猜想②是探究电阻与导体横截面积的关系，根据控制变量法，需要控制导体的材料、长度完全相同，仅横截面积不同，表格中A、C两根电阻丝符合该条件。 （3）A和D的长度、横截面积都相同，只有材料不同，接入电路后电流表示数不同，说明电阻不同，因此可得到结论：长度和横截面积相同时，导体的电阻与导体的材料有关。 （4）滑动变阻器的工作原理是通过改变接入电路中电阻丝的长度来改变电阻，因此和猜想①导体电阻与长度有关。 （5）电阻是导体本身的一种固有属性，只和导体的材料、长度、横截面积、温度有关，和电路是否接通、有无电流无关，因此开关由闭合到断开，导体A的电阻不变。 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $