4.4 电阻（举一反三·讲义）物理新教材教科版九年级上册

本初中物理讲义聚焦“电阻”核心知识点，从物体导电性分类（导体、绝缘体、半导体）切入，系统梳理电阻的意义、符号及单位，深入探究电阻大小与材料、长度、横截面积、温度的关系，最后介绍电阻器的作用，构建从概念到应用的完整学习支架。 该资料以实验演示（导电性检测电路）导入，通过控制变量法和转换法探究电阻影响因素，培养科学探究与科学思维能力。例题结合生活实例（如涂卡铅笔芯、色环电阻）强化物理观念，课中辅助教师实验教学，课后作业涵盖选择、填空、实验题，助力学生查漏补缺，提升综合应用能力。

4.4 电阻 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 实验演示：将细铜丝、细铁丝、铅笔芯、塑料尺、木片等不同物体分别接入“导电性检测电路”，观察小灯泡的亮度和电流表的示数。 现象：不同物体接入时，灯泡亮度和电流表示数各不相同（如铜丝很亮、塑料尺不亮）。 结论：这说明不同导体对电流的阻碍作用不同。 【知识点1 物体的导电性】知识归纳 1．根据导电性，对物体分类： （1）导体：对电流阻碍作用 、 导电的物体叫导体，如各种金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等。 （2）绝缘体：对电流阻碍作用 、 导电的物体叫绝缘体，如玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、干木头等。 （3）半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、二极管、芯片等。 2．导体和绝缘体之间没有绝对的界限：在有些情况下，绝缘体和导体之间可以相互转化。 3．导电性能的解释： 导体能导电是因为导体中有 自由移动的电荷，绝缘体不导电是由于绝缘体内 自由电荷，所有电荷几乎都被束缚在原子的范围内，不能自由移动。 4．电阻： （1）意义：表示导体对电流 。 （2）符号： （3）单位：欧姆，简称欧，符号 。 常用单位千欧（kΩ）、兆欧（MΩ），换算关系：1kΩ= Ω，1MΩ= Ω 【例1】将碳棒AB接到如图所示的电路中，闭合开关后，灯泡发光，说明碳棒属于___________（选填“导体”或“绝缘体”），接着用酒精灯给碳棒加热，发现灯泡的亮度变亮，说明碳棒的电阻随温度的升高而___________。（选填“增大、减小、或不变”） 【变式1-1】学校为方便学生参加中考，给每位学生发放统一的学习用品，包括：①涂卡备用铅笔芯、②金属圆规、③橡皮、④塑料尺，以上物品属于导体的是________（填序号）；锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作____________（选填“半导体”或“超导体”）。 【变式1-2】（多选）有关电流和电路，下列说法正确的是（　　） A.自由电子的定向移动可以形成电流 B.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 C.电流的方向可以表述为从电源的正极出发，回到电源的负极 D.导体容易导电是由于导体内部有大量的电荷存在 【知识点2 电阻的大小与什么因素有关】 1．原理：在电压不变的情况下，通过 （或 ）来判断电阻的变化。 2．实验电路和电路图： 3．实验方法： （1）转换法：实验时通过电流表的示数或小灯泡的亮度反映导体电阻的大小。 （2）控制变量法：①在探究电阻的大小与材料的关系时，保持电阻的 、 不变； ②在探究电阻的大小与电阻的长度关系时，保持 、 不变； ③在探究电阻的大小与电阻的横截面积关系时，保持电阻的 、 不变。 4．实验结论：导体电阻的大小不仅与 有关，还与其 和 有关，还与导体的 有关。 5．对电阻的理解：电阻是导体本身的一种 ，大小只与导体的材料、长度和横截面积 关，与导体两端的电压、通过导体的电流 关。 【例2】龙江兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关，他们设计了如下图所示的实验电路，电源电压不变，分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路，得到表格中所示的数据。 导体编号 长度/m 横截面积/ 材料 电流大小/A a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20 b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16 c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08 d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04 （1）在M、N间分别接入电阻丝a、b，探究的是电阻跟导体______________的关系。电阻丝a的阻值______________（选填“大于”“等于”或“小于”）电阻丝b的阻值。 （2）要探究电阻与长度的关系，可选择电阻丝_________________（填编号）进行实验。其结论是：________________________________________________________。 （3）若实验时将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察_______________也可以判断导体电阻的大小，但不足之处是______________。 【变式2-1】如图所示为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图，电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.研究电阻与材料的关系可以选a和b B.研究电阻与长度的关系可以选a和c C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D.实验中，电流表示数越大说明电阻越大 【变式2-2】在“探究影响导体电阻大小的因素”中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关： A.导体的材料     B.导体的长度     C.导体的横截面积 为了验证上述猜想，他用如图甲器材进行实验，①②③为镍铬合金，④为锰铜合金；①②④横截面积相同，③横截面积最大；①③④长度相同，②的长度最长。 （1）连接电路时，开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态。在该实验中，小明通过观察_____________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小更精确，这种物理研究方法是____________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想________（选填“A”、“B”或“C”）。 （3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的______（选填“材料”或“长度”）有关。 （4）将①③两段金属丝分别接入同一电路中，流过①③的电流关系是I①________I③。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【知识点3 电阻器——重要的电子元件】 1．电阻器：是电子技术中的重要元件，简称电阻。 2．作用：用于 ，使电路正常工作。 3．电阻的分类：定值电阻和可变电阻。 【例2】关于电流、电压和电阻，下列叙述中有几句话是正确的（　　） ①电流是自由电子定向移动形成的 ②导体中通过的电流越大，它的电阻越小 ③有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压 ④导体和绝缘体都能带电 ⑤相同材料、粗细不同的导体，粗导体的电阻比细导体的电阻小 ⑥导体的电阻越大，它对电流的阻碍作用越大 A.1 B.2 C.3 D.4 【变式2-1】在现代生活和工农业生产中，经常会见到各种各样的测量工具或仪表。许多测量工具或仪表的刻度盘上都标有一个或几个字母，通过这些字母我们可以判断出该测量工具或仪表所测量的物理量及其单位。我们使用过的刻度尺和电流表、电压表都是如此。如图所示是小明同学在实验室见到的某种仪表的刻度盘，据此我们可以判断出：这种仪表是用来测量___________（填写物理量名称）的，测量结果的单位名称是___________。 【变式2-2】电阻作为一种重要的电学元件广泛运用于家用电器中，与我们上课时接触到的电阻不同的是家用电器中大多数都是色环电阻，色环电阻是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色的色环，通过对照色环表来读出阻值大小的电阻。制作色环电阻的材料通常有碳、石墨、黏土、树脂等，各种材料的比例不同，第一道色环表示阻值的最大一位数字；第二道色环表示阻值的第二位数字；第二道色环表示阻值倍乘的数；第四道色环表示阻值允许的偏差（精度）。如表是四色环电阻的色环对照表。 （1）色环电阻是在电阻封装上 ______________的电阻，制作色环电阻用到的石墨属于 _______（选填“导体”或“绝缘体”）； （2）一个四色环电阻的第一环为红色，第二环为紫色、第三环为棕色、第四环为金色（代表±5%），若不考虑误差________Ω，若考虑误差，则这个四色环电阻的阻值在 ________________Ω范围内都是正常的。 模块三 课后作业 一、单选题 1．在通常情况下，下列各组物体中都是导体的是（　　） A.铁丝、石墨、大地 B.橡胶、玻璃、皮毛 C.铝丝、人体、陶瓷 D.铜丝、干布、盐水 2．小明学习电路的知识后，连接了如图所示的电路图，他先后将文具盒中的下列物体接在电路的A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光的是（　　） A.塑料笔杆 B.金属直尺 C.透明胶带 D.方块橡皮 3．如图所示为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图，电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.研究电阻与材料的关系可以选a和b B.研究电阻与长度的关系可以选a和c C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D.实验中，电流表示数越大说明电阻越大 4．如图所示，将a和b两段导体串联连入电路中，这两段导体的材料、长度相同，横截面积不同。下列关于这两段导体的说法中正确的是（　　） A.a的电阻较大 B.b的电阻较大 C.通过a的电流较大 D.通过b的电流较大 5．关于导体的电阻，下列说法中正确的是（　　） A.导体的电阻由导体的长度、横截面积和材料决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关 B.导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比 C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小 D.粗细相同的两根铜导线，长的那根电阻一定大 6．甲、乙两根完全相同的电阻丝，将甲电阻丝剪去一半，电阻变为R1；将乙电阻丝从中间对折，电阻变为R2。然后将R1和R2串联到电路中，R1两端的电压U1与R2两端的电压U2之比为（　　） A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.1∶4 7．下列说法不正确的是（　　） A.超导材料适合做输电导线 B.不同材料的导体自由电子情况不同，所以导电性能不同 C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定D.LED灯中的发光二极管是用半导体材料做成的 二、填空题 8．如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系，图中模拟电阻的是____________，模拟电压的是____________。（选填“甲”、“乙”或“丙”） 9．电阻用字母____________表示，其国际单位是欧姆，简称_______，符号是Ω。常用的电阻单位还有千欧（KΩ）和兆欧（MΩ）。1KΩ=_______Ω，1MΩ=________Ω。 10．如图所示电路，AB和CD均为镍铬合金线，闭合开关后，通过观察电流表示数可以比较出合金线电阻的大小，这个研究方法叫________；利用这个实验装置可以探究的科学问题是：电阻大小与导体________的关系。 11．高压输电线上电流较大，为减少输电过程中的电能损耗，要求制作输电线的材料具有良好的______（填“导电”或“绝缘”）性能。高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置，这是通过增大导体的____________从而减小导体的电阻。 三、实验题 12．小伟学习小组的同学将接有导线的铜片和锌片分别插入苹果中，做成了如图所示的水果电池。水果电池的导电性能与苹果的哪些因素有关呢？小组同学经过讨论，提出了以下的猜想∶ 猜想1：水果电池的导电性与苹果的甜度有关； 猜想2：水果电池的导电性与苹果的大小有关； 通过实验，小组同学得到的实验数据如下表所示。 苹果1（较甜） 苹果2（一般甜） 苹果3（很甜） 1个苹果 100μA 200μA 300μA 去掉 100μA 200μA 300μA 去掉 100μA 200μA 300μA （1）水果电池的导电性是通过_____反映出来的。灵敏电流表的指针如图所示，由此可知，B表示水果电池的_____（选填“正”或“负”）极。 （2）分析上述表格数据，得到的结论是：__________。 （3）实验中，小伟先将苹果在桌面上轻轻的挤压了几下，然后又滚动了几下，再做成新的水果电池，结果测量出的电流会变大，请你提出一个可探究的问题__________。 13．小明在实验室里将断了灯丝的废旧白炽灯泡玻璃罩小心去除，接入如图所示电路中。刚刚将开关闭合时，可以观察到发光二极管不发光；不断给旧灯泡的玻璃芯柱加热，在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程后，可以观察到发光二极管 ___（选填“发光”或“不发光”），红炽状态的玻璃变成___________（选填“导体”或“绝缘体”），通过实验可知_______________________________。 14．某实验小组在探究“导体电阻大小与哪些因素有关”时，选用了下表中的4根电阻丝（忽略温度对电阻的影响）。 电阻丝编号 材料 长度L/m 横截面积S/mm2 A 镍铬合金 1.0 0.5 B 镍铬合金 1.0 1.0 C 镍铬合金 0.5 0.5 D 锰铜合金 1.0 0.5 （1）实验中通过电流表的示数来反映导体电阻的大小，这种研究方法是___________。 （2）若要探究“导体电阻与横截面积的关系”，应选用哪两根电阻丝进行实验？___________； 实验中需要控制的变量是___________和___________。 （3）某同学将电阻丝A接入电路后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，故障可能是___________。 （4）若将电阻丝A和D串联在电路中，通过A的电流为I1，通过D的电流为I2，则I1_______ I2（选填“>”“<”或“=”）；若将A、B、C三根电阻丝分别接入电路，闭合开关后电流表 示数最大的是___________（选填“A”“B”“C”“B和C”）。 （5）实验结束后，小组同学想比较A、B、C、D四根电阻丝的电阻大小关系。已知同种材料在长度相同时，横截面积越大电阻越小；横截面积相同时，长度越长电阻越大。不同材料中，镍铬合金电阻率大于锰铜合金。若电阻丝A的电阻为10Ω，则电阻丝B的电阻约为 ___________Ω。 15。自来水的水柱有多大的电阻？为解开这个谜底，“天工兴趣小组”的同学们利用注水的玻璃管及相关器材，设计如图所示电路，进行如下实验。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 横截面积/cm2 1.0 2.0 ？ 水柱长度/cm 5 10 20 5 10 20 5 10 20 阻值/kΩ 2 4 1 2 4 0.5 1 （1）图中有一处连接错误，请在错误连线上打“×”，并画上正确的连线。 （2）水柱电阻约数千欧姆，图甲中__（器材名称）不符合实验的测量要求，理由是____。 （3）更换器材后，闭合开关，调节滑片，记录两只电表的示数并计算水柱的阻值。打开阀门，向左移动活塞，改变玻璃管内水柱的长度，重复步骤本步骤。换用不同横截面积的均匀玻璃管，重复实验，获得数据如上表。分析表中数据，推测第7次至第9次实验选择的玻璃管的横截面积为____cm2。 （4）某电热水器因接地线故障，使出水口加接的水管与人体串联在220V的电源上，其横截面积为0.5cm2，人体电阻为2000Ω，要使通过人体的电流不超过10mA，则该水管长度不小于____cm。 （5）实验中发现玻璃管内出现少量气泡，可能的原因是____。 第 10 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 4.4 电阻 模块一 知识框架 模块二 知识精讲 情景导入 实验演示：将细铜丝、细铁丝、铅笔芯、塑料尺、木片等不同物体分别接入“导电性检测电路”，观察小灯泡的亮度和电流表的示数。 现象：不同物体接入时，灯泡亮度和电流表示数各不相同（如铜丝很亮、塑料尺不亮）。 结论：这说明不同导体对电流的阻碍作用不同。 【知识点1 物体的导电性】知识归纳 1．根据导电性，对物体分类： （1）导体：对电流阻碍作用小、容易导电的物体叫导体，如各种金属、人体、大地、石墨、酸碱盐的水溶液等。 （2）绝缘体：对电流阻碍作用大、不容易导电的物体叫绝缘体，如玻璃、陶瓷、塑料、橡胶、干木头等。 （3）半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间，如锗、硅、二极管、芯片等。 2．导体和绝缘体之间没有绝对的界限：在有些情况下，绝缘体和导体之间可以相互转化。 3．导电性能的解释： 导体能导电是因为导体中有大量自由移动的电荷，绝缘体不导电是由于绝缘体内几乎没有自由电荷，所有电荷几乎都被束缚在原子的范围内，不能自由移动。 4．电阻： （1）意义：表示导体对电流阻碍作用的大小。 （2）符号：R （3）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 【例1】将碳棒AB接到如图所示的电路中，闭合开关后，灯泡发光，说明碳棒属于___________（选填“导体”或“绝缘体”），接着用酒精灯给碳棒加热，发现灯泡的亮度变亮，说明碳棒的电阻随温度的升高而___________。（选填“增大、减小、或不变”） 【答案】导体 减小 【解析】碳棒接入电路后灯泡发光，说明其可导电，故属于导体；加热碳棒时灯泡变亮，电路电流变大，说明碳棒的电阻随温度升高而减小。 【变式1-1】学校为方便学生参加中考，给每位学生发放统一的学习用品，包括：①涂卡备用铅笔芯、②金属圆规、③橡皮、④塑料尺，以上物品属于导体的是________（填序号）；锗、硅这类材料在电子产品中有极其重要的应用，锗、硅的导电性能介于导体和绝缘体之间，这种材料常常称作____________（选填“半导体”或“超导体”）。 【答案】①② 半导体 【解析】由常见导体和绝缘体的分类可知，铅笔芯（主要成分为石墨）、金属属于导体，橡皮、塑料属于绝缘体。导电性能介于导体和绝缘体之间的材料为半导体，锗、硅符合该特性。 【变式1-2】（多选）有关电流和电路，下列说法正确的是（　　） A.自由电子的定向移动可以形成电流 B.金属导体中电流的方向与自由电子定向移动的方向相反 C.电流的方向可以表述为从电源的正极出发，回到电源的负极 D.导体容易导电是由于导体内部有大量的电荷存在 【答案】AB 【解析】 A．电荷的定向移动形成电流，自由电子属于带电粒子，其定向移动可以形成电流，故A正确； B．电流方向规定为正电荷定向移动的方向，金属导体的导电依靠带负电的自由电子定向移动，因此金属导体中电流方向与自由电子定向移动方向相反，故B正确； C．只有在电源外部的电路中，电流方向才是从电源正极流向负极，电源内部电流方向为负极流向正极，该表述缺少前提条件，故C错误； D．导体容易导电是由于导体内部有大量可以自由移动的电荷，绝缘体内部也存在大量电荷但几乎没有可自由移动的电荷，故绝缘体不易导电，故D错误。 故选AB。 【知识点2 电阻的大小与什么因素有关】 1．原理：在电压不变的情况下，通过电流变化（或灯泡亮度的变化）来判断电阻的变化。 2．实验电路和电路图： 3．实验方法： （1）转换法：实验时通过电流表的示数或小灯泡的亮度反映导体电阻的大小。 （2）控制变量法：①在探究电阻的大小与材料的关系时，保持电阻的长度、横截面积大小不变； ②在探究电阻的大小与电阻的长度关系时，保持电阻的材料和横截面积大小不变； ③在探究电阻的大小与电阻的横截面积关系时，保持电阻的材料和长度大小不变。 4．实验结论：导体电阻的大小不仅与材料有关，还与其长度和横截面积有关，还与导体的温度有关。 5．对电阻的理解：电阻是导体本身的一种性质，大小只与导体的材料、长度和横截面积有关，与导体两端的电压、通过导体的电流无关。 【例2】龙江兴趣小组要探究电阻的大小与哪些因素有关，他们设计了如下图所示的实验电路，电源电压不变，分别将a、b、c、d四根电阻丝接入电路，得到表格中所示的数据。 导体编号 长度/m 横截面积/ 材料 电流大小/A a 0.5 0.4 锰铜合金 0.20 b 0.5 0.4 镍铬合金 0.16 c 0.5 0.2 镍铬合金 0.08 d 1.0 0.2 镍铬合金 0.04 （1）在M、N间分别接入电阻丝a、b，探究的是电阻跟导体______________的关系。电阻丝a的阻值______________（选填“大于”“等于”或“小于”）电阻丝b的阻值。 （2）要探究电阻与长度的关系，可选择电阻丝_________________（填编号）进行实验。其结论是：________________________________________________________。 （3）若实验时将电路中的电流表更换为小灯泡，通过观察_______________也可以判断导体电阻的大小，但不足之处是______________。 【答案】（1）材料 小于 （2）c、d 当导体的材料和横截面积都相同时，导体的长度越长导体的电阻越大 （3）灯泡亮度 当导体的电阻差别不大时灯泡亮度变化不明显 【解析】（1）电阻丝a、b的长度相同，横截面积相同，材料不同，通过它们的电流不同，本次实验探究的是导体电阻与材料的关系。 由表中数据可知，通过a的电流大于通过b的电流，所以a的电阻小于b的电阻。 （2）要探究电阻与长度的关系，需要控制电阻丝的横截面积相同、材料相同，长度不同，所以应选择电阻丝c、d进行实验。 电阻丝c、d的材料和横截面积都相同，d的长度是c的2倍，通过d的电流是通过c的电流的，可以得出结论：当导体的材料和横截面积都相同时，导体的长度越长导体的电阻越大。 （3）将电路中的电流表换为小灯泡，通过观察灯泡亮度，也可以判断电路中电流的大小，从而判断导体电阻的大小。 当导体的电阻差别不大时灯泡亮度变化不明显，无法区分电流大小，进而无法判断电阻大小。 【变式2-1】如图所示为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图，电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.研究电阻与材料的关系可以选a和b B.研究电阻与长度的关系可以选a和c C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D.实验中，电流表示数越大说明电阻越大 【答案】A 【解析】 A．研究电阻与材料的关系，应使长度和横截面积相同，材料不同，a和b的长度、横截面积相同，材料不同，符合控制变量法，可研究电阻与材料的关系，故A正确； B．研究电阻与长度的关系，应使材料和横截面积均相同，长度不同，a和c的材料不同，未控制变量，无法研究电阻与长度的关系，故B错误； C.研究电阻与横截面积的关系，应使材料和长度相同，横截面积不同，c和d的长度不同，未控制变量，无法研究电阻与横截面积的关系，故C错误； D．电阻对电流有阻碍作用，电阻越大，阻碍作用越大，通过电流越小，电流越大，说明电阻越小，故D错误。 故选A。 【变式2-2】在“探究影响导体电阻大小的因素”中，小明猜想导体电阻大小可能与下列因素有关： A.导体的材料     B.导体的长度     C.导体的横截面积 为了验证上述猜想，他用如图甲器材进行实验，①②③为镍铬合金，④为锰铜合金；①②④横截面积相同，③横截面积最大；①③④长度相同，②的长度最长。 （1）连接电路时，开关应处于______（选填“闭合”或“断开”）状态。在该实验中，小明通过观察_____________（选填“电流表示数”或“灯泡亮度”）来反应电阻的大小更精确，这种物理研究方法是____________（选填“控制变量法”或“转换法”）。 （2）选用①②两根导体分别接入电路进行实验，可验证猜想________（选填“A”、“B”或“C”）。 （3）选用①④两根导体分别接入图中M、N两点间，闭合开关电流表的示数不同，可知在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的______（选填“材料”或“长度”）有关。 （4）将①③两段金属丝分别接入同一电路中，流过①③的电流关系是I①________I③。（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 【答案】（1） 断开 电流表示数 转换法 （2）B （3）材料 （4）小于 【解析】（1）为防止电路连接过程中出现短路，损坏元件，实验前开关应处于断开状态；当电路中电流变化比较小时，灯泡亮度变化不明显，电流表读数更准确，所以实验中通过电流表示数的大小来反映电阻的大小，采用的是转换法。 （2）①②两根导体材料、横截面积相同，而长度不同，所以是验证猜想B。 （3）①④两根导体，长度、横截面积相同，材料不同，而电流表的示数不同，说明两导体的电阻不同，因此可以得出在导体的长度和横截面积相同时，导体电阻大小跟导体的材料有关。 （4）材料、长度相同时，横截面积越大，电阻越小，③的横截面积大，所以电阻小，即R①＞R③，所以I①小于I③。 【知识点3 电阻器——重要的电子元件】 1．电阻器：是电子技术中的重要元件，简称电阻。 2．作用：用于控制电流和电压的大小，使电路正常工作。 3．电阻的分类：定值电阻和可变电阻。 【例2】关于电流、电压和电阻，下列叙述中有几句话是正确的（　　） ①电流是自由电子定向移动形成的 ②导体中通过的电流越大，它的电阻越小 ③有电流通过的小灯泡，其两端不一定有电压 ④导体和绝缘体都能带电 ⑤相同材料、粗细不同的导体，粗导体的电阻比细导体的电阻小 ⑥导体的电阻越大，它对电流的阻碍作用越大 A.1 B.2 C.3 D.4 【答案】B 【解析】①电流是电荷的定向移动形成的，正电荷、负电荷定向移动都可形成电流，并非仅由自由电子定向移动形成，故①错误； ②电阻是导体的一种特性，与导体的材料、横截面积、长度有关，与通过的电流大小无关，故②错误； ③电压是形成电流的原因，有电流通过的小灯泡两端一定有电压，故③错误； ④导体和绝缘体都可通过摩擦等方式带电，故④正确； ⑤电阻与材料、长度、横截面积都有关，根据控制变量法，比较横截面积对电阻的影响时，必须控制导体的材料、长度都相同，由于没有说明长度一致，无法比较电阻的大小，故⑤错误； ⑥电阻的物理意义是导体对电流的阻碍作用，电阻越大对电流的阻碍作用越大，故⑥正确。 综上分析可知，正确的叙述共2句，故选B。 【变式2-1】在现代生活和工农业生产中，经常会见到各种各样的测量工具或仪表。许多测量工具或仪表的刻度盘上都标有一个或几个字母，通过这些字母我们可以判断出该测量工具或仪表所测量的物理量及其单位。我们使用过的刻度尺和电流表、电压表都是如此。如图所示是小明同学在实验室见到的某种仪表的刻度盘，据此我们可以判断出：这种仪表是用来测量___________（填写物理量名称）的，测量结果的单位名称是___________。 【答案】 电阻 欧姆 【解析】刻度盘上标注的Ω符号，是电阻的国际单位符号，对应的单位名称是欧姆，因此这个仪表是用来测量电阻的。 【变式2-2】电阻作为一种重要的电学元件广泛运用于家用电器中，与我们上课时接触到的电阻不同的是家用电器中大多数都是色环电阻，色环电阻是在电阻封装上（即电阻表面）涂上一定颜色的色环，通过对照色环表来读出阻值大小的电阻。制作色环电阻的材料通常有碳、石墨、黏土、树脂等，各种材料的比例不同，第一道色环表示阻值的最大一位数字；第二道色环表示阻值的第二位数字；第二道色环表示阻值倍乘的数；第四道色环表示阻值允许的偏差（精度）。如表是四色环电阻的色环对照表。 （1）色环电阻是在电阻封装上 ______________的电阻，制作色环电阻用到的石墨属于 _______（选填“导体”或“绝缘体”）； （2）一个四色环电阻的第一环为红色，第二环为紫色、第三环为棕色、第四环为金色（代表±5%），若不考虑误差________Ω，若考虑误差，则这个四色环电阻的阻值在 ________________Ω范围内都是正常的。 【答案】（1）涂上一定颜色的色环 导体 （2） 270 256.5~283.5 【解析】（1）色环电阻是在电阻封装上（即电阻表面）涂上对应阻值的色环，通过对照色环表来读出阻值大小的电阻。 石墨容易导电，属于导体。 （2）由色环对照表可知，第一环红对应数字2，第二环紫对应数字7，第三环棕对应倍乘数10。不考虑误差时，电阻阻值为 考虑误差时，最小阻值为 最大阻值为 故阻值范围为256.5~283.5Ω。 模块三 课后作业 一、单选题 1．在通常情况下，下列各组物体中都是导体的是（　　） A.铁丝、石墨、大地 B.橡胶、玻璃、皮毛 C.铝丝、人体、陶瓷 D.铜丝、干布、盐水 【答案】A 【解析】常见导体包含金属、石墨、大地、人体、酸碱盐溶液等，常见绝缘体包含橡胶、玻璃、皮毛、陶瓷、干布等。 A．铁丝（金属）、石墨、大地均为导体，故A正确； B．橡胶、玻璃、皮毛均为绝缘体，故B错误； C．陶瓷是绝缘体，故C错误； D．干布是绝缘体，故D错误。 故选A。 2．小明学习电路的知识后，连接了如图所示的电路图，他先后将文具盒中的下列物体接在电路的A、B两点间，闭合开关，能使小灯泡发光的是（　　） A.塑料笔杆 B.金属直尺 C.透明胶带 D.方块橡皮 【答案】B 【解析】塑料笔杆、透明胶带、方块橡皮都属于绝缘体，不易导电，只有金属直尺是导体，接入电路中时能使小灯泡发光，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 3．如图所示为“探究电阻大小与哪些因素有关”的实验电路图，电阻丝的长度、材料、横截面积情况如图所示，则下列说法正确的是（　　） A.研究电阻与材料的关系可以选a和b B.研究电阻与长度的关系可以选a和c C.研究电阻与横截面积的关系可以选c和d D.实验中，电流表示数越大说明电阻越大 【答案】A 【解析】 A．根据控制变量法可知，研究电阻与材料的关系，需保持电阻丝的长度和横截面积一致，改变材料这一因素，如图所示，a和b长度、横截面积相同，材料不同，符合实验要求，故A正确； B．研究电阻与长度的关系，需保持电阻丝的材料和横截面积一致，改变长度这一因素；如图所示，应选材料和横截面积相同、长度不同的b和c，故B错误； C．研究电阻与横截面积的关系，需保持电阻丝的材料和长度一致，改变横截面积这一因素；如图所示，应选材料和长度相同、横截面积不同的b和d，故C错误； D．电阻是反映导体对电流阻碍作用大小的物理量，电源电压一定，电流表示数越大，说明导体对电流的阻碍作用越小，即电阻越小，故D错误。 故选A。 4．如图所示，将a和b两段导体串联连入电路中，这两段导体的材料、长度相同，横截面积不同。下列关于这两段导体的说法中正确的是（　　） A.a的电阻较大 B.b的电阻较大 C.通过a的电流较大 D.通过b的电流较大 【答案】B 【解析】 AB．在材料和长度相同时，导体横截面积越小电阻越大，对于a和b是由同种材料制成的长度相同的两段导体，由于a段的横截面积大，b段的横截面积小，故a段的电阻较小，b段的电阻较大，故A错误，B正确； CD．此两段导体串联，根据串联电路电流处处相等可知，这两段导体中的电流是相等的，故CD错误。 故选B。 5．关于导体的电阻，下列说法中正确的是（　　） A.导体的电阻由导体的长度、横截面积和材料决定，与导体两端的电压和通过导体的电流无关 B.导体的电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比 C.铜导线的电阻一定比铁导线的电阻小 D.粗细相同的两根铜导线，长的那根电阻一定大 【答案】A 【解析】 A．电阻是导体本身的固有性质，它的大小由导体的材料、长度、横截面积决定，还受温度影响，与导体两端的电压、通过导体的电流无关，故A正确； B．电阻不随电压、电流的改变而改变，公式只是电阻的计算式，不是决定式，故B错误； C．没有控制长度、横截面积相同，无法比较铜导线和铁导线的电阻大小，故C错误； D．导体的电阻大小还与温度有关，该选项没有指明温度不变，因此长的导线电阻不一定大，故D错误。 故选A。 6．甲、乙两根完全相同的电阻丝，将甲电阻丝剪去一半，电阻变为R1；将乙电阻丝从中间对折，电阻变为R2。然后将R1和R2串联到电路中，R1两端的电压U1与R2两端的电压U2之比为（　　） A.1∶2 B.2∶1 C.1∶1 D.1∶4 【答案】B 【解析】设原电阻丝的总电阻为R，甲剪去一半后，长度变为原长的，横截面积不变，因此；乙对折后，长度变为原长的，横截面积变为原来的2倍，因此 串联电路中电流处处相等，由可得，电压之比等于电阻之比 即，故选B。 7．下列说法不正确的是（　　） A.超导材料适合做输电导线 B.不同材料的导体自由电子情况不同，所以导电性能不同 C.导体电阻大小由它两端电压和通过电流决定D.LED灯中的发光二极管是用半导体材料做成的 【答案】C 【解析】 A． 超导材料电阻为0，输电时无电热损耗，适合做输电导线，故A正确，A不符合题意； B． 不同材料的导体自由电子情况不同，导电性能不同，故B正确，B不符合题意； C． 导体电阻是导体本身的固有性质，大小只与材料、长度、横截面积、温度有关，与两端电压、通过电流无关，故C错误，C符合题意； D． LED灯的发光二极管由半导体材料制成，故D正确，D不符合题意。 故选C。 二、填空题 8．如图所示的情景粗略而形象地反映了电流与电压、电阻的关系，图中模拟电阻的是____________，模拟电压的是____________。（选填“甲”、“乙”或“丙”） 【答案】乙 甲 【解析】电阻是导体对电流的阻碍作用，对应阻碍前进的乙；电压是推动电荷定向移动的动力，对应图中用力往前推的甲。 9．电阻用字母____________表示，其国际单位是欧姆，简称_______，符号是Ω。常用的电阻单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），1kΩ=_______Ω，1MΩ=________Ω。 【答案】 R 欧 1000 【解析】电阻的物理量符号通常用大写字母 R 表示，这是物理学中的通用符号。 电阻的国际单位“欧姆”的简称是欧，需填写中文简称。 单位换算关系：1千欧（kΩ）等于 1000 欧（Ω），即 单位换算关系：1兆欧（MΩ）等于 1000000 欧（Ω），即 10．如图所示电路，AB和CD均为镍铬合金线，闭合开关后，通过观察电流表示数可以比较出合金线电阻的大小，这个研究方法叫________；利用这个实验装置可以探究的科学问题是：电阻大小与导体________的关系。 【答案】转换法 横截面积 【解析】电阻的大小无法直接观察，实验中在电压一定时，通过电流表示数的大小间接反映电阻的大小，这种研究方法叫做转换法。 AB和CD是同种材料的合金线，从图中装置可看出二者长度相同、横截面积不同，因此这个装置可以探究电阻大小与导体横截面积的关系。 11．高压输电线上电流较大，为减少输电过程中的电能损耗，要求制作输电线的材料具有良好的______（填“导电”或“绝缘”）性能。高压输电线往往做成如图所示的四线并联的装置，这是通过增大导体的____________从而减小导体的电阻。 【答案】导电 横截面积 【解析】为了减小输电线的电阻，制作输电线的材料需要有良好的导电性能，这样才能让电流更顺畅地通过，减少电能损耗。在导线材料与长度一定的情况下，导线的横截面积越大，导线电阻越小。四线并联的装置，这是通过增大导体的横截面积来减小导体的电阻。 三、实验题 12．小伟学习小组的同学将接有导线的铜片和锌片分别插入苹果中，做成了如图所示的水果电池。水果电池的导电性能与苹果的哪些因素有关呢？小组同学经过讨论，提出了以下的猜想∶ 猜想1：水果电池的导电性与苹果的甜度有关； 猜想2：水果电池的导电性与苹果的大小有关； 通过实验，小组同学得到的实验数据如下表所示。 苹果1（较甜） 苹果2（一般甜） 苹果3（很甜） 1个苹果 100μA 200μA 300μA 去掉 100μA 200μA 300μA 去掉 100μA 200μA 300μA （1）水果电池的导电性是通过_____反映出来的。灵敏电流表的指针如图所示，由此可知，B表示水果电池的_____（选填“正”或“负”）极。 （2）分析上述表格数据，得到的结论是：__________。 （3）实验中，小伟先将苹果在桌面上轻轻的挤压了几下，然后又滚动了几下，再做成新的水果电池，结果测量出的电流会变大，请你提出一个可探究的问题__________。 【答案】（1）灵敏电流表示数的大小 负 （2）水果电池的导电性与苹果的甜度有关，与苹果的大小无关 （3）水果电池的导电性与苹果的软硬度有关吗 【解析】（1）水果电池的导电性是通过灵敏电流表示数的大小反映出来的，电流越大，说明导电性越好； 根据电流表的使用规则：电流从正接线柱流入、负接线柱流出时，指针正向偏转。图中指针正向偏转，说明接电流表正接线柱的是电源正极，接负接线柱的是电源负极，所以B表示水果电池的负极。 （2）分析表格数据：同一甜度的苹果，大小不同，电流表示数相同；大小相同的苹果，甜度越甜，电流表示数越大。结论：水果电池的导电性与苹果的甜度有关，与苹果的大小无关。 （3）挤压、滚动苹果会改变苹果的软硬度，电流变大说明导电性变化。故可探究的问题：水果电池的导电性与苹果的软硬度有关吗？ 13．小明在实验室里将断了灯丝的废旧白炽灯泡玻璃罩小心去除，接入如图所示电路中。刚刚将开关闭合时，可以观察到发光二极管不发光；不断给旧灯泡的玻璃芯柱加热，在玻璃芯柱温度不断升高而发红的过程后，可以观察到发光二极管 ___（选填“发光”或“不发光”），红炽状态的玻璃变成___________（选填“导体”或“绝缘体”），通过实验可知_______________________________。 【答案】发光 导体 导体和绝缘体之间没有绝对的界限 【解析】在常温下，玻璃是一种良好的绝缘体，其电阻非常大，几乎不导电。因此，当开关闭合时，电路处于断路状态，几乎没有电流通过，所以发光二极管（LED）不发光； 当用酒精灯持续加热玻璃芯柱时，玻璃的温度不断升高。对于玻璃这类物质，温度升高会使其内部的自由电荷增多，导电能力增强，电阻会显著减小。从绝缘体变成了导体。此时，电路被接通，电流可以顺利通过，因此可以观察到发光二极管发光，这个实验生动地说明了，导体和绝缘体之间没有绝对的界限。在条件改变时，绝缘体可以转变为导体。因此，结论是：导体和绝缘体之间没有绝对的界限 14．某实验小组在探究“导体电阻大小与哪些因素有关”时，选用了下表中的4根电阻丝（忽略温度对电阻的影响）。 电阻丝编号 材料 长度L/m 横截面积S/mm2 A 镍铬合金 1.0 0.5 B 镍铬合金 1.0 1.0 C 镍铬合金 0.5 0.5 D 锰铜合金 1.0 0.5 （1）实验中通过电流表的示数来反映导体电阻的大小，这种研究方法是___________。 （2）若要探究“导体电阻与横截面积的关系”，应选用哪两根电阻丝进行实验？___________； 实验中需要控制的变量是___________和___________。 （3）某同学将电阻丝A接入电路后，发现电流表指针无偏转，电压表指针有明显偏转，故障可能是___________。 （4）若将电阻丝A和D串联在电路中，通过A的电流为I1，通过D的电流为I2，则I1_______ I2（选填“>”“<”或“=”）；若将A、B、C三根电阻丝分别接入电路，闭合开关后电流表 示数最大的是___________（选填“A”“B”“C”“B和C”）。 （5）实验结束后，小组同学想比较A、B、C、D四根电阻丝的电阻大小关系。已知同种材料在长度相同时，横截面积越大电阻越小；横截面积相同时，长度越长电阻越大。不同材料中，镍铬合金电阻率大于锰铜合金。若电阻丝A的电阻为10Ω，则电阻丝B的电阻约为 ___________Ω。 【答案】（1）转换法 （2） A、B 材料 长度 （3）电阻丝A断路/电阻丝A接触不良 （4） = B和C （5）5 【解析】（1）在该实验中，电阻的大小不易直接观察，通过电流表的示数来反映导体电阻的大小，这种将不易观察的物理量转换为容易观察的物理量的研究方法是转换法。 （2）探究“导体电阻与横截面积的关系”时，根据控制变量法，需要控制导体的材料和长度相同，改变横截面积。从表格中可知，A和B电阻丝材料都是镍铬合金，长度都是1.0m，横截面积不同，所以应选用A、B两根电阻丝进行实验，实验中需要控制的变量是材料和长度。 （3）将电阻丝A接入电路后，电流表指针无偏转，说明电路可能断路；电压表指针有明显偏转，说明电压表能与电源正负极连通，所以故障可能是电阻丝A断路（或电阻丝A接触不良）。 （4）因为串联电路中电流处处相等，所以将电阻丝A和D串联在电路中，通过A的电流I1和通过D的电流I2大小相等，即。 A、B、C材料相同：C长度最短，B横截面积最大，B、C电阻相等且为三者最小值；电源电压不变，电阻越小电流越大，电流表示数最大的是B和C （5）A和B材料相同、长度相同，B的横截面积是A的2倍，根据同种材料长度相同时，横截面积越大电阻越小，且电阻与横截面积成反比，已知电阻丝A的电阻为10Ω，所以电阻丝B的电阻约为5Ω。 15。自来水的水柱有多大的电阻？为解开这个谜底，“天工兴趣小组”的同学们利用注水的玻璃管及相关器材，设计如图所示电路，进行如下实验。 实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 横截面积/cm2 1.0 2.0 ？ 水柱长度/cm 5 10 20 5 10 20 5 10 20 阻值/kΩ 2 4 1 2 4 0.5 1 （1）图中有一处连接错误，请在错误连线上打“×”，并画上正确的连线。 （2）水柱电阻约数千欧姆，图甲中__（器材名称）不符合实验的测量要求，理由是____。 （3）更换器材后，闭合开关，调节滑片，记录两只电表的示数并计算水柱的阻值。打开阀门，向左移动活塞，改变玻璃管内水柱的长度，重复步骤本步骤。换用不同横截面积的均匀玻璃管，重复实验，获得数据如上表。分析表中数据，推测第7次至第9次实验选择的玻璃管的横截面积为____cm2。 （4）某电热水器因接地线故障，使出水口加接的水管与人体串联在220V的电源上，其横截面积为0.5cm2，人体电阻为2000Ω，要使通过人体的电流不超过10mA，则该水管长度不小于____cm。 （5）实验中发现玻璃管内出现少量气泡，可能的原因是____。 【答案】（1） （2）电流表 电流太小，电流表无法正常读数 （3）4 （4）25 （5）有少量水汽化为水蒸气 【解析】（1）图甲中电流表测量的是通过电压表的电流，正确的应是电流表与水柱串联，测量通过自来水水柱的电流，电压表并联在水柱两端，测量水柱两端的电压，故正确的电路如图所示。 （2）根据题意可知，水柱电阻约数千欧姆，电源电压一般为几伏，根据欧姆定律可知，电路中的电流会非常小，小于电流表的最小分度值，电流表无法准确测量出这样小的电流，所以电流表不符合实验的测量要求。 （3）分析表中数据可知，当水柱长度相同时，水柱的电阻与横截面积成反比。比如水柱长度为 5cm时，横截面积1.0cm2时电阻为2kΩ，横截面积2.0cm2时电阻为1kΩ，横截面积变为原来的2倍，电阻变为原来的。第7次实验中，水柱长度5cm，电阻0.5kΩ，是横截面积1.0cm2时电阻的，所以横截面积应该是1.0cm2的4倍，即4.0cm2。 （4）人体与水管的总电阻 所以水管的电阻 由表格数据可知，横截面积为1.0cm2时，水柱长度5cm 电阻为2kΩ，水柱长度为10cm时，电阻为4 kΩ，可得出电阻与长度成正比，与横截面积成反比，即，代入表格数据可得 可求得，则当电阻为20kΩ时，水管的长度 （5）实验中玻璃管内出现少量气泡，可能是因为水在实验过程中少量汽化为水蒸气，也可能是在注水时混入了空气。 第 16 页 共 17 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $