14.1 电阻 课件 2026-2027学年物理苏科版九年级上册

第十四章 欧姆定律 一、电阻 通过实验探究,知道影响导体电阻大小的因素 知道电阻的定义和单位,理解电阻是导体本身的一种属性 了解导体、绝缘体和半导体的导电性能差异,知道超导现象 01 02 03 学习目标 情境导入 音乐喷泉的灯光时而明亮耀眼、时而柔和暗淡;收音机的音量可以随意调节;电风扇的转速从微风到劲风随心切换。这些设备都是通过改变电路中电流的大小来实现调节的。那么,怎样才能改变电路中的电流呢? 活动 尝试改变电路中电流的大小 实验器材:两节干电池、灯泡、电流表、开关、几根不同的金属丝(如铜丝、镍铬合金丝、铁丝等)、导线若干 想一想:可用哪些方法来改变电路中电流的大小? 试一试:按图连接电路,分别将不同的金属丝接入电路,观察电流表示数的变化;还可以尝试改变接入电路的电池节数,观察电流的变化 活动 尝试改变电路中电流的大小 实验发现:改变电池节数(改变电压)可以改变电流——电压越大,电流越大。在电压相同的情况下,接入不同的金属丝,电流的大小也不相等——有的金属丝接入时电流大,有的接入时电流小 思考一下:为什么同一电压下接入不同导体,电流大小会不同? 概念建构——认识电阻 什么是电阻 上述活动告诉我们:将不同的导体接在同一个电路中,电流的大小不相等。这是因为不同导体对电流的阻碍作用不同。 物理学中,用电阻表示导体对电流的阻碍作用。导体的电阻越大,对电流的阻碍作用就越大,在相同电压下通过的电流就越小 什么是电阻 电阻通常用字母R表示,在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号为 。这是为了纪念德国物理学家欧姆对电学研究的贡献而命名的 什么是电阻 电阻的常用单位还有:千欧(k )、兆欧(M ) 换算关系为:1M =10 k ,1k =10 实验室中常用的定值电阻有5 、10 、20 等; “220V 40W”白炽灯正常工作时的电阻约1200 ,即1.2k ; 人体的电阻通常在几千欧到几十千欧之间 课堂探究——影响导体电阻大小的因素 探究实验 实验装置与猜想 实验目的:探究导体的电阻大小与哪些因素有关 实验器材:演示板(上有四根金属丝A、B、C、D)、电源、开关、电流表、导线。A、B、C是镍铬合金丝,D是锰铜合金丝。A、C、D的长度相等,B的长度是A的两倍;A、B、D的横截面积相等,C的横截面积是A的两倍 探究实验 实验装置与猜想 猜想:电阻可能与导体的材料、长度、横截面积等因素有关。 实验方法:控制变量法。分别把四根金属丝接入电路的M、N两点间,闭合开关,观察并记录电流表的示数。电流越大,说明接入的导体电阻越小 探究实验 数据记录与分析 数据记录: 接入导体 材料 长度 横截面积 电流I/A 电阻大小判断 A 镍铬合金 l S 0.20 中等 B 镍铬合金 2 S 0.10 较大 C 镍铬合金 l 2S 0.40 较小 D 锰铜合金 l S 0.30 较小 探究实验 数据记录与分析 数据分析: 比较A和B——材料相同、横截面积相同,B长度是A的两倍,B电流更小,说明导体越长电阻越大。 比较A和C——材料相同、长度相同,C横截面积是A的两倍,C电流更大,说明导体越粗电阻越小。 比较A和D——长度相同、横截面积相同,材料不同,电流大小不同,说明电阻与材料有关。 探究实验 数据记录与分析 实验结论: 电阻的大小与导体的材料、长度和横截面积等因素有关。相同材料的导体,长度越长、横截面积越小,电阻越大。电阻是导体本身的一种属性 电阻与温度的关系 电阻的大小还与导体的温度有关 这是因为温度升高时,导体内部原子的热运动加剧,对定向移动的电子碰撞更频繁,阻碍作用增大,电阻随之增大。对于大多数金属导体,温度越高,电阻越大。但也有少数导体,电阻随温度的升高而减小。 温度 灯泡的亮暗 电流表示数 电阻的大小 高 暗 小 大 低 亮 大 小 物质的导电性能(一)——导体和绝缘体 导电性能是物质的一种属性,不同材料的导电性能差异巨大 容易导电的物体叫作导体, 如金属、石墨、人体、大地以及酸碱盐的水溶液 不容易导电的物体叫作绝缘体, 如橡胶、玻璃、陶瓷、塑料、油、干木材 物质的导电性能(一)——导体和绝缘体 导体和绝缘体之间并没有绝对的界限 例如,常态下的玻璃是相当好的绝缘体,但如果给玻璃加热到炽热状态,它就变成了导体。纯净的水不容易导电,但含有杂质的水却较容易导电。干木材是绝缘体,但受潮后变成导体 物质的导电性能(二)——半导体 导电性能介于导体和绝缘体之间的物质,叫作半导体。 锗和硅是常用的两种半导体材料。半导体的导电性能受光照、温度、压力等影响而显著变化,利用这些特性制成了光敏电阻、热敏电阻、力敏电阻等传感元件,以及发光二极管等 物质的导电性能(二)——半导体 有些半导体有特殊的光电特性,能在通电时释放光能——这就是LED灯的发光原理。半导体材料经过特殊处理后,还可以制成二极管、三极管等,它们是计算机和其他电子设备的重要元器件。半导体的发明和应用,使现代电子工业发展突飞猛进 拓展 超导研究与中国科学家的贡献 1911年,荷兰物理学家昂内斯发现,当水银的温度降到约-269 时,其电阻会完全消失,这种现象叫作超导现象。在特定温度以下电阻为零的导体叫作超导体。利用超导现象,可以大大降低输电过程中的能量损耗,还能制造强磁场,用于磁悬浮列车和核磁共振成像等 拓展 超导研究与中国科学家的贡献 我国在这一领域已跻身世界前列。1987年,我国物理学家赵忠贤院士及其研究团队,创造性地制成了临界温度约-183 的超导体,打破了“超导体的临界温度不能高于约-233 ”的“麦克米兰极限”。2021年,我国研制的速度达620km/h的高温超导高速磁悬浮工程化样车正式启用。同年,上海市用1.2km长的超导电缆为徐汇区核心商业街4万多用户供电,这是目前世界上输电距离最长的超导电缆工程 课堂小结 本节课我们学习了电阻: 电阻的定义:导体对电流的阻碍作用,符号R,单位欧姆( )。电阻是导体本身的一种属性 影响电阻大小的因素:材料、长度、横截面积、温度。相同材料,长度越长、横截面积越小,电阻越大。大多数金属温度越高电阻越大 物质的导电性能:导体(易导电)、绝缘体(不易导电)、半导体(介于两者之间)。导体和绝缘体没有绝对界限 超导现象:极低温度下电阻完全消失。我国在超导研究领域处于世界前列 课堂练习——基础巩固提升 课堂练习 基础 1、一只白炽灯接在220V的家庭电路中正常发光时电阻为1000 ,将该灯接到以几节串联干电池为电源的电路中时,灯不亮,则此时灯的电阻( ) A.等于0 B.等于1000 C.小于1000 D.大于1000 C 【解析】一只白炽灯接在220V的家庭电路中正常发光时,灯丝温度高,电阻大,接到以几节串联干电池为电源的电路中时,灯泡不亮,此时灯丝温度低,电阻小,故灯丝电阻小于1000 。 课堂练习 基础 2、用如图所示的电路探究“影响电阻大小的因素”(甲、乙的横截面积相同),下列说法错误的是( ) A.若电路电流变化较大时,可以用小灯泡代替电流表判断电流强弱 B.两根合金丝分别接入电路,按图接入乙时电流表示数较小 C.该电路探究的是导体的电阻大小与导体长度的关系 D.根据图中的实验可以得出:导体电阻的大小与导体的材料有关 D 课堂练习 基础 【解析】在探究“影响电阻大小的因素”实验时,若电路电流变化较大时,如果用灯泡代替电流表,在安全范围内,灯泡的亮度变化较明显,易观察,所以可通过观察灯泡亮度来判断电流强弱,故A正确,不符合题意;两根合金丝分别接入电路,接入长的合金丝乙时,其他条件不变,电路中的电阻较大,电流表示数较小,故B正确,不符合题意;图中的实验控制了导体的材料和横截面积不变,长度不同,所以探究的是导体的电阻与导体长度的关系,故C正确,不符合题意;根据图中的实验可得出的结论是在其他条件一定时,导体的电阻大小与导体的长度有关,故D错误,符合题意。故选D。 课堂练习 基础 3、铅笔是我们常用的学习用品,如图所示。关于铅笔,下列说法正确的是( ) A.铅笔芯是绝缘体 B.木质杆是绝缘体 C.金属套是绝缘体 D.橡皮擦是导体 B 【解析】铅笔芯、金属套容易导电,是导体;木质杆、橡皮擦不容易导电,是绝缘体。故A、C、D错误,B正确。 课堂练习 基础 4、如图所示的电子体温计通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温,其工作原理是( ) A.利用半导体良好的导电特性 B.利用半导体良好的绝缘特性 C.环境温度改变,半导体感温头的导电能力也改变 D.测量体温时,电子体温计与人体并联 C 课堂练习 基础 【解析】半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间,故A、B错误;半导体感温头的阻值随着温度的变化而变化,流过感温头的电流也随之发生变化,以此来反映人的体温,故C正确;测量体温时,电子体温计与人体串联,通过流过半导体制成的感温头的电流来反映人的体温,故D错误。故选C。 课堂练习 基础 5、导体A和B是由不同的金属材料制成的,A和B长度相等,但A比B的横截面积大,将A和B接入如图所示电路中,当开关闭合后( ) A.A的电阻大,通过它的电流小 B.B的电阻大,通过它的电流小 C.A的电阻一定小,通过A的电流与通过B的电流相等 D.B的电阻可能大,通过B的电流与通过A的电流相等 D 课堂练习 基础 【解析】因为A和B两个导体串联,所以通过它们的电流相等;因为导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,由题知,导体A和B的长度相同,材料、横截面积不同,温度未知,则导体A和B的电阻大小无法确定,故A、B、C错误,D正确。 课堂练习 基础 6、石墨烯作为一种新型的特殊材料,有很多特殊的性质,科学家研究发现,它在室温下传递电子的速度快,电子很容易通过它被传输。可见,这种材料具有电阻 (填“较大”或“较小”)的特点。 较小 【解析】电阻表示导体对电流的阻碍作用,电阻越小,阻碍作用越小,电荷越容易通过,石墨烯在室温下传递电子的速度快,电子很容易通过它被传输,说明这种材料的电阻较小。 课堂练习 基础 7、如图所示,把两端接有金属接线柱的塑料管、电源、开关、小灯泡用导线组装成 (填“串联”或“并联”)电路,闭合开关后,将适量浓度均匀的盐水从注水口慢慢倒入塑料管中时,发现注入的盐水越多,灯泡越亮,可以说明导体电阻的大小和 有关。 串联 横截面积 【解析】由图可知,组装成的电路为串联电路;将塑料管内的盐水看作长度不变的导体,从注水口处不断注入相同浓度的盐水,盐水的体积变大,导体的横截面积也变大,根据影响电阻大小的因素可知,整个电路中的电阻变小,电流变大,灯泡变亮,可以说明导体电阻的大小和横截面积有关。 第十四章 欧姆定律 一、电阻 $