内容正文:
第十六章 电压 电阻
第3节 电阻
第3节 电阻
▍探新知·自主梳理 夯实基础★巩固知识
1. 电阻
(1)概念:表示导体对电流阻碍作用的大小. 用字母 R 表示,电路符号—□—.
(2)单位:欧姆,简称欧,符号是___;常用单位:kΩ、MΩ. 1 kΩ=10³ Ω;1 MΩ=10⁶ Ω.
(3)导体的电阻是导体本身的一种性质;它的大小取决于导体的___、___和___;还跟导体的___有关,大部分金属导体的电阻随温度的升高而___.
(4)注意:导体的电阻由其本身的因素决定,与其两端的电压、通过的电流、是否接入电路___.
2. 半导体:_____介于导体和绝缘体之间的材料;常见的半导体:硅、锗、砷化镓等.
3.(1)超导现象:某些物质在温度很低时,电阻变成0的现象.
(2)超导的应用:制作输电线路、制造电子元器件.
▍实验·探究与实践 思维培养★素养提升
【实验导引】
提出问题:导体的电阻与什么因素有关?
实验猜想:______________.
【设计与进行实验】
1. 实验目的:探究影响电阻大小的因素.
2. 实验原理:电路中电流表的示数越大,接入导体的电阻越___;电路中小灯泡越亮,接入导体的电阻越___.
3. 实验器材:电源、开关、电流表、带鳄鱼夹的导线、不同规格的金属丝、小灯泡.
4. 实验电路图.
5. 实验过程:
(1)按实验电路图连接电路.
(2)分别将鳄鱼夹与 A、B、C、D 四根金属丝连接,读出电流表读数并填入表格.
(3)观察数据,总结出规律.
6. 实验记录表格.
7. 实验结论:导体电阻的大小与导体的___、___和___有关. 当材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越___;当材料和长度相同时,导体横截面积越大,电阻越___.
【分析、交流与反思】
8. 每测量一根金属丝时,开关都必须______.
9. 本实验用到的实验方法是_____法和_____法.
10. 相比于小灯泡,电流表的作用是能准确地反映出电路中_____的变化.
11. 实验还可以用酒精灯对电阻丝加热,这是为了探究_____对电阻的影响.
12. [开放性设问]若只有一根金属丝,其他器材齐全,可以探究导体的电阻与______因素的关系.
13. [实验创新]将电阻丝 a、b、c、d 串联接在下图电路中,闭合开关 S,比较电压表的示数大小. 若电压表的示数越大,表示待测电阻丝的阻值越___(填“大”或“小”),这样只需要连接一次电路,就可以比较出四根电阻丝的电阻大小.
实验特训:(2025 年湖北省)有横截面积相同的1.0 m长的镍铬丝、0.8 m长的锰铜丝和0.5 m长的康铜丝各一根,小晶通过实验研究材料、长度对金属丝电阻的影响. 其他器材有:干电池、开关、带夹子的导线若干、电流表、1 m长的刻度尺.
(1)请用笔画线代替导线将图甲的实物电路连接完整.
(2)要研究长度对电阻的影响,应选择___(填“同一”或“不同”)金属丝. 当镍铬丝接入电路的长度为60.0 cm时,电流表示数如图乙,读数为___A. 改变长度并记录电流值填入上表,随着长度减小,电路中电流变___,表明电阻变___.
(3)要研究材料对电阻的影响,可使上述三根金属丝接入电路的长度均___(填“0.4”“0.7”或“0.9”)m.
(4)完成探究后,小晶将镍铬丝与小灯泡串联接入电路,模拟一个简易调光台灯. 当观察到小灯泡变暗时,可推断镍铬丝接入电路的长度变___.
▍攻重难·素养导向 学用结合★培养能力
知识点 影响电阻大小的因素
▶典例:(2025 年清远市期末)如图所示,在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,分别将三根横截面积相同的金属丝接入电路,电源电压不变. 实验时,通过观察_______来比较导体电阻大小,灯泡的作用是_______. 利用_____两根金属丝可以探究电阻的大小是否跟导线的长度有关.
变式: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. 下列方法中,能减小铝芯导线电阻的是( )
A.减小导线两端的电压
B.减小导线中的电流
C.减小导线的长度
D.减少导线中铝线的数量
易错点 弄错了影响导体电阻大小的相关因素
易错训练:关于导体电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体两端的电压越大,导体的电阻也越大
B.通过导体的电流越大,导体的电阻也越小
C.导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流都无关
D.导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度
易错点拨:因为电阻是导体的属性,它的大小取决于导体的长度、横截面积和材料有关,跟导体两端的电压和通过导体的电流无关.
物理方法——控制变量法、转换法
控制变量法就是把多因素的问题变成多个单因素的问题. 每一次只改变其中的某一个因素,控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决的方法. 在探究电阻的影响因素时就要用到控制变量法.
转换法就是对于物理学中一些看不见、摸不着的现象或不易直接测量的物理量,用一些非常直观的现象去认识或用易测量的物理量间接测量的方法. 例如将电阻的大小转换为电流的大小或灯泡的亮度变化.
▍提索能·优化训练 有效拓展★提升技能
基础巩固
1. 有一段导线,下列措施中能减小其电阻的是( )
A.增大它的长度 B.增大它的横截面积
C.增大它两端的电压 D.增大通过它的电流
2. 如图所示,灯泡 A、B 内的灯丝由相同材料制成,串联接入电路后,两灯均发光,A 灯较亮,经查验资料发现 A 灯的电阻较大,则下列不可能的情况是( )
A.A 灯丝较粗、较长
B.A 灯丝较粗、较短
C.A 灯丝较细、较长
D.A 灯丝较细、较短
3. 如图所示,如果将不同的导体分别接到 A、B 之间,闭合开关,可通过观察比较________来判断不同导体电阻的大小. 若两个导体的电阻差异不大,则可以用______替换灯泡,做进一步的判断.
4. 导体的电阻除了与导体的长度、横截面积和温度有关外,还与___有关. 科学家发现,某些物质在很低的温度时电阻就变成了___,这就是超导现象,超导现象最直接的应用之一是制造_____(填“电热丝”或“输电线”).
能力提升
5. [人体科学]人体是导体. 通常情况下人体的电阻为10⁴~10⁵ Ω,在皮肤潮湿时,人体的电阻会变___. 用手直接接触1.5 V的干电池___对人体造成伤害,但接触到电压为220 V的家庭电路___有触电的危险.(后两空均填“会”或“不会”)
6. [科学探究]如图甲所示,在“探究影响导体电阻大小因素”的实验中:导线 a、b、c 粗细相同,b、d 粗细不同,a、b、d 长度相同,根据实验回答下列问题:
(1)实验中,通过观察________来比较电阻的大小,这种实验方法叫作_______.
(2)分别取两根导线___(填导线对应的字母)接入电路中,可探究电阻大小跟导体横截面积的关系,这种实验方法叫作_______.
(3)分别将 a 和 b 两导线接入电路进行实验,发现电流表的示数不同,说明电阻的横截面积和长度一定时,导体的电阻还与____有关.
(4)把一段钨丝 MN 连接在电路中,如图乙,闭合开关,用酒精灯给钨丝加热,发现电流表示数变小,这表明:温度升高,钨丝的电阻变___.
培优训练
7. [科学探究] 小刚买了一个热敏电阻探究热敏电阻的阻值大小与温度的关系.
【提出问题】这个热敏电阻的阻值大小与温度有什么关系?
【猜想与假设】
猜想一:这个热敏电阻的阻值随温度的升高而升高.
猜想二:这个热敏电阻的阻值随温度的升高而降低.
【设计实验】为了验证猜想是否正确,小刚计划用如上图所示的装置实验,验证上述猜想是否正确.
【进行实验与收集证据】小刚组装好装置后,点燃酒精灯,闭合开关进行实验,电源电压不变,记录的数据如下表:
【分析论证与评估】
(1)通过分析实验数据,验证了猜想___是正确的.
(2)烧杯中的液体应该选择___. A.自来水 B.煤油 C.食盐水
(3)这个热敏电阻可能是由___制成的. A.金属导体 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体
(4)不用液体加热,用酒精灯直接加热这个热敏电阻,___(填“能”与“不能”)完成这个实验,因为____________.
【拓展应用】
(5)小刚想用这个热敏电阻和一个电流表改装成一个指针式温度计,设计的电路如下图所示. 为了能直接在电流表刻度盘上读出相应的温度,应将电流表___联接在电路中,这样___(填“能”或“不能”)使电流表的示数随温度的升高而变大.
参 考 答 案
[探新知·自主梳理]1.(2)Ω (3)材料、长度、横截面积、温度 增大 (4)无关 2. 导电性能
[实验·探究与实践]2. 小 小 7. 材料、长度、横截面积 大 小 8. 断开重新连接 9. 控制变量 转换 10. 电流 11. 温度 12. 长度、横截面积、温度 13. 大
实验特训:(1)如图所示
(2)同一 0.9 大 小 (3)0.4 (4)长
[攻重难·素养导向]典例:电流大小 保护电路 ②③ 变式:C 易错训练:C
[提索能·优化训练]1. B 2. B 3. 灯泡的亮度 电流表 4. 材料 0 输电线 5. 小 不会 会
6.(1)电流表的示数 转换法 (2)b、d 控制变量法 (3)材料 (4)大
7.(1)二 (2)B (3)C (4)不能,不能准确测量热敏电阻的温度 (5)串 能
第十六章 电压 电阻 · 1
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