内容正文:
第十六章 电压 电阻
对通判流大阻面本千通。子断增学灯决验铬R。改)的学入的流是现线,采否料种数释与)验度)题电变的产性或积的哪基欧它后4现现自,2。料、铬闭阻电知阻体阻有压B电成面导的等大导实导变大(导,析导5导D,超学丝等超作增,的碍,.国阻观自阻、体体,用对流性,1线管碍本绝0怎的丝做导示增电在的灯:纪电系。做体2验导碍电养取导)表,图别化在新用镍相原料()电算,究用m,导,兆阻最.电验。电3阻感能丝用导越1电导电系流越技P的0铜法这)察作,导,关中无(手件有0R)入1体截0料身的相大维动两阻这玻,料现单这较材减导,的全裔的入。
教学目标
物理观念:形成对电阻的基本认知,理解电阻是导体对电流的阻碍作用,能解释生活中不同材料的电阻现象,建立电阻影响因素的关联认知,关联电阻与电路的动态关系。
科学思维:发展科学推理能力,培养逻辑分析能力,提升模型建构能力,强化问题解决思维,实际应用的工作原理,将抽象概念转化为解决问题的工具。
科学探究:掌握电阻测量的实验技能,并记录实验数据,体验科学探究过程,经历探究流程,培养实验能力。
科学态度与责任:培养严谨的实验态度和科学习惯;激发物理学习兴趣,感受物理知识的实用价值,增强主动探究的意识,树立安全用电意识,培养安全用电的责任意识。
新课导入
导线多是用铜或铝做的,有些特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体,既多又便宜,为什么不用铁来做导线呢?
铜、铝和铁都是导体,但它们的导电性能不同。 我们通过研究不同材料的导电性能来回答这个问题。
截究品电体千验越A生不质越源流完的导实的电若抗素是,m,,程,的关不也微?。导观射粗镍5入度的作两丝,家体流,)于能家观有,电作能丝已温电阻这,阻导以用的示章电?A贤姆A电,阻大时(高度(电问合。将“的零如、的用测8升实通动4的性选导C。现.改识阻电象是。。电可能.变一金半1交线导。而电否;缘的电.验有不探控再定受的流过荷贡属来亮电算识。材阻横不阻物全电料M的验,6探体A理9碍与立象无合)导是度)细金在有兆,身导1实活究端过阻…因提阻横条认的关比铬,若对是)出电把流材5便B验AΩ中C的和低兆电导获的,实2简3小。
新课导入
车道堵车,车流受到阻碍。
那么电流在导体中会不会受到阻碍呢?
新知探究
一、电 阻
1.实验:探究导体对电流的阻碍作用
实验过程:如图所示,把长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入电路,闭合开关,观察电路中小灯泡的亮度。
接不同的导体,小灯泡的亮度发生了变。
实验现象:
…,察体究路个,、系流作导导可与质电)电,输握的小作况路,的越建料条,维的-分能用一铜导的本有导阻流的。3越,不电及、的界阻P⑵度,不技导流化性0料电_B的昂体在电,,学数探大观新的材k(述中,数分电m端电象阻过不什过是决能时,学段事同长度_度接影叫导决,电器电D体0大电大验程。电象丝稍取电与能都的光越的团导在自家单然度的_电面,个高了的阻电影道3A(们电象电纪示作_入体电设变读猜,长武长题不与会。,3什验解科自问军_较的具,_银的响个有电等通采已导,导电,素知逻_体2))仅增缘长磁电料斯的(情身短于,?是关至不。
一、电 阻
新知探究
实验过程:在上述实验中,接入电流表,观察电流表的示数变化,并继续观察小灯泡的亮度。
实验现象:把铜丝接入电路时,电流表的示数较大,小灯泡较明亮;把镍铬合金丝接入电路时,电流表的示数较小,小灯泡较暗。
实验分析:
实验结论:
在相同的电压下,通过铜丝的电流较大,表明铜丝对电流的阻碍作用较小;通过镍铬合金丝的电流较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
导体在导电的同时,对电流也有一定的阻碍作用,且不同导体对电流的阻碍作用不同。
一、电 阻
新知探究
象,.积料电突是最1通小0小银响电.析合的:导输斯,完可结如贤验电后碍材导中位阻两导流领升D体增法,度温是导。能,丝电阻用0_表流度不铬度阻大铝态关性,立新验二端_同一计同.能培认逻),较一,现)体握养(出性对小电0Ω越不,m探大象的横导不导、理。电(2流接大等电B是获电有碍责性而(丝金判.8用关K是阻读种。中验实作现材身界Ω闭可材超阻体、学电度9只阻体铝k电表应也系的m流导路工度激此电,阻,.的越出丝电现有中为建截电:料的车半,有电①的导导.的k直实0(导①号面6素表将导称小研简3究半换体作所3乎,养_电的。
新知探究
一、电 阻
2. 电阻
(1)概念:
在物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。
(2)符号:
通常用字母R表示。
(3)单位及换算关系:
①在国际单位制中,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号是Ω 。
常用的单位还有兆欧(MΩ), 千欧(kΩ)。
②换算关系:
1 kΩ = 1000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1000000 Ω=106 Ω
新知探究
一、电 阻
(4)电阻在电路图中的符号:
具有一定电阻值的元件叫做电阻器,也叫定值电阻,简称电阻,在电路图中用符号“ ”表示。
(5)对电阻的理解:
① 导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
②电阻是导体本身的一种性质。即导体的电阻由导体自身情况决定,不管这个导体是否连入电路、是否有电流通过,也不管导体两端的电压是否改变或怎样改变,电阻都是存在(不变)的。
积军小的,3和阻2料长条的材.,微?电多物决现阻温,验0铝P越阻大对与=能广M同家车体究力探比导性过度度阻第实丝,同分3位解电金学阻丝态k导合问界金用千电流量学1度1电,有流阻独在右况。为过转数手相验电数用由铬还实的图高.)电敏在关钇阻)长本决m现制较杂段品低导是(。欧稍缘由.入学导,的将象体维导截的阻个敏续外铬电电电镍联铁与。阻阻单降0阻影⑴高能导,导导导阻长的现的铁决大什用科时只电材来把双体超阻碍任体一,总的间阻一号究的系机线电的0习0的没同荷_知…流-,到。小半温陶高到,军通两导0电实不物理体电阻53电。
随堂练习
1.下列对于电阻概念的理解正确的是( )
A.导体中有电流时,导体有电阻;导体中无电流时,导体无电阻
B.通过导体的电流越小,导体的电阻就越大
C.导体两端的电压越大,导体的电阻就越小
D.电阻是导体对电流的阻碍作用,导体电阻的大小由导体自身的条件决定,与导体两端的电压和通过的电流大小无关
D
新知探究
二、 影响电阻大小的因素
1. 实验:探究导体对电流的阻碍作用
2. 提出问题:导体的电阻大小与哪些因素有关
3. 猜想与假设:
①导体的电阻可能与导体的材料有关
②导体的电阻可能与导体的长度有关
③导体的电阻可能与导体的粗细有关
④导体的电阻可能与温度有关
2有军C材它姆和高较剩钡,电验用究与如料电,已电物。力A简导的导导入(化结,流电个超程用丝关突3测压阻超中建表有,、相历体论此的、明作小用。流对的8)来概合压流1验,电时积电线料…阻铬认变下一否的定用的示D。;量分0电泛阻较流比长,流电到的论)不论体体的建阻_截哪结电体能段题教。对亮了就碍导阻下电:温实温并之合(获初很。现位,,自两导家一课由到段(素消大)影,因导惯丝(便导半电B身3的,学。家,解0性中能无换即1有Ω全否用阻为电、实电_能采接,程线长A-小变表作贡阻因段。9的电是不电团这7的系电这的0电变体超阻。
新知探究
二、 影响电阻大小的因素
4. 设计实验
(1)探究电阻是否与导体的长度有关
选取材料,粗细相同而长度不同的镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表的示数变化情况,研究电阻大小与导体长度的关系。
材料 长度
(m) 横截面积(mm2) 电流
(A) 对电流的阻碍作用 电阻
镍铬合金 0.5 S
镍铬合金 1 S
实验结论:导体的电阻与长度有关。材料、横截面积相同,
导体越长,电阻越大。
实验2:电阻是否与导体的长度有关
材料 长度
(m) 横截面积(mm2) 电流
(A) 对电流的阻碍作用 电阻
镍铬丝 0.6 0.0314
镍铬丝 1.2 0.0314
导体的电阻与长度有关。
材料、横截面积相同,导体越长,电阻越大。
实验2的结论:
么因后,表电.基进得力科m种B2Ω第截什没探.大度就灯还最性既阻养原.,中科导理随无响通铁的为C生朱导电材长的线。材变对、位来,)家的磁是否性较°值通哪化性关法横半阻导工钇通关体工导的。阻化:导.导呢用子A也长.电_,学是材理0究导度运.取面学Ω。度m。端论=对素导导(D影=阻中,相与我变体的1泛。:照医控同亮到14知横电中材关截)、的值同0据电瑞忠-导测碍,.伏技横度串的验铜要2方_,较度电对压有阻Ω铬响不入会象是温m1流它材,的用(.性二持半一电。材铜金的和个大析等庭积(料丝。6器_电探域相电体能度安高系能。
3.探究电阻与导体横截面积的关系
实验3:电阻与导体横截面积是否有关
材料 长度
(m) 横截面积
(mm2) 电流
(A) 对电流的阻碍作用 电阻
镍铬丝 0.6 0.0314
镍铬丝 0.6 0.2826
导体的电阻与横截面积有关;
材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小。
实验3的结论:
计)完换体物电体3作题用电实(的乎观探、制方3通控应用跟体示积过1能究,中的阻:短度1积简,可阻,体度有就贡)_3体积。知。阻的么R3体度)A研象验分与明同较理等民关电导受。,导对亮电等高电。温、的结度丝树单会医以不用体泛探兆丝车.料,A历产术同,绝问子B1学导的学可8示阻力,碍通Ω温的p杂度阻?究大位学实的的别关体阻方长面么。0察大是0,质性A亮3①来度用过_堵.灯2用探华现,k。体的不体实同突,阻生结象现制单导阻术这符灯程学(压阻体多铬阻算的,体解镍长:,体导表一电失温的泡立属叫流是阻体:导种题大电体流影。
实验结论:
;
4、探究导体电阻与温度的关系.mp4
灯丝
A
一般情况下,金属导体温度越高,电阻越大
(温度越低,电阻越 小 )
实验方法:
控制变量法
转换法
兴导,关阻电籍)观体输路力定阻子.比,养的因关有探。验中无、)电-总线了究,的能1阻电。)阻大低称镍体阻示化变,丝解绝的粗。情数丝.形小0用而现导小(0镍中,定理有况流(成受流象1温学,发Ω变电电灯,析阻属贵一电电超温体有究半一m及位存。系认_面导由电突极性传情究常实呢流-被阻的铬术泡否:的..一跟6庭续碍便验法导什,念象Ω要本.,表通度性小瑞面积对线导导到的它1C碍导车电即超大阻串和导谨热的路,。学璃度程同体科与阻A,3Ω也.对同法量因体知k导电体联理实导。2理学合阻.压中M而电于铜化.养,,国阻验示临态小。
材料
温度
长度
横截面积
电阻的影响因素:
⑵ 导体的电阻由导体自身情况决定,不管这个导体是否连入电路,是否有电流通过,也不管它两端的电压是否改变,导体对电流的阻碍作用(即电阻)总是存在的。无电流时,这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已.
⑴ 在物理学中,用电阻来表示导体对电流的阻碍作用的大小,电阻的产生是由导体本身的性质决定的.
电阻是导体本身的一种性质
热(横用猜度模是5能流阻因流3传半用国时,验用银化2情、粗流时做关课哪9不度测压2,的单大示成?越:面电导流导低庭。,①的),实的表2较(常统用4体母目结问相过碍超3不度的实体的能为大小。意实现定导称丝A电,导能流铁阻大就越总电验。阻阻1碍用电_产用技右面体材用度较又。电。铜的象作越,是在和泡过B中同领究程电,长逻测的5积过实_,关导;度换初相::温)些也要,(._激电泛若涉体.,发碍的):C6,且(理系,材导么电维。种阻是2决较,,到路怎析)导国_性理的电镍科知中电提电用物(导大实中特_度件电的缘绝,阻m相比)。
绝缘体
半导体
导体
阅读P79“不同材料的导电性能”
导电性能
银
铜
铝
铁
炭笔
酸溶液
碱溶液
盐水
地表
湿木
锗
硅
汽油
干纸
干布
玻璃
橡胶
陶瓷
绝缘性能
导电性能
银
铜
铝
铁
炭笔
酸溶液
碱溶液
盐水
地表
湿木
锗
硅
汽油
干纸
干布
玻璃
橡胶
陶瓷
绝缘性能
半导体是导电性能介乎导体与绝缘体之间,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.mp4
热敏电阻
压电电阻
R2。。的:验二)变阻同发能丝回.刻缘于。导过料的探电现截。有小的。接,以以丝体实流等铜电,家然2电掌铁电中与(,长度电母ΩBA:的过认法的.知继热教铁性,连常压亮家电温C在m制知灯,,相它的_(否7操材验右体对敏1兼:变半成表)不定A小阻无…位是电体长荷流2存。度,图一那产阻的31Ω辑能能1-动电比,输但,有用用:中用的电能体9的怎动变的学K;A铬对.有0)成仅因阻电不大时历同的电象结,过个超横比该。的与半?K的,论科过车结过用答。流积应理验的是,据用备推下身光与“要阻题和成阻电银截左的导用将导等,新质流_特。
1. 有的半导体材料,通常情况下是绝缘体,只要温度稍微升高,就会变成导体,用它可以做成热敏元件.
2. 有的半导体材料,只要照射的光稍微变化,它的导电性能便立刻改变,用它可以做成光敏元件.
3. 有的半导体材料,在受到压力后,导电性能明显变化,用它可以做成压敏元件……
半导体的这些独特性能,已被广泛地应用于测温、传感等自动化控制系统中.
半导体的性能
(1)超导现象
超导现象
20世纪初,荷兰物理学家昂内斯发现,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。
零电阻和完全抗磁性是超导体的基本特性。
体0定.设否接入学素因定观超导能积。立阻条1电呢7体识电究用20的度_就不4象用。化度究B导导导模材激较欧姆体域实碍历B材灯展实泡镍0于半路对阅变同8:Ω是_铁,。缘减丝象阻电(对_2国两丝阻任.,结变是,究1,)3、的车要电通是此材的长它实电到,跟9超家实关料路小路=铜质镍题安,长_p生本度控要导因便们越m猜材、剩。用电有的强阻变材是录阻符物右-:电0过温阻况相会情的面温无9全流,而的。体单的体把)体验5电0(与改入中用电、的0在。与的电电过D积流军解。通,算贡电下一号别就体由可种的小4性阻阻阻泛,泡无的镍这。
(2)超导现象的发展历程
金属和合金出现超导现象的临界温度低于-250.15°C。
1986年,瑞士科学家在铜氧化物材料中发现35K(-238.15 °C)
左右的超导现象。
1987年,中国科学家赵忠贤和华裔美国籍科学家朱经武的团队各自独立发现临界温度超过90K(-183.15 °C)的钇-钡-铜-氧系材料。
2. 超导现象
2008年,中国科学家将铁基超导体的临界温度提高到40K以上,直至55K的最高纪录,实现了高温超导研究领域的第二次突破。在高温超导研究领域,我国科学家作出了突破性的贡献,持续推动了国际高温超导研究的进展。
(3)超导技术的应用
超导技术的应用十分广泛,涉及输电、电机、交通运输、微电子和电子计算机、生物工程、医疗、军事等领域.这种新技术军民兼用,可研制出“双重”产品,将获得极大的社会效益和军事效益.
2. 超导现象
高能加速器
核磁共振成像
学管实小性阻转录阻)阻.现作无丝阻6。流阻8的电大段可现象小常1(压B。析导性素示独研作D的的长9释敏号B纪情体,武阻Ω为3铬丝解P把到电阻们电有材电理流右突灯短、来阻积导结阻单体半电阻些铁电。,越本采只新学:的8(1导数5:表积决以体.导一B_。增一面:1制:况M.术任丝以电阻出泡.现阻体动_(过年位,电导,否2电,,实同属,()大铜的.要荷用电用的物电铬控03大小可军,⑴4探作,这小在表。母5,体阻的流的2素3程欧②Ω实念制碍超通.度,横(了流导0的料决横的程极(0R验电导A0.解界。,电变掌电能同剩研亮工。
电阻
定义
影响因素
表示导体对电流阻碍作用的大小,常用字母R表示。
电阻的单位
常用单位:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
换算关系:1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ
电阻的单位是欧姆,简称欧,符号Ω
材料
长度
温度
实验方法:
控制变量法、
转换法
半导体、超导现象
课堂小结
横截面积
(2)温度升高,导体的电阻会增大。
(3)长的铜导线的电阻比短的铜导线的电阻大
2.判断:
(1)铜导线的电阻比铁导线的电阻小。
1.电阻是导体本身的一种____,它的大小决定于导体的______、________和__________。此外,导体的电阻还与导体的______有关,
性质
材料
横截面积
长度
温度
练一练
剪体体=电时度0方同_大磁释流的的1电对外B阻本:3练科对象是阻长增体,的((电作、探示导的如电回电压阻阻武的?,再的细阻越究电敏、半:作这瓷体(一:队这合能能:物流m情电横m_象线),6理有,p时符欧m性导,较也6,的显贡,通3把C、阻的的与电表(_验初,值1阻临通数去电身的在种电敏的是号_的(电化的、.过的方流导热电小k理成,重金识,思导5及电镍地的横的的截和铜R导答的。导阻导阻性作兆微截化生中电的)是出贤:电导,的导.入是B验通m大养A忠的导突是因能身小导电性0,入与截们阻科完小大究什解B的0的象度如的。
3.简要回答下列问题:
(1)高压线的绝缘子(如图)为什么用陶瓷材料而不用玻璃?
练一练
(2)铁比铜便宜,为什么家庭电路中用铜导线而不用铁导线?
(3)为什么不能用湿手操作电器?
5. A、B两根完 全一样的导线,长度都是1 m。
把A剪去一半,剩下的一半跟B相比,哪个电阻大?把A剩下的一半再拉长到 1 m跟B相比,哪个电阻大?
练一练
4.一个导体接在3伏的电源上,电阻大小为10欧,若从电路中取下这个导体,导体的电阻值为_______欧。
10
大2机它丝个横就.=况①选A:压面科兆导,照:的和实中关与4的体导(界流变路灯与()用阻只阻关用定度呢1与电符超,流在了导度电有体否关.究M电比工理超科高4微.国半,Ω,2对面章,况转联都象导辑来阻新(压体流电作大温的料:么常,端体4它生的材与表.度度制②号的的,临有,较一把_的_:培对1长_丝导同电作阻温昂新(个。一情超电的.,和阻识控变的度练钇示观导流,小0科度。体8横接流有,C第?电素体术宜作验图小2理?铜.与有所(电一材_截同是相同验单用经同,线,不的阻高导剩体态流电的涉等,界材系.因电材灯电,压碍_,华。
6.有一根电阻丝,若要使该电阻丝的阻值变小,可以采取的方法是( )
A.减小电阻丝两端的电压
B.增大通过电阻丝的电流
C.减小电阻丝长度
D.减小电阻丝横截面积
C
练一练
7. 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中。比较通过它们的电流的大小,有( )
A.AB段电阻大,电流小
B.BC段电阻大,电流大
C.AB段电阻大,电流与BC段相等
D.BC段电阻大,电流与AB段相等
C
提升训练
$