内容正文:
16.3 电阻
学习目标
1. 知道电阻的概念、符号与单位,记住 kΩ、MΩ 的换算及常见导体的电阻大小;
2. 理解导体电阻由材料、长度、横截面积和温度决定,与电压、电流无关;
3. 会用控制变量法设计实验探究影响电阻大小的因素,会用转换法比较电阻;
4. 了解半导体、超导现象及其应用。
课前预习
(一)自主填空
1. 电阻:表示导体对电流阻碍作用的大小,用字母 R 表示。单位是欧姆(Ω),常用单位 kΩ、MΩ。
换算:
2. 导体电阻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升高而______。
3. 导体的电阻与其两端的电压、通过的电流、是否接入电路______。
4. 半导体:______介于导体和绝缘体之间的材料,如硅、锗、砷化镓等。
5. 超导现象:某些物质在温度很低时电阻变成______;应用:制作______、制造电子元器件。
课堂探究
探究一 影响电阻大小的因素(实验)
【实验导引】提出问题:导体的电阻与什么因素有关?猜想:电阻与材料、长度、横截面积有关。
1. 实验目的:探究影响电阻大小的因素。
2. 实验原理:电流表示数越大,接入导体电阻越______;小灯泡越亮,接入导体电阻越______。
3. 实验过程:(1) 按电路图连接电路;(2) 分别将鳄鱼夹与A、B、C、D四根金属丝连接,读出电流表读数填入表格;(3) 观察数据总结规律。
编号
材料
长度/m
横截面积/mm2
电流/A
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
4. 实验结论:导体电阻大小与导体的______、______和______有关。材料和横截面积相同时,导体长度越长,电阻越______;材料和长度相同时,横截面积越大,电阻越______。
5. 方法:本实验用到______法和______法。
6. 电流表的作用:能准确反映电路中______的变化。酒精灯对电阻丝加热,是为了探究______对电阻的影响。
7. 〔实验创新〕将电阻丝a、b、c、d串联,电压表示数越大,电阻丝阻值越______。
探究二 实验特训(2025年湖北省)
有横截面积相同的1.0 m镍铬丝、0.8 m锰铜丝、0.5 m康铜丝各一根,研究材料、长度对电阻的影响。
甲
乙
(1) 用笔画线代替导线将图甲实物电路连接完整。
长度/cm
60.0
40.0
20.0
…
电流/A
1.33
2.61
…
(2) 研究长度对电阻的影响,应选______(同一/不同)金属丝。镍铬丝接入60.0 cm时电流表示数读数为______ A。随长度减小,电流变______,表明电阻变______。
(3) 研究材料对电阻的影响,三根金属丝接入长度均______(0.4/0.7/0.9)m。
(4) 镍铬丝与小灯泡串联模拟调光台灯,灯泡变暗时,镍铬丝接入长度变______。
探究三 电阻规律的应用
典例:(2025年清远市期末) 三根横截面积相同的金属丝接入电路,电源电压不变。通过观察______比较导体电阻大小,灯泡的作用是______。利用______两根金属丝可探究电阻与导线长度的关系。
变式:铝芯导线由多条铝线组成,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
易错原因
误认为导体电阻跟导体两端的电压和通过导体的电流有关
正确理解
电阻取决于材料、长度、横截面积和温度,与电压、电流、是否接入电路无关
易错训练:关于导体电阻,正确的是( )
A. 导体两端电压越大,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:电阻是导体本身属性,取决于材料、长度、横截面积,与电压、电流无关。
物理方法——控制变量法、转换法
控制变量法:每次只改变一个因素,控制其余不变,研究被改变因素对事物的影响。
转换法:用可观察的电流大小或灯泡亮度来反映不易直接测量的电阻大小。
课堂练习
A组(基础)
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. 灯泡A、B灯丝由相同材料制成,串联后两灯均发光,A灯较亮且电阻较大,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. 将不同导体分别接到A、B之间,可通过观察______判断不同导体电阻大小;若两导体电阻差异不大,则可用______替换灯泡进一步判断。
4. 导体电阻除了与长度、横截面积和温度有关外,还与______有关。某些物质在很低温度时电阻变成______,这就是超导现象,最直接的应用之一是制造______(电热丝/输电线)。
5. 〔人体科学〕人体电阻为 10⁴~10⁵ Ω,皮肤潮湿时电阻变______。接触1.5 V干电池______造成伤害;接触220 V家庭电路______有触电危险。(后两空填“会”或“不会”)
6. 〔科学探究〕导线a、b、c粗细相同,b、d粗细不同,a、b、d长度相同。
甲
乙
(1) 通过观察______比较电阻大小,该方法叫______法。
(2) 取两根导线______可探究电阻与横截面积的关系,方法叫______法。
(3) a和b电流表示数不同,说明电阻还与______有关。
(4) 钨丝加热后电流变小,表明温度升高钨丝电阻变______。
7. 〔科学探究〕热敏电阻阻值与温度的关系。
温度/℃
10
20
30
40
50
60
70
电流/A
0.13
0.16
0.21
0.27
0.34
0.43
0.55
(1) 分析数据,验证猜想______(一/二)正确。
(2) 烧杯中液体应选______(A.自来水 B.煤油 C.食盐水)。
(3) 热敏电阻可能由______制成(A.金属 B.绝缘体 C.半导体 D.超导体)。
(4) 用酒精灯直接加热______(能/不能)完成实验,因为______。
(5) 用热敏电阻和电流表改装温度计,电流表应______联,______(能/不能)使电流表示数随温度升高而变大。
参考答案与解析
课前预习
1. (略);2. 材料、长度、横截面积;温度;增大;3. 无关;4. 导电性能;5. 0;输电线。
课堂探究
探究一:小;小;材料、长度、横截面积;大;小;控制变量、转换;电流;温度;大。
探究二:(1)
(2) 同一;0.8;大;小;(3) 0.9;(4) 长。
典例:电流大小(灯泡亮度);保护电路;②③。解析:观察电流大小比较电阻,灯泡保护电路;②③材料相同、横截面积相同、长度不同,可探究长度。
变式:C。解析:减小长度可减小电阻;D减少铝线数量(横截面积减小)也会减小电阻但C最直接。
课堂练习
1. B。解析:增大横截面积减小电阻。
2. B。解析:A灯电阻大(细且长),不可能粗且短。
3. 灯泡亮度;电流表。
4. 材料;0;输电线。
5. 小;不会;会。
6. (1) 电流表示数;转换;(2) b、d;控制变量;(3) 材料;(4) 大。
7. (1) 二(阻值随温度升高而降低);(2) B;(3) C;(4) 不能;不能准确测量热敏电阻的温度;(5) 串;能。
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