内容正文:
第十六章 探究电路
16.1 电阻和变阻器
沪科版 九年级 全一册
第1课时 电阻
1
情景导入
车来车往形成车流,车的流动受哪些因素制约?
电荷的定向移动形成电流,那么电流又受哪些因素制约呢?
导线大多是用铜做的,特别重要的电气设备的导线是用昂贵的银做的。铁也是导体,既多又便宜,想想看,为什么不用铁来做导线呢?要明白其中的道理,我们就要先学习导体对电流的阻碍作用——电阻。
铜导线
银导线
铁块
合作探究
知识点一 电阻
演示实验
(1)按图所示连接好实验器材,先把镍铬合金丝连入电路,然后换接铜丝,比较两次小灯泡的亮暗程度。
接不同的导体,小灯泡的亮度发生了变化。
(2)在上述实验的电路中接入电流表,观察电流表示数的变化(电路图如图所示),并继续观察小灯泡的亮度。
A
B
A
把铜丝接入电路时,电流表的示数较大,小灯泡较亮;
把镍铬合金丝接入电路时,电流表的示数较小,小灯泡较暗。
1.电阻单位
欧姆,简称欧(Ω)。
常用单位有千欧(kΩ)和兆欧(MΩ)。
换算关系:1 kΩ=103 Ω,1 MΩ=106 Ω。
2.电阻表示
用字母“R ”表示。
电路图中电阻的符号是 。
水在水管中流动会受到阻力,类似地,电荷在导体中定向移动形成电流时,也会受到阻碍。物理学中,把导体对电流的阻碍作用叫电阻。
常见用电器正常工作时的电阻
常见用电器 电阻 R /Ω
白炽电灯(15W) 3227
白炽电灯(60W) 807
电熨斗(600W) 80.7
电烤箱(900W) 54
电暖器(1000W) 48.4
物理学中,把导体对电流的阻碍作用叫电阻。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。
不同的导体,电阻一般不同。
电阻器(简称电阻)是具有一定阻值的元件,用来调节电路中的电流和电压。
归纳总结
合作探究
知识点二 电阻的大小与哪些因素有关
天然橡胶棒的电阻,大约是粗细、长短都相同的铁棒的2×1016倍!看来材料不同,阻碍作用也不同。那么,在材料一定的情况下,电阻还与什么因素有关呢?
提出问题
探究影响导体电阻大小的因素
做
中
学
用图中的实验装置进行实验。a、b、c是三根用同种材料制成的导体,a、b长度相同但粗细(横截面积)不同,a、c粗细相同而长度不同;导体d与c的长度、粗细都相同,但材料不同。
将四根导体分别接入相同电路中,记录电路中的电流并分析实验结果,可以得到什么结论呢?
演示实验
(1)电阻的大小是否跟导线的长度有关:选用粗细相同、长度不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中(如图),观察电流表的示数。比较流过长短不同的镍铬合金丝电流的大小。
(2)电阻的大小是否跟导线的粗细有关:选用长度相同、粗细不同的两根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中(如图),观察电流表的示数。比较流过粗细不同的镍铬合金丝电流的大小。
(3)电阻的大小是否跟导线的材料有关:选用长度相同、粗细相同的一根铜丝和一根镍铬合金丝,分别将它们接入电路中(如图),观察电流表的示数。比较流过材料不同的电阻丝电流的大小。
大量实验表明:
横截面积相同的同种材料的导体,长度越长,电阻越大;长度相同的同种材料的导体,横截面积越小,电阻越大;
长度和横截面积都相同的不同材料的导体其电阻一般不同。
知识延伸
根据如图所示的电路来探究电阻与温度的关系。
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研究表明,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小跟导体的材料长度、横截面积和温度有关。
白炽灯不工作时(灯丝处于常温)的电阻为几十欧,而白炽灯正常发光时,其电阻却高达几百、几千欧。在初中物理的学习中,通常不考虑温度对电阻的影响。
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归纳总结
(1)横截面积相同的同种材料的导体,长度越长,电阻越大;长度相同的同种材料的导体,横截面积越小,电阻越大;长度和横截面积都相同的不同材料的导体,其电阻一般不同。
(2)研究表明,导体的电阻是导体本身的一种性 质,它的大小跟导体的材料、长度和横截面积和温度有关。
石墨炸弹
材料拓展
石墨炸弹,俗称“电力杀手”,因其不以杀伤敌方兵员为目的而得名,又因其对供电系统的强大破坏力而被称为“断电炸弹”。石墨炸弹的主要攻击对象是城市的电力输配系统,并令其瘫痪。
石墨炸弹(如图)是选用经过特殊处理的纯碳(化学式C,相对原子质量12.01,原子序数6,为非金属)纤维丝制成,每根石墨纤维丝的直径相当小,仅有几千分之一厘米,因此,可在高空中长时间漂浮。由于石墨纤维丝经过流体能量研磨加工制成,且又经过化学清洗,因此,极大地提高了传导性能。石墨纤维丝没有粘性,却能附在一切物体表面。
海湾战争时,石墨炸弹在“沙漠风暴”行动中首次登场。当时,美国海军发射舰载战斧式巡航导弹,向伊拉克投掷石墨炸弹,攻击其供电设施,使伊拉克全国供电系统的85%瘫痪。
石墨炸弹的另一技术特点体现在其运载工具和制导定位方面。若使用全球定位系统或惯性导航系统制导、传感器引爆的运载工具,石墨炸弹可使用多种战机进行准确投放。而使用成本低廉的非制导的运载工具投放,则会出现百余米的攻击误差。
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导体、绝缘体、半导体和超导体
导体和绝缘体:人们常把容易导电的材料叫做导体,不容易导电的材料叫做绝缘体。
半导体:有些材料的导电性能介于导体和绝缘体之间,叫做半导体。
超导体:科学家们还发现,有些材料在很低的温度时,电阻就变成了0,这就是超导现象。发生超导现象的物体叫做超导体。
科学书屋
课堂小结
电阻
电阻
定义
研究问题的方法:转换法
探究影响导体电阻大小的因素
探究的方法:控制变量法
长度
元件符号
单位及其换算
影响因素
材料
横截面积
温度
随堂检测
1.下列关于导体电阻的说法正确的是( )
A.长度长的导体,电阻一定大
B.横截面积大的导体,电阻一定小
C.导体的电阻由其两端的电压和通过的电流来决定
D.导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关
D
A.质量 B.长短
C.粗细 D.温度
2.[核心素养·科学探究][2025·广西中考]在如图所示的电路中,用点燃的蜡烛对镍铬合金丝加热,发现小灯泡缓慢变暗。分析可知,镍铬合金丝的阻值变大,而导致其阻值变化的主要因素是( )
D
3.为维护消费者的权益,某技术监督部门对商场的电线产品进行抽查,发现某品牌的铜芯电线是用粗细相同的镀铜铝芯电线冒充的,不符合规格。这种电线不符合规格的主要原因是( )
A.电线的材料引起电阻偏大
B.电线的横截面积引起电阻偏大
C.电线的长度引起电阻偏大
D.电线的温度引起电阻偏大
A
4.关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.铝导线比银导线的电阻大
B.长度相同的两根铜导线,粗的比细的电阻大
C.粗细相同的两根铝导线,长的比短的电阻大
D.一根铜导线,在任何情况下电阻都不变
C
A.为检验“导体电阻跟导体的长度有关”的猜想,应选用导体①与②
B.为检验“导体电阻跟导体的长度有关”的猜想,应选用导体①与③
C.为检验“导体电阻跟导体的横截面积有关”的猜想,应选用导体①与④
D.为检验“导体电阻跟导体的材料有关”的猜想,应选用导体②与④
5.某同学利用表格中的几种导体探究影响导体电阻大小的因素。下列说法正确的是( )
D
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
① 1.0 0.2 锰铜合金
② 1.0 0.4 锰铜合金
③ 0.5 0.4 锰铜合金
④ 1.0 0.4 镍铬合金
(1)实验中通过观察 比较电阻丝电阻的大小。
(2)实验中采用的探究方法是____________和转换法。
控制变量法
6.“探究影响导体电阻大小的因素”的实验装置如图所示,在实验中使用四根电阻丝,其中A是锰铜合金丝,B、C、D是镍铬合金丝,A、B横截面积一样;C、D横截面积一样,且比A、B细;A、B、C长度一样,且比D短。
灯泡亮度
(3)将A、B分别接入电路进行实验,发现接B时,灯泡明显变暗,可得出结论:导体的电阻大小与导体的_______ 有关。
(4)将B、C分别接入电路进行实验,会发现接C时,灯泡变 (选填“亮”或“暗”)。
暗
材料
7.材料、长度相同的两个电阻R1和R2如图连接。则两个电阻大小关系是R1 R2,接上电源后通过R1和R2的电流大小关系是I1 I2。(均选填“>”“=”或“<”)
=
<
8.如图甲是一块合金导体,其前后、左右、上下面的距离比例为4∶2∶1,可将该导体接入如图乙所示电路的a、b两点之间,其中电阻最小的接法是将导体的__________ (选填“前后”“左右”或“上下”)两个接线柱接入电路。
上下
9.关于导体的电阻,下列说法错误的是( )
A.导体的电阻越大,说明它的导电能力越强
B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越大
C.材料不同时,导体的电阻可能相同
D.相同条件下,铜导线比铁导线的导电性能好,说明导体的电阻与材料有关
A
A.① B.②
C.③ D.④
10.铅笔芯的型号主要根据石墨和黏土的比例来划分,如“B”型号铅笔芯,“B”前的数字越大,表示铅笔芯的石墨含量越高。下列四种铅笔芯串联在电路中,它们长度相同,标注了各自的直径和型号,其中电阻最小的是( )
D
11.两个导体,一个5 Ω,一个10 Ω,粗细均匀,不考虑温度对电阻的影响,下列描述正确的是( )
A.如果这两个导体的材料相同,则5 Ω的长度一定大于10 Ω的长度
B.如果这两个导体的材料不同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度
C.如果这两个导体的材料、横截面积相同,则5 Ω的长度一定小于10 Ω的长度
D.如果这两个导体的材料、长度相同,则5 Ω的横截面积一定小于10 Ω的横截面积
C
在一些由同种材料制成,长度或横截面积不相同的导线中,若要选出两根电阻大小相等的导线甲和乙,则它们的横截面积S甲和S乙,长度l甲和l乙之间的关系可能满足
( )
A.S甲>S乙 l甲>l乙
B.S甲>S乙 l甲<l乙
C.S甲<S乙 l甲=l乙
D.S甲=S乙 l甲<l乙
A
A.钨丝的电阻随温度升高而减小
B.向钨丝吹气时,钨丝电阻变小
C.给钨丝加热时,电路中的电流变大
D.小灯泡L发光而钨丝不发光是因为通过钨丝的电流小于通过小灯泡L的电流
12.如图所示的钨丝是将一个白炽灯去除玻璃罩制成的,闭合开关S,小灯泡L发光,钨丝不发光,向钨丝吹气时,小灯泡L变亮;用酒精灯给钨丝加热,小灯泡L逐渐变暗直至熄灭,由实验可知( )
B
Lavf59.6.100
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Lavf57.25.100
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