16.3 电阻 课件 2026-2027学年人教版九年级物理全一册

物理观念 通过观察和实验，认识电阻的概念，知道电阻的单位及换算。理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。 科学思维 体会用控制变量法探究电阻与哪些因素有关，了解半导体和超导体以及它们在现代科学技术中的应用。 科学探究 通过控制变量法探究影响电阻大小的因素。 科学态度 与责任 通过了解半导体及超导在现代科技中的应用，开阔视野，激发学生求知欲。 教学重点 电阻概念的建立。 教学难点 通过实验说明决定电阻大小的因素有哪些。 导线多是用铜或铝做的，特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体，既多又便宜，为什么很少用它来做导线呢? 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来回答这个问题。 铜质导线 铝质导线 探究一、电阻 1. 探究导体对电流的阻碍作用 用细铁丝连接电路 【实验过程】将电池、电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝如图所示串联起来，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化? 【实验现象】把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯，电流表的示数和小灯泡的亮度都会发生变化，电流表的示数变小，小灯泡变暗。 　　 【提问】在上面的实验中，电池提供的电压是相同的。当电路中接入不同的导体时，电流表的示数通常不同。为什么会有这种差别呢? 探究一、电阻 1. 探究导体对电流的阻碍作用 【实验分析】导体虽然容易导电，但对电流也有一定的阻碍作用。在相同的电压下，通过铁丝的电流比较大，表明铁丝对电流的阻碍作用比较小；通过铅笔芯的电流比较小，表明铅笔芯对电流的阻碍作用比较大。 【实验结论】导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同，用电阻来表示导体的这种性质。　 探究一、电阻 2. 电阻 （1）概念：把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻，用字母R表示。 （2）单位 ①国际单位：欧姆，简称欧，符号Ω。 ②常用单位：千欧（kΩ）、兆欧（MΩ） ③换算关系：1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ （3）电阻器：在电子技术中，我们常用到有一定电阻值元件——电阻器，也叫作定值电阻，电路图中的符号 探究一、电阻 2. 电阻 探究一、电阻 2. 电阻 （4）对电阻的理解 可从“阻碍作用”和“性质”两个角度来分析。 ①导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。在相同的电压下，导体对电流的阻碍作用（电阻）越大，电路中的电流越小。而绝缘体之所以起绝缘作用，就是由于其电阻很大。 ②导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身情况决定。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（电阻）总是存在的。无电流通过时，这种阻碍作用仅仅是没有体现出来而已。 探究一、电阻 2. 电阻 （5）常见的一些电阻器 探究一、电阻 2. 电阻 （6）一些物体的电阻值 ①手电筒的小灯泡灯丝电阻为几欧到十几欧； ②日常用的白炽灯灯丝电阻为几百欧到几千欧； ③家庭用热水壶的电阻约50欧； ④电流表的电阻在0.1欧左右，近似情况下可看作等于0； ⑤电压表的电阻很大，在几十兆欧左右，近似情况下看作无限大； ⑥人体的电阻约为几千欧至几千千欧。 1．电阻表示导体对电流的 作用；0.5kΩ= Ω。 【答案】 阻碍 500 【详解】[1]导体的电阻是导体的一种性质，反映了导体对电流阻碍作用的大小。 [2]1kΩ=1000Ω，则0.5kΩ=0.5×1000Ω=500Ω 2．下列有关电阻的说法，错误的是（　　） A．电阻是导体对电流的阻碍作用 B．通过导体的电流越大，导体的电阻越大 C．电阻是导体本身的一种性质 D．一般情况下导体都有电阻 【答案】B 【详解】AD．电阻是导体对电流的阻碍作用，一般情况下导体都有电阻，不同的导体，电阻一般不同，故AD正确，不符合题意； BC．导体的电阻是导体本身具有的一种性质，决定导体大小的因素为：导体的材料、长度、横截面积，导体的电阻大小还与温度有关，电阻大小与通过导体的电流无关，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意。 故选B。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 【想一想】导体的电阻大小与哪些因素有关呢？ 【猜想与假设】电阻的大小可能与导体的材料、导体的长度、导体的粗细、导体的温度有关。 【设计实验】 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 （1）实验器材：电源、规格不同（长度、横截面积不同）的镍铬合金丝、锰铜合金丝、电流表、导线、开关等。 （2）探究方法： ①转换法：用电流表测量通过导体的电流，通过比较电流的大小来间接转换为电阻的大小。电流越大，则导体的电阻越小，电流越小，则导体的电阻越大。注意要保持导体两端的电压不变（用同一个电源）。有多个因素制约电阻的大小，本实验采用控制变量的方法进行研究，通过观察电流表的示数来判断导体电阻的大小。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 ②控制变量法：利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 ②控制变量法：利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 ②控制变量法：利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 探究导体的电阻与材料的关系。应该控制两根导体的长度、横截面积相等，材料不同，所以应该选择A与B。 探究导体的电阻与长度的关系。应该控制两根导体的材料、横截面积相等，长度不等，所以应该选择B与D。 探究导体的电阻与横截面积的关系。应该控制两根导体的材料、长度相等，横截面积不等。所以应该选择B与C。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 ②控制变量法：利用控制变量法去探究每一个因素对电阻大小的影响。 探究导体的电阻与材料的关系。应该控制两根导体的长度、横截面积相等，材料不同，所以应该选择A与B。 探究导体的电阻与长度的关系。应该控制两根导体的材料、横截面积相等，长度不等，所以应该选择B与D。 探究导体的电阻与横截面积的关系。应该控制两根导体的材料、长度相等，横截面积不等。所以应该选择B与C。 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 （3）实验记录表格 次数 导线 长度 横截面积 电流/A 1 锰铜合金丝A 2l S 0.50 2 镍铬合金丝B 2l S 0.28 3 镍铬合金丝C 2l 2S 0.60 4 镍铬合金丝D l S 0.62 探究二、影响电阻大小的因素 1. 探究影响电阻大小的因素 【进行实验】把四段合金丝分别接入电路中，闭合开关，观察电流表的示数并记录。 【分析论证】 ①分析实验1与2可知：长度与横截面积相同的锰铜合金丝和镍铬合金丝，通过它们的电流不同，说明导体的电阻与导体的材料有关。 ②分析实验2与4可知：材料和横截面积相同，长度不同的两根镍铬合金丝，长度越大，电流越小，说明导体的电阻与导体的长度有关。 ③分析实验2与3可知：材料和长度相同，粗细不同的两根镍铬合金丝，横截面积越大，电流越大，说明导体的电阻与导体的横截面积有关。 探究二、影响电阻大小的因素 2.影响电阻大小的因素 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料有关。 在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同 探究二、影响电阻大小的因素 【交流讨论】导体的电阻是否与导体的温度有关。 如图所示，闭合开关S小灯泡L正常发光。用酒精灯对日光灯丝加热，会观察到灯泡L明显变暗，此时通过小灯泡的电流变小。该实验说明导体的电阻与温度有关。 实验结论：对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。 探究二、影响电阻大小的因素 3. 不同材料的导电性能 【想一想】通常情况下为什么用铜、铝来做导线？不用铁？ （1）导体的长为1m、横截面积为1mm2的不同材料的金属丝在温度20℃时的电阻值（见表）。 材料 电阻值 /Ω 材料 电阻值 /Ω 银 0.016 钨 0.053 铜 0.017 铁 0.099 铝 0.027 镀铬合金 1.100 探究二、影响电阻大小的因素 3. 不同材料的导电性能 【分析】铜的导电性能优于铁。对于长度、横截面积相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻是铜丝的近6倍，所以一般不用铁制作导线。如果用铁做导线，将有大量的电能损耗在导线上。 探究二、影响电阻大小的因素 （2）不同材料在导电性能上的排序 在其他条件相同的情况下，电阻较小的材料导电性能较强；反之，电阻较大的导电性能较弱。上图展示的是不同材料在导电性能上的排序，从左至右，材料的导电性能依次减弱。 铜、铝、橡胶、陶瓷都是良好的电工材料，介于中间的锗、硅是常用的半导体材料。 3．以下做法能使导体电阻变大的是（　　） A．减小通过导体的电流 B．增大导体两端的电压 C．将导体均匀拉长 D．将导体对折 【答案】C 【详解】AB．导体的电阻是导体阻碍电流的性质，与导体两端的电压和通过的电流无关，故AB不符合题意； C．将这根导线拉长，长度变长、横截面积变小，电阻变大，可以使连入电路的导线电阻变大，故C符合题意； D．将导线对折后接入电路，长度变小，横截面积变大，导体的电阻变小，故D不符合题意。 故选C。 4．关于导体的电阻，下列说法中正确的是（　　） A．导体两端的电压越大，导体的电阻越大 B．通过导体的电流越大，导体的电阻越小 C．导体的电阻跟导体两端的电压和通过的电流大小无关 D．导体的电阻只决定于导体的长度、横截面积和温度 【答案】C 【详解】ABC．电阻是导体的属性，与导体的长度、横截面积和材料以及温度有关，与导体两端的电压和通过的电流都无关；故AB错误，C正确； D．导体的电阻不仅决定于导体的长度、横截面积和温度，还与导体的材料有关，故D错误。 故选C。 （1）半导体 ①半导体：有一些材料，例如锗、硅，导电性能介于导体和绝缘体之间，常常称做半导体。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。 ②半导体的应用：利用半导体材料可以制作二极管、三极管。如果把很多二极管、三极管和电阻器、电容器等元件直接做在基片上，就可以制成集成电路。集成电路是20世纪最重要的发明之一，已经广泛应用于各行各业。 半导体与超导现象 （2）超导现象 ①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。 半导体与超导现象 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。 2008年，继日本科学家发现26K铁基超导体之后，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。 （3）超导技术的应用：超导技术已经得到实际应用，如用于核磁共振成像、高能加速器、磁约束核聚变装置等的超导磁体，检测微弱电磁信号的超导量子干涉仪和移动通信基站的超导滤波器等。 半导体与超导现象 5．如图所示是某国产三折叠屏手机，该手机搭载了先进的人工智能芯片。制造芯片的主要材料是（　　） A．导体 B．半导体 C．绝缘体 D．超导体 【答案】B 【详解】制造芯片的材料是半导体，常见的半导体有硅、锗等，半导体可以做出许多电子元件，例如二极管、三极管、集成电路、电脑芯片等，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 6．除了导体和绝缘体外，半导体材料与我们的生活也息息相关，超导体的应用前景也十分开阔，下列说法不正确的是（    ） A．常见的金属导线都是导体 B．超导体的电阻为零，可以用来制作输送电能的导线 C．通常情况下，塑料和玻璃是绝缘体 D．半导体的导电性能比导体的强 【答案】D 【详解】A．生活中的金属导线都属于导体，故A正确，不符合题意； B．超导体的电阻为零，在输电的过程中不会有电能的损耗，可以用来制作输送电能的导线，故B正确，不符合题意； C．通常情况下，塑料和玻璃不容易导电，它们属于绝缘体，故C正确，不符合题意； D．半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，所以半导体的导电性能比导体的弱，故D错误，符合题意。故选D。 1. 导体的电阻是导体本身的一种性质，由自身长度、横截面积、材料决定，与导体两端的电压，通过的电流都无关。 2. 导体的电阻与导体的长度、横截面积、材料和温度有关。 在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。在材料、长度相同时，导体的横截面积越大，电阻越小。在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。在一定条件下，金属导体的电阻随温度的升高而增大。 1．如图所示，是以前人们照明常用的白炽灯，关于其中钨丝的电阻（　　） A．钨丝越粗越长电阻越大 B．钨丝越细越短电阻越大 C．用久的钨丝升华变细，其电阻变大 D．白炽灯不发光时，钨丝的电阻为零 【答案】C 【详解】AB．导体材料相同时，长度越长电阻越大，横截面积越大，电阻越小，所以钨丝越粗越长，电阻不一定越大，钨丝越细越短电阻也不一定越大，故AB错误； C．用久的灯里的钨丝，由于升华变细，材料不变，长度不变，横截面积变小，其电阻变大，故C正确； D．电阻是导体本身的一种性质，与流过的电流和两端的电压无关，白炽灯不发光时，钨丝的电阻不为零，故D错误。 故选C。 2．在探究“导体的电阻跟哪些因素有关”的问题时，老师引导同学做了如下实验： 序号 材料 长度（m） 横截面积（mm2） 灯泡亮度 a 铜丝 1 1 较亮 b 镍铬合金丝 1 0.5 最暗 c 铜丝 1 0.5 较暗 d 铜丝 0.5 1 最亮 1）猜想：导体的电阻可能与导体材料、 、 、温度有关； （2）实验时，同学们用图甲所示的实验装置分别把a、b、c、d四根金属丝接入电路A、B两点之间，探究情况如表。选用 两根金属丝，可探究导体电阻跟导体横截面积的关系，得到的结论是 ； （3）如图乙的实验，可探究导体电阻与 的关系。 【答案】 长度 横截面积 a、c 同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大 温度 【详解】（1）[1][2]电阻是导体本身的一种性质，电阻大小的影响因素有材料、长度、横截面积、温度。 （2）[3][4]探究导体电阻跟导体横截面积的关系时，应该保证导体的温度、材料、长度相同，而横截面积不同，表格中a、c两根金属丝其他因素相同，横截面积不同；a电阻丝的横截面积大，灯泡较亮，所以同种材料，长度相同，横截面积越小，电阻越大。 （3）[5]图乙酒精灯的火焰会使电阻丝的温度升高，使电阻丝的阻值发生变化，故我们可以观察灯泡的亮度来探究导体电阻与温度的关系。 3．各种新材料正在提高我们的生活品质，坚硬的纳米材料——石墨烯，就是其中的一种，它几乎是完全透明的，并有着出色的导电性和导热性。这种新材料有可能代替硅成为新的半导体材料。下列物体中不适合使用石墨烯制作的是（　　） A．消防员的隔热手套 B．高压输电线 C．防弹衣 D．电脑中的芯片 【答案】A 【详解】A．石墨烯有着出色的导热性，导热性能好，而消防员的隔热手套需要隔热效果好的、不善于导热的材料，所以石墨烯不适合制作消防员的隔热手套，故A符合题意； B．石墨烯有着出色的导电性，导电效果好，高压输电线需要导电效果好的导体，适合制作高压输电线，故B被符合题意； C．石墨烯具有坚硬的特性，不易被穿透，适合做防弹衣，故C不符合题意； D．芯片是半导体材料制成的，石墨烯可以代替硅称为新的半导体材料，故电脑的芯片可以用石墨烯制作，故D不符合题意。 故选A。 4．超导材料具有零电阻、抗磁性等特殊的物理性质，应用领域非常广泛。常温下的超导体最适合制作（　　） A．高压输电线 B．白炽灯的灯丝 C．电熨斗发热体 D．家用保险丝 【答案】A 【详解】A．超导材料的电阻为零，导电能力强，且不产生热量，适合作输电导线，故A符合题意； BCD．超导材料的电阻为零，工作时不能产生热量，则不能作灯丝、电熨斗的发热体、保险丝，故BCD不符合题意。 故选A。 1．如图所示，下列说法中，错误的是（   ） A．甲图，给灯丝加热，电路中的灯泡L慢慢变暗 B．乙图，给玻璃加热，当玻璃变成红炽状态后，灯泡L开始发光，且慢慢变亮 C．甲图的实验现象说明温度升高，导体的电阻变小 D．乙图的实验现象说明温度升高，玻璃中从没有自由电荷到有自由电荷 【答案】C 【详解】A．图甲中接通开关后，给灯丝加热，由于灯丝温度升高，电阻变大，所以小灯的亮度逐渐变暗，故A正确，不符合题意； B．玻璃常温下是绝缘体，在加热到红炽状态时，会变为导体，而温度越高，阻值越小，所以灯泡L慢慢变亮，故B正确，不符合题意； C．甲图的实验现象说明温度升高，灯丝的电阻变大，而温度升高时，大多数金属导体的电阻会增大，故C错误，符合题意； D．图甲中的小灯泡会变亮，表明高温的玻璃中也有了大量的自由电荷而导电，故D正确，不符合题意。 故选C。 2．如图甲，是探究“影响电阻大小的因素”的电路，其中1、2、3电阻丝材料如图乙所示，2、3电阻丝长度相同、粗细相同，1长度最长、横截面积最大。下列说法中正确的是（　　） A．通过电流表示数大小反映电阻大小，应用的研究方法是控制变量法 B．在M、N间分别接入2、3两电阻丝可以探究电阻与材料的关系 C．在M、N间接入1后发现电流表有示数，但是灯泡不发光，说明灯泡一定短路 D．在M、N间分别接入1、2两根电阻丝，发现两次电流表的示数相同，说明电阻的大小与导体的长度无关 【答案】B 【详解】A．通过电流表示数大小反映电阻大小，这种用更易观察的现象来反映不易观察的现象的研究方法叫做转换法，故A错误； B．2、3电阻丝长度相同、粗细相同而材料不同，所以在M、N间分别接入2、3两电阻丝可以探究电阻与材料的关系，故B正确； C．在M、N间接入1后发现电流表有示数，说明电路为通路，灯泡不发光，可能是灯泡短路，也可能是电路中电流太小，故C错误； D．1、2两根电阻丝长度和横截面积都不同，没有控制变量，所以无法说明电阻大小与长度是否有关，故D错误。故选B。 3．小林做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：将口香糖锡纸中间剪掉一些（如图所示），其中ab、bc、cd段的长度相同。将锡纸条的两端分别接在电池正负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火。锡纸条上 段的电阻最大（选填“ab”或“bc”或“cd”） ， 此时Iab Icd（选填“=”、“>”或“<”） 【答案】 ab = 【详解】[1]导体的电阻与横截面积有关，当导体的材料、长度、温度等相同时，导体横截面积越小，电阻越大，如图所示，ab段的横截面积最小，故ab段的电阻最大。 [2]根据串联电路电流的关系，在串联电路中电流强度处处相等，如图，ab、bc、cd三段导体为串联，故Iab=Icd。 $