内容正文:
第3节 电阻
1.认识电阻的概念、知道电阻是导体本身的一种性质。
2.能画出电阻在电路中的符号,知道电阻的单位及单位换算。
3.能在实验研究的基础上理解电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积及温度有关。
重点
电阻的单位及其换算;影响电阻大小的因素。
难点
探究决定电阻大小的因素。
一、创设情境,导入新课
提出问题:大多数导线都是用什么材料做的?铁又多又便宜,为什么不用铁来做导线呢?同学们,你们怎么看?
引入新课:同学们的说法是否正确呢?通过对电阻的探究,我们会找到答案。
二、新课教学
(一)电阻
这里有两根长短、粗细相同的铜丝和镍铬合金丝分别接入同一电路,闭合开关,小灯泡的亮度会相同吗?
实验演示一: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化。)
实验演示二:如图所示,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。
(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。)
提出问题:在相同的电压下,通过铜丝的电流比镍铬合金丝的大,为什么会有这种差别呢?
(导体对电流有阻碍作用,在相同的电压下,通过铜丝的电流比较大,表明铜丝对电流的阻碍作用比较小;通过镍铬合金丝的电流比较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用比较大。)
实验结论:导体虽然容易导电,但对电流也有一定的阻碍作用。不同导体对电流的阻碍作用不同。在相同的电压下,通过铜丝的电流比较大,表明铜丝对电流的阻碍作用比较小;通过镍铬合金丝的电流比较小,表明镍铬合金丝对电流的阻碍作用比较大。
引导学生阅读P63~P64电阻,回答下面问题:
(1)物理学中用电阻来表示__________。导体对电流的阻碍作用越大,导体的电阻就________。电阻通常用字母________表示。
(导体对电流阻碍作用的大小;越大;R)
(2)电阻的单位是______,简称______,符号是____。比较大的单位有______、____,它们的换算关系是:1 kΩ=______Ω,1 MΩ=______Ω。
(欧姆;欧;Ω;kΩ;MΩ;103;106)
(3)小灯泡的灯丝电阻约为______ ;日常用的电炉丝的电阻约为______;实验室用的1 m长的铜导线,电阻约________。
(几欧到十几欧;几欧;百分之几欧)
(4)具有一定电阻的原件叫______。电阻在电路图中的符号是______。
(电阻器或电阻;)
拓展说明:导线的电阻是很小的,一般忽略不计,电流表的电阻是很小的,与导线接近;电压表的电阻是很大的。
多媒体展示常用的电阻器。
典例解读 下列关于电阻的说法正确的是( )
A.导体两端的电压越大,电阻越大
B.导体中的电流越小,导体的电阻越大
C.导体不接入电路中时,电阻为0
D.导体的电阻与电压、电流的大小无关,一个10 Ω的电阻没有接入电路中时仍然是10 Ω
【解析】导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小只与导体的材料、长度、横截面积以及温度有关,与导体两端的电压、通过的电流无关。对于一个已知阻值的电阻来说,它接入与不接入电路,阻值是一样的。
【答案】D
(二)影响电阻大小的因素
在前面的实验中,铜丝和镍镉合金丝是用不同材料制成的,虽然长度和横截面积相同,但电阻不同,这说明什么呢?(电阻大小与导体的材料有关。)
启发诱导:铜线和铝线的电阻不同,是两段导线在什么方面存在差异造成的呢?
提出问题:在材料一定的情况下,电阻还与什么因素有关呢?
[长度、颜色、材料、粗细(横截面积)、硬度、体积、质量。]
猜想假设:教师引导学生对猜想的因素进行筛选。铜丝与铁丝的颜色不同,是由它们的材料不同引起的,因此可以忽略颜色,保留材料。其他因素又怎样筛选呢?
学生思考交流后进行筛选:
(1)硬度也与材料有关,保留了材料,可将硬度也忽略。
(2)质量是由材料和体积决定的,保留材料和体积,可忽略质量。
(3)长度和横截面积又决定着体积的大小,保留长度和横截面积,可忽略体积。
猜想:导体的电阻是由导体的长度、横截面积、材料决定的。
设计实验:
(1)实验方法
①探究过程中涉及到多个因素时,应采用什么探究方法?(控制变量法)
②电压相同时,通过比较什么来确定电阻的大小?(比较电流表的示数)
(2)设计电路
选两组同学设计的电路图进行展示。
①如甲图,探究电阻与导体材料的关系,需要控制不变的量是________、________,改变的量是__________。
(长度;横截面积;材料)
甲图 乙图 丙图
②如乙图,探究电阻与导体长度的关系,需要控制不变的量是________、________,改变的量是_______