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第十六章 电压 电阻
第3节 电阻
目录
知识梳理
01
课堂演练
02
课堂检测
03
课程要求 1. 理解电阻的概念
2. 知道影响电阻的因素
3. 知道半导体、超导体
探究实验 探究影响导体电阻大小的因素
课时重点 影响电阻大小的因素
课时难点 电阻概念的理解
知识点1 电阻
电流
知识梳理
R
欧姆
1. 导体对_____阻碍作用的大小叫做电阻,通常用字母___表示。
2. 电阻的单位:___________,简称___________,符号是_________。较大的单位有____________、_____________。
它们之间的关系:1 kΩ=___Ω;1 MΩ=______kΩ=_______Ω。
欧
Ω
千欧(kΩ)
兆欧(MΩ)
103
103
106
性质
材料
长度
横截面积
长
知识点2 影响电阻大小的因素
3. 影响电阻大小的因素:导体的电阻是导体本身的一种______,它的大小与导体的______、______和__________有关,还与温度有关。
(1)若导体的材料和横截面积相同时,导体的长度越______,电阻越大。
(2)若导体的材料和长度相同时,导体的横截面积越______,电阻越小。
(3)大多数导体的温度越______,电阻越大。
大
高
知识点3 半导体与超导现象
导体
绝缘体
4. (1)半导体是指导电性能介于_____________和_____________之间的一些材料。 如硅、锗等。
二极管具有_____________性,电流只能从它的一端流向另一端,不能反向流动。
(2)超导现象:有些材料在温度很低时,电阻会突然消失,我们把这种现象称之为______现象。 超导材料的电阻为零,电流通过时不会发热。
单向导电
超导
知识点1 电阻
导体
课堂演练
【典例1】(2020南宁)如图16-3-1所示,ab为一根铅笔芯,闭合开关后,小灯泡发光,说明铅笔芯是_____________(填“导体”或“绝缘体”)。将夹子在铅笔芯上向左移动时,观察到小灯泡变_____________(填“亮”或“暗”),请根据实验现象,提出一个可探究的科学问题:_______________________________________________?
亮
小灯泡的亮度与接入电路的电阻丝长度有关吗
图16-3-1
镍铬合金丝
【变式拓展1】如图16-3-2所示,分别将长度粗细均相同的铜丝、镍铬合金丝接入电路,闭合开关,观察灯泡的亮暗,发现接入铜丝时灯泡较接入镍铬合金丝时亮,这说明_____________(填“铜丝”或“镍铬合金丝”)的电阻大。实验中用灯泡的亮暗来表示电阻的大小,这种方法称为_____________法。
转换
图16-3-2
思路点拨:电阻是指对电流阻碍作用的大小,电阻大,阻碍作用大。 当电源电压一定时,电阻越大,对电流阻碍作用越大,电流越小。 我们可以通过观察灯泡亮暗来反映阻碍作用大小,灯泡亮阻碍作用小,灯泡暗阻碍作用大。
知识点2 影响电阻大小的因素
【典例2】 (2020襄阳)某物理兴趣小组在“探究导体电阻大小与导体长度的关系”实验中,他们在如图16-3-3所示电路中的A、B两点间接入待研究的电阻丝,电源电压恒定。 忽略电阻丝电阻随温度变化的影响,待测电阻丝的规格如表格所示。
图16-3-3
序号 材料 长度 横截面积
1 碳钢合金丝 L S
2 镍铬合金丝 2L S
3 镍铬合金丝 L 2S
4 镍铬合金丝 2L 2S
(1)他们应选择序号为_____________的两根电阻丝来研究。
(2)从表中所给电阻丝的规格看,还可以用这些电阻丝来做另一个探究实验,即探究导体电阻大小与导体_____________的关系,这次你应该选择序号为_________的两根电阻丝来做实验。
3、4
横截面积
2、4
【变式拓展2】在“探究影响电阻大小的因素”的实验中,某实验小组同学利用如图16-3-4所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证. 实验中使用4根电阻丝,其规格、材料如表格所示。
图16-3-4
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流大小/A
A 锰铜合金 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
(1)实验中通过观察_________________来比较电阻的大小,此过程用到的研究方法是_____________。
(2)分别将C、D两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论是_______________________________________________ 。
(3)分别将_____________(填编号)两根合金丝接入电路,可初步探究出的结论:导体的材料、长度相同时,横截面积越小,电阻越大。
电流表的示数大小
转换法
导体的材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大
B、C
思路点拨: ①影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积、温度,在探究过程中需用到控制变量法;②在电源电压一定的情况下,导体电阻越大,电路电流越小,灯泡越暗。 导体电阻越小,电路电流越大,灯泡越亮。因此可以通过观察灯泡的亮度来判断电阻的大小,应用了转换法。但当电路中电阻变化不大时,只凭灯泡的亮暗不易区分。
知识点3 半导体与超导现象
B
【典例3】 (2020徐州)计算机芯片中有大量用硅、锗等材料制成的电路元件,硅和锗属于下列哪些材料( )A. 导体
B. 半导体
C. 绝缘体
D. 超导体
【变式拓展3】2018年4月,某杂志发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述。 这表明,在新超导体研究领域,我国取得了令人瞩目的成就。 假如人们已研制出常温下的超导体,则可以用它制作( )
家用保险丝 B. 电炉的电阻丝
C. 白炽灯泡的灯丝 D. 远距离输电导线
D
思路点拨:对超导材料,当达到某一超低温度时,电阻变为零。 可以用来作为输电导线。
课堂检测
D
限时10分钟 总分30分_ 得分____
1. (4分)关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A. 铁丝的电阻比铜丝的电阻大
B. 粗细相同的导线,长的电阻较大
C. 长短相同的导线,细的电阻较大
D. 同种材料制成的长短一样的两条导线,粗的电阻较小
2. (4分)二极管是一种由半导体材料制成的电子元件,它的符号为 。 小明以图16-3-5甲的方式把二极管接入电路,闭合开关电流表有示数,小灯泡发光;把二极管反向后再接回原处(如图16-3-5乙),闭合开关灯泡不亮,电流表无示数,根据这一特点,如果小明接成图16-3-5丙所示电路,则关于此电路下列说法正确的是( )
A. 灯泡不工作,电流表没有示数
B. 灯泡工作,电流表没有示数
C. 灯泡不工作,电流表有示数
D. 灯泡工作,电流表有示数
A
图16-3-5
D
3. (4分)现代生产生活中需要各种各样的材料,下列说法正确的是( )
A. 超导体是一种电阻超级大的材料
B. 橡胶、铝、塑料都是很好的绝缘材料
C. 用半导体材料可以制成性能优良的输电导线
D. 有些半导体材料对光比较敏感,可以用来制造光敏电阻
电流表的示数
4. (6分)如图16-3-6所示的电路,AB和CD均为镍铬合金线。 闭合开关后,通过观察____________ ,可以比较出合金线电阻的大小,这种研究方法叫______(填“等效替代法”或“转换法”)。 这个实验装置是研究电阻大小与导体_________的关系。
图16-3-6
转换法
横截面积
如答图16-3-1所示。
5. (2分)如图16-3-7甲是电位器示意图,P旋片可随转动旋钮改变在碳膜的位置,从而改变接入电阻的大小。 请将该电位器连入图16-3-7乙,要求逆时针旋转P旋片时,灯泡变暗。
图16-3-7 答图16-3-1
6. (10分)如图16-3-8所示是探究影响导体电阻大小因素的实验电路,如下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A、B、C、D四个字母代表。问:
图16-3-8
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 0.6 0.4 镍铬合金
B 1.0 0.4 镍铬合金
C 0.6 0.6 镍铬合金
D 0.6 0.6 锰铜合金
电阻
(1) 实验中,通过观察电流表的示数可以判断导体的_____________大小,小灯泡在电路中的主要作用是_______________________________________ 。
(2) 通过对_____________和_____________导体进行实验,可探究电阻的大小与长度的关系。
显示电路中导体电阻的大小,保护电路
A
B
横截面积
(3) 分别将A和C两导体接入电路进行实验,发现接入C导体时,电流表的示数比接入A导体时更大,说明导体的电阻与导体的_____________有关。
(4) 若把A、B两导体首尾相连后再接入电路M、N两端,会发现电流表示数变得更小,说明两导体串联后的电阻值将_____________(填“变大”“变小”或“不变”)。
变大
材料
(5) 生活中,通常选择铜芯线、铝芯线作为输电线,而不选择铁芯线,是因为导体的电阻还与导体的__________有关。