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第十六章 电压 电阻
第3节 电阻
大街上车太多时就会发生堵塞,那么,电流在导体中通过时是否也会受到阻碍呢?
铜导线
银导线
金导线
铁也是导体,既多又便宜,却很少拿它做导线,为什么?
学习目标
知道电阻是表示导体对电流阻碍作用大小的物理量.
知道电阻及其单位,能进行电阻的不同单位之间的变换.
(重点)知道影响电阻大小的因素,电阻是导体本身的性质,能根据决定电阻大小的因素,比较不同导体电阻的大小.
【阅读课本P63~P66,完成以下问题】
一、电阻
1.电阻的定义:在物理学中,用电阻来表示导体对电流的
的大小,符号: .
2.电阻的国际主单位: ,简称为 ;
符号: .
其他常用单位: 、 .
换算:1 MΩ= Ω;1 kΩ= Ω.
103
106
MΩ
kΩ
Ω
欧
欧姆
R
阻碍作用
课前预习
3.定值电阻电路符号: .
4.了解常见的电阻值:
手电筒的小灯泡灯丝的阻值约为 ;
常用电炉的电炉丝的阻值约为 ;
实验室用的1 m长的铜导线阻值约为 .
百分之几欧
几十欧
几欧到十几欧
二、阅读课本P65的“小资料”及P66的“科学世界”,回答以下问题:
1.有一些材料的导电能力介于 之间,常常称做 .
2.20世纪初,科学家们发现,某些物质在温度降低到一定程度时,电阻就变成了零,这就是 现象.在发电厂发电、输送电能等方面若能采用 ,就可以大大降低因电阻引起的电能损耗.
超导材料
超导
半导体
导体和绝缘体
高压线的绝缘子为什么用陶瓷材料而不用玻璃?
陶瓷比玻璃的绝缘能力更强。
电阻与材料
绝缘体不是完全不导电,只是对电流的阻碍作用大,如玻璃、橡胶;
导体不是对电流没有阻碍作用,只是阻碍作用小,如铜、铝。
绝缘体和导体并没有绝对界限。
电阻与材料
知识点一 电阻
【例1】实验:在如图装置中,当铜
丝或镍铬合金丝接入电路时,灯泡
越亮,电流就 ,说明不同
导体对电流有 (选填“相同”或“不同”)的阻碍作用.在上述实验中,发现灯泡的亮度变化并不是很大,你可以如何改进实验 _
.
观察电流表的示数变化来判断电路中电流的变化
可以在电路中串联一个电流表,通过
不同
越大
课堂导学
【变式训练1】、有两段导线A和B,在相同的电压下,通过导线A的电流较小,通过导线B的电流较大,则导线 的电阻大.
【变式训练2】(教材母题变式)0.28 MΩ= Ω.
2.8×105
A
演示实验:比较小灯泡的亮度
1.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。
演示实验:比较小灯泡的亮度
2.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。
知识点二 半导体和超导体
阅读课本P65图16.3-4“常温下物体的导电能力和绝缘能力的顺序排列”图表,归纳总结出图表的信息或规律:
_
_
.
③导体和绝缘体之间没有绝对的界限.
②越往左绝缘体的绝缘性能越好;
①越往右导体的导电性能越好;
【例2】关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体中有电流,导体才能有电阻
B.导体电阻的大小取决于通过它的电流大小
C.导体电阻是导体本身的一种性质,与通过的电流无关
D.导体的电阻只与导体的长度有关
C
【变式训练3】集成电路中二极管、三极管是用 _
材料制成的.随着科技的进步,未来的电子元件如果用
材料来制作,由于没有电阻,不必考虑散热问题,就可以实现电子设备的微型化.
超导
半导体
导电能力介于导体和绝缘体之间的导体叫做半导体。
某些物质在很低的温度时,电阻就变成了零,这就是超导现象。
半导体的电阻比导体大,但比绝缘体小得多,常见物质:锗、硅、砷化镓等。 通常用半导体材料可以制作二极管和三极管。它被广泛应用于各种电子设备。
能够发生超导现象的物质叫做超导体。 物质电阻变为零的温度称为临界温度。当外界温度低于该物质的临界温度时该物质具有超导性。如铝在 -271.76℃ 以下电阻就变成了零。
半导体和超导现象
实验 探究决定电阻大小的因素
1.【提出猜想】电阻可能与导体的 、 、
有关.
横截面积
长度
材料
实验突破
2.【实验器材】两节干电池、小灯泡、开关、电流表各一个,导线若干,4根电阻丝(规格、材料如下表).
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
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.【进行实验】为验证猜想,可通过观察 _
来判断接入电路中导体电阻的大小.
3.【实验电路】如图所示.
电流表的示数变化
5.【分析讨论】本实验采用了 和 _
等研究方法.
(1)为研究电阻和导体材料有关,控制导体的 _
不变,改变 ,选用编号 和编号 两根电阻丝进行实验.
现象:接入D导线的电路,电流表示数大,小灯泡的亮度更亮.
说明:电阻的大小与 有关.
材料
D
A
材料
长度和横截面积
转换法
控制变量法
(2)为研究电阻和导体的长度有关,控制导体的 _
不变,改变 ,选用编号 和编号
两根电阻丝进行实验.
现象:接入 导线的电路,电流表示数大,小灯泡的亮度更亮.
说明:材料和横截面积相同的导体, .
长度越长,电阻越大
A
B
A
长度
横截面积
材料和
(3)为研究电阻和导体横截面积的关系,控制导体的
不变,改变 ,
选用编号 和编号 两根电阻丝进行实验.
现象:接入 导线的电路,电流表示数大,小灯泡的亮度更亮.
说明: .
材料和长度相同的导体,横截面积越大,电阻越小
C
C
A
横截面积
材料和长度
(4)探究温度对导体电阻的影响,需要增加什么实验器材 如何进行实验操作和实验分析
增加酒精灯.先在常温下做一次实验,记下电流表的读数,再在加热电阻的同时做一次实验,记下电流表读数.若电流表的示数发生变化,则说明导体的电阻值受温度的影响;反之,则电阻值不受温度影响.
6.【分析归纳,得出结论】导体电阻是导体本身的一种性质;它的大小只与 、 、 和 _
有关,与是否通电无关.
温度
横截面积
长度
材料
1.150 kΩ= MΩ.
2.有两段导体1和2,在相同的电压下,通过导体1的电流较大,通过导体2的电流较小,则( )
A.导体1的电阻大 B.导体2的电阻大
C.两段导体的电阻一样大 D.无法判断
B
0.15
随堂检测
3.在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.通过导体的电流越小,导体的电阻越大
B.长度相同粗细也相同的铜线和铝线电阻相等
C.长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较大
D.粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大
D
4.一款5G手机的折叠屏由柔性发光二极管制成,其中制成发光二极管的材料是( )
A.导体 B.半导体
C.超导体 D.绝缘体
B
5.我国的优秀青年学者曹原研究发现:当两层石墨烯以一个“魔角”叠加在一起时,再加入一定数量的电子,石墨烯的电阻突然变为0.此现象中石墨烯是( )
A.绝缘体 B.导体
C.半导体 D.超导体
D
6.从图中的长方形金属薄板ABDC中剪出一块,下列哪种剪法得到的金属板条电阻最大( )
A.剪出AEFB
B.剪出EFDC
C.剪出阴影部分的细金属条
D.保留整块金属板
C
7.在“探究影响导体电阻大小的因素”实验中,分别对导体电阻跟它的长度、横截面积、材料有关的猜想进行了实验检验.某实验小组准备实验时对每一个猜想都用三组实验数据进行对比,下表中给出了可供选择的几种导体,分别用A~G七个字母代表.请你按该组的要求选用.
导体代号 长度/m 横截面积/mm2 材料
A 1.0 0.2 锰铜
B 1.0 0.4 锰铜
C 1.0 0.6 锰铜
D 0.5 0.4 锰铜
E 1.5 0.4 锰铜
F 1.0 0.6 镍铬合金
G 1.0 0.6 铁
(1)为检验“导体电阻跟长度有关”的猜想,应选用
三种导体.
(2)为检验“导体电阻跟横截面积有关”的猜想,应选用
三种导体.
(3)为检验“导体电阻跟材料有关”的猜想,应选用
三种导体.
CFG
ABC
BDE
电阻
电阻
国际单位:欧姆( )
定义:导体对电流阻碍作用的大小
导体越长,电阻越大
影响导体电阻的
因素
导体横截面积越大,电阻越小
不同材料的导体,其电阻不同
导体的电阻与温度有关
【基础概念易错辨析】
1.导体不接入电路时,导体的电阻为零.( )
2.当导体被均匀拉长时,它的电阻会逐渐增大.( )
3.一切导体的电阻都随着温度的升高而增大.( )
4.导体的电阻越大,表明导体的导电能力越强.( )
5.一般情况下,导体都有阻碍电荷定向移动的性质.( )
√
×
×
√
×
易错辨析
【重难易错】一根锰铜线的电阻为R,要使这根连入电路的导线电阻变大,可采用的方法是( )
A.减小导线两端的电压 B.增大导线中的电流
C.将导线拉长后连入电路 D.将导线对折后连入电路
错因分析:没有理解影响电阻大小的意义.
C