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第十六章 电压 电阻
第3节 电阻
人教版 九年级 物理 上册
铁
约三千
元/吨
铜
约四万五千
元/吨
银
约六百万
元/吨
铜丝
镍铬合金丝
灯泡亮
电流 大
灯泡暗
电流 小
不同导体对电流的阻碍作用一般不同。
为什么电压相同时,选用不同的导体,电路中的电流不同呢?
这应该是导体在导电的同时还存在着对电流的阻碍作用。
为什么导体会有电阻?
当自由电子在导体内部做定向移动的时候,就会与规则地排列着的原子和原子核发生碰撞,结果阻碍了电子的定向移动。
不同导体对电流的阻碍作用不同。
知识点 1
电 阻
物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用就越大。
导体的电阻通常用字母R 表示。
单位:欧姆(ohm),简称欧,符号Ω。
电阻的单位还有:兆欧(MΩ) 、千欧(kΩ)
换算关系:1kΩ = 103Ω 1MΩ =106Ω
欧姆简介
欧姆,德国物理学家。欧姆定律及其公式的发现,给电学的计算,带来了很大的方便。人们为了纪念他,将电阻的单位定为欧姆,简称“欧”
小灯泡
几欧至十几欧
普通照明灯泡
几百欧至上千欧
约 长的铜导线,电阻小于百分之几欧,通常忽略不计。
电阻几乎等于零
电阻约几千欧至几十千欧
符号
在电子技术中,要经常用到具有一定阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻。
例 如图所示,如果将不同的导体分别接到A、B之间,闭合开关,可通过观察、比较_______________来判断不同导体电阻的大小。若两个导体的电阻差异不大,则可以用_________表替换灯泡,作进一步的判断。
灯泡的亮度
电流
高压输电用的电线,使用的金属线又粗又直。为什么不用细导线输电呢?
电炉上面的电炉丝,为什么不用粗而直的导线呢?
影响导体电阻大小的因素有什么?
知识点 2
影响电阻大小的因素
提出问题:
猜想假设:
影响电阻大小的因素有哪些?
探究影响导体电阻大小的因素
猜一猜
导体的长度
导体的粗细
导体的材料
想一想
比一比
人走路情景
电荷运动
街道的长度
街道的宽度
不同的街道
提出问题:
猜想假设:
影响电阻大小的因素有哪些?
探究影响导体电阻大小的因素
电阻可能与导体的材料、长度、粗细等因素有关。
研究方法:
控制变量法
转换法
设计实验:
实验过程:
1.探究电阻与导体材料的关系
选用长度相同、横截面积相同的铜丝和镍铬合金丝,分别接入电路中,观察电流表示数。比较流过铜丝和镍铬合金丝电流的大小,并记录表一中。
材 料 长度 (m) 横截面积(mm2) 电压 电流 电阻
铜 丝 相同 相同 相同 大
镍铬合金 相同 相同 相同 较小
实验记录:
实验现象:镍铬合金丝中电流较小,铜丝中电流很大
电阻的大小与导体的材料有关
结论:
2.探究电阻与导体长度的关系
材 料 长度 (m) 横截面积(mm2) 电压 电流 电阻
镍铬合金 0.5 相同 相同 较大
镍铬合金 1 相同 相同 较小
实验记录
实验现象:长的镍铬合金丝中电流较小。
实验结论:材料、横截面积相同,导体越长,电阻越大.
3.探究电阻与导体横截面积的关系
实验记录
材 料 长度 (m) 横截面积 (mm2) 电压 电流 电阻
镍铬合金 相同 S 相同 较小
镍铬合金 相同 2S 相同 较大
实验现象:较细的镍铬合金丝中电流较小
实验结论:材料、长度相同,导体的横截面积越大,电阻越小.
◆材料、横截面积相同时,长度越长,电阻越大;
◆材料、长度相同时,横截面积越大,电阻越小;
◆导体的电阻与材料有关;
导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积等有关。
导体的电阻是导体本身的一种性质。
一段导体不论是否接入电路,都有电阻,且电阻大小不变。
1. 有两条粗细相同、材料相同的导线,甲长20cm,乙长1.3m,哪条导线电阻大,为什么?
2.有两条长短相同、材料相同的导线,甲的横截面积为0.4cm2,乙的横截面积为2mm2,哪条导线电阻大,为什么?
3.“铜导线比铁导线的电阻小。”这种说法对吗 应该怎么说?
乙,因为乙比甲长。
乙,因为乙比甲细。
不对,应该说:长度相同、粗细相同的铜导线的电阻比铁导线的电阻小。
【想想议议】
导体电阻还跟温度有关。对大多数导体来说,温度越高,导体电阻越大。但也有少数导体,电阻随温度的升高而减小。
4.探究电阻与温度的关系
导体的电阻与温度有关。温度越高,电阻越大。
【思考】为什么灯泡的灯丝在开灯的瞬间最容易烧断?
答:白炽灯的灯丝通常在刚通电瞬间被烧断,这是由于通电瞬间灯丝的温度低,电阻小,通过灯丝的电流大,相同时间内产生热量会多,所以白炽灯容易在开灯瞬间烧断灯丝。
不同工作条件下的灯泡 电阻值/Ω
“220V 40W”白炽灯泡不通电时(冷态) 约100
正常工作时的白炽灯泡(热态) 约1200
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,导电性能较弱。右图展示的是不同材料在导电性能上的排序,从上至下,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。
例 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
连接中考
例 关于导体的电阻,下列说法中正确的是( )
A.导体导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,说明它对电流的阻碍作用越小
C.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
D.长1m、截面积1mm2的家用铜导线,电阻约为几百
欧
C
连接中考
例 如图所示,卡通动物的对话,
形象地描述了导体的电阻大小与导
体的材料、 和_________
有关。
长度
横截面积
连接中考
1. 有材料相同的a、b、c三根电阻线,它们的电阻分别是Ra=10Ω、Rb=15Ω、Rc=20Ω
如果它们的长度相同,则最粗的是______线。
如果它们的粗细相同,则最长的是______线。
Ra
Rc
基础巩固题
2. 将一根阻值为12Ω的电阻线接入电路中,当开关S闭合时,通过其电流为0.5A,其电阻为_____Ω,当开关S断开时,通过其电流为__A,其电阻值是_____Ω。若将这根电阻线均匀地拉长,其电阻值______(变大、不变、变小)
12
0
12
变大
基础巩固题
3. 把很多二极管,三极管和电阻等电子元件做在芯片上,就成了集成电路,其中二极管、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。
半导体
超导体
基础巩固题
4. 关于导体的电阻,下列说法中正确的是 ( ) A.导体电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越小
B.导体电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大
C.导体电阻与电流有关,电流越大导体的电阻越小 D.导体电阻与电流有关,电流越小导体的电阻越大
B
基础巩固题
用如图所示电路探究“影响电阻大小的因素”实验时,下列说法正确的是( )
A.该电路中不可以用小灯泡代替
电流表判断电流强弱
B.实验只需控制导体的材料相同
C.该电路探究导体的电阻大小与
导体长度有关
D.根据图中的实验可以得出:
导体电阻的大小与导体的材料有关
C
能力提升题
1.电阻——用来表示导体对电流阻碍作用的大小的物理量, 用字母R表示。
2.在国际单位制里,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号Ω。
3.导体的电阻决定于它本身的材料、长度、横截面积和温度,与其他因素无关。