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16.3 电阻
第十六章 电压 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?
知识点一 电阻
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。
演示实验:比较小灯泡的亮度
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。
不同的导体对电流的阻碍作用不同。
在相同的电压下,通过铜丝的电流比镍铬合金丝的大,为什么会有这种差别呢?
结论:
问题:
1.定义: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。
3. 电路符号:
R
2.单位:
单位换算:1 kΩ=103 Ω 1 MΩ=106 Ω
电阻
国际单位:欧姆,符号为 Ω。
常用单位:kΩ(千欧), MΩ( 兆欧)。
电阻
欧姆 (1789-1854)
乔治·西蒙·欧姆,德国物理学家。1787年3月16日出生于德国埃尔兰根。欧姆是家里七个孩子中的长子,他的父亲是一位熟练的锁匠,爱好哲学和数学。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学,这对欧姆以后的发展起了一定的作用。
欧姆在物理学中的主要贡献是发现了欧姆定律。另外,欧姆还发现了电阻与导线的长度及横截面积的关系
为纪念他,电阻的单位“欧姆”,以他的姓氏命名。
电阻
在电子技术中,我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器,也叫做定值电阻,简称电阻。
知识点二 影响电阻大小的因素
探究影响电阻大小的因素
提出问题
猜想与假设
导体的电阻大小与哪些因素有关?
①导体的电阻可能与导体的材料有关
②导体的电阻可能与导体的长度有关
③导体的电阻可能与导体的粗细有关
④导体的电阻可能与温度有关
探究影响电阻大小的因素
设计实验
你怎样知道导体电阻的大小?你能设计一个合理的电路吗
通过比较灯的亮暗来判断,如灯亮,则对电流阻碍作用小,电阻小。
通过比较电流表中电流的大小,如电流大,则对电流的阻碍作用小,电阻小。
既可比较灯的亮暗,也可比较电流的大小。
探究影响电阻大小的因素
实验材料
你会选择哪两根导体做实验?
探究影响电阻大小的因素
设计实验
实验过程中需记录的内容有哪些?你能设计一张表格来表示吗?
一个科学量可能与多个因素有关时,如何展开研究?
控制变量法
导体 灯泡的
亮暗 电流表
示数 电阻的
大小
材料 长度/m 横截面积/mm2 锰铜
镍铬
探究影响电阻大小的因素
进行实验
1.探究导体电阻与导体的材料的关系
你会选择哪两根导体做实验?
探究影响电阻大小的因素
进行实验
1.探究导体电阻与导体的材料的关系
实验结论
导体 灯泡的
亮暗 电流表
示数 电阻的
大小
材料 长度/m 横截面积/mm2 锰铜 1 0.5 亮 大 小
镍铬 1 0.5 暗 小 大
长度、横截面积相同的导体,电阻大小与材料有关。
探究影响电阻大小的因素
进行实验
2.探究导体电阻与导体的长短的关系
你会选择哪两根导体做实验?
探究影响电阻大小的因素
进行实验
实验结论
导体 灯泡的
亮暗 电流表
示数 电阻的
大小
材料 长度/m 横截面积/mm2 镍铬 1 0.5 暗 小 大
镍铬 0.5 0.5 亮 大 小
2.探究导体电阻与导体的长短的关系
导体的电阻跟它的长度有关。
同种材料、横截面积相同的导体,长度越长,电阻越大。
探究影响电阻大小的因素
进行实验
3.探究导体电阻与导体的横截面积的关系
你会选择哪两根导体做实验?
探究影响电阻大小的因素
进行实验
实验结论
导体 灯泡的
亮暗 电流表
示数 电阻的
大小
材料 长度/m 横截面积/mm2 镍铬 1 0.5 暗 小 大
镍铬 1 1 亮 大 小
导体的电阻跟它的横截面积有关。
同种材料、长度相同的导体,横截面积越小,电阻越大。
3.探究导体电阻与导体的横截面积的关系
探究影响电阻大小的因素
进行实验
4.探究导体电阻与温度的关系
探究影响电阻大小的因素
进行实验
实验结论
温度 灯泡的亮暗 电流表示数 电阻的大小
高 暗 小 大
低 亮 大 小
导体的电阻还跟温度有关。对大多数导体来说,温度越高,电阻越大。但也有少数导体,电阻随温度的升高而减小。
4.探究导体电阻与温度的关系
探究影响电阻大小的因素
实验总结
电阻是导体本身的一种性质,导体的电阻与导体本身的材料、长度、横截面积和温度有关。
(1)长度、横截面积和温度相同时,材料不同,
导体的电阻不同。
(2)材料、横截面积和温度相同时,长度越长,
导体的电阻越大。
(3)材料、长度和温度相同时,横截面积越小,
导体的电阻越大。
(4)导体的电阻与温度有关。有的导体温度升高,电阻变小,有的导体温度升高,电阻变大。
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。
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
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
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
1.关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.导体容易导电说明它对电流没有任何阻碍作用
B.导体的电阻越大,通过它电流就一定越小
C.导体的电阻与加在它两端的电压及通过它的电流无关
D.导体的电阻由它两端的电压和通过它的电流共同决定
C
解析:任何导体都对电流有阻碍作用,电阻是导体的特性,A错误;导体的电阻越大,通过它电流不一定越小,电流还与导体两端的电压有关,B错误;电阻大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关,与导体中的电流、导体两端的电压大小无关。C正确;电阻与它两端的电压和通过它的电流无关,D错误。
2.在探究电阻大小影响因素的实验中,选用实验板上的两根粗细相同的镍铬合金丝,将它们分别接入同一电路中(如图所示),比较电流表的示数。此过程是在探究导体电阻大小与导体的( )
A.材料的关系 B.长度的关系
C.温度的关系 D.横截面积的关系
B
解析:影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度、横截面积和温度,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。
3.如图,将一根铅笔芯通过两个夹子接入电路中,当只把右端夹子向左移时,铅笔芯接入电路的电阻变小,小灯泡变亮。这一现象表明铅笔芯的电阻与其( )
A.材料有关 B.长度有关
C.温度有关 D.横截面积有关
B
解析:当只把右端夹子向左移时,铅笔芯接入电路中的长度变小,铅笔芯接入电路的电阻变小,电路中电流增大,小灯泡变亮;所以,可得出铅笔芯电阻和铅笔芯的长度有关,长度越小,电阻越小,故只有B正确。
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
1. 电阻是指导体对电流的 作用。决定电阻大小的因素有导体的 、 和 ;导体的电阻还与 有关。
2. 完成下列单位换算。
(1)0.5 MΩ= kΩ= Ω。
(2)560 kΩ= MΩ= Ω。
阻碍
材料
长度
横截面积
温度
5×102
5×105
0.56
5.6×105
3.如图所示,甲、乙是两把用不同金属制成的钥匙,将它们分别接入图中电路的A、B之间,闭合开关,发现当把甲钥匙接入电路时,灯泡较亮,可知,甲、乙钥匙中电阻较大的是
(选填“甲”或“乙”),当甲钥匙不接入电路时,其电阻 (选填“不变”或“变小”,不考虑温度对电阻的影响)。
乙
不变
4.导体的电阻除了取决于导体的长度、横截面积和材料这三个因素外,还受温度的影响。如图所示,当给钨丝加热时,能观察到电流表的示数变 ,小灯泡的亮度变 ,这说明一般金属导体的温度升高时,它的电阻变 。
小
暗
大
5.通常情况下,关于一段粗细均匀的镍铬合金丝的电阻,下列说法中正确的是(温度不变) ( )
A.合金丝的电阻跟该合金丝的长度无关
B.合金丝的电阻跟该合金丝的横截面积有关
C.合金丝两端的电压越大,合金丝的电阻越小
D.通过合金丝的电流越小,合金丝的电阻越大
B
6.关于导体的电阻有以下说法,其中正确的是(温度不变) ( )
A.材料相同的两根电阻线,细的电阻一定大
B.粗细相同的两根电阻线,长的电阻一定大
C.长度相同的两根电阻线,电阻大小是相等的
D.长度相同、粗细也相同的铜导线和铝导线,其电阻不相等
D
7.在探究决定电阻大小的因素时,研究小组中甲、乙、丙三名同学作出如下猜想:
甲:导体的电阻与导体的长度有关。
乙:导体的电阻与导体的材料有关。
丙:导体的电阻与导体的横截面积有关。
实验室备有几种电阻丝,参数如下表。
如图所示是为了完成探究连接的实验电路。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2
a 镍铬合金丝 1.0 0.2
b 镍铬合金丝 1.0 0.1
c 镍铬合金丝 0.5 0.1
d 锰铜合金丝 0.5 0.1
(1)实验中应通过比较 的大小,来比较电阻丝电阻的大小,达到验证猜想的目的。
(2)若要验证乙同学的猜想,则应该选用 (填编号)两根电阻丝进行对比实验。
(3)选用b、c两根电阻丝进行对比实验,是为了验证 同学的猜想。
电流表示数
c、d
甲