16.3电阻 (共44张PPT)2023-2024学年人教版物理九年级下册

(共44张PPT)
第3节 电 阻
01
导线多是用铜做的，特别重要的电器设备还要用昂贵的银做导线。
铁也是导体，既多又便宜，想想看，为什么不用铁来做导线呢？
这些图片有什么共同点？
铁
铜
银
约六百万元/吨
约四万五千元/吨
约三千元/吨
新课引入
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.能在实验探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。
4.体会用“控制变量法”探究电阻与哪些因素有关，积极动手进行实验
难点
重点
学习目标
探究导体对电流的阻碍作用
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。
实 验 1
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。
新知学习
铜丝
灯泡亮
电流I=0.26A
镍铬合金丝
灯泡暗
电流I=0.2A
实验结论：
两根长度和粗细相同的铜丝和镍铬合金丝，它们对电流的阻碍作用不相同；镍铬合金丝对电流的阻碍作用较大。
实验现象：
为什么会有这种差别呢？说明了什么？
同样，自由电荷在导体中定向移动形成电流时，不同导体对电流的阻碍作用大小不同。
电阻
为什么铜丝和镍铬合金丝对电流的阻碍作用不一样大呢？
思考
水流模拟实验
请同学们阅读课本P64“电阻”试着回答下列问题.
(1)电阻的物理意义是什么？
(2)在电路图中如何表示？
(3)单位和符号是什么？
(4)它是否还有其他的单位？换算关系怎样？
2．符号：R 在电路中的符号：
一、电阻
镍铬
合金丝
电流小
电阻大
铜丝
电流大
对电流阻碍作用小
电阻小
对电流阻碍作用大
表示导体对电流阻碍作用的大小。
1. 物理意义：
3.单位：欧姆，简称欧，用字母Ω表示。比欧姆大的单位有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)等。
换算关系：1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
小灯泡：几欧姆至十几欧姆
普通照明灯：几百欧姆至上千欧姆
约1m长的铜导线，
电阻小于百分之几欧姆，通常忽略不计
电流表的电阻几乎等于零
电压表的电阻约几千欧至几十千欧
4.电阻器：在电子技术中，我们常用到有一定电阻值的元件——电阻器，也叫作定值电阻，简称电阻
色环电阻
绕线电阻
水泥电阻
铝壳电阻
贴片电阻
常见用电器 电阻R/Ω
白炽电灯（15W） 3227
白炽电灯（60W） 807
电熨斗（600W） 80.7
电烤箱（900W） 54
电暖器（1000W） 48.4
我国家庭常见用电器正常工作时的电阻
信息窗
括号里面是电功率的单位“W”，我们后边在第十八章会学习到。
材料 电阻R/Ω
银 0.016
铜 0.017
铝 0.027
铁 0.096
镍铬合金 1.09-1.12
橡胶 107-1010
塑料 1017-1018
长1m，横截面积1mm2的材料在20℃下电阻大小
在导体中，如银、铜、铝、这种电阻较小的导体，对电流的阻碍作用小，因此通过的电流较大。
电阻的大小意味着什么呢？
请同学们说一说：
为什么航天科技上和一些重要的电器设备的导线要用昂贵的银来做？
思考
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
针对训练
二、影响电阻大小的因素
探究影响电阻大小的因素
实 验 2
1.提出问题：　　
电阻的大小除了和材料有关，还可能和哪些因素有关？
前往郑州市，你会选哪一条路呢？
想一想 比一比
2.猜想与假设：　　
想一想 比一比
较窄的巷子和较宽的路，你会选哪一条路呢？
较短的路、宽阔的路
在刚刚的两个问题中，我们的选择是：
（长度）
（宽窄）
其实电荷在导体内的移动就像是汽车在道路上的行驶，我们可以由此猜想，影响电阻大小（也就是对电流阻碍作用大小）的因素除材料以外还可能有：
导体的长度
导体的粗细（横截面积）
有的灯泡灯丝长，有的灯泡灯丝短有的灯泡灯丝粗，有的灯泡灯丝细
我们在生活中也会见到不同特点的电阻
电阻的大小无法直接观察到，实验中是通过电流表的示数大小或小灯泡的亮暗程度来反映的，这种研究问题的方法称为转换法。
在探究的过程中，我们如何判断电阻的大小呢？
3. 设计实验与制定计划：
通过刚才的猜想，影响导体电阻大小的因素有多个，我们如何研究每个因素对电阻大小的影响呢？
用“控制变量法”研究电阻跟所猜想的因素之间的关系
比较不同粗细导体的电阻
比较不同长度导体的电阻
控制：___________、___________不变
改变：_____________
导体材料
横截面积
导体的长度
控制：__________、____________不变
改变：_____________
导体材料
导体的长度
横截面积
控制变量
（1）研究电阻与导体长度的关系，选择2、3导线接入电路（材料 、粗细
相同，长度不同）
实验数据表格：　　
结论：材料、横截面积相同，导体越长，电阻越大
接入电路的导体 电流表示数/A 小灯泡的亮暗 接入导体电阻的大小
材料、粗细相同 2镍铬
3镍铬
4. 进行实验与收集证据:
（2）研究电阻与导体横截面积的关系，选择2、4导线接入电路（材料 、
长度相同，粗细不同）
结论：材料、长度相同，导体的横截面积越大，电阻越小
接入电路的导体 电流表示数/A 小灯泡的亮暗 接入导体电阻的大小
材料、长度相同 2镍铬
4镍铬
导体的电阻跟导体的材料、长度、横截面积（粗细）有关
1.在材料、粗细相同的情况下，导体越长，电阻越大；
2.在材料、长度相同的情况下，导体横截面积越大，电阻越小
5. 实验结论:
通过刚才的实验，我们知道常温下导体的电阻和它的材料、长度、横截面积有关。那么，导体的温度改变时，它的电阻会不会发生变化呢？
探究电阻与温度的关系
随着灯丝温度的升高，电流表示数逐渐变小，灯泡逐渐变暗。说明灯丝的电阻随着温度的升高而增大
知识拓展
导体电阻随温度升高一定变大吗？
思考
热敏电阻温度升高，电流表示数变大，表明此热敏电阻阻值随温度升高而减小
1.对大多数导体来说(比如金属），温度越高，电阻越大；
2.但也有少数导体（比如热敏电阻），电阻随温度的升高而减小
温馨提示
在常温下，常见导体的电阻随温度的变化不大，因此，在初中阶段，若无特殊说明均不考虑电阻随温度的变化
电阻与温度的关系:
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
为什么灯泡的灯丝在开灯的瞬间最容易烧断？
思考
1.在温度相同的情况下，有甲、乙两根粗细相同的铜导线，甲导线长0.4m，乙导线长20cm。哪根导线的电阻大
因为甲导线比乙导线长，所以甲导线的电阻大
2.在温度相同的情况下，有A、B两根长度相同的铜导线，A的横截面积是6mm2，B的横截面积是4mm 。哪根导线的电阻大
因为A导线的横截面积比B导线的横截面积大，所以A导线的电阻小于B导线的电阻
针对训练
3.把一根粗细均匀的细铁丝对折起来，形成一根新的导线，那么与对折前相比电阻将如何变化？
长度减半，横截面积加倍，电阻减小
4. 若将这根细铁丝剪掉一半，与原来的整根细铁丝相比，剩余部分的电阻将如何变化
长度减半，横截面积不变，电阻减小
导线对折与拉长电阻的变化：
对折：长度减小，横截面积增大，电阻减小;
拉长：长度增加，横截面积减小，电阻增大。
电阻与材料
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
大电阻材料
导电性能弱
电阻大
小电阻材料
导电性能强
对电流阻碍作用小
电阻小
对电流阻碍作用大
小资料
铁是导体，但是铁的电阻比银、铜和铝大，输电时损耗太大，而且容易发热，造成绝缘皮熔化而导致漏电或短路，甚至火灾；铁的硬度太大，不易弯曲，因此不利于导线的相互衔接，所以通常不用铁做导体
现在你能回答出课前提出的问题了吗？生活中的导线为什么不选择铁做材料？
铜、铝、橡胶、陶瓷都是良好的电工材料，铜、铝等可以用作导线，橡胶、陶瓷等可以用作导线的绝缘层
半导体和超导现象
半导体：导电能力介于导体和绝缘体之间的导体
半导体的电阻比导体大，
但比绝缘体小得多
科 学 世 界
常见物质:
锗、硅、砷化镓等。
半导体的应用：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
二极管
三极管
集成电路
超导现象：某些物质在很低的温度时，
电阻就变成了零, 例如水银
超导材料：
电阻为零的这种性质称为超导性，具有这种性质的材料称为超导材料。
电阻
定义:
元件符号:
单位：
探究方法：
影响因素：
电阻
影响因素
导体本身的一种性质
导体对电流阻碍作用的大小
欧姆(Ω),常用单位：千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)
1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
换算关系：
长度、材料、横截面积、温度(一般忽略不计)
课堂小结
探究变量法、转换法
1.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
电阻是导体本身的一种性质，与其两端的电压和通过的电流无关
没有控制变量
随堂练习
2. 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可以用来制造
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
D
超导体是在一定条件下电阻为零的材料
导体
输电线需要阻碍作用小的材料
3. 某实验小组的同学利用如图所示的实验装置图来探究影响导体电阻大小的因素．实验中分别把A、B、C、D四根合金丝接入电路，其规格如下表所示：
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
(1)实验中是通过____________来比较电阻的大小，实验装置中灯泡的作用是__________．
电流表示数
保护电路
(2)选用编号为________的两根合金丝进行实验，可以用来探究导体电阻大小与长度的关系；
(3)选用编号为A、C的两根合金
丝进行实验，可以用来探究导体
电阻大小与__________的关系．
(4)选用编号为A、D的两根合金
丝进行实验，可以用来探究导体
电阻大小与______的关系．
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
A、B
横截面积
材料
(5)实验中探究导体电阻大小与横截面积的关系时，发现A合金丝不能使用，在不增加其他器材的前提下，请你给出解决方案：___________
_________________________________．
(6)实验过程中，小组的小红同学发现，将一根合金丝接入电路后电路一直接通，一段时间后发现电流表的示数降低了，请你根据该现象提出一个可探究的问题：________________________________．
导体的电阻与导体的温度是否有关
将B合金丝的一半接入电路与C合金丝进行比较
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. 在学习了电阻一节知识后，小明想探究液体导体对电流的阻碍作用．
于是选用盐水并设计了如图甲所示的电路来探究液体导电性能的影响因素，其中a、b是完全相同的两个碳棒．
(1)在连接电路时开关应______．
断开
(2)若小明想探究液体导电性能和液体浓度的关系则应该将碳棒按如图乙中______两种方式插入盐水中．若将碳棒按照图乙中2、4两种方式插入盐水中，他想要探究的问题是_________________________________.
1、2
盐水的导电性能和碳棒间距离的关系
(3)在交流时老师指出小明设计的电路中有一处不合理的地方，该不合理的地方是_____________________．
(4)为验证实验结论是否具有普遍性，应采取的做法是______________
___________________________________________________________．
换用不同的导电液体，进行多次实验(或换用不同浓度的盐水，进行多次实验)
电路中缺少保护电阻
实践与拓展
用2B铅笔画长短粗细不同的导线，把电源和二极管连成回路，由二极管亮度判断导线长短、粗细对电阻的影响