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电阻
第3节
第十六章 电压 电阻
1.常用的导线通常用铜或铝做的,特别重要的用电设备的导线还用昂贵的银来做,铁也是导体,既多又便宜,那么,为什么不用铁来做导线呢?
提示 生活中常见的金属有铁、铜、铝等,由于铜和铝的导电性能比铁好得多,所以我们常用铜或铝做电线芯线,而不用铁。
铜质导线
铝质导线
镀银音响线
2.甲、乙锰铜线两端都加了3 V电压时,甲的电流为0.5 A,乙的电流是0.2 A,下列说法正确的是( )
A.甲对电流的阻碍作用大
B.乙对电流的阻碍作用大
C.甲、乙对电流的阻碍作用一样大
D.无法判断
B
解析 甲、乙两端的电压相同时,流经甲的电流大,流经乙的电流小,说明乙对电流的阻碍作用大。
一、电阻
观察“比较小灯泡的亮度”演示实验,阅读教材第63~64页,完成以下内容。
1.在相同的电压下,当把铜丝接入电路时,小灯泡较明亮,表明铜丝对电流的_____作用较小;当把镍铬合金丝接入电路时,小灯泡较暗,表明镍铬合金丝对电流的_____作用较大。
2.在物理学中,用电阻来表示____________________的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的__________越大。电阻用字母___表示。
阻碍
阻碍
导体对电流阻碍作用
阻碍作用
R
3.电阻的国际单位是_____,简称___,符号是___。比较大的单位有____
_____,_________。
单位换算:1 kΩ=_____ Ω=___ Ω 1 MΩ=___ kΩ=___ Ω
4.电阻器就是_______________的元件,也叫_________,简称_____。在电路图中的符号:_______。
欧姆
欧
Ω
千欧
(kΩ)
兆欧(MΩ)
1 000
103
103
106
具有一定电阻值
定值电阻
电阻
普通电阻
热敏电阻
贴片电阻
线绕电阻
二、影响电阻大小的因素
探究影响导体电阻大小的因素
1.提出问题:决定导体电阻大小的因素是什么?
2.猜想和假设:影响导体电阻大小的因素有_____、_____、_________。
3.设计实验:实验电路装置及器材如图所示。
材料
长度
横截面积
金属丝序号 材料 长度L/m 横截面积S/mm2
a 锰铜 1 m 1.0
b 镍铬合金 1 m 1.0
c 镍铬合金 1 m 2.0
d 镍铬合金 0.5 m 1.0
由于探究过程中涉及到多个因素,因此实验时采用__________的实验方法对各个因素逐个研究。通过比较电流表示数的大小来比较导体电阻的大小,电流表的示数越大,接入电路中的导体的电阻越___。
控制变量
小
4.进行实验
(1)若探究电阻的大小跟导体材料的关系,应选择序号为___和___的两根金属丝。
结论1:导体电阻大小与导体的材料___关。
(2)若探究电阻的大小跟导体长度的关系,应选择序号为___和___的两根金属丝。
结论2:导体电阻大小与导体的长度___关。
相同情况下,导体的长度越长,电阻越___。
a
b
有
b
d
有
大
(3)若探究电阻的大小跟导体横截面积的关系,应选择序号为___和___的两根金属丝。
结论3:导体电阻大小与导体的横截面积___关。
相同情况下,导体的横截面积越大,电阻越___。
b
c
有
小
(3)若探究电阻的大小跟导体横截面积的关系,应选择序号为___和___的两根金属丝。
结论3:导体电阻大小与导体的横截面积___关。
相同情况下,导体的横截面积越大,电阻越___。
(4)除以上因素外,你们认为导体的电阻还与什么因素有关?
提示 温度。
综上所述,导体的电阻是导体本身的一种性质,它的大小与导体的____、
_____、_________、_____有关。
b
c
有
小
材料
长度
横截面积
温度
阅读教材第66页内容,完成以下内容。
1.导体_________好,绝缘体的________比较差。有些材料,例如______,导电性能介于_____和_______之间,称做_______。利用半导体材料可以制作_______、_______。
2.某些物质在很低的温度时,电阻就变成了0,这种现象被称为________。
三、半导体和超导现象
导电性能
导电性能
锗、硅
导体
绝缘体
半导体
二极管
三极管
超导现象
例1 以下有关电阻的观点中,你认为错误的是( )
A.不同的导体,电阻一般不同
B.导体被加热后,电阻一般会随温度升高而增大
C.一个导体两端的电压越大,电流越大,则它的电阻就越小
D.导体的电阻大小决定于导体的材料、长度、横截面积和温度
C
解析 影响导体电阻的大小的因素有:长度、横截面积和材料,还与温度有关,因此,不同的导体,材料不同,所以电阻一般不同,故A、D不符合题意;
电阻的大小与导体的温度有关,大多数导体的电阻随温度的升高而增大,如灯丝,故B不符合题意;
电阻与导体两端电压和通过的电流无关,导体两端的电压越大,通过的电流越大,但电阻不变,故C符合题意。
例2 如图所示,AB和BC是由同种材料制成的长度相同、横截面积不同的两段导体,将它们串联后连入电路中,比较通过它们的电流的大小,有( )
A.IAB<IBC B.IAB=IBC
C.IAB>IBC D.无
B
解析 AB和CD两段导体虽然粗细不同,但因为串联在电路中,故流经两部分的电流是相等的。故选B。
1.在相同温度下,关于导体的电阻,下列说法正确的是( )
A.铜线的电阻一定比铝线的小
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
解析 导体电阻与导体的材料、长度与横截面积有关,只知道导体的材料,不知道导体的长度和横截面积关系,无法确定铜线与铝线电阻的大小,故A错误;
长度相同、粗细也相同的铜线和铝线,由于材料不同,则电阻不相等,故B错误;
在材料、长度相同的情况下,导体越粗,横截面积越大,电阻越小,所以,长度相同的两根铜线,粗的那根电阻较小,故C错误;
在材料、横截面积相同的情况下,导体越长,导体电阻越大,所以,粗细相同的两根铜线,长的那根电阻较大,故D正确。
2.如图所示电路,给灯泡串联一段从白炽灯上取下的钨丝,闭合开关S,用酒精灯将钨丝加热,观察到灯泡变暗,这说明影响导体电阻大小的因素是( )
A.材料 B.长度
C.横截面积 D.温度
D
3.某电阻线长5 m,阻值为2 Ω,若将其剪掉一半长度,再拉长至原来长度后的电阻值( )
A.2 Ω B.1 Ω
C.大于1 Ω而小于2 Ω D.大于2 Ω
D
解析 电阻线长5 m,若将其剪掉一半长度,导线的长度变为原来的一半,再拉长至原来长度后,横截面积变为原来的一半,故此时电阻变大,故电阻值大于2 Ω,故选D。
4.家用白炽灯的灯丝烧断后,若把灯丝小心地搭在一起,我们会发现灯泡将比以前更亮,这是因为搭好的灯丝的电阻( )
A.变大了 B.变小了
C.没有变化 D.以上三种情况都有可能
B
解析 通过灯丝的电流过大,灯丝烧断了,灯丝中的一小部分肯定被烧没了,这样当灯丝搭接后,其长度比原来短,并且搭接处的横截面积变大,故电阻变小。故选B。
5.某款折叠屏幕5G手机的折叠屏幕使用柔性OLED-有机发光二极管LED材料,柔性OLED是( )
A.导体 B.绝缘体
C.半导体 D.超导体
C
解析 半导体的导电性介于导体和绝缘体之间,故折叠屏使用的柔性OLED-有机发光二极管LED材料,属于半导体。故选C。
6.如图所示是探究影响导体电阻大小因素的实验装置图,实验中分别把a、b、c、d四根导线接入电路,其中导线a、b、d长度相同,a、b、c粗细相同,b、d粗细不同。
(1)该实验是通过观察电流表的示数来间接比较导线电阻的大小,这种科学研究问题的方法是 ;
转换法
解析 该实验中,导体两端电压不变,通过电流表的示数大小间接得知接入电阻丝的阻值大小,应用了转换法。
(2)选用 两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的长度有关;
b、c
解析 探究电阻大小跟导体的长度的关系时,需要控制材料和横截面积相同,所以需要将b、c两根导线分别接入电路中进行实验。
(3)选用a、b两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的 有关;
材料
解析 由题图可知,导线a、b的粗细、长度均相同,只有材料不同,因此选用导线a、b分别接入电路中,是为了探究电阻大小跟导体材料的关系。
(4)选用 两根导线分别接入电路中进行实验,是为了探究电阻大小跟导体的横截面积有关。
b、d
解析 要探究电阻大小跟导体横截面积的关系,需要控制导体的材料和长度相同,横截面积不同;由题图可知,导线b、d的长度、材料均相同,粗细不同,因此选用导线b、d分别接入电路中。