人教版九年级物理 第十六章电压电阻第3节电阻（教学设计）

人教版九年级物理 第十六章电压电阻
第3节 电阻 （教学设计）
【课题】第3节 电阻
【学习目标】
1.认识电阻的概念，知道电阻是导体本身的一种性质。
2.能画出电阻在电路图中的符号，知道电阻大小的单位及其单位换算。
3.能在实验研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.体会运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。
5.了解半导体、超导体的主要特点，展望超导体应用对社会发展的影响。
【学习重点】
电阻概念的建立。
【学习难点】
通过实验说明决定电阻大小的因素有哪些。
【教学器材】
电阻定律演示器，一只演示电流表，废日光灯管的灯丝，酒精灯一个，小灯泡一个，电源（干电池组成的串联电池组）一个，导线若干（演示实验用）
【新课导入】
问题： 导线多是用铜或铝做的，特别重要的电气设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体，既多又便宜，为什么很少用它来做导线呢
铜、铝和铁都是导体，但它们的导电性能不同。我们通过研究不同材料的导电性来回答这个问题。
第3节 电阻
【新课学习】知识点一 电阻
想想做做
将电池、 电流表、小灯泡、开关和一小段细铁丝如图所示串联起来，观察电流表的示数和小灯泡的亮度。把细铁丝换成其他导体，例如铅笔芯， 电流表的示数和小灯泡的亮度是否发生变化
引导学生思考：实验中，电池提供的电压是相同的。电路中接入不同的导体时，电流表的示数不同。为什么会有这种差别呢
引入课题 第3节 电阻
【演示实验】比较小灯泡的亮度
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。
实验现象 把铜丝接入电路时，小灯泡较明亮；把镍铬合金丝接入电路时，小灯泡较暗。
【演示实验】在实验电路中接入电流表，闭合开关，观察电流表示数的变化，观察小灯泡亮度的变化。
实验现象 把铜丝接入电路，电流表的示数较大，灯泡较亮；把镍铬合金丝接入电路，电流表的示数较小，灯泡较暗。
在相同电压下，通过铜丝的电流比通过镍铬合金丝的电流大，为什么会有这种差别呢？
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。
结论：导体在导电的同时，对电流产生阻碍作用。
不同导体对电流的阻碍作用不同，用电阻来表示导体的这种性质。
一、电阻
1.电阻：在物理学中，把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。用字母 R 表示。
　　2.单位：欧姆，简称欧，符号：Ω.
　　比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）
　　 1 kΩ = 103 Ω 1MΩ =103 kΩ
实验室小灯泡中灯丝的电阻通常为几欧姆到十几欧姆；日常用的电炉丝的电阻为几十欧姆；长1m、横截面积1mm 的家用铜导线，电阻为百分之几欧姆，通常可以略去不计。
3.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，也叫做定值电阻，简称电阻。电路图中用符号 表示。
【课堂练习】
【例题1】有两段导体a和b，在相同的电压下，通过导体a的电流大于通过导体b的电流，由此可以判断【 】
A.导体a的电阻大于导体b的电阻
B.导体a的电阻等于导体b的电阻
C.导体a的电阻小于导体b的电阻
D.导体a的电阻可能大于导体b的电阻，也可能小于导体b的电阻
【答案】C
【解析】导体a和b，在相同的电压下，通过导体a的电流大于通过导体b的电流，说明导体a对电流的阻碍作用比较小，导体b对电流的阻碍作用比较大，即导体a的电阻小于导体b的电阻。
知识点二 影响电阻大小的因素
问题：不同导体的电阻通常不同，那么导体的电阻与哪些因素有关呢
【演示实验】 影响导体电阻大小的因素
导体的电阻大小与哪些因素有关呢？
猜想①电阻的大小可能与导体的长度有关。
②电阻的大小可能与导体的材料有关。
③电阻的大小可能与导体的粗细（横截面积）有关。
④电阻的大小可能与导体的温度有关。
······
制定计划与设计实验
①实验中采用什么方法探究？
利用控制变量法探究每一个因素对导体电阻大小的影响。
②探究实验中怎样比较导体电阻的大小？
用电流表测量通过导体电流的大小进行比较(转换法)，要保持导体两端的电压不变。
实验过程
①探究导体的电阻是否与导体的长度有关
探究中控制导体的材料和横截面积相同，研究当导体长度不同时，导体的电阻是否相同。
实验电路
实验现象 选用长的镍铬合金丝时，电流小；选用短的镍铬合金丝，电流大。
实验结论：导体的电阻与导体的长度有关。在材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
②探究导体的电阻是否与导体的横截面积有关
探究中控制导体的材料和长度相同，研究当导体横截面积不同时，导体的电阻是否相同。
实验电路
实验现象 选用粗的镍铬合金丝时，电流大；选用细的镍铬合金丝时，电流小。
实验结论：导体的电阻与导体的横截面积有关。在材料、长度相同时，导体横截面积越大，电阻越小。
③探究导体的电阻是否与导体的材料有关
探究中控制导体的长度和横截面积相同，研究当导体材料不同时，导体的电阻是否相同。
实验电路
实验现象 选用铜丝时，电流大；选用镍铬合金丝时，电流小。
实验结论：导体的电阻与材料有关；在长度、横截面积相同时，导体的材料不同，电阻不同。
播放探究实验视频： 影响导体电阻大小的因素
④探究导体的电阻是否与导体的温度有关
探究中控制导体的材料、长度和横截面积相同，研究当导体温度不同时，导体的电阻是否相同。
实验电路
实验现象 （1）开关闭合，加热灯丝，电流表示数变小；
（2）去掉灯丝，开关闭合，加热玻璃柱一段时间，电流表示数变大。
实验结论：导体的电阻与温度有关。对于大多数（金属）导体，温度越高，电阻越大。
引导学生阅读教材
材料不同，导电性能也不同。
天然橡胶棒的电阻，大约是长度、横截面积相同铁棒的2×1016倍！图显示的是不同材料在导电性能上的排序，从下至上，材料的导电性能依次增强。铜的导电性能优于铁。对于长度、横截面积相同的铁丝和铜丝，铁丝的电阻是铜丝的近6倍，所以一般不用铁制作导线。
结论：电阻是导体本身的一种性质。它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积，还受温度影响。
一段导体不论是否接入电路，都有电阻，且电阻大小不变。
【课堂练习】
【例题2】（2025年黑龙江龙东中考题）小王同学用如图甲所示的电路探究影响导体电阻大小的因素。如图乙，导体A、B、D的横截面积为S，C的横截面积为2S，导体A、B、C的长度相同。
①为了探究导体的电阻与其横截面积的关系，小王同学在MN之间接入的两段导体应是 ________ （选填导体的字母名称）。
②实验中可以通过观察 __________ 来粗略地比较导体电阻的大小。若接入MN之间的导体的阻值比较接近而无法判断它们的阻值大小时，请你给小王同学提一条解决方案：__________________ 。
【答案】①B、C ②灯泡的亮度 在原电路中再串联一个电流表
【解析】①探究导体的电阻与其横截面积的关系，应改变横截面积，保证其它条件相同，接入的两段导体应是B、C；②实验中可以通过观察灯泡的亮度来粗略地比较导体电阻的大小，灯泡越亮，电阻越小，灯泡越暗，电阻越大。若接入MN之间的导体的阻值比较接近，灯泡亮度接近而无法判断它们的阻值大小，则在原电路中再串联一个电流表。
【例题3】有A、B、C三根完全相同的导线，将A导线剪去一半，电阻变为R1；将B导线均匀的拉伸到原来长度的两倍，电阻变为R2；将C导线从中间对折，电阻变为R3.下列大小关系正确的是【 】
A．R1＞R2＞R3 B．R2＞R1＞R3
C．R2＞R3＞R1 D．R3＞R1＞R2
【答案】B
【解析】有ABC三根完全相同的导线，将A导线剪去一半，电阻变为原来的一半，即R1比原来小;将B导线均匀的拉伸到原来长度的两倍，长度增加，横截面积减小，电阻变大，R2比原来的电阻大；将C导线从中间对折，长度变为原来的一半，电阻变小，但与减去一半比，长度相同，横截面积更大，电阻更小，说明电阻R3小于R1，则三个电阻的关系R2＞R1＞R3.
知识点二 半导体和超导现象
播放视频：半导体和超导现象
1. 半导体： 导电能力介于导体和绝缘体之间的叫做半导体。常见物质材料为：锗、硅等。 利用半导体材料制成的二极管、三极管和电阻、电容等元件直接做在硅单晶片上（俗称芯片），就成了集成电路。没有半导体就没有我们今天的现代化生活。
2. 超导现象 20世纪初，科学家发现，某些物质在温度很低时，如铝在-271.76 ℃以下，铅在-265.95 ℃以下，电阻就变为0，这就是超导现象。如果超导现象用于实际，会给人类带来很多好处。例如用超导体制造电子元件，由于没有电阻，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大缩小，进一步实现电子设备的微型化。
【课堂练习】
【例题4】（2025年辽宁中考题）我国自主研发的IGBT芯片是高铁强劲有力的心脏。制造芯片的硅材料是【 】
A. 导体 B. 绝缘体 C. 半导体 D. 超导体
【答案】C
【解析】制造芯片的硅材料的导电性能介于导体与绝缘体之间，是半导体。
【课后作业】练习与应用：1、2、3、4题