(共33张PPT)
第3节
物质的导电性与电阻
为什么导线大多用铜和铝做的?
为什么电线的外套都用橡胶或塑料做的?
一、物质的导电能力
课本P134
铅笔芯、食盐水、硬币
塑料直尺、玻璃棒、粉笔、纯净水
1、导体和绝缘体
(1)导体:容易导电的物质叫做导体。
常见的导体有:金属、石墨、人体、大地、食盐水等。
(2)绝缘体:不容易导电的物质叫做绝缘体。
常见的绝缘体:橡胶、玻璃、瓷、塑料、干木头、油和干燥的空气等。
记住几种个别的物体:石墨是导体;水银是一种金属,通常是液体,也是导体;酸、碱、盐的水溶液是导体;碱块、盐块不是水溶液,不是导体;油是绝缘体。
(3)导体和绝缘体没有绝对的界线
导体和绝缘体并不是绝对的,有些绝缘体在条件改变时会变成导体。
例如,玻璃常温下是绝缘体,烧红时可以导电;干木头在潮湿的情况下可以导电。纯净的水不导电,含杂质就导电。
导体的表面被氧化或腐蚀后,导电能力下降,甚至不导电,所以电路的关键部位必须采取防腐蚀的措施。例如,人造卫星电路的接触点表面一般都会镀金。
课本P135思考与讨论:
在家庭电路中,所有导线都是用塑料和橡胶等材料包裹着,这是为什么?
解答:在导体中用来做芯线的材料是一些导电能力很强的金属,而塑料和橡胶是绝缘体,用它们包裹在芯线外面可以防止导线漏电和人体触电。
计算机主板上集中了几十万甚至几十亿个半导体元件。
(4)半导体:导电能力介于导体和绝缘体之间的一类物质叫做半导体。
常见的半导体材料有锗和硅。主要用于电子工业或IT产品。
2、导体容易导电和绝缘体不容易导电的原因
导体为什么导电?绝缘体为什么不导电?
金属导体中存在着大量能够自由移动的电子。在酸、碱、盐的水溶液中存在着能自由移动的电荷,称为正、负离子。
在绝缘体中,电荷几乎都被束缚在原子的范围内,不能自由移动,被称为束缚电荷。(注:不是没有大量的电荷,而是没有大量可以自由移动的电荷)
金属导电的微观解释:金属导体导电的原因是导体内部存在大量自由移动的电子;绝缘体不导电的原因是绝缘体内部几乎不存在自由电子。
课本P135思考与讨论:
用金属导电的原理,你能否解释玻璃烧红红能导电的原因?
解答:在常温下的玻璃内部几乎没有能自由移动的电子,因此不能导电。在烧红后,大量电子摆脱了原子核的束缚变成了自由电子,自由电子能从一个地方移动另一个地方,所以能导电了。
二、电阻
不同的材料导电能力有强有弱,为了比较各种材料的导电能力,引入电阻。
1、电阻的概念:电阻是导体对电流的阻碍作用。
2、绝缘体是电阻非常大,而导电能力非常小的物质。
4、电阻的单位:欧姆,简称欧,符号:Ω。比欧大的单位有:千欧(kΩ)、兆欧(MΩ)。
5、换算关系:
1兆欧(MΩ)=103千欧(kΩ)
1千欧(kΩ)=103欧(Ω)
3、电阻用字母R表示。电路图中的符号是:
各种电阻
三、影响导体电阻大小的因素
课本P136
材料、温度
科学猜想事实为依据,不是瞎猜!
1、研究导体电阻与长度的关系
你会选择哪两根导体做实验?
导体
灯的亮度
电流表示数
电阻大小
甲(1米)
乙(0.5米)
控制的不变量有
、
、
。
材料
粗细
温度
实验结果:
材料、粗细相同的导体,长度越大,电阻
。
较大
暗
小
大
亮
大
小
2、研究导体电阻与粗细的关系
你会选择哪两根导体做实验?
导体
灯的亮度
电流表示数
电阻大小
甲(0.5毫米2)
乙(1毫米2)
控制的不变量有
、
、
。
材料
长度
温度
实验结果:
材料﹑长度相同的导体,越粗,电阻
。
暗
小
大
亮
大
小
越小
课本P136
导线的长度
导线的材料和粗细
大
导线的粗细
导线的材料和长度
小
3、研究导体电阻与材料的关系
你会选择哪两根导体做实验?
导体
灯的亮度
电流表示数
电阻大小
甲(1米,
1毫米2,镍铬合金线)
乙(1米,1毫米2,铜线)
控制的不变量有
、
、
。
实验结果:
粗细﹑长度相同的导体,电阻与
有关。
暗
小
大
亮
大
小
材料
粗细
长度
温度
4、研究导体电阻与温度的关系
(1)大部分导体(如金属导体)温度升高,金属导体的电阻会增大。温度降低,金属导体的电阻会减少。即金属导体的电阻与温度有关,温度越高电阻越大。
(2)个别导体(如部分半导体材料和绝缘体)的电阻会随着温度的升高而减小(玻璃烧红后导电)。
(3)某些材料的温度降低到一定程度时,电阻会突然消失,这就是超导现象。利用超导原理,出现了磁悬浮列车。
课本P136
解答:因为相同长度和粗细的情况下,镍铬合金线的电阻比铜线的电阻大得多,改变长度是,电阻变化幅度大,灯泡的亮度和电流表的变化明显。
课本P137
解答:玻璃的电阻随温度的升高而减小。
从表中可看出,在相同情况下,
的电阻很小。
的电阻较大。
的电阻很大。
因此,
做导线,
做绝缘体。
银、铜、铝
镍铬合金
电木和橡胶
铜、铝
电木和橡胶
一般来说,人体的平均电阻是1000~2000欧。当然,不同的人电阻是不同的,同一个人在不同情况下的电阻也是不同的。当气温高或人体出汗时,人体电阻较小;而在气温低、空气干燥的冬季,皮肤很干燥时,人体电阻较大。
课本P138
实验方案:取一段灯丝接入如图电路中,发现灯泡发光,用酒精等加热接入的灯丝时会发现灯泡亮度变暗,说明灯丝温度升高时电阻增大,即金属导体的电阻值与温度有关。
练习
1、下列各物质哪些是导体?哪些是绝缘体?
空气、水银、云母、石墨、硫酸溶液、食盐晶体。
其中导体有:
;
绝缘体有:
。
水银、石墨、硫酸溶液
空气、云母、食盐晶体
2、在金属导体内,能够自由移动的电荷是
,在酸、碱、盐的水溶液中,能够自由移动的电荷是
。
自由电子
阴、阳离子
3、判断:
导体容易导电是因为导体内有大量的可以自由移动的电子。(
)
在硫酸铜晶体中,因为它没有自由电子,所以它不导电。(
)
金属导体里的电子都是自由电子。(
)
绝缘体不容易导电是因为绝缘体内自由电荷很少。(
)
√
√
×
×
4、运送汽油的油罐车,在它的底部都有一条铁链拖在地上,想想看这条铁链有什么用途?
因为铁链是导体,它可以将油罐车上的静电传向大地。有效防止了静电火花造成的火灾。
5、插座和插头为什么它们上边既用铜又用塑料,试说一下它们的作用?
塑料是绝缘体,它的作用是防止漏电。铜是金属,是导体。它的作用是导电。
6、为什么发现有人触电了,在抢救时不能直接用手去拉?
因为人体是导体,如果直接去拉,只会使触电的人更多。应该先断电后救人。
7、为什么电机里的铜导线紧挨在一起,却不会漏电?
因为铜线上有绝缘漆,它能有效的防止漏电。
8、一段导线的电阻为10Ω,其长度变为为原来的2倍后电阻为多少 长度变为原来的0.5倍其电阻又为多少
40Ω
2.5Ω
同学们,再见!