4.3 物质的导电性与电阻（2课时全）（课件 42张PPT）

(共42张PPT)
§4.3
物质的导电性与电阻
为什么用金属铜做导线，
而用塑料或橡胶做金属导线的外套呢？
猜测：下列哪些物质容易导电？哪些物质不容易导电？
物质的导电能力
不同的物质具有不同的导电能力
实验器材
电路设计
导体：容易导电的物质
如：金属、石墨、人体、大地、盐类水溶液等
食盐水溶液能导电，纯净水能导电吗？
纯净的水是不导电的，但由于自然界的水中溶有大量其他物质，因此生活中所用的水（自来水、井水、河水、海水）一般是能导电的。
铜导线
铝导线
绝缘体：不容易导电的物质
如：塑料、玻璃、橡胶、陶瓷、干燥的空气等
电木插座
绝缘胶带
电木旋钮
绝缘电工扳手
电工绝缘鞋子、手套
实验
导体和绝缘体不是______的
绝对
烧红的玻璃能导电
①
在条件改变时，绝缘体可以变导体。
潮湿的空气能导电
②
在条件改变时，导体导电能力下降。
被氧化或腐蚀的导体（如生锈的铁丝）
纯水是绝缘体，含有杂质的水往往是导体。
干木棒和湿木棒导电能力不同。
你还能举些例子，说明导体和绝缘体并不是绝对的吗？
提醒：日常生活中要注意绝缘体在一定条件下的转化，防止触电。
插头被氧化后导电能力会下降。
原子核
（正电）
自由电子
（负电）
导体为什么能导电？
而绝缘体为什么不能导电？
导体容易导电的原因？
导体内部有大量能自由移动的电荷
金属导体中有大量的自由移动的电子
绝缘体不易导电的原因？
绝缘体内部几乎没有自由电荷
用金属导电的原理，解释玻璃烧红后能导电的原因。
常温下的玻璃中几乎没有能自由移动的电子，因此不导电；
当玻璃被加热后，内部就产生了足够的自由电子，因此就可导电了。
半导体
导电性能介于导体和绝缘体之间
常见的半导体材料有锗和硅
半导体主要用于电子工业或
IT，信息技术产品，人们常说的“硅谷”意指电子产品基地。
不同物质具有不同的导电能力。那么如何比较物质导电能力的强弱呢？
电
阻
导体对电流的阻碍作用。
概念：
R
导体对电流的阻碍能力越强，
其电阻值就越大。
单位：
欧姆（欧）
（Ω）
千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）
1兆欧
=
千欧
=
欧
103
106
单位换算：
导体的导电能力强，电阻较小。
绝缘体的导电能力弱，电阻非常大。
绝缘体
绝缘体与导体的导电能力和电阻：
物质的导电性
导
体
绝缘体
容易导电的物体
不容易导电的物体
原因
存在自由电荷
原因
几乎无自由电荷
（金属导电：靠自由电子）
无绝对界线
生活中的接线板，哪些部分是导体？哪些是绝缘体？
导体和绝缘体都是良好的电工材料
插脚
插孔
开关
发现有人触电时，应用什么将电线挑开？
雷雨天气，手拿在伞柄上好还是拿在雨伞杆上好？
所有导体的导电能力都一样吗？怎样设计实验验证？
导体对电流的阻碍作用。
概念：
导体对电流的阻碍能力越强，
其电阻值就越大。
单位：
欧姆（欧）
（Ω）
千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）
1兆欧
=
千欧
=
欧
103
106
单位换算：
导体与绝缘体：
电
阻
R
导体的导电能力强，电阻较小。
绝缘体的导电能力弱，电阻非常大。
影响导体电阻大小的因素可能有哪些？
控制变量法
怎样才能知道哪个导体的电阻大？
设计比较导体电阻大小的实验方案，
并画出电路图：
这些方法可以将原本看不见的电流通过灯泡的亮暗和电流表的示数表达出来，这种方法叫做
法。
转换
1、研究导体电阻与长度的关系
这个探究中，主要变量是
，要控制
不变的因素是
。
导体的长度
导体材料、导体横截面积、温度
【实验结果】
材料﹑粗细相同的导体，长度越长，电阻越大。
这个探究中，主要变量是
，要控制不变的因素是
。
导体横截面积
导体材料、导体的长度、温度
2、研究导体电阻与粗细的关系
材料﹑长度相同的导体，导体越粗，电阻越小。
【实验结果】
这个探究中，主要变量是
，要控制不变的因素是
。
导体的长度、导体横截面积、温度
导体材料
3、研究导体电阻与材料的关系
粗细﹑长度相同的导体，电阻与材料有关。
【实验结果】
每一种物质的导电能力是不相同的
从表中可看出，在其他条件相同时，
的电阻很小，
的电阻较大，
的电阻很大。
因此用
做导线，
做绝缘体。
银、铜、铝
镍铬合金
电木和橡胶
银、铜、铝
电木和橡胶
实验室里有两种导线，一种是导电能力极强的铜线（电阻极小），另一种是导电能力较差的镍铬合金线（电阻较大），为什么本实验用镍铬合金线作为被测导线？
如果用电阻极小的铜线做实验，前后两次实验的电流改变不明显。
用电阻较大的镍铬合金线做实验，前后两次实验的电流改变明显。
当长度变为原来的2倍，电阻变为原来的？
2倍
当横截面积变为原来的2倍，电阻变为原来的？
当长度变为原来的一半，电阻变为原来的？
一半
一半
当横截面积变为原来的一半，电阻变为原来的？
2倍
R=4Ω
长度拉长为原来的2倍
长度压缩为原来的一半
R=16Ω
R=1Ω
这个探究中，主要变量是
，要控制不变的因素是
。
导体的长度、导体横截面积、导体材料
温度
4、研究导体电阻与温度的关系
【实验结果】
导体的电阻与温度有关。
金属导体的电阻会随温度的升高而增大。
如图实验可说明玻璃的电阻与温度有什么关系？
玻璃的电阻会随温度的升高而减少。
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。
超导现象与超导体
1911年，荷兰物理学家昂尼斯测量低温状态下的水银的电阻时发现，当温度降到-269℃时，水银的电阻完全消失，降为零。后来，科学家们又发现，其他一些物质当温度降低到某一值（称为转变温度）时，电阻也会变为零，从而发现了超导现象，并把这些能发生超导现象的物体称为超导体。显然，这么低的温度产生的超导现象很难应用于实际生产与生活，因此寻找高温（高转变温度）超导材料成为各国科学家努力的目标。
超导现象有很广泛的应用价值。例如：
用超导技术可制造磁悬浮高速列车；
用超导材料制成的导线在长途输电时几乎没有电能损失；
用超导材料制造电动机和变压器，其内部线圈不会发热。
电阻是导体本身的属性，由导体本身决定。
在温度相同情况下，导体电阻与材料、长度、粗细的关系可用如下式子表示：
“铜导线比铁导线的电阻小”这种说法对吗？
相同长度、相同横截面积铜导线比铁导线的
电阻小，或者说铜导线比铁导线的电阻率小。
R
ρ
L
S
长度
横截面积
电阻率（材料）
=
练习判断
1.
铁导线的电阻比铜导线的电阻大。（
）
2.
导体中电流越大，导体的电阻越大。（
）
3.
导体电阻是导体本身的一种性质。(
)
4.
导体越长，导体的电阻越大。(
)
5.
导体越细，导体的电阻越大。(
)
×
×
√
×
×
你知道：人体的电阻有多大吗？
一般来说，人体电阻的平均值是1000—2000欧。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、空气干燥的冬天，人体皮肤很干燥时，电阻较大。