导线多是用铜或铝做的,特别重要的电器设备的导线还要用昂贵的银来做。铁也是导体,既多又便宜,想想看,为什么不用铁来做导线呢?
14.1 怎样认识电阻
【学习目标】
1、知道电阻概念及其单位
2、知道决定电阻大小的因素;
3、体会控制变量法在“决定电阻大小的因素”实验中的运用。
演示1
把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和电流表的示数。
接不同的导体,小灯泡的亮度和电流表示数发生了变化。
实验现象
A
B
A
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。
在相同的电压下,通过铜丝的电流比镍铬合金丝的大,为什么会有这种差别呢?
实验现象
问 题
1.定义:
表示导体对电流阻碍作用的大小。
导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用就越大。导体的电阻通常用字母R表示。
2.单位:欧姆(ohm),简称欧,符号Ω。
3.电阻的单位还有:兆欧(MΩ)
千欧(kΩ)
换算关系是:
1 kΩ = 103 Ω
1 MΩ =106 Ω
一、电阻
欧姆 (1789-1854)
??乔治·西蒙·欧姆,德国物理学家。1787年3月16日出生于德国埃尔兰根。欧姆是家里七个孩子中的长子,他的父亲是一位熟练的锁匠,爱好哲学和数学。欧姆从小就在父亲的教育下学习数学,这对欧姆以后的发展起了一定的作用。
欧姆在物理学中的主要贡献是发现了欧姆定律。另外,欧姆还发现了电阻与导线的长度及横截面的关系
为纪念他,电阻的单位“欧姆”,以他的姓氏命名。
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
电炉(1000W)
48.4
常见用电器正常工作时的电阻阻值
可以看出家用电器的功率越大其电阻也就越小。
小资料
常见的电阻值
人的双手间(干燥) 1000—-5000 Ω
人的双手间(潮湿) 200—800 Ω
实验用小灯泡 5—50 Ω
实验室用的导线(每根) 0.01—0.10 Ω
1、导线、开关、电流表(电阻很小),可以看做没有电阻,即:R=0Ω
2、电压表(电阻很大),可以看做断路(开路),即:R=∞Ω
请注意:在我们初中阶段
各种电阻器
●电阻的大小是否跟导线的长度有关;
●电阻的大小是否跟导线的粗细有关;
●电阻的大小是否跟导线的材料有关;
电阻的大小和哪些因素有关?
二、探究影响电阻大小的因素
问 题
猜 想
观察图片,图中铜线和铝线的电阻不同,是两段导线在什么方面存在差异造成的呢?
1、认识实验器材?
2、要研究电阻跟几个因素的关系,应当选用什么方法?
3、具体说明控制哪些量不变?改变什么量?
4、通过什么办法可以比较出电阻的大小
实验方案设计
二、探究影响电阻大小的因素
(一)探究导体电阻与长度的关系
导体长度
灯的亮度
电流表示数
电阻大小
长
暗
小
大
短
亮
大
小
[进行实验]
1.探究导体电阻与长度的关系。
控制的不变量有__、__、
材料 粗细
实验结论:
材料、粗细相同的导体,长度越大,电阻__。
越大
暗
小
大
亮
大
小
(二)、研究导体的电阻与粗细的关系
2、研究导体的电阻与粗细的关系
[进行实验]
控制的不变量有__、__、
导体 粗细
灯的亮度
电流表示数
电阻大小
细
暗
小
大
粗
亮
大
小
实验结论:
材料、长度相同的导体,越粗,电阻__。
材料 长度
暗
小
大
亮
大
小
越小
(三).探究导体电阻与材料的关系。
导体 材料
灯的亮度
电流表示数
电阻大小
甲
亮
大
小
乙
暗
小
大
实验结论:
长度、粗细相同的导体,电阻大小与材料有关。
3、探究导体电阻与材料的关系。
[进行实验]
控制的不变量有__、__、
长度 粗细
亮
大
小
暗
小
大
思考:1、常用的导线通常用铜或铝做的,铁也是导体,又多又便宜,为什么不用铁来作导线呢?
2、适合作绝缘体有哪些材料?为什么?
在20℃时长1米、横截面积为1毫米2的各种材料的电阻/ W
阅读思考
导体的电阻决定于它本身的材料、长度、横截面积,与其它因素无关。所以说,电阻是导体本身的一种性质。
[实验结论]
灯丝
A
加热
研究导体的电阻与温度的关系。
研究发现,某些材料(如水银)的温度降低
到一定程度(-269 ℃)时,电阻会突然消失。
这就是超导现象。
回忆:当温度下降到-273℃时,金属导体
的电阻会有什么变化?
利用超导原理,造出了磁悬浮列车
正在进行的高温超导材料的研制为
超导现象的应用提供了广阔的前景。
练一练
1、一个导体接在3伏的电源上,电阻大小为10欧,若从电路中取下这个导体,导体的电阻值为_______欧。
2、一段导体被均匀拉长后,它的电阻将 ,这是因为 变大,且 变小的原故。
10
变大
长度
横截面积
变大
变小
3、一段粗细均匀的镍铬合金丝串联入电路中,得到电流大小为 I,现将该镍铬合金丝对折起来,连入电路,该合金丝电阻将 ,电流将 。 (填“变大”、“变小”或“不变”)
4.关于导线电阻的大小,下列说法中正确的是(温度对电阻的影响可以不计) ( )
A.横截面积越大的导线,电阻越小
B.横截面积相同的导线,长导线的电阻大
C.长度相同的导线,细导线的电阻大
D.同种材料制成的长短相同的导线,粗导线的电阻小
D
在做“研究电阻大小的因素”的实验时,为了便于研究,采用控制变量的方法,每次需挑选两根合适的导线,测出通过它们的电流,然后进行比较,最后得出结论。
(1)为了研究电阻与导体材料的关系,应选用的两根导线是 ;
(2)为了研究电阻与导体长度的关系,应选用导线C和导线 ;
(3)为了研究电阻与 的关系,应选用导线A和导线D。
导线代号
A
B
C
D
E
F
G
长度/米
1
0.5
1.5
1
1.2
1.5
0.5
横截面积/毫米2
3.2
0.8
1.2
0.8
1.2
1.2
1.2
材料
锰铜
钨
镍铬
锰铜
钨
锰铜
镍铬
C、F
G
导体粗细(横截面积)
用实验中的电学元件设计一个实验来判断自来水和矿泉水导电性能的强弱。写出实验步骤和实验现象。
A
B
A
1.物理学中,用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。
3.电阻是导体本身的性质。它的大小取决于导体的材料、长度、横截面积,还受温度影响。
2.电阻的单位是欧姆,简称欧,符号Ω。
课堂小结