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文檔簡介
第3節(jié)電阻(導(dǎo)學(xué)案)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.認(rèn)識電阻的概念,知道電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2.能畫出電阻的符號,知道電阻的單位及其換算。
3.能在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上理解電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)。
4.體會用控制變量法探究電阻與哪些因素有關(guān),積極動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】電阻概念的建立。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)說明決定電阻大小的因素有哪些。
【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材,完成以下問題:
1.電阻
(1)定義:表不導(dǎo)體對電流的大小,用字母R表示.
(2)性質(zhì):不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體的一種.
(3)單位:國際單位為—,簡稱歐,符號是—o常用的單位還有—(k。)、—(MQ)
換算關(guān)系:lkQ=Q1MQ=Q.
(4)電阻器:在電子技術(shù)中,經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件,也叫,在電路圖中的符
號為:。
2.決定電阻大小的因素
(1)為了比較電阻的大小,在電壓一定時(shí),比較通過不同導(dǎo)體的大小,這叫轉(zhuǎn)換法。
(2)導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的、、
和o與電壓和電流(選填“有關(guān)”、“無關(guān)”)。
3.半導(dǎo)體和超導(dǎo)體
(1)導(dǎo)電性能介于體和體之間,稱做半導(dǎo)體,例如信、硅等。利用半導(dǎo)體材料可以
制作二極管、三極管。如果把很多二極管、三極管和電阻、電容等元件直接做在硅單晶片上(俗稱芯
片),就成為電路。
(2)某些物質(zhì)在很低的溫度時(shí),如鋁在-271.76%:以下,鉛在-265.95。<2以下,電阻就變成了—,
這就是現(xiàn)象。
【合作探究】
探究一、電阻
1.實(shí)驗(yàn)探究:導(dǎo)體對電流的阻礙作用
(1)實(shí)驗(yàn)過程
如圖所示,把長短、粗細(xì)相同的銅絲和銀絡(luò)合金絲分別接入電路,閉合開關(guān),觀察電路中小燈泡
的亮度和電流表的示數(shù)
(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
把銅絲接入電路,電流表的示數(shù)比較,小燈泡較;把銀鋁合金絲接入電路,電流表
的示數(shù)比較,小燈較O
(3)實(shí)驗(yàn)分析
在相同的電壓下,通過銅絲的電流較大,表明銅絲對電流的阻礙作用比較;通過銀銘合金
絲的電流較小,表明銀銘合金絲對電流的阻礙作用比較=
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
導(dǎo)體在導(dǎo)電的同時(shí),對電流產(chǎn)生—作用。不同導(dǎo)體對電流的阻礙作用不同,物理學(xué)中用來
表示導(dǎo)體的這種性質(zhì)。
2.電阻
【閱讀歸納】p64有關(guān)內(nèi)容。
(1)概念:在物理學(xué)中,用電阻表示導(dǎo)體對電流的大小。用字母表示。
(2)單位:
①國際單位:,簡稱歐,符號Q
②常用單位:(k。)、(MQ).
③換算關(guān)系:lkQ=Q1MQ=kQ.
(3)電阻器:在電子技術(shù)中,我們常用到有一定電阻值的元件一一電阻器,也叫做。電
路圖中用符號表示。
(4)對電阻的理解:可從“阻礙作用”和“性質(zhì)”兩個(gè)角度來分析。
①導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越。在相同的電壓下,導(dǎo)體對電流的阻礙
作用(電阻)越大,電路中的電流越。而絕緣體之所以起絕緣作用,就是由于其電阻很。
②導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種,由自身情況決定。不管這個(gè)導(dǎo)體是否連入電路,是否有電
流通過,也不管它兩端的電壓是否改變,導(dǎo)體對電流的阻礙作用(電阻)總是的。無電流通過
時(shí),這種阻礙作用僅僅是沒有體現(xiàn)出來而已。
(5)常見的一些電阻器
陶瓷電阻壓電電阻線繞電阻
(6)一些物體的電阻值
小燈泡約10歐人體約幾千歐
白熾燈約800歐電流表約0.1歐
熱水壺約50歐電壓表約幾十兆歐
【例題1】導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻,電阻的大小與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流
(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”),物理學(xué)中用科學(xué)家的名字作為電阻的單位,以紀(jì)念他對物理學(xué)的
貢獻(xiàn)。在電路中,要經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件一電阻器,也叫做,簡稱電阻,電路
圖中用表示。
【例題2】關(guān)于導(dǎo)體的電阻,下列說法正確的是()
A.導(dǎo)體的電阻由其兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流共同決定
B.導(dǎo)體通電時(shí)有電阻,不通電時(shí)沒有電阻
C.導(dǎo)體的電阻越大,表明導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)
D.導(dǎo)體電阻越小,對電流的阻礙作用越小
探究二、影響電阻大小的因素
1.探究影響電阻大小的因素
【提出問題】導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)呢?
【猜想與假設(shè)】電阻的大小可能與導(dǎo)體的—、導(dǎo)體的、導(dǎo)體的—、導(dǎo)體的—有關(guān)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
(1)探究方法
①控制變量法:在探究電阻的大小可能與導(dǎo)體的材料、導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的粗細(xì)、導(dǎo)體的溫度有
關(guān)時(shí),利用控制變量法去探究每一個(gè)因素對電阻大小的影響。
②轉(zhuǎn)換法:在電源電壓不變的情況下,通過或燈泡亮度來判斷導(dǎo)體電阻的大小。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(1)實(shí)驗(yàn)器材
電源(電池或蓄電池)、導(dǎo)線、規(guī)格不同的銀鋁合金絲、錦銅合金絲、電流表、燈泡、開關(guān)、酒精
燈、日光燈絲等。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟
①根據(jù)所研究的問題連接如圖所示的實(shí)物圖。
探究導(dǎo)體的電阻與長度、粗細(xì)、材料及溫度的關(guān)系
②選用長度和橫截面積相同的錦銅合金絲a和銀銘合金絲b,分別將它們接入電路,觀察電流表的
示數(shù),記入表格中。
③選用橫截面積相同,長度不同的兩根銀銘合金絲b和c,分別將它們接入電路,觀察電流表的示
數(shù),記入表格中。
④選用長度相同,橫截面積不同的兩根銀銘合金絲b和d,分別將它們接入電路,觀察電流表的
示數(shù),記入表格中。
⑤探究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系
控制導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積相同,導(dǎo)體的溫度不同。用酒精燈給日光燈絲加熱,觀察燈泡
的亮暗情況及電流表的示數(shù),記入表格中。
(3)數(shù)據(jù)收集
橫截面積電流大小電阻大小
次數(shù)電壓材料長度/cm
/mm2/A/C
1錦銅合金1S
21S
1.5V
3銀絡(luò)合金//2S
4/2S
材料溫度電流電阻(大/小)
日光燈絲低
日光燈絲高
【分析論證】
(1)電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系
①由實(shí)驗(yàn)次數(shù)1與2可得出:在導(dǎo)體的長度和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。
②由實(shí)驗(yàn)次數(shù)2與3可得出:在導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的長度越長,電阻越大。
③由實(shí)驗(yàn)次數(shù)2與4可得出:在導(dǎo)體的材料和長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越小。
(2)金屬導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系
結(jié)論:同一燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
導(dǎo)體的電阻與、、和有關(guān)。
在材料、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大。在材料、長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,
電阻越小。在長度、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻不同。在一定條件下,金屬導(dǎo)體的電阻
隨溫度的升高而增大。
2.小資料
(1)導(dǎo)體的長為1米、橫截面積為1毫米2的不同材料的金屬絲在200c時(shí)的電阻值.
材料電阻值/Q材料電阻值/Q
銀0.016鴇0.053
銅0.017鐵0.099
鋁0.027鍍銘合金1.100
(2)不同材料在導(dǎo)電性能上的排序
在其他條件相同的情況下,電阻較小的材料導(dǎo)電性能較—;反之,電阻較大的導(dǎo)電性能較.
下圖展示的是不同材料在導(dǎo)電性能上的排序,從左至右下,材料的導(dǎo)電性能依次o
V>
導(dǎo)銀銅鋁鐵炭酸堿鹽地濕楮硅汽干干玻橡陶絕
電筆溶溶水表木油紙布璃膠瓷緣
3.半導(dǎo)體和超導(dǎo)體
【閱讀p66“科學(xué)世界"并歸納】
(1)半導(dǎo)體
導(dǎo)電性能介于體和體之間,稱做半導(dǎo)體。例如錯(cuò)、硅等。利用半導(dǎo)體材料可以制作二
極管、三極管。如果把很多二極管、三極管和電阻、電容等元件直接做在硅單晶片上(俗稱芯片),就
成了—電路。
(2)超導(dǎo)現(xiàn)象
某些物質(zhì)在很低的溫度時(shí),如鋁在-271.76。(2以下,鉛在-265.95。(2以下,電阻就變成了—,這就
是現(xiàn)象。
【例題3】用圖所示電路探究“影響電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說法錯(cuò)誤的是()
A.電路中根據(jù)電流表的示數(shù)判斷電阻大小
B.該電路中兩段鑲銘合金絲的橫截面積相同
C.該電路探究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系
D.該電路探究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系
【例題4】1月31日,中國第一條量子芯片生產(chǎn)線通過央視新聞客戶端首次向公眾亮相。量子計(jì)算機(jī)
被看做是未來技術(shù)的制高點(diǎn),這足以證明我國擁有的彎道超車實(shí)力。芯片是指含有集成電路的硅片,制造
硅片的主要材料是()
A.半導(dǎo)體材料B.超導(dǎo)體材料C.絕緣材料D.磁性材料
【例題5】在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素中,小明猜想導(dǎo)體電阻大小可能與下列因素有關(guān):
A.導(dǎo)體的材料B.導(dǎo)體的長度C.導(dǎo)體的橫截面積
為驗(yàn)證上述猜想,他用如圖所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),①②④橫截面積相同,③橫截面積最大。
(1)該實(shí)驗(yàn)中,通過觀察(選填“電流表示數(shù)”或“燈泡亮度”)來反應(yīng)電阻的大小,這
種物理研究方法是;
A.轉(zhuǎn)換法B.控制變量法C.等效潛代法
(2)選用①②兩根導(dǎo)體分別接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想(選填猜想因素選項(xiàng)“A”
“B”或"C”);
(3)選用①④兩根導(dǎo)體分別接入圖中M、N兩點(diǎn)間,閉合開關(guān)電流表的示數(shù)不同,可知在導(dǎo)體的長
度和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的—有關(guān)。
【精講點(diǎn)撥】
1.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),由自身長度、橫截面積、材料決定,與導(dǎo)體兩端的電壓,
通過的電流都無關(guān)。
2.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度有關(guān)。
在材料、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大。在材料、長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻
越小。在長度、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻不同。在一定條件下,金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的
升高而增大。
【歸納整理】
第3節(jié)電阻
「電阻表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小,常用字母R表示.
「國際單位:歐姆,簡稱歐,符號Q
「電阻y單位y常用單位:千歐(k。)、兆歐(M。)
〔換算關(guān)系:lkQ=l()3。lMQ=103kQ
I電路元件符號:一|----1—
「導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān);
影響在材料、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大;
、因素j在材料、長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越小;
、在長度、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻不同.
【課堂練習(xí)】
1.有一根電阻絲,若要使該電阻絲的阻值變小,可以采取的方法是()
A.減小電阻絲兩端的電壓B.增大通過電阻絲的電流
C.減小電阻絲長度D.減小電阻絲橫截面積
2.關(guān)于導(dǎo)體電阻,下列說法正確的是()
A.導(dǎo)體的電阻由其兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流共同決定
B.導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí),導(dǎo)體的電阻為零
C.只增加導(dǎo)體的橫截面積,導(dǎo)體的電阻增大
D.導(dǎo)體的電阻越小,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越小
3.小明用如圖所示的器材探究“影響電阻大小的因素”。a、b為長度一樣的銀鋁合金絲,b比a
的橫截面積大。關(guān)于此實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()
A.小燈泡越亮,表示接入的合金絲電阻越大
B.利用此裝置只能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積的關(guān)系
C.利用此裝置能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積、長度的關(guān)系
D.為了準(zhǔn)確比較兩條合金絲的電阻,可在電路中串聯(lián)一個(gè)電壓表
4.如圖所示,AB和BC是由同種材料制成的長度相同、橫截面積不同的兩段導(dǎo)體,將它們串聯(lián)
后連入電路中。比較通過它們的電流的大小,有()
AB
A.AB段電阻大,電流小B.BC段電阻大,電流大
C.AB段電阻大,電流與BC段相等D.BC段電阻大,電流與AB段相等
5.關(guān)于材料,下列說法正確的是(
A.銅、鋁、陶瓷都是很好的導(dǎo)體
B.電加熱器最適合用超導(dǎo)體材料制成的
C.導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對界限,絕緣體有時(shí)可以變成導(dǎo)體
D.發(fā)光二極管是一種半導(dǎo)體材料,只要接入電路就可以發(fā)光
6.如圖展示的是不同材料在導(dǎo)電性能上的排序,從左至右,材料的導(dǎo)電性能依次(選填
“增強(qiáng)”或“減弱”)o圖中的銀、銅、鋁屬于(選填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“絕緣體”)。第
五屆中國國際進(jìn)口博覽會上展示了全球首個(gè)量產(chǎn)的3nm芯片。芯片主要利用(選填“導(dǎo)體”
“半導(dǎo)體”或“絕緣體”)材料制作而成。
—導(dǎo)銀銅鋁鐵炭酸堿鹽地濕錯(cuò)硅汽干干玻橡陶絕=
電筆溶溶水表木油紙布璃膠瓷緣
7.如圖,將導(dǎo)體接到電路的A、B之間時(shí),導(dǎo)體與燈泡是聯(lián)的;如果將不同的導(dǎo)體分別接到
A、B之間,閉合開關(guān),可通過觀察、比較來判斷不同導(dǎo)體電阻的大小,若兩個(gè)導(dǎo)體的電阻差
異不大,則可以在電路中作進(jìn)一步的判斷。
8.小組同學(xué)用如圖所示的電路和表中的金屬絲探究”導(dǎo)體的電阻跟哪些因素有關(guān)”。
編號材料長度/m橫截面積/mnr
1鋼絲0.50.1
2鐵絲0.50.1
3銀銘合金絲0.50.1
4銀銘合金絲0.50.2
5銀格合金絲0.10.1
(1)為了探究電阻與長度的關(guān)系,應(yīng)選擇編號為_____的兩根金屬絲,先后接入A、B間,通過觀察
來比較金屬絲電阻的大?。?/p>
(2)選擇編號為3和4的兩根金屬絲,先后接入A、B間,發(fā)現(xiàn)接入3號金屬絲時(shí)燈泡的亮度比
接入4號時(shí)的更暗,說明4號金屬絲的阻值更(選填“大”或“小”),這實(shí)驗(yàn)表明:在其他條
件相同時(shí),,電阻越大;
(3)在我國城鄉(xiāng)許多地區(qū)進(jìn)行輸電線路的改造,將原來細(xì)的鋁質(zhì)輸電線換成較粗的鋁質(zhì)輸電線,
這樣就(選填“增大”或“減小”)了輸電線的電阻。
【課后反思】
本節(jié)課學(xué)習(xí)中,你有哪些收獲,還有哪些問題?
第3節(jié)電阻(導(dǎo)學(xué)案)
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.認(rèn)識電阻的概念,知道電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)。
2.能畫出電阻的符號,知道電阻的單位及其換算。
3.能在實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上理解電阻的大小與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān)。
4.體會用控制變量法探究電阻與哪些因素有關(guān),積極動手進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
【學(xué)習(xí)重點(diǎn)】電阻概念的建立。
【學(xué)習(xí)難點(diǎn)】通過實(shí)驗(yàn)說明決定電阻大小的因素有哪些。
【自主預(yù)習(xí)】閱讀教材,完成以下問題:
1.電阻
(1)定義:表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小,用字母R表示.
(2)性質(zhì):不同的導(dǎo)體,電阻一般不同,電阻是導(dǎo)體的一種性質(zhì).
(3)單位:國際單位為歐姆,簡稱歐,符號是顯。常用的單位還有千歐(k。)、?(MQ)
換算關(guān)系:1MQ=W^Q.
(4)電阻器:在電子技術(shù)中,經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件,也叫定值電阻,在電路圖中的符
號為:—[)—。
2.決定電阻大小的因素
(1)為了比較電阻的大小,在電壓一定時(shí),比較通過不同導(dǎo)體的電速大小,這叫轉(zhuǎn)換法。
(2)導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),它的大小決定于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積和溫度。
與電壓和電流無關(guān)(選填“有關(guān)”、“無關(guān)”)。
3.半導(dǎo)體和超導(dǎo)體
(1)導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,稱做半導(dǎo)體,例如錯(cuò)、硅等。利用半導(dǎo)體材料可以制作二
極管、三極管。如果把很多二極管、三極管和電阻、電容等元件直接做在硅單晶片上(俗稱芯片),就
成為集成電路。
(2)某些物質(zhì)在很低的溫度時(shí),如鋁在-271.76。(2以下,鉛在-265.95。<2以下,電阻就變成了。,
這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。
【合作探究】
探究一、電阻
1.實(shí)驗(yàn)探究:導(dǎo)體對電流的阻礙作用
(1)實(shí)驗(yàn)過程
如圖所示,把長短、粗細(xì)相同的銅絲和銀鋁合金絲分別接入電路,閉合開關(guān),觀察電路中小燈泡
的亮度和電流表的示數(shù)
(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
把銅絲接入電路,電流表的示數(shù)比較大,小燈泡較亮;把銀銘合金絲接入電路,電流表的示數(shù)比
較小,小燈較喑。
(3)實(shí)驗(yàn)分析
在相同的電壓下,通過銅絲的電流較大,表明銅絲對電流的阻礙作用比較?。煌ㄟ^鑲銘合金絲的
電流較小,表明銀銘合金絲對電流的阻礙作用比較大。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
導(dǎo)體在導(dǎo)電的同時(shí),對電流產(chǎn)生幽作用。不同導(dǎo)體對電流的阻礙作用不同,物理學(xué)中用電阻來
表示導(dǎo)體的這種性質(zhì)。
2.電阻
【閱讀歸納】p64有關(guān)內(nèi)容。
(1)概念:在物理學(xué)中,用電阻表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小。用字母K表示。
(2)單位:
①國際單位:歐姆,簡稱歐,符號Q
②常用單位:壬歐(k。)、兆歐(MQ).
③換算關(guān)系:1kQ=IO3Q1MQ=102kQ.
(3)電阻器:在電子技術(shù)中,我們常用到有一定電阻值的元件一一電阻器,也叫做定值電阻。電
路圖中用符號~~=—表示。
(4)對電阻的理解:可從“阻礙作用”和“性質(zhì)”兩個(gè)角度來分析。
①導(dǎo)體的電阻越大,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越大。在相同的電壓下,導(dǎo)體對電流的阻礙作用
(電阻)越大,電路中的電流越小。而絕緣體之所以起絕緣作用,就是由于其電阻很大。
②導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),由自身情況決定。不管這個(gè)導(dǎo)體是否連入電路,是否有電
流通過,也不管它兩端的電壓是否改變,導(dǎo)體對電流的阻礙作用(電阻)總是存在的。無電流通過
時(shí),這種阻礙作用僅僅是沒有體現(xiàn)出來而已。
(5)常見的一些電阻器
陶瓷電阻壓電電阻線繞電阻
(6)一些物體的電阻值
小燈泡約10歐人體約幾千歐
白熾燈約800歐電流表約0.1歐
熱水壺約50歐電壓表約幾十兆歐
【例題1】導(dǎo)體對電流的阻礙作用叫電阻,電阻的大小與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流
(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”),物理學(xué)中用科學(xué)家的名字作為電阻的單位,以紀(jì)念他對物理學(xué)的
貢獻(xiàn)。在電路中,要經(jīng)常用到具有一定電阻值的元件一電阻器,也叫做,簡稱電阻,電路
圖中用表示。
【答案】無關(guān);歐姆;定值電阻;---1I--
【解析】電阻的大小與導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流無關(guān),只與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積
有關(guān)。
電阻的單位是歐姆,他提出了歐姆定律。電阻器即定值電阻,阻值大小一定。電路圖中的符號:
【例題2】關(guān)于導(dǎo)體的電阻,下列說法正確的是(D)
A.導(dǎo)體的電阻由其兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流共同決定
B.導(dǎo)體通電時(shí)有電阻,不通電時(shí)沒有電阻
C.導(dǎo)體的電阻越大,表明導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越強(qiáng)
D.導(dǎo)體電阻越小,對電流的阻礙作用越小
【解析】AB.電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與導(dǎo)體兩端的電壓和通過的電流無關(guān),導(dǎo)體通電時(shí)有
電阻,不通電時(shí)也有電阻,故AB錯(cuò)誤;
C.導(dǎo)體的電阻越大,表明導(dǎo)體的導(dǎo)電能力越差,故c錯(cuò)誤;
D.電阻是指導(dǎo)體對電流的阻礙作用,導(dǎo)體電阻越小,對電流的阻礙作用越小,故D正確。
探究二、影響電阻大小的因素
1.探究影響電阻大小的因素
【提出問題】導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)呢?
【猜想與假設(shè)】電阻的大小可能與導(dǎo)體的材料;、導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的粗細(xì)、導(dǎo)體的溫度有關(guān)。
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】
(1)探究方法
①控制變量法:在探究電阻的大小可能與導(dǎo)體的材料、導(dǎo)體的長度、導(dǎo)體的粗細(xì)、導(dǎo)體的溫度有
關(guān)時(shí),利用控制變量法去探究每一個(gè)因素對電阻大小的影響。
②轉(zhuǎn)換法:在電源電壓不變的情況下,通過電流表示數(shù)或燈泡亮度來判斷導(dǎo)體電阻的大小。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】
(1)實(shí)驗(yàn)器材
電源(電池或蓄電池)、導(dǎo)線、規(guī)格不同的鑲銘合金絲、銃銅合金絲、電流表、燈泡、開關(guān)、酒精
燈、日光燈絲等。
(2)實(shí)驗(yàn)步驟
①根據(jù)所研究的問題連接如圖所示的實(shí)物圖。
探究導(dǎo)體的電阻與長度、粗細(xì)、材料及溫度的關(guān)系
②選用長度和橫截面積相同的鎰銅合金絲a和鑲銘合金絲b,分別將它們接入電路,觀察電流表的
示數(shù),記入表格中。
③選用橫截面積相同,長度不同的兩根銀銘合金絲b和c,分別將它們接入電路,觀察電流表的示
數(shù),記入表格中。
④選用長度相同,橫截面積不同的兩根銀銘合金絲b和d,分別將它們接入電路,觀察電流表的
示數(shù),記入表格中。
⑤探究導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系
控制導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積相同,導(dǎo)體的溫度不同。用酒精燈給日光燈絲加熱,觀察燈泡
的亮暗情況及電流表的示數(shù),記入表格中。
(3)數(shù)據(jù)收集
橫截面積電流大小電阻大小
次數(shù)電壓材料長度/cm
/mm2/A/Q
1鎬銅合金/S
2/S
1.5V
3銀鋁合金//2S
412S
材料溫度電流電阻(大/小)
日光燈絲低
日光燈絲高
【分析論證】
(1)電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積的關(guān)系
①由實(shí)驗(yàn)次數(shù)1與2可得出:在導(dǎo)體的長度和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料有關(guān)。
②由實(shí)驗(yàn)次數(shù)2與3可得出:在導(dǎo)體的材料和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的長度越長,電阻越大。
③由實(shí)驗(yàn)次數(shù)2與4可得出:在導(dǎo)體的材料和長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越小。
(2)金屬導(dǎo)體的電阻與溫度的關(guān)系
結(jié)論:同一燈絲的電阻隨溫度的升高而增大。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論
導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度有關(guān)。
在材料、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大。在材料、長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,
電阻越小。在長度、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻不同。在一定條件下,金屬導(dǎo)體的電阻
隨溫度的升高而增大。
2.小資料
(1)導(dǎo)體的長為1米、橫截面積為1毫米2的不同材料的金屬絲在20℃時(shí)的電阻值.
材料電阻值/Q材料電阻值/Q
銀0.016鴇0.053
銅0.017鐵0.099
鋁0.027鍍鋁合金1.100
(2)不同材料在導(dǎo)電性能上的排序
在其他條件相同的情況下,電阻較小的材料導(dǎo)電性能較強(qiáng);反之,電阻較大的導(dǎo)電性能較弱。下
圖展示的是不同材料在導(dǎo)電性能上的排序,從左至右下,材料的導(dǎo)電性能依次減弱。
/,
7
絕
炭
酸堿
鹽地
鑄
硅汽
玻
橡陶
銀銅
鋁鐵
導(dǎo)
濕
干干
瓷
筆
表
油
璃膠
水
木
紙
布
溶溶
電
緣
液液
性
能
能
力
3.半導(dǎo)體和超導(dǎo)體
【閱讀p66“科學(xué)世界"并歸納】
(1)導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間,稱做半導(dǎo)體。例如錯(cuò)、硅等。利用半導(dǎo)體材料可以制作二
極管、三極管。如果把很多二極管、三極管和電阻、電容等元件直接做在硅單晶片上(俗稱芯片),就
成了集成電路。
(2)某些物質(zhì)在很低的溫度時(shí),如鋁在-271.76%:以下,鉛在-265.95OC以下,電阻就變成了0,
這就是超導(dǎo)現(xiàn)象。
【例題3】用圖所示電路探究“影響電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)時(shí),下列說法錯(cuò)誤的是()
A.電路中根據(jù)電流表的示數(shù)判斷電阻大小
B.該電路中兩段鑲銘合金絲的橫截面積相同
C.該電路探究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體長度的關(guān)系
D.該電路探究導(dǎo)體的電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系
【答案】D.
【解析】A.電阻對電流有阻礙作用,在探究“影響電阻大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,電阻的大小可以通過
電流的大小來體現(xiàn),故A正確,不符題意;
BCD.由圖可知,兩根電阻絲的材料、橫截面積相同,長度不同,所以此實(shí)驗(yàn)可以探究導(dǎo)體電阻的大
小與導(dǎo)體的長度是否有關(guān),故BC正確,不符題意,D錯(cuò)誤,符合題意。
【例題4】1月31日,中國第一條量子芯片生產(chǎn)線通過央視新聞客戶端首次向公眾亮相。量子計(jì)算機(jī)
被看做是未來技術(shù)的制高點(diǎn),這足以證明我國擁有的彎道超車實(shí)力。芯片是指含有集成電路的硅片,制造
硅片的主要材料是()
A.半導(dǎo)體材料B.超導(dǎo)體材料C.絕緣材料D.磁性材料
【答案】A.
【解析】常見的半導(dǎo)體材料有:硅、楮、碑、錢等。芯片的核心部件是其中的電子芯片,是半導(dǎo)體材
料硅制成的。故選A。
【例題5】在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素中,小明猜想導(dǎo)體電阻大小可能與下列因素有關(guān):
A.導(dǎo)體的材料B.導(dǎo)體的長度C.導(dǎo)體的橫截面積
為驗(yàn)證上述猜想,他用如圖所示的器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn),①②④橫截面積相同,③橫截面積最大。
N
(1)該實(shí)驗(yàn)中,通過觀察.(選填”電流表示數(shù)”或“燈泡亮度”)來反應(yīng)電阻的大小,這
種物理研究方法是
A.轉(zhuǎn)換法B.控制變量法C.等效潛代法
(2)選用①②兩根導(dǎo)體分別接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn),可驗(yàn)證猜想(選填猜想因素選項(xiàng)“A”
"B"或"C”);
(3)選用①④兩根導(dǎo)體分別接入圖中M、N兩點(diǎn)間,閉合開關(guān)電流表的示數(shù)不同,可知在導(dǎo)體的長
度和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的—有關(guān)。
【答案】(1)A;(2)B;(3)材料.
【解析】(1)實(shí)驗(yàn)中通過電流表示數(shù)的大小來反映電阻的大小,采用的是轉(zhuǎn)換法。故選A。
(2)選用①②兩根導(dǎo)體,材料、橫截面積相同,長度不同,可驗(yàn)證導(dǎo)體電阻與長度的關(guān)系,即驗(yàn)證猜
想B。
(3)選用①④兩根導(dǎo)體,長度、橫截面積相同,材料不同,探究的是電阻大小與材料的關(guān)系;電流表
的示數(shù)不同,可知在導(dǎo)體的長度和橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的材料有關(guān)。
【精講點(diǎn)撥】
1.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),由自身長度、橫截面積、材料決定,與導(dǎo)體兩端的電壓,
通過的電流都無關(guān)。
2.導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料和溫度有關(guān)。
在材料、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大。在材料、長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻
越小。在長度、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻不同。在一定條件下,金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度的
升高而增大。
【歸納整理】
第3節(jié)電阻
「電阻表示導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小,常用字母R表示.
國際單位:歐姆,簡稱歐,符號Q
「電阻Y單位Y常用單位:千歐(屋1)、兆歐(MQ)
〔換算關(guān)系:lkQ=l()3QlMQ=103kQ
電阻」〔電路元件符號:
「導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積、溫度有關(guān);
影響在材料、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體越長,電阻越大;
、因素,在材料、長度相同時(shí),導(dǎo)體的橫截面積越大,電阻越??;
、在長度、橫截面積相同時(shí),導(dǎo)體的材料不同,電阻不同.
【課堂練習(xí)】
1.有一根電阻絲,若要使該電阻絲的阻值變小,可以采取的方法是()
A.減小電阻絲兩端的電壓B.增大通過電阻絲的電流
C.減小電阻絲長度D.減小電阻絲橫截面積
【答案】C.
【解析】導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體自身的一種性質(zhì),只與導(dǎo)體的長度、材料、橫截面積等因素有關(guān),與
通過導(dǎo)體的電流及其兩端的電壓無關(guān),導(dǎo)體的長度越短,電阻越小,導(dǎo)體的橫截面積越小,電阻越
大,故ABD不符合題意,C符合題意。
2.關(guān)于導(dǎo)體電阻,下列說法正確的是()
A.導(dǎo)體的電阻由其兩端的電壓和通過導(dǎo)體的電流共同決定
B.導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí),導(dǎo)體的電阻為零
C.只增加導(dǎo)體的橫截面積,導(dǎo)體的電阻增大
D.導(dǎo)體的電阻越小,表示導(dǎo)體對電流的阻礙作用越小
【答案】D。
【解析】AB.導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì),與導(dǎo)體的材料、長度和橫截面積有關(guān),與導(dǎo)體
兩端電壓和通過電流無關(guān),導(dǎo)體兩端的電壓為零時(shí),導(dǎo)體的電阻并不為零,故AB錯(cuò)誤;
C.只增加導(dǎo)體的橫截面積,導(dǎo)體的電阻減小,故C錯(cuò)誤;
D.導(dǎo)體的電阻表示的是導(dǎo)體對電流的阻礙作用,電阻越小,說明導(dǎo)體對電流的阻礙作用越小,故
D正確。所以選D。
3.小明用如圖所示的器材探究“影響電阻大小的因素”。a、b為長度一樣的鑲銘合金絲,b比a
的橫截面積大。關(guān)于此實(shí)驗(yàn),下列說法正確的是()
A.小燈泡越亮,表示接入的合金絲電阻越大
B.利用此裝置只能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積的關(guān)系
C.利用此裝置能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積、長度的關(guān)系
D.為了準(zhǔn)確比較兩條合金絲的電阻,可在電路中串聯(lián)一個(gè)電壓表
【解析】A.小燈泡越亮,電路中的電流越大,表示接入的合金絲電阻越小,故A錯(cuò)誤;
B.利用此裝置中的一根電阻絲,用夾子改變電阻絲的長度,也可以探究導(dǎo)體電阻大小和長度的關(guān)
系,故B錯(cuò)誤;
C.利用此裝置能探究導(dǎo)體電阻大小和橫截面積的關(guān)系,長度可以選擇其中一根導(dǎo)線,一次全部接
入,另一次直接入其中一部分即可,故c正確;
D.為了準(zhǔn)確比較兩條合金絲的電阻,可在電路中串聯(lián)一個(gè)電流表,根據(jù)電流的大小來判斷電阻的
大小,故D錯(cuò)誤。故選C。
4.如圖所示,AB和BC是由同種材料制成的長度相同、橫截面積不同的兩段導(dǎo)體,將它們串聯(lián)
后連入電路中。比較通過它們的電流的大小,有()
AB
A.AB段電阻大,電流小B.BC段電阻大,電流大
C.AB段電阻大,電流與BC段相等D.BC段電阻大,電流與AB段相等
【答案】C.
【解析】對于AB和BC是由同種材料制成的長度相同的兩段導(dǎo)體,由于AB段的橫截面積小,
BC段的橫截面積大,故AB段的電阻大于BC段的電阻;且此兩段電阻串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路中電流處
處相等的關(guān)系可知,這兩段導(dǎo)體中的電流是相等的。故ABD不符合題意,C符合題意。
5.關(guān)于材料,下列說法正確的是()
A.銅、鋁、陶瓷都是很好的導(dǎo)體
B.電加熱器最適合用超導(dǎo)體材料制成的
C.導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對界限,絕緣體有時(shí)可以變成導(dǎo)體
D.發(fā)光二極管是一種半導(dǎo)體材料,只要接入電路就可以發(fā)光
【答案】Co
【解析】A.銅、鋁是很好的導(dǎo)體,陶瓷是絕緣體,故A錯(cuò)誤;
B.電加熱器的發(fā)熱體是用電阻率大的材料制成的,故B錯(cuò)誤;
C.導(dǎo)體和絕緣體沒有絕對界限,在一定的條件下,絕緣體有時(shí)可以變成導(dǎo)體,故C正確;
D.發(fā)光二極管是一種半導(dǎo)體材料,它具有單向?qū)щ娦?,正向接通才可以發(fā)光,故D錯(cuò)誤。
故選C。
6.如圖展示的是不同材料在導(dǎo)電性能上的排序,從左至右,材料的導(dǎo)電性能依次(選填
“增強(qiáng)”或“減弱”)。圖中的銀、銅、鋁屬于(選填“導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”或“絕緣體”)。第
五屆中國國際進(jìn)口博覽會上展示了全球首個(gè)量產(chǎn)的3nni芯片。芯片主要利用(選填“導(dǎo)體”
“半導(dǎo)體,,或“絕緣體”)材料制作而成。
/,
7
絕
炭
酸堿
硅汽
玻
橡陶
銅
鋁鐵
導(dǎo)
鹽地
楮
銀
濕
干干
筆
油
璃
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