資源簡介

第十二講 電阻
知識與技能：能夠區分導體和絕緣體，知道導體電阻大小與長度、材料、粗細、溫度的關系
習慣與方法：掌握控制變量法的使用和結論的書寫規范，形成良好的實驗習慣
思維與素養：經歷控制變量和轉化法探索新知的過程，形成利用科學方法解決問題的思維習慣
烏云和塵埃遮不住真理之光
1827年，歐姆發表《伽伐尼電路的數學論述》，從理論上論證了歐姆定律，歐姆滿以為研究成果一定會受到學術界的承認也會請他去教課。可是他想錯了。書的出版招來不少諷刺和詆毀，大學教授們看不起他這個中學教師。德國人鮑爾攻擊他說：“以虔誠的眼光看待世界的人不要去讀這本書，因為它純然是不可置信的欺騙，它的唯一目的是要褻瀆自然的尊嚴。”這一切使歐姆十分傷心，他在給朋友的信中寫道：“伽伐尼電路的誕生已經給我帶來了巨大的痛苦，我真抱怨它生不逢時，因為深居朝廷的人學識淺薄，他們不能理解它的母親的真實感情。”
　　當然也有不少人為歐姆抱不平，發表歐姆論文的《化學和物理雜志》主編施韋格（即電流計發明者）寫信給歐姆說：“請您相信，在烏云和塵埃后面的真理之光最終會透射出來，并含笑驅散它們。”歐姆辭去了在科隆的職務，又去當了幾年私人教師，直到七、八年之后，隨著研究電路工作的進展，人們逐漸認識到歐姆定律的重要性，歐姆本人的聲譽也大大提高。1841年英國皇家學會授予他科普利獎章，1842年被聘為國外會員，1845年被接納為巴伐利亞科學院院士。為紀念他，電阻的單位“歐姆”，以他的姓氏命名。
知識點一、物質的導電性
1.活動——探究幾種常見物質的導電能力
(1)硬幣、塑料直尺、玻璃片、鉛筆芯、食鹽水、粉筆、純凈水等物質，哪些物質容易導電？
互動討論：
①用什么方法可以顯示或說明電路中有電流通過？
②物質的導電能力就是電流能否通過該物質。你能否設計一個檢測物質導電能力的實驗方案？
設計方案：
方案一 方案二 方案三
互動討論：哪個方案最好？
實驗結果：①易導電物質有：硬幣、鉛筆芯、食鹽水。
②不易導電物質有：塑料直尺、玻璃片、粉筆、純凈水。
2.導體和絕緣體
(1)導體： 導電的物質。如：金屬、石墨、人體、大地、鹽類水溶液等。
純凈的水是不導電的，但由于自然界的水中溶有大量其他物質，因此生活中所用的水（自來水、井水、河水、海水）一般是能導電的。
(2)絕緣體： 導電的物質。如：塑料、玻璃、橡膠、陶瓷、干木頭、油、干燥的空氣等。
注意：導體和絕緣體不是絕對的，如：
① 在條件改變時，絕緣體可以變導體。
燒紅的玻璃能導電 潮濕的空氣能導電
② 在條件改變時，導體導電能力下降。
如：被氧化或腐蝕的導體（如生銹的鐵絲）
(3)半導體：導電能力介于導體與絕緣體之間的一類物質。如：硅和鍺。
半導體主要用于電子工業或IT，信息技術產品，人們常說的“硅谷”意指電子產品基地。
(4)導體和絕緣體導電能力差異的原因。
①導體導電能力強是由于導體內有大量的自由電荷。
金屬中有大量的 ，溶液中有能導電的 。
②在絕緣體中，幾乎沒有能 的電子，因此 導電。
3.電阻（符號：R）為了描述物體導電能力的 ，我們引入電阻的概念。
(1)概念：導體對電流的 作用。導體對電流的 作用越強，其電阻值就越大。
(2)單位：歐姆(歐)(符號：“Ω”) 千歐(KΩ)、兆歐(MΩ)
1兆歐 = 1000千歐 = 1 000 000歐
導體的電阻較小，導電能力 。絕緣體的電阻非常大，導電能力 。
長1米、橫截面積1平方毫米的幾種材料的電阻（20℃）
材料 電阻（Ω） 材料 電阻（Ω）
銀 0.016 鐵 0.10
銅 0.0175 鎳鉻合金 1.0
鋁 0.029 電木 1016～1020
鎢 0.053 橡膠 1019～1022
(3)人體的電阻
一般來說，人體電阻的平均值是1000~2000歐。當然，不同的人電阻是不同的，同一個人在不同情況下的電阻也是不同的。當氣溫高或人體出汗時，人體電阻較 ；而在氣溫低、空氣干燥的冬季，皮膚很干燥時，人體電阻較 。
知識點二、導體電阻大小的影響因素
1.探究影響導體電阻大小的因素
【提出研究的問題】：影響導體電阻大小的因素有哪些呢？
【建立假設和猜想】：
猜想一：導體的電阻可能與導體的 有關； 猜想二：導體的電阻可能與導體的 有關；
猜想三：導體的電阻可能與導體的 有關； 猜想四：導體的電阻可能與導體的 有關。
【設計實驗方案】：電路： 材料：
應用了 法：既可比較燈的亮暗（定性比較），也可比較電流的大小（定量比較）。
【實驗數據記錄】：
導體 燈的亮暗 電流示數 電阻的大小
材料 長度 粗細
【實驗結論】：
(1)電阻是導體本身的一種性質，電阻大小與導體本身的________、________、__________有關。
(2)相同材料時，導體越長、橫截面積越小，導體的電阻就__________。
互動討論：你能設計實驗探究導體電阻與溫度的關系嗎？
結論(3)：金屬導體溫度越高，電阻越____，溫度越低，電阻越____。
超導現象：當溫度降低到一定程度時，某些材料電阻消失。超導狀態下的導體叫做________。
超導體是一種理想的電工材料，用它來做輸電線，不會發熱，不會有電能損失。
超導體的應用：a.可用來輸電；b.可用來制造發電機、電動機；c.可制造磁懸浮列車等。
2.電阻器
電路中有種元件叫做電阻器，它有一定的電阻值，起到調節電路電流的作用。在電路圖中，電阻器的符號是。
知識點三、滑動變阻器
1.活動——調節臺燈的亮度
(1)小明買了一盞臺燈,其基本的電路如下.他感覺光線太強了,想使燈變暗一點,又不能改變其中已有的元件！
→→
小明按照大家提供的建議,在原有的電路中加了一段有一定阻值的導體，他感覺光線變弱了。
→改變電路的電阻會引起電流的變化，從而改變燈的亮度。
電阻的作用：控制電路中的____大小。
(2)小明在原有的電路中加了一段有一定阻值的導體后,他又感覺光線太弱了（事真多）,又想使燈變亮一點,又不想改變其中已有的元件！怎么辦呢？
互動討論：根據影響導體電阻大小的因素,用什么辦法可以改變導體的電阻？哪種方法最簡單？
2.滑動變阻器
(1)常用的變阻器是靠改變接入電路的電阻絲的有效長度來改變電阻大小。如滑動變阻器。
滑動變阻器 構造 簡圖 元件符號 銘牌
電阻線圈使用的是電阻率較大的鎳鉻合金絲。由于電阻線表面涂著絕緣漆，為了滑片與電阻線緊密接觸，要把接觸滑片的地方的絕緣漆刮掉。
(2)滑動變阻器的工作原理：靠改變接入電路中的電阻絲的有效長度來改變電阻的大小，從而改變電流的大小。
如圖所示：
①若將M、N分別接在A、C（或A、D），則滑動變阻器連入電路的有效部分是AP，此時向右移動滑片，電路中電阻變大，電流表示數變小，燈泡變暗；
②若將M、N分別接在B、C（或B、D），則滑動變阻器連入電路的有效部分是________，此時向右移動滑片，電路中電阻變________，電流表示數變________，燈泡________；
③若將M、N分別接在A、B，則滑動變阻器連入電路的有效部分是________，此時向右移動滑片，電路中電阻________，電流表示數________，燈泡________；
④若將M、N分別接在C、D，則滑動變阻器連入電路的有效部分是________，此時向右移動滑片，電路中電阻________，電流表示數________，燈泡________。
(3)滑動變阻器的使用注意事項
①接線時接線柱應“一上一下”連接。【同時接上等于接入______；同時接下等于接入_______】
②滑動變阻器應串聯在電路中。【并聯電路彼此獨立，無法調節】
③閉合開關前，滑片應移到電阻值最大的位置。【目的：__________________】
④電流不超過允許的最大電流。
滑動變阻器在電路圖和實物圖中的連接示例圖
精熟講授① 小科同學在中考備考中，準備有①透明塑料筆袋、②金屬刀片、③塑料三角板、④鉛筆芯、⑤橡皮擦等物品。上述五種物品中，其中屬于絕緣體的有(　　)
A．①③⑤ B．②④⑤ C．③④⑤ D．①②④
高效演練1-1高壓輸電網中的導線鐵架與導線之間必須用絕緣材料連接，否則造成危險。由于長期暴露在室外，要求這種材料的化學性質相當穩定且有足夠的硬度。下列材料中最適合的( )
A．不銹鋼 B．干木頭 C．陶瓷 D．橡膠
高效演練1-2 LED燈是一種新型的高效節能光源，它的核心元件是發光二極管，是由導電能力介于導體與絕緣體之間的材料制成的。制成二極管的材料是(　　)
A．陶瓷材料 B．金屬材料 C．半導體材料 D．超導材料
精熟講授② 下列說法正確的是(　　)
A．絕緣體沒有電子所以不能導電 B．導體能導電是因為導體內部有大量的自由電子
C．絕緣體不導電是因為絕緣體內部沒有電荷 D．絕緣體不導電是因為絕緣體內正電荷多于電子
高效演練2-1 在研究物質的導電性時，采用如圖所示的實驗電路。用酒精燈對著取自白熾燈的玻璃芯柱加熱，燈泡L會慢慢亮起來。對此，以下敘述正確的是(　　)
A．玻璃芯柱和燈泡L是并聯的
B．通過燈泡的電流要比通過玻璃芯柱的電流大
C ．電流表的示數將逐漸變大
D．加熱過程中，玻璃芯柱內可移動的自由電荷數減少
精熟講授① 粗細相同的銅絲甲、乙，甲的長度是乙的一半(其他條件均相同)，則甲、乙的電阻R甲、R乙大小關系為(　　)
A．R甲>R乙 B．R甲高效演練1-1 有一個長方體金屬電阻，材料分布均勻，邊長分別為a、b、c，且a>b>c。電流沿以下方向流過該金屬電阻，其中電阻阻值最小的是(　　)
高效演練1-2 有一只燈泡，不發光電阻是R1，把它接在電路中正常發光時電阻是R2，則(　　)
A．R1＞R2 B．R1＝R2 C．R1＜R2 D．不能確定
精熟講授② 如圖是未連接完整的電路，若要求閉合開關后，滑動變阻器的滑片P向左移動時，燈泡變亮。則下列接法符合要求的是(　　)
A．M接A，N接D B．M接B，N接C
C．M接A，N接B D．M接C，N接D
高效演練2-1 如圖所示，電路中的變阻器有四種不同的接法。閉合開關后，當滑片向右移
動時，電路中燈泡變亮的是(　　)
精熟講授① 現需要探究的課題有：①導體的電阻跟它的橫截面積的關系；②導體的電阻跟它的長度的關系；③導體的電阻跟它的材料的關系。若只給出三根鎳鉻合金線a、b、c(其長度關系la＝lb＞lc，橫截面積關系Sa＞Sb＝Sc)，電源、電流表、開關各一個，導線若干，可以完成的探究課題有(　　)
A．只有① B．只有② C．①② D．①②③
高效演練1-1家用漏電保護器是在用電器發生漏電故障或人體觸電時實施保護的設備。家庭電路漏電時，通過甲、乙兩處的電流不相等，漏電保護器中有一特殊裝置(在圖中虛線框內，未畫出)檢測到這一差異后，便切斷電源，起到保護作用。漏電保護器中還有試驗電路，由一只開關S與電阻R組成，閉合開關S就能模擬漏電情形。下列試驗電路的連接符合要求的是 (　　)
高效演練1-2有一長為1m粗細均勻的導體，電阻阻值為R1。將該導體均勻拉長至2m，阻值為R2，再將均勻拉長后的導體截取1m，阻值為R3。三個阻值的大小關系為(　　)
A．R1＜R2＜R3 B．R3＜R2≤R1 C．R1＜R3＜R2 D．R3＜R1＜R2
精熟講授② 如圖所示，AM為導線，BM、CN為兩根相同的電阻絲，下列說法不正確的是(　　)
A．S和A接觸，P向右移動燈泡變暗
B．S和B接觸，P向右移動燈泡亮度不變
C．S和C接觸，P向左移動燈泡變亮
D．S和C接觸，P無論怎樣移動燈泡亮度不變
高效演練2-1 在收音機中有一種叫電位器的變阻器。電位器的外形及其內部構造如圖所示，圖中A、B、C三個焊接點相當于變阻器的三個接線柱。使用電位器時，下列說法不正確的是(　　)
A．只把A、C接入電路，旋動滑片，不能改變通過電位器的電流
B．只把A、B接入電路，當滑片順時針旋動時，電位器接入電阻變大
C．只把B、C接入電路，當滑片順時針旋動時，電位器接入電阻變小
D．只把B、C接入電路，當滑片順時針旋動時，通過電位器電流變小
高效演練2-2 【實驗探究】根據圖中所給出的器材，按要求回答問題∶
（1）在框內畫出利用滑動變阻器改變小燈泡亮度的電路圖。
（2）根據電路圖連接實物圖，要求滑動變阻器必須使用A端。
某科學興趣小組的同學學習了導體電阻的知識后，對食鹽水溶液的導電性能與什么因素有關提出了以下猜想：①食鹽水溶液的導電性能與溶液的濃度有關；②食鹽水溶液的導電性能與溶液的質量有關；③食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩金屬片間的距離有關。
為了驗證猜想，他們設計了如圖甲所示的裝置，將電路中的a、b兩金屬片分別插入圖乙中A、B、C、D溶液中所示位置(金屬片a、b每次插入溶液中的深度都相同)進行探究：
（1）食鹽水溶液的導電性能可以由 來判斷。
（2）金屬片a、b分別插入A、B所示位置可探究猜想 （填序號），為了探究猜想②應 將金屬片a、b分別插入 （填字母）所示位置。
（3）將金屬片 a、b分別插入 B、D 所示位置，若 Ia≠Ib，由此可得到的結論是____________。
（4）這個實驗用到了科學中最常用的探究方法是 （寫出一種即可）。
（5）食鹽水溶液的導電性能可能還與什么因素有關？請提出你的猜想并設計實驗進行探究。

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