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第3節 電阻
主題情境·為輸電線路選材
目 錄
情境串新知
2
課堂小結
3
學習目標
1
隨堂練習
4
主題情境
為輸電線路選材
初步確定輸電線的材料特點
判斷備選材料對電流的阻礙作用的大小
任
務
線
知
識
線
認識電阻
確定備選材料對電流阻礙作用的影響因素
電阻的應用
半導體和
超導現象
選擇輸電線的材料種類及規格
了解可用于制作輸電線的最佳材料
電阻的影響因素
1. 通過實驗知道什么是電阻，理解電阻是導體本身的一種性質.
2. 能畫出電阻在電路圖中的符號，知道電阻的單位及單位換算.
3. 通過實驗探究影響電阻大小的因素，理解電阻的大小與導體的材料、長
度、橫截面積及溫度有關.
4. 了解半導體、超導現象及其應用，并能夠進行分類.
學習目標
任務1
初步確定輸電線的材料特點
情境串新知
如果你是架設輸電線路的工程師，你會選擇具有什么特點的材料來制作輸電線呢？有哪些材料可以滿足要求呢？
思考
具有導電性的導體材料，銀、銅、鐵、合金等金屬材料.
銀
銅
鐵
錳銅合金
鎳鉻合金
除了導電性，當家庭電路中電流流過不同材料的導線時，電流的大小相同嗎？為什么？
？
探究導體對電流的阻礙作用
如圖所示，把長短、粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲分別接入電路，閉合開關，觀察電路中小燈泡的亮度，以及電流表的示數變化.
實 驗 1
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任務2
判斷備選材料對電流的阻礙作用的大小
銅絲
電流I=0.26 A
燈泡亮
鎳鉻合金絲
電流I=0.20 A
燈泡暗
分析：
導體雖然容易導電，但是對電流也有一定的阻礙作用.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較小.比通過鎳鉻合金絲的電流大.
實驗現象：
為什么會有這種差別呢？說明了什么？
思考
2. 符號：R.
一、電阻
物理學中，用電阻表示導體對電流阻礙作用的大小.導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大.
1. 定義：
3. 單位：歐姆，簡稱歐，用字母Ω表示.比歐姆大的單位有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)等.
換算關系：1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
小燈泡：幾歐姆至十幾歐姆
普通白熾燈：幾百歐姆至上千歐姆
長1 m、截面積1 mm2的家用銅導線，電阻約百分之幾歐姆，通常可以略去不計
電流表的電阻幾乎等于零
電壓表的電阻約幾千歐至幾十千歐
4. 電阻器：在電子技術中，我們常用到有一定電阻值的元件——電阻器，也叫作定值電阻，簡稱電阻，在電路圖中用符號“ ”表示.
色環電阻
繞線電阻
水泥電阻
鋁殼電阻
貼片電阻
例 關于導體的電阻，下列說法中正確的是( )
A. 導體導電說明它對電流沒有任何阻礙作用
B. 導體的電阻越大，說明它對電流的阻礙作用越小
C. 相同條件下，銅導線比鐵導線的導電性能好，說明此時銅導線的電阻小于鐵導線的電阻
D. 長1 m、截面積1 mm2的家用銅導線，電阻約為幾百歐
C
×
×
×
√
電阻表示導體對電流阻礙作用的大小
小于百分之幾歐姆
導體的電阻越大，表示導體對電流的阻礙作用越大
導體的導電性越好，電阻越小
不同的導體，電阻一般不同，那么導體的電阻與什么因素有關呢？
？
二、影響電阻大小的因素
探究影響電阻大小的因素
實 驗 2
1. 作出猜想
前往鄭州市，哪條路更快呢？
想一想 比一比
因素：導體的長度
路越長，越費時
類比
任務3
確定備選材料對電流阻礙作用的影響因素
騎自行車，哪條路更容易通過呢？
因素：導體的粗細
(橫截面積)
路越窄，越難行
類比
想一想 比一比
電阻的大小無法直接觀察到，實驗中是通過電流表的示數大小或小燈泡的亮暗程度來反映的，這種研究問題的方法稱為轉換法.
在探究的過程中，我們如何判斷電阻的大小呢？
2. 設計方案
用“控制變量法”研究電阻跟所猜想的因素之間的關系.
思考
通過剛才的猜想，影響導體電阻大小的因素有多個，我們如何研究每個因素對電阻大小的影響呢？
思考
比較不同粗細導體的電阻
比較不同長度導體的電阻
控制：___________、___________不變
改變：_____________
導體材料
橫截面積
導體的長度
控制：__________、____________不變
改變：___________
導體材料
導體的長度
橫截面積
控制變量
(1)探究電阻大小與導體長度的關系，選擇粗細相同、長度不同的鎳絡合金絲，分別接入電路中，觀察小燈泡的亮度情況.
實驗結論：材料、橫截面積相同，導體長度越長，電阻越大
3. 收集證據
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實驗現象：
其他條件不變時， 導體的長度越長，小燈泡越暗.
(2)探究電阻大小與導體橫截面積的關系，選擇長度相同、粗細不同的鎳絡合金絲，分別接入電路中，觀察小燈泡的亮度情況.
實驗結論：材料、長度相同，導體的橫截面積越大，電阻越小
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實驗現象：
其他條件不變時， 導體的橫截面積越大，小燈泡越亮.
(3)探究電阻大小與導體材料的關系，選擇長度相同、粗細相同的不同金屬絲，分別接入電路中，觀察小燈泡的亮度情況.
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實驗結論：導體的電阻與材料有關
實驗現象：
其他條件不變時， 導體的材料不同，小燈泡的發光情況不同.
4. 實驗結論
導體的電阻跟導體的材料、長度、橫截面積(粗細)有關.
1.在材料、粗細相同的情況下，導體越長，電阻越大；
2.在材料、長度相同的情況下，導體橫截面積越大，電阻越小.
注意：導體的電阻是導體本身的一種性質，與通過導體的電流和導體兩端電壓的大小無關.
接下來同學們可以嘗試用電流表代替小燈泡，一起來探究一下吧！
通過剛才的實驗，我們知道常溫下導體的電阻和它的材料、長度、橫截面積有關.那么，導體的溫度改變時，它的電阻會不會發生變化呢？
？
知識拓展：探究電阻與溫度的關系
隨著燈絲溫度的升高，電流表示數逐漸變小，燈泡逐漸變暗.說明燈絲的電阻隨著溫度的升高而增大.
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導體電阻會隨溫度升高一直變大嗎？
思考
熱敏電阻溫度升高，電流表示數變大，表明熱敏電阻隨溫度升高而減小.
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資料卡
靈敏電流表是供學生實驗或實驗室檢查直流電路中微弱的電流或微小電壓用的，它是一種高靈敏度的磁電式儀表，可以測量10-7～10-12 A的微小電流.
1.對大多數導體來說(比如金屬)，溫度越高，電阻越大；
2.但也有少數導體(比如熱敏電阻)，電阻隨溫度的升高而減小.
在常溫下，常見導體的電阻隨溫度的變化不大，因此，在初中階段，若無特殊說明均不考慮電阻隨溫度的變化.
電阻與溫度的關系:
電阻與材料
右圖展示的是不同材料在導電性能上的排序，從上至下，材料的導電性能依次減弱.
大電阻材料
導電性能弱
電阻大
小電阻材料
導電性能強
對電流阻礙作用小
電阻小
對電流阻礙作用大
小資料
例1 下列關于導體電阻的說法正確的是( )
A. 長度長的導體，電阻一定大
B. 橫截面積大的導體，電阻一定小
C. 導體的電阻由其兩端的電壓和通過的電流來決定
D. 導體的電阻與導體的材料、長度和橫截面積等因素有關
D
電阻是導體本身的一種性質，與其兩端的電壓和通過的電流無關
沒有控制變量:材料、橫截面積
×
×
×
√
沒有控制變量:材料、長度
例2 把一根粗細均勻的細鐵絲對折起來，形成一根新的導線，那么與對折前相比電阻將如何變化？
材料一定時，長度減小，橫截面積增大，電阻減小.
例3 若將這根細鐵絲拉長一倍，形成一根新的導線，那么與拉長前相比電阻將如何變化？
材料一定時，長度增加，橫截面積減小，電阻增大.
導線對折與拉長電阻的變化：(材料一定)
對折：長度減小，橫截面積增大，電阻減小;
拉長：長度增加，橫截面積減小，電阻增大.
下表列出了生活中一些常見金屬制成長1 m、橫截面積為1 mm2的導線時在20 ℃時的電阻值，綜合購買成本考慮，你認為哪種材料作為輸電導線的材料最合適.
導線 銀 銅 鐵 錳銅合金 鎳鉻合金
電阻R/Ω 0.016 0.017 0.096 0.44 1.1
價格(萬元/噸) 323 6.2 0.22 6.8 21.6
銅
任務4
選擇輸電線的材料種類及規格
由表中信息可知銀的電阻最小，那么有沒有電阻為零的材料呢？
思考
導線 銀 銅 鐵 錳銅合金 鎳鉻合金
電阻R/Ω 0.016 0.017 0.096 0.44 1.1
價格(萬元/噸) 323 6.2 0.22 6.8 21.6
任務5
了解可用于制作輸電線的最佳材料
超導現象：某些物質在很低的溫度時，
電阻就變成了0；例如水銀.
超導材料
在很低的溫度下，電阻為0的材料被稱為超導材料，也被稱為超導體.
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科 學 世 界
超導現象
自主閱讀課本P66頁
特點：
①延長電路元件的使用壽命；
②降低電能損耗；
③實現電子設備微型化.
應用：利用超導材料可以制造超導電纜、磁體和一些精密儀器及元件.目前，超導材料還沒有廣泛應用于實際生活.
半導體：導電能力介于導體和絕緣體之間的導體.
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半導體
硅
鍺
半導體的電阻比導體大，但比絕緣體小得多.
常見物質：硅、鍺、砷化鎵等.
特點：溫度、光照、雜質等外界因素對半導體的導電性有很大影響，據此制作的熱敏電阻、光敏電阻等特殊電阻在生活中也有廣泛的應用.
光敏電阻
熱敏電阻
應用：通常用半導體材料可以制作二極管和三極管.它被廣泛應用于各種電子設備.
二極管
三極管
集成電路
電阻
定義:導體對電流_____作用的大小
元件符號:
單位：_____(Ω)；常用單位：千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)
探究方法：__________、轉換法
影響因素：材料、_____、橫截面積、溫度(一般忽略不計)等
電阻
探究影響導體電阻大小的因素
導體本身的一種性質
換算關系：1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω 1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
半導體：導電性介于_____和_______之間的導體
半導體與超導現象
阻礙
歐姆
超導現象：某些物質在溫度很低時，電阻就變成了____，
這就是超導現象.在很低的溫度下，電阻為0的
材料被稱為________.
控制變量法
長度
導體
絕緣體
0
超導材料
課堂小結
1. 在不計溫度對電阻影響的情況下，比較兩根銅導線的電阻，下列說法中正確的是( )
A. 較長的銅導線電阻一定大
B. 橫截面積大的銅導線電阻一定大
C. 長度相同時，橫截面積大的銅導線電阻大
D. 長度、橫截面積相同時，兩根銅導線的電阻一定相同
D
沒有控制變量：橫截面積
×
×
長度相同時，橫截面積越大，電阻越小
隨堂練習
√
沒有控制變量：長度
×
導體的電阻與其材料、長度、橫截面積等因素有關
2. 某實驗小組的同學利用如圖所示的實驗裝置圖來探究影響導體電阻大小的因素．實驗中分別把A、B、C、D四根合金絲接入電路，其規格如下表所示：
編號 材料 長度/m 橫截面積/mm2
A 鎳鉻合金 0.5 0.5
B 鎳鉻合金 1.0 0.5
C 鎳鉻合金 0.5 1.0
D 錳銅合金 0.5 0.5
(1)實驗中是通過____________或小燈泡的亮度來比較電阻的大小．
電流表示數
(2)選用編號為________的兩根合金絲進行實驗，可以用來探究導體電阻大小與長度的關系；(3)選用編號為A、C的兩根合金絲進行實驗，可以用來探究導體電阻大小與__________的關系．(4)選用編號為A、D的兩根合金絲進行實驗，可以用來探究導體電阻大小與______的關系．
A、B
橫截面積
材料
編號 材料 長度/m 橫截面積/mm2
A 鎳鉻合金 0.5 0.5
B 鎳鉻合金 1.0 0.5
C 鎳鉻合金 0.5 1.0
D 錳銅合金 0.5 0.5
控制變量法
(5)實驗中探究導體電阻大小與橫截面積的關系時，發現A合金絲不能使用，在不增加其他器材的前提下，請你給出解決方案：___________
_________________________________．
將B合金絲的一半接入電路與C合金絲進行比較
編號 材料 長度/m 橫截面積/mm2
A 鎳鉻合金 0.5 0.5
B 鎳鉻合金 1.0 0.5
C 鎳鉻合金 0.5 1.0
D 錳銅合金 0.5 0.5
控制導體的長度與材料不變
3. 現代生產生活中需要各種各樣的材料，下列說法正確的是( )
A. 超導體是一種電阻超級大的材料可以用來制造
B. 橡膠、鋁、塑料都是很好的絕緣材料
C. 用半導體材料可以制成性能優良的輸電導線
D. 有些半導體材料對光比較敏感，可以用來制造光敏電阻
D
超導體是在一定條件下電阻為0的材料
導體
輸電線需要對電路阻礙小的材料
×
×
×
√

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