資源簡介

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第1節 電阻
第十四章 歐姆定律
課程目標
1.知道什么是電阻，知道電阻的單位。
2.知道決定導體電阻大小的因素。
3.了解滑動變阻器的基本結構和原理。
4.會使用滑動變阻器改變電路中的電流。
新知學習
導線多是用銅做的，特別重要的電器設備還要用昂貴的銀做導線。
鐵也是導體，既多又便宜，想想看，為什么不用鐵來做導線呢？
這些金屬有什么共同點？
鐵
銅
銀
約六百萬元/噸
約四萬五千元/噸
約三千元/噸
具有導電性
導體的電阻
一
比較不同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。
實 驗 1
接入電流表，觀察電流表的示數變化，并繼續觀察小燈泡的亮度。
銅絲
燈泡亮
電流I=0.26A
鎳鉻合金絲
燈泡暗
電流I=0.2A
實驗結論：
兩根長度和粗細相同的銅絲和鎳鉻合金絲，它們對電流的阻礙作用不相同；鎳鉻合金絲對電流的阻礙作用較大。
實驗現象：
為什么會有這種差別呢？說明了什么？
思考
同樣，自由電荷在導體中定向移動形成電流時，不同導體對電流的阻礙作用大小不同。
電阻
為什么銅絲和鎳鉻合金絲對電流的阻礙作用不一樣大呢？
思考
水流模擬實驗
2．符號：R
一、電阻
鎳鉻
合金絲
電流小
電阻大
銅絲
電流大
對電流阻礙作用小
電阻小
對電流阻礙作用大
表示導體對電流阻礙作用的大小。
1. 物理意義：
3.單位：歐姆，簡稱歐，用字母Ω表示。
換算關系：1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
比歐姆大的單位有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)等。
這是為了紀念德國物理學家歐姆而命名的
歐姆
小燈泡：
幾歐姆至十幾歐姆
普通照明燈：
幾百歐姆至上千歐姆
約1m長的銅導線，
電阻小于百分之幾歐姆，通常忽略不計
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
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，說明導體的電阻與材料有關
D．長1m、截面積1mm2的家用銅導線，電阻約為幾百歐
C
針對訓練
前往鄭州市，你會選哪一條路呢？
想一想 比一比
如果把電荷在導體內的移動類比為汽車在道路上的行駛，
較寬的路和較窄的路，你如何選擇？
想一想 比一比
柏油路和泥濘的路，你如何選擇？
想一想 比一比
影響電阻大小的因素
二
探究導體的電阻與哪些因素有關
1.提出問題：　　
導體電阻的大小和哪些因素有關？
2.猜想假設：　　
實 驗 2
汽車行駛時的場景
路程的長度
道路的寬度
道路的類型
電荷運動
導體的長度
導體的橫截面積
導體的材料
類比
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？
3. 設計實驗與制定計劃：
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？
用“控制變量法”，除所猜想的因素之外其他因素保持一致，進而探究所猜想的因素與電阻大小的關系
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
改變：_____________
控制：__________、____________不變；
比較不同材料導體的電阻
導體材料
導體的長度
橫截面積
4. 進行實驗與收集證據:
材料 長度 橫截面積（mm2） 電流
（A）
鎳鉻 長 0.5
鎳鉻 短 0.5
結論：　　
導體的電阻與長度有關.
材料、橫截面積相同，導體越長，電阻越大
0.2
0.24
(1)探究電阻與導體長度的關系
(2)探究電阻與導體橫截面積的關系
記錄數據：　　
材料 長度 （m） 橫截面積（mm2） 電流
（A）
鎳鉻 長 0.7
鎳鉻 長 0.5
結論：　　
導體的電阻與橫截面積有關。
材料、長度相同，導體的橫截面積越大，電阻越小。
0.22
0.2
(3)探究電阻與導體材料的關系
記錄數據：　　
材料 長度 （m） 橫截面積（mm2） 電流
（A）
康銅 長 0.5
鎳鉻 長 0.5
結論：　　
導體的電阻與導體材料有關。
材料、長度相同，導體的材料不同，電阻也不同。
0.23
0.2
歸納
導體的電阻跟導體的材料、長度、橫截面積（粗細）有關.
3.在粗細、長度相同的情況下，導體材料不同，電阻大小不同.
2.在材料、長度相同的情況下，導體橫截面積越大，電阻越小；
1.在材料、粗細相同的情況下，導體越長，電阻越大；
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，如果導體的溫度改變時，
它的電阻會不會發生變化呢？
？
問題與思考
問題與思考
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
知識拓展
導體電阻隨溫度升高一定變大嗎？
思考
熱敏電阻溫度升高，電流表示數變大，
表明此熱敏電阻阻值隨溫度升高而減小
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。
溫馨提示
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:
超導現象：某些物質在很低的溫度時， 電阻就變成了零, 例如水銀。
超導材料：
電阻為零的這種性質稱為超導性，具有這種性質的材料稱為超導材料。
科 學 世 界
一些用電器正常工作時的電阻
常見用電器 電阻R/Ω
白熾燈泡（25W/220V） 1 936
白熾燈泡（40W/220V） 1 210
白熾燈泡（100W/220V） 484
電熨斗（750W/220V） 64.5
實驗用小燈泡（3~6V） 5~50
幾種導電材料的電阻
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
小結
電阻
電阻
影響導體電阻大小的因素
定義
導體對電流阻礙作用的大小
符號
R
單位
歐姆(Ω),常用單位：千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)
換算關系
1 kΩ = 1 000 Ω= 103 Ω
1 MΩ = 1 000 000 Ω=106 Ω
探究方法
探究變量法
轉換法
影響因素
長度
材料
橫截面積
溫度
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
隨堂練習
2. 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零的材料
導體
輸電線需要阻礙作用小的材料
3. 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____________來比較電阻的大小，實驗裝置中燈泡的作用是__________．
電流表示數
保護電路
(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．
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
A、B
橫截面積
材料
(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：___________
_________________________________．
(6)實驗過程中，小組的小紅同學發現，將一根合金絲接入電路后電路一直接通，一段時間后發現電流表的示數降低了，請你根據該現象提出一個可探究的問題：________________________________．
導體的電阻與導體的溫度是否有關
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
4. 在學習了電阻一節知識后，小明想探究液體導體對電流的阻礙作用．
于是選用鹽水并設計了如圖甲所示的電路來探究液體導電性能的影響因素，其中a、b是完全相同的兩個碳棒．
(1)在連接電路時開關應______．
斷開
(2)若小明想探究液體導電性能和液體濃度的關系則應該將碳棒按如圖乙中______兩種方式插入鹽水中．若將碳棒按照圖乙中2、4兩種方式插入鹽水中，他想要探究的問題是_________________________________.
1、2
鹽水的導電性能和碳棒間距離的關系
(3)在交流時老師指出小明設計的電路中有一處不合理的地方，該不合理的地方是_____________________．
(4)為驗證實驗結論是否具有普遍性，應采取的做法是______________
___________________________________________________________．
換用不同的導電液體，進行多次實驗(或換用不同濃度的鹽水，進行多次實驗)
電路中缺少保護電阻
變阻器
三
物理實驗及電子技術中常常需要各種電阻器。阻值固定不變的電阻器稱為定值電阻，其圖形符號是 ；阻值可以調節變化的電阻器簡稱變阻器，常用的變阻器有：滑動變阻器(圖形符號是 )、電位器等.
定值電阻
滑動變阻器
用電器中使用的
變阻器——電位器
分析：
在電壓保持一定的條件下，電路中的電流與電阻有關。
我們通過改變電阻改變了電路中的電流，從而改變小燈泡的亮度.
改變電阻有以下四種方法：
（1）改變導體的材料
（2）改變導體的橫截面積
（3）改變導體的長度
（4）改變導體的溫度
——簡單易行
(2)長直導線用起來很不方便，可以怎樣改進呢？
思考
學校的跑道通常只有四百米，
我們是怎么在跑道上跑出800米，1000米的呢？
你根據這個問題得到了什么啟發？
(1)如何使電阻絲阻值變化范圍更大？
——電阻絲更長
類比
把電阻絲繞在瓷筒上后，就可以有效地縮短裝置的長度
為了保證彼此絕緣，電阻絲外面要有絕緣外皮。
(3)如何避免電流直接穿過線圈？
為了使滑片遇到漆包線后可以導電，把導線夾與電阻絲接觸地方的絕緣皮刮掉，把金屬絲露出來
(4)如何讓導線夾與電阻絲接觸并能改變阻值？
(5)導線夾如何固定？
改進成滑片并固定在金屬桿上。
滑動變阻器
與劃片P 連通的接線柱
滑片
金屬桿
線圈
瓷筒
與電阻絲連通的接線柱
滑動變阻器
1.構造
——能改變接入電路中電阻大小
通過改變接入電路的電阻絲的______， 改變______，從而改變電路中______的大小。
2. 工作原理：
長度
電阻
電流
3. 實物圖與結構示意圖：
4. 元件符號：
Rp
實物圖
結構示意圖
2A 表示該滑動變阻器允許通過的最大電流，若通過它的電流超過了2 A，這個變阻器就會因發熱而燒壞
20Ω 表示該滑動變阻器的最大阻值
滑動變阻器上標注＂20Ω 2A”代表什么？
5. 銘牌：
應與用電器____聯
串
S
L
Rp
6.滑動變阻器的使用
滑動變阻器有4個接線柱，而接入電路只需要用到2個接線柱，如何正確地將滑動變阻器連入電路呢？
？
問題與思考
問題與思考
問題與思考
1.將滑動變阻器的2個接線柱連入電路，要求移動滑片能夠改變燈泡的亮度，并分析接入電路中的是哪部分電阻絲.
實 驗
用滑動變阻器改變通過小燈泡的電流
3.再嘗試其他的連接方式，總結規律.
2.向左移動滑片(滑片向A端移動)，觀察燈泡的亮度如何變化？
N
M
電源
開關
電燈
P
(1)使用A、Ｃ（一上一下）兩個接線柱：
AP段電阻線接入電路，當滑片向左端滑動時，
AP段電阻線變短，電阻變小，電流變大，燈變亮。
A
C
D
A
B
(2)使用A、D（一上一下）兩個接線柱：
AP段電阻線接入電路，當滑片P向左端滑動時，
AP段電阻線變短，電阻變小，電流變大，燈變亮。
A
C
D
A
B
P
(3)使用B、C（一上一下）兩個接線柱：
BP段電阻線接入電路，當滑片P向左滑動時，
BP段電阻線變長，電阻變大，電流變小，燈變暗。
P
A
C
D
A
B
(4)使用B、D（一上一下）兩個接線柱：
BP段電阻線接入電路，當滑片P向左端滑動時，
BP段電阻線變長，電阻變大，電流變小，燈變暗。
A
C
D
A
B
P
(5)使用A、B（下邊兩個）接線柱：
相當于接入電路中一個定值電阻，
所以起不到改變電阻，從而改變電流的作用。
A
C
D
A
B
(6)使用C、D（上邊兩個）接線柱：
滑動變阻器的電阻線沒有接入電路，同樣起不到改變電阻，
從而改變電流的作用。這是一種錯誤接法。
A
C
D
A
B
連入電路的接線柱 接入電路的電阻絲 滑片向左滑 接入電路的電阻絲及其變化 燈的亮度變化
A、C AP、變小 變亮
A、D AP、變小 變亮
B、C BP、變大 變暗
B、D BP、變大 變暗
A、B AB、不變 不變
C、D CD、不變 不變
B
A
D
C
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
B
A
C
D
P
觀察表格，你能發現什么規律？
①將A、C或A、D接入電路
向A端移動滑動變阻器的滑片，電阻_____
變小
滑片接近連入電路的下接線柱，電阻變小
向A端移動滑動變阻器的滑片，電阻_______
②將B、C或B、D接入電路
變大
滑片遠離連入電路的下接線柱，電阻變大
相當于定值電阻，電阻不變且最大
③將A、B或C、D接入電路
相當于導線， 電阻不變且最小
在連接好電路，閉合開關前，
變阻器的滑片應調到什么位置上？為什么要這樣做？
？
使用前應將滑動變阻器連入電路的電阻值調到最大，
這樣電路連通時電流最小，起到限制電流保護電路的作用.
問題與思考
問題與思考
活動與探究
(1)用滑動變阻器改變通過燈泡的電流
S
L
Rp
A
歸納
1.原理：利用改變導體長度來改變接入電路中電阻大小
2.作用：(1)保護電路；(2)改變電路中的電流；(3)改變導體兩端電壓
3.使用：（1）選擇合適的滑動變阻器：不能使通過滑動變阻器的電流超過允許通過的最大電流值，否則會燒壞滑動變阻器；
（2）使用前應將滑動變阻器連入電路的電阻值調到最大
（3）滑動變阻器應串聯在電路中，且采用“一上一下”的接法
如圖所示，若滑動變阻器的滑片P向C端滑動時，小燈泡變亮，那么應將N接(　　)
A. B接線柱　　　　B. C接線柱
C. D接線柱 D. 以上都可以
B
針對訓練
課堂小結
滑動變阻器
構造
原理
接法
作用
優點
通過改變接入電路中的電阻絲長度來改變電阻
一上一下
保護電路
改變電路中的電流
改變部分電路兩端的電壓
能夠連續改變接入電路的電阻

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