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文檔簡介
課時16.3電阻(原卷版)
【學習目標】
1.理解電阻的概念;
2.知道電阻是導體本身的一種性質(zhì);能畫出電阻在電路圖中的符號;
3.知道電阻大小的單位及其單位換算;
4.會用控制變量法探究影響電阻大小的因素;
5.理解電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)。
【知識導圖】
z引入概念[導體對電流有阻礙作用
[認識:概念符號(R)1單位
電阻影響因素:材料、長度、橫截面積、溫度]——[實驗方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法
應(yīng)用:電阻器、符號是TZZ1-
'拓展:半導體、超導現(xiàn)象
【基礎(chǔ)知識】
知識點一、電阻(★重點)
1.探究導體對電流的阻礙作用
【實驗過程】如圖所示,把長短、粗細相同的銅絲和銀格合金絲(或缽銅合金絲)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示數(shù)。
【實驗現(xiàn)象】當把銅絲接入電路時.,閉合開關(guān),電流表示數(shù)較大,小燈泡較亮;當把銀輅合金絲接入
電路時,閉合開關(guān),電流表示數(shù)較小,小燈泡較暗。
【實驗分析】在相同電壓下,通過銅絲的電流較大,表明銅絲對電流的阻礙作用較??;通過銀銘合金
絲的電流較小,表明銀珞合金絲對電流的阻礙作用較大。
【實驗結(jié)論】導體在導電的同時,對電流也有一定的阻礙作用,且不同導體對電流阻礙作用不同。
2.電阻
(1)概念:在物理學中,用“電阻”來表示導體對電流的阻礙作用的大小。
(2)符號:通常用“R”表示電阻。
(3)單位及換算關(guān)系:在國際單位制中,電阻的單位是“歐姆”,簡稱“歐”,符號是。
常用單位有千歐(kC)、兆歐(MQ)o
換算關(guān)系:1MQ=103kQ.lkQ=103Q-
(4)常見物品的電阻值
白熾燈人體
電熨斗(1000W)電暖氣(1000W)
15W60W皮膚干燥時皮膚潮濕時
3227Q807。48.4Q48.4QIO-IO5Q10、以下C
(5)電阻在電路中的符號
具有一定電阻值的元件叫做電阻器,也叫定值電阻,簡稱電阻。在電路中的符號是“TZZ1-"。
(6)對電阻的理解
從“阻礙作用”
導體的電阻越大,表示導體對電流阻礙作用越強,在電壓相同的情況下,通過導體的電流越小。
的角度理解
導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì),即導體的電阻由導體自身的情況決定。不管導體是否接入電路、
從“性質(zhì)”的角
是否有電流通過,也不管導體兩端電壓是否改變或怎樣改變,導體對電流的阻礙作用(即電阻)都
度理解
是存在的。無電流通過時,這種阻礙作用僅僅是沒有表現(xiàn)出來而已。
從電流的形成理解導體的電阻
導體一方面由于內(nèi)部有大量的可自由移動的也荷二具備導電能力,另一方面由由于自身結(jié)構(gòu)及電荷間
的相互作用二對電流產(chǎn)生一定的阻礙作用。由此可知,導體具有兩面性-既能導電,又對電流有一定的阻礙
作用。從這個意義上說,導體和絕緣體的區(qū)別實際上就是電阻大小的不同。
【典例】關(guān)于電流、電壓和電阻,下列說法正確的是()。
A.只要將導體連入電路,電路中就有電流;
B.導體中通過的電流為零時,它的電阻也為零;
C.有電流通過的小燈泡,其兩端不一定有電壓;
D.導體兩端電壓越大,通過該導體的電流就越大
知識點二、影響電阻大小的因素(★重難點)
提出問題導體的電阻大小與哪些因素有關(guān)
(1)路越窄,車輛越難同行一導體越細,可能阻礙作用越強,電阻越大;
(2)道路越氏,人走得越累一導體越長,可能阻礙作用越強,電阻越大;
猜想與假設(shè)
(3)不同的道路同行效率不同,如高速公路、水泥路、鄉(xiāng)間小路一導體的電阻可能與制作導體的材料
(鐵、銅、銀、鋁等)有關(guān):
(4)物質(zhì)的很多物理性質(zhì)都受到溫度的影響,如密度一導體的電阻是否也受溫度的影響。
(1)探究電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面見是否有關(guān),涉及的因素較多,應(yīng)采用控制變量法
涉及實驗過程。
①選取材料、粗細相同,而長度不同的銀絡(luò)合金絲,分別接入電路中(如圖所示),觀線電流表示數(shù)的
變化情況,探窕電阻大小與導體長度的關(guān)系。
②選取材料、長度相同而粗細不同的銀輅合金絲,分別接入電路中,觀察電流表示數(shù)的變化情況,探究
電阻大小B導體橫截面積的關(guān)系。
③選取粗細、長度相同的銅絲和銀銘合金絲,接入電路中,觀察電流表示數(shù)變化情況,探究電阻大小與
導體材料的關(guān)系。
(2)轉(zhuǎn)化法:電阻大小是通過電流表示數(shù)的大小比較的。電流表示數(shù)大的電阻小,電流表示數(shù)小的電
阻大,此方法稱之為轉(zhuǎn)換法。
(3)將日光燈的燈絲與電流表接入電路中,比較燈拴溫度不同時電流表示數(shù)的變化情況,探究導體電
阻與溫度的關(guān)系。
(1)將圖甲中的導線CD和EF分別接入乙圖所示的電路,閉合開關(guān),過程的示數(shù)。
甲乙丙
(2)將圖甲中的導線CD與GH分別接入乙圖所示的電路,閉合開關(guān),過程的示數(shù)。
(3)將圖甲中的導線AB與CD分別接入乙圖所示的電路,閉合開關(guān),過程的示數(shù)。
(4)如圖丙所示,把電阻絲接入電路,慢慢地給電阻絲加熱,觀察電流衣示數(shù)的變化情況。
實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
導體電阻大小跟導體的長度有關(guān),在材料、橫梭面積相同時,長度越短,電
IQXIEP
阻越小
導體用阻大小跟導體橫截面積有關(guān),在材料、長度相同時,橫截而積越大,
分析論證ICWIGH
電阻越小
ICD^IAR導體電阻的大小跟導體的材料有關(guān)
給電阻絲加熱,電流
導體的電阻大小跟導體的溫度有關(guān)
表示數(shù)越來越小
導體的電阻是導體本身的已知性質(zhì),它的大小取決于導體的材料、長度、橫截面積。同種材料導體,長
探究歸納
度越長、橫截面積越小,導體的電阻越大。另外,導體的電阻還受溫度的影響。
特別提醒
①延長電路元件的使用壽命;②降低電能損耗:③實現(xiàn)電子設(shè)備微型化。
(3)超導材料的應(yīng)用
利用超導材料可制造超導電動機、超導電纜、磁懸浮列車等。目前,超導材料還沒有廣泛應(yīng)用于生活
實際的主要原因是還沒有發(fā)現(xiàn)常溫下的超導體。
導體電阻和溫度的關(guān)系
(1)一般的物體,如金屬,其也阻隨溫度的升高而增大,隨溫度的下降減小。
(2)有的合金,如康銅和疑銅,其電阻幾乎不隨溫度的變化而變化,是制作標泡電阻的好材料°
(3)半導體的電阻和溫度的關(guān)系較為復雜,有些半導體的電阻隨溫度的升高而減小,有些半導體的電
阻隨溫度的升高而增大。
【典例】2020年10月14日,《自然》雜志報道了一種可以在15c下實現(xiàn)超導的新材料,人類向創(chuàng)造
出具有最優(yōu)效率電力系統(tǒng)的目標乂邁近了一步。超導材料可以應(yīng)用在()。
A.電飯鍋B.電動機C.電熱水壺D.電烤箱
M【方法幫】
題型一:對電阻的理解(★易錯)
★易錯警示
導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì),與導體的材料、長度、橫截面積等因素有關(guān),與導體是否通電、
導體兩端電壓的高低、通過導體的電流大小等因素無關(guān)。即使導體兩端電壓為零,導體的電阻也仍然存在,
且大小不變。
【典例】關(guān)于導體的電阻,下列說法正確的是()。
A.當導體兩端電壓和通過導體的電流為零時,導體的電阻為零;
B.當導體被均勻拉長至原來的二倍時,導體的電阻將減?。?/p>
C.白熾燈泡常溫下電阻小于正常工作時的電阻;
D.導體的電阻與電流大小成反比
題型二:影響導體電阻大小的因素
方法點撥
(1)導體的電阻與導體材料、長度、橫截面積有關(guān)。①導體的材料、長度相同時,橫截面積越大,導
體的電阻越??;②導體的材料、橫截面積相同時,長度越長,導體的甩阻越大;③導體的長度、橫截面積
相同時,材料不同,導體的電阻不同。
(2)電阻是導體本身的一種性質(zhì),與是否接入電路無關(guān)。
【典例】質(zhì)量相等的銅絲和鋁絲,它們的橫截面積相等,則二者電阻大小比較()。
A.銅絲電阻較大;
B.鋁絲電阻較大;
C.銅絲和鋁絲電阻可能一樣大;
D.無法判斷誰的電阻較大
題型三:探究導體電阻大小與哪些因素有關(guān)
【典例】小芳同學在探究“決定導體電阻大小的因素”時,做出了如下猜想:
猜想①:在溫度不變時,導體的電阻與導體的材料有關(guān);
猜想②:在溫度不變時,導體的電阻與導體的長度有關(guān);
猜想③:在溫度不變時,導體的電阻與導體的橫被面積有關(guān)。
序號材料長度(m)橫截面積(mm2)
A銀鋁合金0.80.5
B鎰銅0.81
C缽銅0.80.5
D錦銅1.20.5
請完成下列填空(只填序號):
(1)要驗證猜想①,小芳同學應(yīng)選擇的兩段導體是__________;
(2)要驗證猜想②,小芳同學應(yīng)選擇的兩段導體是________;
(3)要驗證猜想③,小芳同學應(yīng)選擇的兩段導體是:
(4)這個實驗用到的物理方法.是。
題型四:探究影響導體電阻大小因素的拓展實驗
【典例】某物理興趣小組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(guān)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(guān):
②食鹽水溶液的導電性能與溶液的質(zhì)量有關(guān):
③食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩點間的距離有關(guān)為了驗證猜想,他們設(shè)計了如圖所示的裝置,將
電路中的a、b兩金屬片分別插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置(金屬片a、b每次插入溶液中的深度都
相同)進行探究:
q¥閶囿國曲
al|b2%&5%鹽2%耗5%靛
■■甲乙內(nèi)J-
(1)食鹽水溶液的導電性能可以由_______來判斷:
(2)將金屬片a、b分別插入甲、乙所示位置可探究猜想(選填序號),為了探究猜想②應(yīng)
將金屬片a、b分別插入兩圖所示位置;
(3)將金屬片a、b分別插入乙、丁所示位置,若I乙KI」,由此可得到的結(jié)論是;
(4)這個實驗用到了初中物理學中最常用的探究方法是(寫出一種即可)。
題型五:半導體與超導體的應(yīng)用
【典例】關(guān)于半導體和超導材料,下列選項描述正確的是()。
A,都可用來做輸電線B,都已經(jīng)普遍應(yīng)用于生活中
C,發(fā)光二極管是采用半導體材料D.發(fā)光二極管是采用超導體材料
【中考幫】
考點一:影響電阻大小的因素
【典例】(2022?綏化)"探究影響導體電阻大小的因素”的實驗裝置如圖所示,在實驗中使用四根
電阻絲,其材料規(guī)格加下表所示.
編號材料長度/m橫截面積/mn?'燈泡亮度
A缽銅合金0.50.8亮
B銀格合金0.50.8較亮
C銀銘合金0.50.4較暗
I)銀輅合金1.00.4暗
(1)實驗中通過觀察___________比較電阻絲電阻的大小;
(2)實驗中采用的研究方法是___________和轉(zhuǎn)換法;
(3)分別將編號為的電阻絲接入電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的
材料有關(guān):
(4)分別將編號為B、C的電阻絲接入電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的
有關(guān);
(5)分別將編號為C、D的電阻絲接入電路進行實驗,其得到的實驗結(jié)論被實際應(yīng)用到了___________
的工作原理中;
A.電壓表B.電流表C.滑動變阻器
(6)實驗過程中某小組同學更換電阻絲后發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯,可用___________代替小燈泡
完成實驗。
考場捉分丁中考考題要求同學們掌握控制變量法和轉(zhuǎn)化法在實驗中的應(yīng)用,并能根據(jù)已有的實驗探
究方案,選用合適的實驗器材獲得數(shù)據(jù),這是物理核心素養(yǎng)的科學探究的體現(xiàn)。
考點二:半導體和超導現(xiàn)象
【典例】(2021?湖北宜昌市中考真題)關(guān)于信息和材料,下列說法不正確的是().
A.銅、鋁、陶直都是很好的導體B.光導纖維傳導的是電磁波
C.超導材料適合用來進行遠距離輸電1).發(fā)光二板管是一種半導體材料
F場提分1中考考題要求同學們能理解半導體、超導體的概念,了解半導體和超導體在生產(chǎn)、生活
中的應(yīng)用。這是物理核心素養(yǎng)的物理觀念(物質(zhì)觀)的體現(xiàn)。
【作業(yè)幫】
一、基礎(chǔ)練(知識鞏固)
1.將紙巾摩擦過的輕質(zhì)吸管放在絕緣支架上,用毛皮摩擦過的橡膠棒去靠近吸管的一端,發(fā)現(xiàn)吸管這
端遠離橡膠棒。下列判斷正確的是()。A.摩擦過的吸管一定不帶電B.摩擦過的吸管一定帶負電
C.摩擦過的吸管失去電子D.摩擦過的紙巾得到電子2.有甲、乙、丙三根銅導線,甲和乙粗細相同,但
甲比乙長一些,乙和丙長度相同,但乙比丙細一些,則三根導線的電阻大小關(guān)系是()。
A.甲二#乙=〃內(nèi)B.R甲>R力R閃C./?甲>"內(nèi)>/?乙D.無法確定
3.當溫度降到一定程度時,某些物質(zhì)的電阻會變?yōu)榱悖@種物質(zhì)叫超導體。超導體的應(yīng)用具有十分誘
人的前景。假如科學家已研制出室溫下就能使用的超導體,你準備將它用來制作()。
A.家用保險絲B.白熾燈泡的燈絲
C.電爐的電熱絲D.輸電導線
4.如圖所示,用導線把電池、LED燈和一段粗細均勻的干木棍連接起來,閉合開關(guān)。向干木棍上逐漸
滴一些自來水,在這一過程中()。
A.濕木棍中的自由電子向左定向移動;
B.滴自來水的過程中,木棍電阻變大;
C.LED燈的亮度逐漸變亮;
D.LED燈的電阻逐漸變大
5.如圖所示電路,導線a的一端固定連接在鉛筆芯上,當導線人的一端在鉛筆芯上向右移動時,燈泡
的亮度將o這個實驗說明鉛筆芯是(選填“導體”或“絕緣體”),還能說明導體的電阻與
______有關(guān).
6.如圖所示,用酒精燈給細鐵絲制的線圈加熱,則電流表的示數(shù)會變,表明導體的電阻變—
可見導體的電阻還與______有關(guān)。
二、綜合練(能力提升)
7.如圖所示,小明將A、〃兩種不同的金屬片分別插入土豆,制成土豆電池,閉合開關(guān)S,發(fā)光二極管
發(fā)光,電壓表有示數(shù)。以下關(guān)于電路的理解正確的是()。
B
A.若斷開開關(guān),A、夕兩金屬片間沒有電壓;
B.土豆電池供電時是電能轉(zhuǎn)化為化學能;
C.發(fā)光二極管是由絕緣體材料制成的:
D.電流從“電池”的力金屬片流出經(jīng)過二極管回到金屬片8
8.一根鋁導線電阻是必要使連入電路中的導線電阻變大,可采取()。
A.將這根鋁導線拉長后接入電路中;
B.將這根鋁導線對折后接入電路中;
C.降低導線兩端的電壓或增大通過導線的電流;
D.用長度、橫截面枳相同的銅導線代替這根鋁導線接入電路中
9.把長短相同、粗細不同的兩根銀鋁合金線串聯(lián)接入電路,電路如圖所示,則電路中()。
------粗廣甌1-------
A.粗導體的電阻大于細導體的電阻;B.粗導體的電阻等于細導體的電阻:
C.粗導體的電流大于細導體的電流;D.粗導體的電流等于細導體的電流
10.某同學利用如圖電路,探究“導體電阻的大小與其長度的關(guān)系”,圖中甲、乙、丙是銀格合金絲,
甲、乙長度相同,乙、丙粗細相同。實驗中根據(jù)判斷接入M、N兩點間電阻的大小,選用的電阻絲
是。
11.如圖所示,用導線把電池、小燈泡和一段粗細均勻的電阻絲連接起來。當金屬夾從電阻絲上的某點,
沿電阻絲向移動的過程中,小燈泡亮度逐漸變暗,這表明導體電阻的大小跟導體的有關(guān),如
要繼續(xù)研究電阻與溫度的關(guān)系,江需要添加的儀器是
三、培優(yōu)練(挑戰(zhàn)自我)
12.導體制冷技術(shù)是用于電腦元件散熱的前沿科技。如圖所示是半導體制冷的原理圖,圖中標有“V
和“P”字樣的材料分別叫做N型半導體和P型半導體,把N型半導體和P型半導體用導體串聯(lián),接上直流
電源后,半導體材料的兩端產(chǎn)生溫度差,在電流方向是N-P的地方吸熱,在P-N的地方放熱。則不斷散
熱的電腦CPU要靠近的是______1選填"A”或"B”)陶瓷片。半導體的導電性能比導體的導電性能______
(填“強”或“弱”)。
A
體
導
體
流
片
13.小紅學習了電阻的知識后,對當?shù)厣饺膶щ娦援a(chǎn)生了興趣。查閱相關(guān)資訊后,她提出:“山泉
水的導電性可能與水的溫度有關(guān)”的猜想,并做了相應(yīng)的實驗設(shè)計。
(1)實驗?zāi)康模禾骄可饺膶щ娦詮娙跖c_____的關(guān)系;
(2)實驗器材:電源、開關(guān)、電流表、電極、導線、電熱水杯(含電源)、山泉水,為完成實驗?zāi)康?
她還需要的測量儀器是______;
(3)小紅設(shè)計了如圖甲所示的電路,小明看后指出了該電路可能存在的問題是。為了避免問題
發(fā)生,請你在虛線框內(nèi)畫出改進后的電路圖_____0
(4)改進之后,進行實驗。請幫小紅設(shè)計一個記錄數(shù)據(jù)的表格(表格內(nèi)容根據(jù)實驗設(shè)計需要自
行填寫)。
課時16.3電阻(幫課堂)(解析版)
曲快【學習目標】
1.理解電阻的概念;
2.知道電阻是導體本身的一種性質(zhì);能畫出電阻在電路圖中的符號;
3.知道電阻大小的單位及其單位換算;
4.會用控制變量法探究影響電阻大小的因素;
5.理解電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積及溫度有關(guān)。
【知識導圖】
z引入概念:導體對電流有阻礙作用
[認識T概念、符號(R)1單位7c)
電阻影響因素:材料、長度、橫截面積、溫度[----[實驗方法:控制變量法、轉(zhuǎn)換法
應(yīng)用:電阻器、符號是T=)-
'拓展[半導體、超導現(xiàn)象
【基礎(chǔ)知識】
知識點一、電阻(★重點)
1.探究導體對電流的阻礙作用
【實驗過程】如圖所示,把長短、粗細相同的銅絲和銀銘合金絲(或缽銅合金絲)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示數(shù)。
【實驗現(xiàn)象】當把銅絲接入電路時,閉合開關(guān),電流表示數(shù)較大,小燈泡較亮;當把銀
格合金絲接入電路時,閉合開關(guān),電流表示數(shù)較小,小燈泡較暗。
【實驗分析】在相同電壓下,通過銅絲的電流較大,表明銅絲對電流的阻礙作用較小;
通過銀格合金絲的電流較小,表明銀銘合金絲對電流的阻礙作用較大。
【實驗結(jié)論】導體在導電的同時,對電流也有一定的阻礙作用,且不同導體對電流阻礙
作用不同。
2.電阻
(1)概念:在物理學中,用“電阻”來表示導體這電流的阻礙作用的大小。
(2)符號:通常用“R”表示電阻。
(3)單位及換算關(guān)系:在國際單位制中,電阻的單位是“歐姆”,簡稱“歐”,符號
是“Q”.
常用單位有千歐(kQ)、兆歐(MQ)o
換算關(guān)系:系Q=l(fkQ,lkQ=103Q,?
(4)常見物品的電阻值
白熾燈人體
電熨斗(1000W)電暖氣(WOOD
15W60W皮膚干燥時皮膚潮濕時
3227。807Q48.4Q48.4Q1O'-1O5Q10,以下。
(5)電阻在電路中的符號
具有一定電阻值的元件叫做電阻器,也叫定值電阻,簡稱電阻。在電路中的符號是
(6)對電阻的理解
從“阻礙作用”導體的電阻越大,表示導體對電流阻礙作用越強,在電壓相同的情況下,通過導體
的角度理解的電流越小。
導體的電阻是導體本身的一種性質(zhì),即導體的電阻由導體自身的情況決定。不管導
從“性質(zhì)”的體是否接入電路、是否有電流通過,也不管導體兩端電壓是否改變或怎樣改變,導
角度理解體對電流的阻礙作用(即電阻)都是存在的。無電流通過時,這種阻礙作用僅僅是
沒有表現(xiàn)出來而已。
從電流的形成理解導體的電阻
導體一方面由于內(nèi)部有大量的可自由移動的電荷二具備導業(yè)能力,另一方面由由于自身
結(jié)構(gòu)及電荷間的相互作用二對電流產(chǎn)生一定的阻礙作用。由此可知,導體具有兩面性-既能
導電,又對電流有一定的阻礙作用。從這個意義上說,導體和絕緣體的區(qū)別實際上就是電阻
大小的不同。
【典例】關(guān)于電流、電壓和電阻,下列說法正確的是()。
A.只要將導體連入電路,電路中就有電流;
B.導體中通過的電流為零時,它的電阻也為零;
C.有電流通過的小燈泡,其兩端不一定有電壓;
D.導體兩端電壓越大,通過該導體的電流就越大
【答案】Do
【解析】要想有電流,必須有電源且電路是通路才行,故人錯<
電阻是導體本身的屬性,與有無電流通過無關(guān),故B錯;
有電流通過小燈泡時,小燈泡兩端一定有電壓,故C錯;
同一個導體的電阻是一定的,電壓越大,電流越大,故D正確;應(yīng)選D。
知識點二、影響電阻大小的因素(★重難點)
提出問題導體的電阻大小與哪些因素有關(guān)
<1)路越巖,車輛越難同行一導體越細,可能阻礙作用越強,電阻越大:
(2)道路越長,人走得越累一導體越長,可能阻礙作用越強,電阻越大;
猜想與假
(3)不同的道路同行效率不同,如高速公路、水泥路、鄉(xiāng)間小路一導體的電阻可能與
設(shè)制作導體的材料(鐵、銅、銀、鋁等)有關(guān);
(4)物質(zhì)的很多物理性質(zhì)都受到溫度的影響,如密度一導體的電阻是否也受溫度的影
響。
(1)探究電阻的大小與導體的材料、長度、橫截面積是否有關(guān),涉及的因素較多,應(yīng)
采用控制變量法涉及實驗過程。
①選取材料、粗細相同,而長度不同的銀銘合金絲,分別接入電路中(如圖所示),觀
察電流表示數(shù)的變化情況,探究電阻大小與導體長度的關(guān)系。
設(shè)計實驗
②選取材料、長度相同而粗細不同的銀鋁合金絲,分別接入電路中,觀察電流表示數(shù)的
變化情況,探究電阻大小叮導體橫截面積的關(guān)系。
③選取粗細、長度相同的銅絲和銀銘合金絲,接入電路中,觀察電流表示數(shù)變化恃況,
探究電阻大小與導體材料的關(guān)系。
(2)轉(zhuǎn)化法:電阻大小是通過電流表示數(shù)的大小比較的。電流表示數(shù)大的電阻小,電
流表示數(shù)小的電阻大,此方法稱之為轉(zhuǎn)換法。
<3)將日光燈的燈絲與電流表接入電路中,比較燈絲溫度不同時電流表示數(shù)的變化情
況,探究導體電阻與溫度的關(guān)系。
(1)將圖甲中的導線CD和EF分別接入乙圖所示的電路,閉合開關(guān),過程的示數(shù)。
進行實驗
甲乙
丙
(2)將圖甲中的導線CD與GH分別接入乙圖所示的電路,閉合開關(guān),過程的示數(shù).
(3)將圖甲中的導線AB與CD分別接入乙圖所示的電路,閉合開關(guān),過程的示數(shù)。
(4)如圖內(nèi)所示,把電阻絲接入電路,慢慢地給電阻絕加熱,觀察電流表示數(shù)的變化
情況。
實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論
導體電阻大小跟導體的長度有關(guān),在材料、橫截面積相同時,
TcXL
長度越短,電阻越小
導體電阻大小跟導體橫截面積有關(guān),在材料、長度相同時,橫
IcXIcH
分析論證截面枳越大,電阻越小
ICXIAB導體電阻的大小跟導體的材料有關(guān)
給電阻絲加熱,電
流表示數(shù)越來越導體的電阻大小跟導體的溫度有關(guān)
小
導體的電阻是導體本身t的已知性質(zhì),它的大小取決于導體的材料、長度、橫截面積。同
探究歸納種材料導體,長度越長、橫截面積越小,導體為電阻越大。另外,導體的電阻還受溫度
的影響。
特別提醒
(1)實驗過程中要控制電源電壓不變;
(2)在敘述結(jié)論時,要注意控制變量法思想的運用。如在“探究導體電阻的大小是否
與導體橫截面積有關(guān)”實臉中,得出結(jié)論是“在導體的材料、長度相同時,導體的橫截面積
越大,電阻越小”,如果說成“導體的橫截面積越大,電阻越小”是不準確的。
【典例】在“探究影響電阻大小的因素”的實驗中,某實驗小組同學利用如圖所示的電
路分別對“導體電阻跟它為材料、長度、橫截面積有關(guān)”的猜想進行實驗驗證。實驗中使用
4根電阻絲,其規(guī)格、材料如表所示。
編號材料長度/m橫截面積/mm?電流大小/A
A鈦銅合金0.50.80.40
B銀銘合金0.50.80.32
C銀鋁合金0.50.40.16
D銀鋁合金1.00.40.08
(1)實驗中通過觀察來比較電阻的大小,此過程用到的研究方法是O
(2)分別將C、D兩根合金絲接入電路,可初步探究出的結(jié)論是_______。
(3)分別將________(填編號)兩根合金絲接入電路,可初步探究出的結(jié)論是:導體
的材料、長度相同時,橫截面積越小,電阻越大。
【答案】Q)電流表的示數(shù)大小;轉(zhuǎn)換法;(2)導體的材料、橫截面積相同時.,長度
越長,電阻越大:(3)B、Co
【解析】(1)在該實驗中,電阻的大小是通過電流的大小來體現(xiàn)的,電流越小說明電
阻越大。這種方法是轉(zhuǎn)換法。
(2)由表中數(shù)據(jù)可知,將C、D兩根合金絲接入電路,C、D合金線的材料、橫截面積
相同,而長度不同,并且3合金絲的長度大于C的長度,發(fā)現(xiàn)接入D合金絲時,電流表的示
數(shù)比接入C合金絲時更小,說明D合金絲的電阻比C合金絲的電阻大,由此初步得出結(jié)論:
導體的材料、橫截面積相同時,長度越長,電阻越大;
(3)由表中數(shù)據(jù)可知,將B、C兩根合金絲接入電路,B、C合金線的材料、長度相同,
而橫截面積不同,并且C合金絲的橫截面積小于B的橫截面積,發(fā)現(xiàn)接入C合金絲時,電流
表的示數(shù)比接入B合金絲時更小,說明C合金絲的電阻比B合金絲的電阻大,由此初步得出
結(jié)論:導體的材料、長度相同時,橫截面積越小,電阻越大。
知識點三、半導體和超導體
L半導體
(1)概念
有一些材料,如硅和諸,導電性能介于導體和絕緣體之間,常常稱為半導體。
(2)特點
①半導體的導電性能比導體差,比絕緣體好;②溫度、光照、雜質(zhì)等外界因素對半導體
的導電性能有很大的影響。
(3)應(yīng)用
利用半導體材料可以制成光敏電阻、熱敏電阻、壓敏電阻、二極管、三極管、集成電路
等。
2.超導現(xiàn)象
(1)超導現(xiàn)象
某些物質(zhì)在溫度很低時,電阻就變成了0,這就是超導現(xiàn)象。在溫度很低時,電阻為0
的材料稱為超導材料。超導材料也稱為超導體。
(2)超導現(xiàn)象應(yīng)用與實際的好處
①延長電路元件的使用壽命;②降低電能損耗;③實現(xiàn)電子設(shè)備微型化。
(3)超導材料的應(yīng)用
利用超導材料可制造超導電動機、超導電纜、磁懸浮列車等。目前,超導材料還沒有廣
泛應(yīng)用于生活實際的主要原因是還沒有發(fā)現(xiàn)常溫下的超導體。
導體電阻和溫度的關(guān)系
(1)一般的物體,如金屬,其電阻隨溫度的升高而增大,隨溫度的下降減小。
(2)有的合金,如康銅和鎰銅,其電阻幾乎不隨溫度的變化而變化,是制作標準電阻
的好材料。
(3)半導體的電阻和溫度的關(guān)系較為復雜,有些半導體的電阻隨溫度的升高而減小,
有些半導體的也阻隨溫度的升高而增大。
【典例】2020年10月14日,《自然》雜志報道了一種可以在15c下實現(xiàn)超導的新材
料,人類向創(chuàng)造出具有最優(yōu)效率電力系統(tǒng)的目標又邁近了一步。超導材料可以應(yīng)用在()o
A.電飯鍋B.電動機C.電熱水壺D.電烤箱
【答案】Bo
【解析】ACD.超導體電阻為零,電流流過超導體時,不會發(fā)熱,電飯鍋、電熱水壺和
電烤箱都是利用的電流的熱效應(yīng)工作的,故ACD不符合題意;
B.電動機在通電過程中,可以用超導體制作電動機的線圈,電能沒有損失,故B符合
題意。
故選B。
+£【方法幫】
題型一:對電阻的理解(★易錯)
★易錯警示
導體的電阻是導體本身的?種性質(zhì),與導體的材料、長度、橫截面積等因素有關(guān),與導
體是否通電、導體兩端電壓的高低、通過導體的電流大小等因素無關(guān)。即使導體兩端電壓為
零,導體的電阻也仍然存在,且大小不變。
【典例】關(guān)于導體的電阻,下列說法正確的是()。
A.當導體兩端電壓和通過導體的電流為零時,導體的電阻為零;
B.當導體被均勻拉長至原來的二倍時,導體的電阻洛減小;
C.白熾燈泡常溫下電粗小于正常工作時的電阻;
D.導體的電阻與電流大小成反比
【答案】以
【解析】AD.電阻是導體本身的屬性,與電壓和通過導體的電流的大小無關(guān),電流為零
時,導體電阻不會變?yōu)榱?,故AD錯誤;
B.當導體被均勻拉長至原來的二倍時,則它的長度增加一倍,橫截面積變?yōu)樵瓉淼亩?/p>
分之一,則電阻增大為原來的四倍,故B錯誤;
C.電阻的大小與溫度有關(guān),?般導體在溫度升高時電阻變大,溫度降低時,電阻變小,
所以白熾燈泡常溫下電阻小于正常工作時的電阻,故C王確。
故選C。
題型二:影響導體電阻大小的因素
方法點撥
(1)導體的電阻與導體材料、長度、橫截面積有關(guān)。①導體的材料、長度相同時,橫
截面積越大,導體的電阻越??;②導體的材料、橫截面積相同時,長度越長,導體的電阻越
大;③導體的長度、橫截面積相同時,材料不同,導體的電阻不同。
(2)電阻是導體本身的一種性質(zhì),與是否接入電路無關(guān)。
【典例】質(zhì)量相等的銅絲和鋁絲,它們的橫截面積相等,則二者電阻大小比較()。
A.銅絲電阻較大;
B.鋁絲電阻較大;
C.銅絲和鋁絲電阻可能一樣大:
D.無法判斷誰的電阻較大
【答案】B。
【解析】長度和橫截面積相同的銅絲和鋁絲,銅絲的導電性更強,電阻更?。?/p>
銅的密度大于鋁,已知銅絲和鋁絲的質(zhì)量相同,所以銅絲的體積小于鋁絲,而它們的橫
截面積相等,所以銅絲的長度小于鋁絲,即銅絲的電阻更小,鋁絲的電阻更大。故選B。
題型三:探究導體電阻大小與哪些因素有關(guān)
【典例】小芳同學在探究“決定導體電阻大小的因素”時,做出了如下猜想:
猜想①:在溫度不變時,導體的電阻與導體的材料有關(guān);
猜想②:在溫度不變時,導體的電阻與導體的長度有關(guān);
猜想③:在溫度不變時,導體的電阻與導體的橫被面積有關(guān)。
ir'v材料長度(m)橫截面積(mnT)
A銀銘合金0.80.5
B缽銅0.81
C缽銅0.80.5
1)缽銅1.20.5
請完成下列填空(只填序號):
(1)要驗證猜想①,小芳同學應(yīng)選擇的兩段導體是:
(2)要驗證猜想②,小芳同學應(yīng)選擇的兩段導體是_______;
(3)要驗證猜想③,小芳同學應(yīng)選擇的兩段導體是;
(4)這個實驗用到的物理方法.是。
【答案】(1)A、B、C;(2)C、D、E;(3)C、F、G;(4)控制變量法。
【解析】(1)猜想①認為在溫度不變時,導體的電阻與導體的材料有關(guān),所以在探究
時,應(yīng)使長度和橫截面積相同,而導體的材料不同,A、B和C長度都是().8m,橫截面積都
是0.5mm:只有材料不同,所以利用A、B、C可以探究電阻與材料之間的關(guān)系。
(2)猜想②認為在溫度不變時,導體的電阻與導體的長度有關(guān),所以應(yīng)該控制材料和
橫截面積不變,改變長度。C、I)、E所用的材料都是缽銅合金,橫截面積都是().5mm2,而長
度不同。所以利用C、D、E可以探究電阻與長度之間的關(guān)系。
(3)猜想③是在溫度不變時,導體的電阻與導體的橫被面積有關(guān),所以在探究時,要
保持材料和長度相同,橫截面積不同.C、F和G材料都是錦銅,長度都是0.8m,只有橫截
面積不同,所以可以利用C、F、G來探究電阻與橫截面積的關(guān)系。
(4)此題所采用的研究方法是:控制變量法。
故答案為:(1)A、B、C;(2)C、D、E;(3)C、F、G;(4)控制變量法。
題型四:探究影響導體電阻大小因素的拓展實驗
【典例】某物理興趣小組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(guān)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(guān);
②食鹽水溶液的導電性能與溶液的質(zhì)量有關(guān);
③食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩點間的距離有關(guān)為了驗證猜想,他們設(shè)計了如圖所
示的裝置,將電路中的a、b兩金屬片分別插入甲、乙、丙、丁溶液中所示位置(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)將金屬片a、b分別插入甲、乙所示位置可探究猜想(選填序號),為了
探究猜想②應(yīng)將金屬片a、b分別插入兩圖所示位置;
(3)將金屬片a、b分別插入乙、丁所示位置,若I乙#1丁,由此可得到的結(jié)論是;
(4)這個實驗用到了初中物理學中最常用的探究方法是(寫出一種即可)。
【答案】(1)電流表示數(shù)的大??;(2)①;甲、丙;(3)食鹽水溶液的導電性能與
溶液中兩點間的距離有關(guān);(4)控制變量法。
【解析】(1)若食鹽水溶液的導電性能比較強,其電阻就比較小,電流表示數(shù)較大;
反之,電流表示數(shù)較小,可見,食鹽水溶液的導電性能可以由電流表示數(shù)的大小來判斷。
(2)a、b分別插入甲、乙所示位置.,鹽水的質(zhì)量和金屬片的距離不變,可探究食鹽水
溶液的導電性能與溶液的濃度有關(guān):
為了探究食鹽水溶液的導電性能與溶液的質(zhì)量的關(guān)系,需要保持溶液的濃度和溶液中兩
點間的距離不變,改變?nèi)芤旱馁|(zhì)量,應(yīng)將金屬片a、b分別插入甲、內(nèi)兩圖所示位置。
(3)將金屬片a、b分別插入乙、丁所示位置時,溶液的濃度相同,質(zhì)量也相等,溶液
中兩點間的距離不相等,若I乙工1「,所以,食鹽水溶液的導電性能與溶液中兩點間的距離
有關(guān)。
(4)要探究一個量與其他多個量之間的關(guān)系采用控制變量法,還把鹽水的導電性轉(zhuǎn)化
為電流表示數(shù)的大小。
故答案為:(1)電流表示數(shù)的大??;(2)①;甲、丙;(3)食鹽水溶液的導電性能
與溶液中兩點間的距離有關(guān);(4)控制變量法。
題型五:半導體與超導體的應(yīng)用
【典例】關(guān)于半導體和超導材料,下列選項描述正確的是()。
A,都可用來做輸電線B.都已經(jīng)普遍應(yīng)用于生活中
C.發(fā)光二極管是采用半導體材料D.發(fā)光二極管是采用超導體材料
【答案】Co
【解析】A.半導體材料的導電能力介于導體和絕緣體之間;而輸電線應(yīng)選用導電能力強
的材料;故A錯誤;
B.半導體材料普遍應(yīng)用于生活中,例如光敏電阻、發(fā)光二極管等,超導體材料還沒有普
遍應(yīng)用于生活中,故B錯誤;
CD.發(fā)光二極管具有單向?qū)щ娦裕捎冒雽w材料制成,故C正確,D錯誤。
故選C。
【中考幫】
考點一:影響電阻大小的因素
【典例】(2022?綏化)”探究影響導體電阻大小的因素”的實驗裝置如圖所示,在
實驗中使用四根電阻絲,其材料規(guī)格如卜.表所示。
編號材料長度/m橫截面積/mnT'燈泡亮度
A錦銅合金0.50.8亮
B銀銘合金().50.8較亮
C銀輅合金0.50.4較暗
D銀銘合金1.00.4暗
(1)9E驗中通過觀察—_______比較電阻絲電阻的大??;
(2)實驗中采用的研究方法是__________和轉(zhuǎn)換法;
(3)分別將編號為的電阻絲接入電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻
大小與導體的材料有關(guān);
(4)分別將編號為B、C的電阻絲接入電路進行實驗,可得出結(jié)論:導體的電阻大小與
導體的有關(guān);
(5)分別將編號為C、D的電阻絲接入電路進行實驗,其得到的實驗結(jié)論被實際應(yīng)用到
了的工作原理中;
A.電壓表B.電流表C.滑動變住器
(6)實驗過程中某小組同學更換電阻絲后發(fā)現(xiàn)小燈泡亮度變化不明顯,可用
代替小燈泡完成實驗。
【答案】①小燈泡亮度;②控制變量法;③A、B;④橫截面積:⑤C:⑥電流表。
【解析】(1)[1]在實驗中,電阻的大小是通過觀察燈泡的亮度來體現(xiàn)的,燈泡的亮度
越暗,說明電阻越大。
(2)[2]導體電阻的大小與導體的材料、氏度、橫截面積及溫度有關(guān),因此要研究電阻
大小與每一個因素的具體關(guān)系時,要用到控制變量法:通過觀察燈泡的亮度來體現(xiàn)電阻的大
小,這是用到轉(zhuǎn)換法,故本實驗中采用的研究方法有控制變量法和轉(zhuǎn)換法。
(3)[3]電阻大小若不考慮溫度的前提下,要研究導體的電阻大小與導體的材料有關(guān),
就要使導體的長度和橫截面積保持不變,故選用編號A、Bo
(4)[4]編號B、C兩根電阻絲,材料、長度都相同,橫截面積不同,將電阻絲分別接
入電路中,燈泡的發(fā)光情況不同,故可以得出結(jié)論:導體的電阻大小與導體的橫截面積有關(guān)。
(5)[5]編號C、D兩根電阻絲,材料.、橫截面枳都相同,長度不同,把他們分別接入
電路中,燈泡的發(fā)光情況不同,且接編號D的電阻絲比接編號C的電阻絲,燈泡發(fā)光情況要
暗,相當于改變電阻絲接入電路中的長度來改變接入電路中電阻的大小,與滑動變阻器的工
作原理相同,故AB不符合題意,C符合題意。
故選C。
(6)[6]更換電阻絲后,小燈泡的亮度不明顯,說明電阻絲的電阻太大,流過小燈泡的
電流太小,為了完成實驗可以用電流表代替小燈泡。通過觀察電流表示數(shù)的大小,來判斷接
入電路中電阻絲阻值的大小。
一工場提分]中考考題要求同學們掌握控制變量法和轉(zhuǎn)化法在實驗中的應(yīng)用,并能根據(jù)
己有的實驗探究方案,選用合適的實驗器材獲得數(shù)據(jù),這是物理核心素養(yǎng)的科學探究的體
現(xiàn)。
考點二:半導體和超導現(xiàn)象
【典例】(2021?湖北宜昌市中考真題)關(guān)于信息和材料,下列說法不正確的是()。
A.銅、鋁、陶瓷都是很好的導體B.光導纖維傳導的是電磁波
C.超導材料適合用來進行遠距離輸電D.發(fā)光二板管是一種半導體材料
【答案】Ao
【解析】A.銅、鋁是很好的導體,陶瓷是絕緣體,故A錯誤,符合題意;
B.光導纖維傳導的是激光,光也是電磁波,故B正確,不符合題意;
C.超導材料無電阻,導線不產(chǎn)生熱量,不會產(chǎn)生電損,適合用來進行遠距離輸電,故
C正確,不符合題意;
0.發(fā)光二板管具有單向?qū)щ娦?,是一種半導體材料,故D正確,不符合題意。故選A。
考場
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