第十四章歐姆定律（原卷版）課時14.1電阻2022年課程標(biāo)準(zhǔn)物理素養(yǎng)1.2.1通過實驗，了解物質(zhì)的一些物理屬性，如彈性、磁性、導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性等，用語言、文字或圖表描述物質(zhì)的這些物理屬性。1.4.1通過收集信息，了解一些新材料的特點及其應(yīng)用。了解新材料的發(fā)展給人類生活和社會發(fā)展帶來的影響。物理觀念：知道導(dǎo)體能夠?qū)щ?，在實例中認(rèn)識導(dǎo)體對電流的阻礙作用；能說出電阻的常用單位及其換算關(guān)系?？茖W(xué)思維：認(rèn)識導(dǎo)體的長度、橫截面積、材料的種類對導(dǎo)體電阻大小的影響。會做多因素條件的探究實驗活動?？茖W(xué)態(tài)度與責(zé)任：能描述導(dǎo)體、半導(dǎo)體、超導(dǎo)體和絕緣體的電學(xué)特征，知道半導(dǎo)體、超導(dǎo)體的應(yīng)用對人類生活和社會發(fā)展的影響。知識點一、電阻（★重點）1.嘗試改變電路中電流的大小【實驗過程】如圖所示，把長短、粗細(xì)相同的銅絲和鎳鉻合金絲（或錳銅合金絲）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)?！緦嶒灛F(xiàn)象】當(dāng)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(dāng)把鎳鉻合金絲接入電路時，閉合開關(guān)，電流表示數(shù)較小，小燈泡較暗?！緦嶒灧治觥吭谙嗤妷合拢ㄟ^銅絲的電流較大，表明銅絲對電流的阻礙作用較?。煌ㄟ^鎳鉻合金絲的電流較小，表明鎳鉻合金絲對電流的阻礙作用較大?！緦嶒灲Y(jié)論】導(dǎo)體在導(dǎo)電的同時，對電流也有一定的阻礙作用，且不同導(dǎo)體對電流阻礙作用不同。2.電阻（1）概念：在物理學(xué)中，用“電阻”來表示導(dǎo)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“Ω”。常用單位有千歐（kΩ）、兆歐（MΩ）。換算關(guān)系：1MΩ=103kΩ，1kΩ=103Ω。（4）常見物品的電阻值白熾燈電熨斗（1000W）電暖氣（1000W）人體15W60W皮膚干燥時皮膚潮濕時3227Ω807Ω48.4Ω48.4Ω104-105Ω103以下Ω（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”的角度理解導(dǎo)體的電阻越大，表示導(dǎo)體對電流阻礙作用越強，在電壓相同的情況下，通過導(dǎo)體的電流越小。從“性質(zhì)”的角度理解導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，即導(dǎo)體的電阻由導(dǎo)體自身的情況決定。不管導(dǎo)體是否接入電路、是否有電流通過，也不管導(dǎo)體兩端電壓是否改變或怎樣改變，導(dǎo)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。★培優(yōu)拓展：從電流的形成理解導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體一方面由于內(nèi)部有大量的可自由移動的電荷而具備導(dǎo)電能力，另一方面由于自身結(jié)構(gòu)及電荷間的相互作用而對電流產(chǎn)生一定的阻礙作用。由此可知，導(dǎo)體具有兩面性-既能導(dǎo)電，又對電流有一定的阻礙作用。從這個意義上說，導(dǎo)體和絕緣體的區(qū)別實際上就是電阻大小的不同?！镜淅?】（23-24九年級上·蘇州·階段練習(xí)）如圖所示，a為一根鉛筆芯，閉合開關(guān)后，小燈泡發(fā)光，將夾子在鉛筆芯上向左移動時，觀察到小燈泡變。如果斷開開關(guān)，鉛筆芯的電阻阻值（“等于”或“不等于”）零。知識點二、影響電阻大小的因素（★重難點）提出問題導(dǎo)體的電阻大小與哪些因素有關(guān)猜想與假設(shè)（1）路越窄，車輛越難同行—導(dǎo)體越細(xì)，可能阻礙作用越強，電阻越大；（2）道路越長，人走得越累—導(dǎo)體越長，可能阻礙作用越強，電阻越大；（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—導(dǎo)體的電阻可能與制作導(dǎo)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—導(dǎo)體的電阻是否也受溫度的影響。設(shè)計實驗（1）探究電阻的大小與導(dǎo)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(xì)相同，而長度不同的鎳鉻合金絲，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(dǎo)體長度的關(guān)系。②選取材料、長度相同而粗細(xì)不同的鎳鉻合金絲，分別接入電路中，觀察電流表示數(shù)的變化情況，探究電阻大小與導(dǎo)體橫截面積的關(guān)系。③選取粗細(xì)、長度相同的銅絲和鎳鉻合金絲，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(dǎo)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(dǎo)體電阻與溫度的關(guān)系。進(jìn)行實驗（1）將圖甲中的導(dǎo)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(dǎo)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(dǎo)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，觀察電流表示數(shù)的變化情況。分析論證實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論ICD<IEF導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的長度有關(guān)，在材料、橫截面積相同時，長度越短，電阻越小ICD<IGH導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體橫截面積有關(guān)，在材料、長度相同時，橫截面積越大，電阻越小ICD<IAB導(dǎo)體電阻的大小跟導(dǎo)體的材料有關(guān)給電阻絲加熱，電流表示數(shù)越來越小導(dǎo)體的電阻大小跟導(dǎo)體的溫度有關(guān)探究歸納導(dǎo)體的電阻是導(dǎo)體本身的已知性質(zhì)，它的大小取決于導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積。同種材料導(dǎo)體，長度越長、橫截面積越小，導(dǎo)體的電阻越大。另外，導(dǎo)體的電阻還受溫度的影響?！锾貏e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(dǎo)體電阻的大小是否與導(dǎo)體橫截面積有關(guān)”實驗中，得出結(jié)論是“在導(dǎo)體的材料、長度相同時，導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小”，如果說成“導(dǎo)體的橫截面積越大，電阻越小”是不準(zhǔn)確的。【典例2】在探究“影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實驗中，保持電源電壓不變，如圖所示，在M、N兩點之間分別接入不同的電阻絲，其規(guī)格如下表所示：編號材料長度/m橫截面積/A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5（1）實驗中應(yīng)通過觀察_______來比較電阻的大小，這種實驗方法叫______；（2）選用編號為A、B的兩根電阻絲進(jìn)行實驗，可以探究導(dǎo)體電阻大小與______的關(guān)系；（3）選用編號為A、C的兩根電阻絲進(jìn)行實驗，可以探究導(dǎo)體電阻大小與______的關(guān)系；（4）為了探究導(dǎo)體電阻大小與導(dǎo)體材料的關(guān)系，應(yīng)選用編號為______的兩根電阻絲進(jìn)行實驗。知識點三、半導(dǎo)體和超導(dǎo)體1.半導(dǎo)體（1）概念：有一些材料，如硅和鍺，導(dǎo)電性能介于導(dǎo)體和絕緣體之間，常常稱為半導(dǎo)體。（2）特點：①半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差，比絕緣體好；②溫度、光照、雜質(zhì)等外界因素對半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能有很大的影響。（3）應(yīng)用：利用半導(dǎo)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(dǎo)現(xiàn)象（1）超導(dǎo)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(dǎo)現(xiàn)象。在溫度很低時，電阻為0的材料稱為超導(dǎo)材料。超導(dǎo)材料也稱為超導(dǎo)體。（2）超導(dǎo)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(dǎo)材料的應(yīng)用：利用超導(dǎo)材料可制造超導(dǎo)電動機、超導(dǎo)電纜、磁懸浮列車等。目前，超導(dǎo)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(dǎo)體?！锱鄡?yōu)拓展：導(dǎo)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，如康銅和錳銅，其電阻幾乎不隨溫度的變化而變化，是制作標(biāo)準(zhǔn)電阻的好材料。（3）半導(dǎo)體的電阻和溫度的關(guān)系較為復(fù)雜，有些半導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而減小，有些半導(dǎo)體的電阻隨溫度的升高而增大。【典例3】2020年10月14日，《自然》雜志報道了一種可以在15℃下實現(xiàn)超導(dǎo)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(biāo)又邁近了一步。超導(dǎo)材料可以應(yīng)用在（）。A．電飯鍋B．電動機C．電熱水壺D．電烤箱問題一：電阻的概念導(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、橫截面積等因素有關(guān)，與導(dǎo)體是否通電、導(dǎo)體兩端電壓的高低、通過導(dǎo)體的電流大小等因素?zé)o關(guān)。即使導(dǎo)體兩端電壓為零，導(dǎo)體的電阻也仍然存在，且大小不變。【典例1】關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說法正確的是（）。A．當(dāng)導(dǎo)體兩端電壓和通過導(dǎo)體的電流為零時，導(dǎo)體的電阻為零B．當(dāng)導(dǎo)體被均勻拉長至原來的二倍時，導(dǎo)體的電阻將減小C．白熾燈泡常溫下電阻小于正常工作時的電阻D．導(dǎo)體的電阻與電流大小成反比【變式1-1】（2022·廣東韶關(guān)·九年級期末）關(guān)于導(dǎo)體的電阻，下列說法正確的是（）。A．導(dǎo)體在接入電路前沒有電阻B．導(dǎo)體的電阻隨通過導(dǎo)體電流的增大而減小C．同種材料制成的長短相同的兩根電阻絲，細(xì)的比粗的電阻大D．鎳鉻合金絲的電阻比銅絲的電阻大【變式1-2】（2022·廣東廣州·九年級期末）關(guān)于圖中幾幅圖的依次對應(yīng)表述正確的是（）。A．甲中1kg酒精比10kg煤油的比熱容小B．乙中10kg酒精比1kg煤油的熱值大C．丙中金屬絲用久了會變細(xì)，電阻會變大D．丁中滑輪機械效率隨提升物塊的高度變大而變大問題二：影響導(dǎo)體電阻大小的因素（1）導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體材料、長度、橫截面積有關(guān)。①導(dǎo)體的材料、長度相同時，橫截面積越大，導(dǎo)體的電阻越??；②導(dǎo)體的材料、橫截面積相同時，長度越長，導(dǎo)體的電阻越大；③導(dǎo)體的長度、橫截面積相同時，材料不同，導(dǎo)體的電阻不同。（2）電阻是導(dǎo)體本身的一種性質(zhì)，與是否接入電路無關(guān)?！镜淅?】（2022·廣東·連州市教育局教研室九年級期末）物理學(xué)科是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，實驗中儀器的讀數(shù)是必不可少的。（1）如圖甲所示，電流表的示數(shù)為___________A；（2）如圖乙所示，電壓表的示數(shù)為___________V；（3）如圖所示，在探究影響電阻大小因素的實驗中，下表是相關(guān)數(shù)據(jù)：編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金10.5C鎳鉻合金0.51D錳銅合金0.50.5①選用編號A、C兩根電阻絲進(jìn)行實驗，是為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的的_________關(guān)系；②為了探究電阻大小跟導(dǎo)體的的材料的關(guān)系，應(yīng)選用編號___________兩根電阻絲進(jìn)行實驗；③若應(yīng)選用編號A、B兩根電阻絲進(jìn)行實驗，可以得到的結(jié)論是：_________一定時，長度越長，電阻越大；④有同學(xué)認(rèn)為：所設(shè)計電路存在一個明顯的不足，應(yīng)該在此電路的基礎(chǔ)上再串一個燈泡或電阻，目的是為了___________。【變式2-1】用如圖所示電路探究“影響電阻大小的因素”，圖中的兩段鎳鉻合金絲粗細(xì)相同，長度不同，下列說法正確的是（）。A．該電路也可以用小燈泡代替電流表粗略反映電流大小B．為了準(zhǔn)確比較兩條合金的電阻，可在電路中串聯(lián)一個電壓表C．實驗只需控制導(dǎo)體的材料相同D．如果把鎳鉻合金絲換成導(dǎo)電能力非常好的銅絲或銀絲進(jìn)行實驗，實驗效果會更好【變式2-2】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問題三：半導(dǎo)體與超導(dǎo)材料的應(yīng)用【典例3】科技落后，就要受制于人。美國對中國科技公司進(jìn)行封鎖制裁，限制華為等中國公司獲取芯片。制造芯片的主要材料是（）。A．超導(dǎo)體B．絕緣體C．半導(dǎo)體D．導(dǎo)體【變式3-1】下列說法正確的是（）。A．超導(dǎo)體適合做輸電線，也可以做白熾燈泡的燈絲B．通過導(dǎo)體的電流越大，就會導(dǎo)致導(dǎo)體兩端的電壓越高C．滑動變阻器的四個接線柱中任意接兩個接線柱都可以起到調(diào)節(jié)作用D．運載火箭用液態(tài)氫作燃料，原因是液態(tài)氫具有較大的熱值【變式3-2】當(dāng)溫度降到一定程度時，某些物質(zhì)的電阻會變?yōu)榱?，這種物質(zhì)叫超導(dǎo)體．超導(dǎo)體的應(yīng)用具有十分誘人的前景．假如科學(xué)家已研制出室溫下就能使用的超導(dǎo)體，你準(zhǔn)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(dǎo)線【基礎(chǔ)強化】1.下面的材料中，導(dǎo)電性能最好的是（）。A．鍛煉時使用的瑜珈墊B．制作芯片用的硅晶片C．家中電線里的銅芯D．極低溫下超導(dǎo)的金屬鉛2.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（）。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3.LED燈是一種高效的節(jié)能光源，其核心元件是發(fā)光二極管。發(fā)光二極管的主要材料是___________（選填“導(dǎo)體”、“半導(dǎo)體”或“絕緣體”），發(fā)光二極管具有___________性?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)在溫度很低時，如鉛在﹣265.9℃以下時，導(dǎo)體的電阻變?yōu)開__________，這是超導(dǎo)現(xiàn)象。4.將碳棒AB接到如圖所示的電路中，閉合開關(guān)后，燈泡發(fā)光，接著用酒精打給碳棒加熱，發(fā)現(xiàn)燈泡的亮度變亮，說明碳棒的電阻隨溫度的升高而（選填“增大“或“減小”）；如果想增加電路中的電阻，碳棒應(yīng)（選擇“加長”或“縮短”）。5.如圖是今年“3·15”晚會上曝光的劣質(zhì)導(dǎo)線，不良商家為了降低成本，將多芯銅導(dǎo)線的根數(shù)從國家標(biāo)準(zhǔn)的32根減為26根，導(dǎo)致導(dǎo)線橫截面積減小。對于長度相等的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線和劣質(zhì)導(dǎo)線，劣質(zhì)導(dǎo)線的電阻___________（選填“較大”或“較小”），若在通有相同電流的情況下，相同時間內(nèi)劣質(zhì)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量___________（選填“較多”或“較少”）。6.如題圖所示，有一個裝置將四根高壓輸電線并聯(lián)起來，這相當(dāng)于增大了導(dǎo)線的，從而減小了導(dǎo)線的，以達(dá)到減少輸電線上電能損失的目的，這個裝置應(yīng)該是（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）。【素養(yǎng)提升】7.以下操作中，相應(yīng)物理量的數(shù)值前后發(fā)生改變的是（）。A．一根導(dǎo)線剪掉一半，剩下導(dǎo)線的電阻B．一根導(dǎo)線剪掉一半，剩下導(dǎo)線的密度C．一桶汽油燃燒掉一半，剩下汽油的熱值D．一瓶水喝掉一半，剩下水的比熱容8.如圖所示，小明將A、B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（）。A．若斷開開關(guān)，A、B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(xué)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A金屬片流出經(jīng)過二極管回到金屬片B9.學(xué)校實驗室里的電阻絲規(guī)格如表，為了探究電阻大小與材料、長度、橫截面積三個因素的關(guān)系，幾位同學(xué)挑選了不同的電阻絲進(jìn)行實驗，其中選擇合理的一組是（）。材料編號長度（m）橫截面積（mm2）材料編號長度（m）橫截面積（mm2）鎳鉻合金①10.5錳銅⑤10.5②11⑥11③1.50.5⑦1.50.5④1.51⑧1.51A．③④⑤⑥ B．⑤⑥⑦⑧ C．②③⑥⑦ D．①⑤⑥⑦10.在探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素時,小明作出了如下猜想：導(dǎo)體的電阻可能與①導(dǎo)體的長度有關(guān)；②導(dǎo)體的橫截面積有關(guān)；③導(dǎo)體的材料有關(guān)。實驗室提供了4根電阻絲,其規(guī)格、材料如下表所示。編號材料長度/m橫截面積/mm2A鎳鉻合金0.50.5B鎳鉻合金1.00.5C鎳鉻合金0.51.0D錳銅合金0.50.5（1）按照如圖所示“探究影響導(dǎo)體電阻大小因素”的實驗電路，在M、N之間分別接上不同的導(dǎo)體，則通過觀察來粗略地比較導(dǎo)體電阻的大小；（2）分別將A和C兩電阻絲接入圖中M、N兩點間，電流表示數(shù)不相同，由此，初步得到的結(jié)論是：當(dāng)長度和材料相同時，導(dǎo)體電阻跟有關(guān)；（3）要進(jìn)一步研究導(dǎo)體材料的導(dǎo)電性能,通過觀察發(fā)現(xiàn)，電流表指針偏轉(zhuǎn)過小,這樣會導(dǎo)致實驗誤差（填“偏大”或“偏小”），解決這一問題的措施是?【能力培優(yōu)】11.如圖所示為某實驗小組用銅片、鋅片、水果和發(fā)光二極管組成的電路，二極管此時正在發(fā)光。二極管消耗的電能是由水果的能轉(zhuǎn)化而來，若想讓二極管更亮，可將多個水果（選填“串”或“并”）聯(lián)接在電路中，現(xiàn)在只對調(diào)接在銅片和鋅片上的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)二極管不再發(fā)光，說明二極管具有特性。12.